區(qū)塊鏈看起來像是公司拋出的神奇的塵埃，突然激發(fā)了對其業(yè)務的興趣。但是神奇的塵埃的復雜性遠遠超過了區(qū)塊鏈技術的真實內部運作。

　　區(qū)塊鏈是一種分布式公共分類帳，它使用加密技術來確保記錄實際上是不變的。這個想法是由匿名程序員中本聰(Satoshi Nakamoto)提出的，它是使對等比特幣轉移成為可能，而無需金融機構驗證交易的基礎技術。但是區(qū)塊鏈技術的應用遠遠超出了比特幣。任何依賴于數(shù)據庫訪問的東西都可以從使用區(qū)塊鏈技術中受益。

　　在您了解企業(yè)和政府如何在各種應用程序中使用區(qū)塊鏈技術之前，您首先必須了解區(qū)塊鏈的確切含義。在本文中，我們將回顧：

　　1. 到底什么是區(qū)塊?

　　2. 新條目如何寫入公共分類帳?

　　3. 為什么要稱為區(qū)塊鏈?

　　4. 以及什么讓區(qū)塊鏈安全性高?

　　5. 區(qū)塊鏈技術的潛在應用?

　　區(qū)塊只是數(shù)據的集合。從理論上講，它可以是任何類型的數(shù)據，但通常包括事務性數(shù)據。例如，該區(qū)塊可能包含表明甲方想要向乙方匯款的數(shù)據以及甲方有要匯款的證據的數(shù)據。這主要是比特幣的區(qū)塊鏈中所包括的-只是交易的公共分類賬。

　　它還可能包含諸如合同之類的更復雜的數(shù)據-如果發(fā)生X時，甲方將向乙方發(fā)送一定金額的款項。這就是以太坊背后的主要思想，以太坊是一種基于區(qū)塊鏈技術的加密貨幣平臺，專門研究“智能合約”。

　　如何將數(shù)據添加到塊中?

　　當某人想要將數(shù)據添加到公共分類賬時，他們必須證明自己有權將數(shù)據添加到區(qū)塊中。這是通過稱為公鑰加密的系統(tǒng)完成的。

　　每個被授權向區(qū)塊鏈添加數(shù)據的人都有一個私鑰和一個公鑰。私鑰必須對其他所有人保密，但是公鑰可供訪問區(qū)塊鏈的任何人使用。

　　私鑰與人們要添加以創(chuàng)建數(shù)字簽名的數(shù)據結合使用。然后，區(qū)塊鏈網絡上的計算機可以使用一個人的公鑰來驗證私鑰是否用于簽名數(shù)據。但是，該公鑰不能用于確定私鑰。

　　該密碼系統(tǒng)確保每個塊中的數(shù)據都應該存在，這非常重要。這通常是由金融機構或可信賴的第三方承擔的責任，但是區(qū)塊鏈技術避開了中介機構，而傾向于去中心化結構。如您所見，對區(qū)塊鏈的任何添加都很難撤，因此必須授權每筆交易。

　　為什么要叫鏈?

　　區(qū)塊鏈中的每個區(qū)塊都包含對鏈中緊接其之前區(qū)塊的引用。這樣可以確保按時間順序對每個塊進行排序。

　　參考數(shù)據由加密哈希函數(shù)生成，該函數(shù)將前一個塊中的所有數(shù)據都映射到摘要(字母數(shù)字字符串)中。如果塊中的任何數(shù)據發(fā)生更改，也許您想向數(shù)字添加一些額外的，則哈希函數(shù)將產生完全不同的摘要。

　　通過以這種方式將塊鏈接在一起，幾乎沒有一個人可以更改區(qū)塊鏈中的數(shù)據。這樣做不僅需要該人員在一個塊中更改數(shù)據，而且還要在其后的每個塊中更改數(shù)據。

　　是什么使得制作新區(qū)塊如此困難?

　　每個區(qū)塊還包含重要信息，這些信息允許使用區(qū)塊鏈的計算機網絡驗證區(qū)塊的有效性-例如解決稱為工作量證明的復雜數(shù)學問題的解決方案。工作量證明需要大量的計算能力來解決，但僅需少量的工作量即可驗證解決方案。

　　如果不解決工作量證明，則無法將新區(qū)塊修改為區(qū)塊鏈。

　　在比特幣和以太坊等許多加密貨幣區(qū)塊鏈中，網絡上的計算機被激勵產生工作量證明并通過獎勵向區(qū)塊鏈添加區(qū)塊。一些區(qū)塊鏈完全依靠交易成本來激勵人們花錢購買硬件和電力等計算資源來運行它。

　　因此，一個人單獨行動將需要網絡上很大一部分的計算能力，甚至有適度的機會將多個區(qū)塊背靠背添加到區(qū)塊鏈中。

　　區(qū)塊鏈存儲在哪里?

　　大多數(shù)區(qū)塊鏈的一個重要特征是它們在網絡上公開分布。那就是說網絡上的每臺計算機都有一個區(qū)塊鏈的副本。

　　當網絡上的計算機解決工作量證明并向區(qū)塊鏈添加一個塊時，該新的區(qū)塊鏈將立即分發(fā)到網絡上的其他每臺計算機。其他計算機驗證區(qū)塊中的事務以及工作量證明解決方案。

　　在某些情況下，兩臺計算機解決了工作量證明，并試圖在同一時間向區(qū)塊鏈添加一個塊。他們添加的塊可能沒有相同的數(shù)據。一些計算機獲得鏈的一個副本，而其他計算機則獲得不同的副本。

　　在這種情況下，每臺計算機都會保留收到的鏈的第一份副本。下一臺解決工作量證明的計算機將新區(qū)塊修改為其收到的副本，并將該新鏈廣播到網絡的其余部分，從而打破平局。最長的鏈始終被認為是唯一有效的區(qū)塊鏈。

　　最長鏈是唯一有效鏈的規(guī)則是更改記錄極其困難的另一個原因。一個人不僅必須解決他們要更改的塊的工作量證明，而且還必須在網絡上的任何其他計算機解決該問題之前為下一個塊解決該問題。

　　由于區(qū)塊鏈存儲在網絡中的每臺計算機上，因此沒有單點故障。這為系統(tǒng)增加了另一個安全級別。

　　區(qū)塊鏈技術的可能應用

　　任何依賴數(shù)據庫的業(yè)務或系統(tǒng)都可能會受益于區(qū)塊鏈技術，使其更加安全和可訪問。

　　可能的應用包括：

　　u 點對點匯款。中本聰(Satoshi Nakamoto)將區(qū)塊鏈視為進行比特幣交易的解決方案。區(qū)塊鏈上的交易非常快。通過傳統(tǒng)的金融機構向全球匯款可能需要幾天的時間，而比特幣則需要幾分鐘的時間。其他加密貨幣甚至比比特幣還要快，開發(fā)人員已經建立了閃電網絡等系統(tǒng)，以更快地驗證比特幣或以太坊網絡上的交易。

　　u 智能合約。智能合約是一些計算機代碼，可以在滿足特定條件時執(zhí)行。將合同寫到區(qū)塊鏈上就無需像金融機構這樣的中介機構來執(zhí)行合同。合同一旦進入公共分類帳，就很難更改。智能合約的一個示例應用是股票看漲期權，該期權賦予一個人在未來某個日期以某個價格購買股票的權利。當該日期到來時，將執(zhí)行智能合約，該人將購買股票。

　　u 其他金融服務。智能合約可用于與任何金融工具進行交易。區(qū)塊鏈技術可以徹底改變股票交易所，因為股票可以在幾分鐘之內完成交易，而無需花三天的時間來解決。實際上，納斯達克股票市場在2015年開發(fā)了名為Linq的私人證券交易所。另一個例子是使用區(qū)塊鏈技術進行保險索賠。區(qū)塊鏈可以記錄保險財產并更快地支付索賠。

　　u 物聯(lián)網(IoT)。越來越多的事物連接到Internet，并且它們都在產生數(shù)據。物聯(lián)網的應用范圍很廣，從可以用智能手機控制的車庫門，到整個城市都有成千上萬的設備相互通信以控制流量和有效管理資源。使用區(qū)塊鏈可以為智慧城市提供安全性，以確保交通信號燈繼續(xù)正常運行，前提是您工作時保持電源接通。

　　u 供應鏈跟蹤。按照與物聯(lián)網應用相同的思路，供應鏈公司使用數(shù)十億個傳感器來跟蹤從A點到B點的包裹。區(qū)塊鏈的時間順序性質使其很容易在任何時間點跟蹤項目。

　　u 健康記錄。將個人健康記錄保存在區(qū)塊鏈上，將使全世界的醫(yī)生都能即時訪問一個人的病歷。因此，如果您出國旅行并受傷或只是在家里看新醫(yī)生，區(qū)塊鏈可以使醫(yī)生更輕松地訪問您的病歷。

　　u 投票。由于擔心黑客在2016年美國總統(tǒng)大選中篡改電子選票，因此區(qū)塊鏈技術可以提供解決方案。由于一個人必須在將數(shù)據添加到區(qū)塊鏈之前對其進行授權，因此很容易通過向符合條件的選民發(fā)行私鑰來確保每個人只投票一次。此外，區(qū)塊鏈的難以改變的性質意味著很難篡改結果。也許最好的是，如果政府使用區(qū)塊鏈和公共密鑰加密進行投票，您可能不必在投票站排隊等候投票。

　　區(qū)塊鏈技術還有許多其他潛在的應用程序，開發(fā)人員可能會繼續(xù)考慮使用中本聰?shù)脑枷敕ㄒ运麖奈聪脒^的方式繞過金融機構的新方法。