区块链技术

对于近期很火热的数字货币，吃瓜群众也就只能看它涨看它跌。支撑数字货币运行的平台是的核心技术是区块链，技术免费且没有风险，最近也抽时间学习了区块链，将学习的内容总结于此。

用一句话总结区块链：一个分布式网络中各个参与者通过共识算法，维护网络中随着时间不断增长的不可篡改的链。

区块链DNA，顾名思义是区块链区别于他物的关键要素。

• De-Centralize&Share 去中心化&共享
• Consensus 共识
• Immutability 不可更改

基于P2P网络，P2P网络中每个参与者之间共享数据，网络中任何两个节点（参与者）可以发起交易，请求改变共享的数据，请求被其他节点认可之后，纪录到块中。通过这种方式免去了交易的中间人，简化交易流程，提升交易效率。

网络中的节点通过共识算法达成一致，同意或拒绝网络中节点发起的交易。共识算法是区块链的核心。共识算法是的网络中节点对节点之间的点对点交易成为可能，免去中间人。

通过共识算法达成的交易记录被记录到一个区块中，区块一旦生成之后就不可更改。此特性是的区块链可以用于记录合约，避免单方面篡改合约。

回看区块链的发展历史，可以分为三个阶段：区块链1.0，区块链2.0，区块链3.0。

区块链1.0就是比特币，比特币是区块链目前最成功的应用，没有之一。区块链1.0是一个封闭系统，不开放给开发者扩展，不是一个通用平台，可以将比特币与区块链1.0等同起来。

以太坊是一个开放的区块链平台，并通过EVM（Etherenum Virtual Machine）使得开发者可以基于以太坊开发区块链应用（Smart Contract 智能合约）。以太坊是由一个平台＋一系列的工具组成以及应用开发的环境组成。以太坊平台是开放给所有用户、开发者使用的，不过开发者运行应用需要消耗以太币，以太币使用比特币兑换。以太坊本身是开源的，当前微软等企业有提供基于开源的以太坊构建的BaaS服务（Blockchain as a Service）。

超级账本定位是企业级的区块链平台，区块链按照公开程度分为公开链、联盟链/私有链。前面的比特币与以太坊属于公开链，超级账本瞄准的目标用户是企业，属于联盟链/私有链。企业级的区块链应用与Internet上公开的区块链平台是有显著区别的，前面说到微软基于以太坊构建了BaaS服务，当前微软正在开发一个CoCo Framework的区块链框架，这个就是瞄准企业用户的。CoCo Farmeowk还正在开发中，预计2018年开源给社区，当前已经放出了白皮书，里面总结了公开链与企业级区块链之间的Gap：

• 交易吞吐量(TPS)太小：以太坊的交易吞吐量TPS大约为20交易/秒，而像Visa信用卡系统需要的吞吐量为2000交易/秒
• 缺少灵活、丰富的信息安全模型：企业应用涉及到很多企业机密信息，并不是网络中所有参与者都可以获取到同样的信息
• 缺少用户权限管理：企业应用需要对网络中不同节点赋予不同的权限，并不是所有节点都是等价的
• 不节能：当前以太坊、比特币使用的基于PoW(Proof of Work)的共识算法非常耗电，不适合在企业级区块链应用中使用

超级账本以及微软的Coco Framework都是为了解决上述问题而设计的。

Blocalchain Layer
区块链层是去中心化的技术实现层，区块链层被所有的节点共享，矿工通过挖矿的方式更新区块链，通过加密与共识算法等技术维持区块链的更新。
BitCoin Protocol & Client
特定的数字货币（如比特币）协议层，承载比特币的共识算法规则与API。比特币有三种客户端：移动客户端、完全客户端、Web客户端。
Blockchain Explorer&tools
用于查询、浏览区块链的工具。

Internet
P2P网络层。
Hardware Clients
网络中的节点，包括矿工等。
Swarm(Storage)
以太坊网络中用于存储的部件，由于Blockchain本身不适合用于存储大文件，因此通常的做法是将索引信息存储到块中，而大文件本身单独存储。可以将Swarm理解为以太坊网络中的BitTorrent。
Whisper(Message)
以太坊网络中用于节点之间互相发送消息的部件，使用此部件节点之间可以互相通信。
EVM(Consensus)
以太坊网络中用于解析并执行用户的智能合约部件，可以理解为代码执行的沙箱。
Decentrailzed Applications
基于上述网络开发的各种去中心化的应用，包括以太坊钱包，也是其中一种应用。
Mist Browser
浏览以太坊区块链的工具。
图灵完备性
通过提供可编程的语言与运行环境，使得以太坊具备图灵完备特性，因此开发者可以基于以太坊开发出很多去中心的应用，这个是以太坊与BitCoin的显著区别。由于图灵完备性，理论上开发者可以开发出永久在线运行的应用，但是应用运行是需要消耗资源的，因此以太坊为在设计上，增加了Gas的概念，应用运行需要消耗Gas，Gas是需要使用以太币购买的，通过这种方式防止恶意应用攻击网络。
World Computer
以太坊的图灵完备＋P2P网络的特点，使得以太坊平台可以成为World Computer，对于基于以太坊开发的去中心化应用来说确实是如此，因为你付钱给以太坊购买算力，来运行你的应用。

超级账本的白皮书里面对超级账本的结构已经阐述的很清楚，超级账本的目标就是为了使得区块链能够在企业使用。