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　　区块链是一种在对等网络环境之中实现和管理交易（或交易）处理的模式，通过透明和可信的规则构建不可伪造、可篡改和可追踪（按。事实上，它是一种新的计算机技术应用模式，如分布式数据存储、点对点传输、、加密算法等。区块链作为一种创新的应用模式，具有分布式对等、数据区块链、不可伪造性和防篡改性、透明性和可信度、，以防止欺诈。虽然可以删除和修改本地数据（恶意节点行为），但在整个网络达成共识之后不会影响数据的一致性（只有一定比例的恶意节点可以被阻止）。同时，DAG和hashgraph等非链式区块链系统已经成为区块链的主要技术，目前区块链系统包括共识机制、安全机制、存储机制、P2P通信机制、

　　共识机制是分布式计算领域的经典问题。在区块链系统之中，共识机制是指在不同信任主体节点间建立信任并获取权益的数学算法，提供给分布式网络参数节点，以确认交易行为引起的分类账中状态数据的变化，并可以实现最终一致性。即使在节点故障或不受信任的节点的情况之下，区块链系统之上发生的交易也可以以正确的预期方式执行，并且整个网络的节点数据与分类账状态间不会存在不一致。目前，常见的共识机制包括pow、POS、dpos、pbft等，它们在遵从性监督、性能效率、资源消耗、容错等方面都有各自的特点。由于共识机制对区块链系统性能的影响非常重要，许多研究对其进行了深入的探讨，并根据区块链应用的特点不断改进和完善★ 安全机制

　　区块链采用现代密码学之中的哈希算法、对称加密算法和非对称加密算法，以确保数据的机密性、完整性、不可否认性和其他安全特性

　　哈希算法可以将任何长度的消息明文转换为固定长度的二进制字符串输出，它被称为散列值或散列值，也称为消息的指纹或摘要。即使两条消息间只有一个字符的差异，它们生成的字符串在哈希函数计算之后也会非常杂乱和随机，并且根本没有相关性。它们广泛应用于检测签名的有效性和完整性的场景

　　在对称加密算法之中，加密密钥和解密密钥相同，具有速度快、占用空间小和加密强度高的特点。然而，缺点是一旦密钥泄漏，当前系统的安全性就无法维持，必须解决如何提前安全分发密钥的问题

　　非对称加密算法为用户提供了一组相应的公钥和私钥。任何人都可以使用公钥加密数据。只有用户可以使用自己的私钥进行解密。任何未经授权的用户，包括发送者，都无法解密信息。同时，用户可以使用私钥对信息进行签名，任何人都可以使用用户发布的公钥来验证信息签名的身份，即验证信息是否由指定用户签名，其身份是否不可抵赖，从而使签名不可伪造，是否由指定用户签名，其身份是不可否认的，因此签名是不可伪造的。由于加密和解密之中使用的密钥不同，这种公钥加密算法也称为非对称加密算法★ 存储机制

　　区块链数据通常存储在kV键值数据库、关系数据库、普通文件等中，其中kV键值数据库的数据结构和接口相对简单，读写性能高，可扩展性好。它可以支持对数据的大规模并发键值读写请求，并支持基本的添加、删除、修改和查询功能。它通常不支持复杂的SQL函数和强大的任务，并且不能快速执行范围查询和其他统计功能。为了获得高性能、低延迟和高吞吐量，还存在分布式之内存kV键值数据库，如redis，通过在内存中维护大量哈希表来存储关键字和指向键值对的指针，并通过并发和索引优化支持内存数据的高效查询、插入和更新操作。同时，出现了新的分布式kV键值数据库，如tidb，它支持高效复杂的SQL语句查询，包括范围查询和连接查询支持，并提供近线性系统扩展能力和实时并发写入能力。区块链平台常用的KV键值数据库包括leveldb、CouchDB、BerkeleyDB等，用于存储区块链之中的块索引信息和状态数据等键值对类型的数据。Hyperledger fabric还使用普通文件存储原始分类账块数据。根据协议缓冲区编码格式将一致块数据序列化为二进制字节数组后，将其写入文件以进行持久存储

　　区块链网络通常采用P2P（Peer to Peer）协议，节点之间直接通过交换方式共享信息，又被称为对等计算。P2P网络中的每个节点地位平等，不需要中心服务器节点来分配任务，每个节点可同时作为服务提供者与服务请求者。这种分布式架构避免了集中式架构中心节点的性能瓶颈，可以有效利用网络节点的性能与网络带宽，从而提升系统的整体效率。同时，还可以根据需求扩展节点规模，具有良好的可扩展性与负载均衡能力。例如，BitTorrent是基于P2P技术共享大文件并进行内容分发的典型平台，每个用户节点在下载文件的同时又不断为其他用户节点提供上传已经下载的数据。

　　1994年密码学家Nick Szabo提出了“智能合约”的概念，即一个智能合约是一套以数字形式定义的承诺，包括合约参与方可以在上面执行这些承诺的协议，它是一种用计算机语言取代法律语言去记录条款的合约。Nick Szabo希望能够在互联网上结合现实社会中已有的合约法律法规以及商业实践，将线下商业活动“搬迁”到互联网上进行。可以说，智能合约就是部署在区块链系统虚拟机上能够自动运行与验证的协议程序，不需要人为干预触发操作，具有一定的自治性、强制性与自我验证功能。

　　在区块链技术领域，智能合约是指基于预定事件触发、不可篡改、自动执行的计算机程序。虚拟机是区块链系统中运行智能合约的执行环境，如EVM（以太坊虚拟机）提供了图灵完备的虚拟机，通常将用户编写的Solidity语言程序编译成EVM字节代码后再调用运行，而比特币交易系统只是设计了一个不具备图灵完备性的堆栈式脚本引擎，支持锁定脚本与解锁脚本。Hyperledger Fabric采用Docker容器等作为智能合约执行的虚拟机，所有智能合约（Hyperledger Fabric称之为chaincode，即链上代码或链码）都必须实现Init()与Invoke()方法。

　　区块链技术通过去中心化方式建立起点对点的信任关系，可能会影响甚至改变决定人类社会组织形式与现象的基本作用力，包括生产力水平、生产资料和生产成果的分配总量与速率、权力的中心化程度等，尤其是弱化了权力集中与运作方式，直接改变了生产资料和生产成果的分配方式，进一步提高了生产力水平。因此，人们普遍认为区块链技术具备改变当前很多领域的潜力，可以与电力、互联网等技术革命相提并论，甚至被《华尔街日报》誉为五百年来最具影响力的金融创新之一。与此同时，区块链已经成为社会与科研人员关注的热点，在金融服务、供应链管理、文化娱乐、智能制造、社会公益、教育就业、医疗健康等垂直领域都引起了人们的广泛关注和强烈兴趣