4.1 区块链

4.1.1 区块链的内涵与概念

区块链是指包括链式数据结构、分布式存储、共识机制等所有区块链核心技术的有机组合所构建的分布式账本系统，该系统能够实现数据的安全传输和分布式账本的全程可监管。

虽然区块链已经经历了一段时间的发展，但仍未出现一个统一的、被广泛认可的定义，不同学者对区块链的定义各不相同。

有的学者对区块链的定义为，区块链是一个信息技术领域的术语。从本质上讲，它是一个共享数据库，存储于其中的数据或信息，具有不可伪造、全程留痕、可以追溯、公开透明、集体维护等特征。基于这些特征，区块链技术奠定了坚实的信任基础，创造了可靠的合作机制，具有广阔的运用前景。

有的学者对区块链的定义为，借助密码学串联并保护内容的串联文字记录，又称区块。每个区块包含了前一个区块的加密散列、相应时间戳及交易数据，这样的设计使得区块内容具有难以篡改的特性。用区块链技术所串接的分布式账本能有效地记录双方的交易，且此交易可被永久查验。

《中国区块链技术和应用发展白皮书》对区块链的定义为，区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据；利用分布式节点共识算法来生成和更新数据；利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全；利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算范式。

不同学者所提出的区块链概念虽有不同，但都包含了分布式数据存储、难以篡改等特点。结合现有学者对区块链的看法和定义，本书对区块链做出以下定义：区块链技术是一种在信息技术组合基础上构建的平等、自主、可控的公共数据模型及信息技术范式，其以链式数据结构、点对点网络和分布式存储技术为基础，以共识机制、哈希算法和非对称加密技术为支撑，通过构建多元化中心、分布式共享、全程可监管的信息处理系统或平台，最终通过新基础设施实现高效能业务连接、通过新发展空间实现高品质产业生态、通过新管理机制实现高自主业务运作，从而形成新型信息世界的生态体系。

4.1.2 区块链的特点

区块链的特点可以总结为多元化中心、分布式共享、私密化通信、可信化网络及全程化监管五个方面。多元化中心、分布式共享及私密化通信为区块链技术的固有特征，而可信化网络与全程化监管则为区块链应用效果的主要表现。

1.多元化中心

多元化中心是指在区块链中存在多个能够进行账本维护的节点。最初的区块链共识机制构造了一种完全去中心化的网络，即每个节点的权利与义务相同，共同维护区块链账本并参与共识。而由于完全去中心化网络的运行效率较低，耗能较大，因此出现了构建多元化中心网络的共识机制。在多元化中心网络中，部分能力较强的节点轮流作为记账节点维护区块链账本。多元化中心系统与完全去中心化系统相比，具有更高的效率，而与中心化系统相比则有更强的稳定性与安全性。

2.分布式共享

区块链通过分布式存储技术使得每个节点均存储了完整的账本数据，并可以进行数据读取、交易记录、系统维护、交易验证和信息传输。当某个节点存储的账本数据受损或被篡改时，其可以从其他节点共享到完整的数据，因此少数节点的故障并不会影响整个区块链。分布式共享使得区块链具有更高的稳定性。

3.私密化通信

非对称加密技术使得区块链各节点间的数据传输具有私密性。各个节点以私钥作为保密的身份标识，以公钥作为公开的身份标识。节点通过公钥与其他节点进行联系，而通过私钥接收来自其他节点的消息。区块链并不关注拥有私钥的用户身份，因此保护了用户的隐私。

4.可信化网络

区块链通过算法建立信任关系，构建一个可信化网络。链式数据结构保证了区块链中数据的真实可信，智能合约确保了契约的自动执行，分布式存储保证了交易的全程透明。在区块链构建的可信化网络中，交易的双方无须由第三方进行信任背书便可建立信任关系，最终实现交易效率的提升、交易成本的降低。

5.全程化监管

全程化监管是区块链最为显著的特征，也是区块链实现的必要条件。区块链真实地记录了从创世区块诞生以来的所有交易，形成可以追溯的完整的历史记录。通过该记录可以对历史上的每笔交易进行检索、查找和验证。该记录与区块链的验证过程相结合，使得被篡改的数据无法经过区块链的验证，从而确保了数据的真实性和安全性。