关于区块链技术的研究与分析

邓上煜 魏周思宇 吴鹏程

摘要：区块链是当前互联网火热的一种技术，在互联网发展越来越蓬勃的年代，人与人之间的信息传递方式几乎被彻底改变。而区块链作为一种新型互联网构造信任的“机器”，具有“去中心化”的特点，将很有可能改变当前互联网靠信誉，靠权威机构认证，靠最高权限部门记录数据的中心化的“信任关系”。同时区块链技术还具有很高安全性等优点，将可能成为又一场技术革命。

关键词：去中心化；安全性；“信任关系”

1 区块链技术介绍

1.1 区块链是什么

它是一个数据存储计算系统，能在上面进行计算。同时基于互联网的分布式，由很多节点组成。也就是说，区块链是在互联网分布式下的数据计算和存储系统。可以理解为公共数据库。

1.2 区块链技术原理

1.2.1 链式规则

在区块链中在区块链中，每个区块都包含有：数据、当前区块的哈希值和前一个区块的哈希值。根据区块链类型不同而存储不同类型的数据。每个区块都包含当前区块哈希值和之前一个区块的哈希值，这让区块之间存在了链式结构。在这种链式结构中，后面区块指向前一个区块，而第一个区块则没有指向我们称它为创世区块。在这一级一级的指向性结构中，如果中间某个区块发生了改变，会导致后面所有节点的区块发生改变，因此，当有人要加入新节点或是篡改数据时则必须重新计算所有区块的哈希值，这也叫做工作量证明。

1.2.2 去中心化

区块链使用P2P对等网络，其点对点的传输技术，是区块链脱离中心化服务器控制，形成公共账本存在的基础。在此网络中，没有中央服务器。当有人加入进网络时，他将得到完整的区块链副本，这个副本可以用来验证区块链是否正常有序。

2 区块链的应用

2.1 区块链的特点

2.1.1 作弊成本高的共识机制

区块链是分布式账本没有中心结构，因此需要一种共识机制来代替中心结构承担决议者的作用，即共识算法。常见的共识算法有：POW，POS，DPOS，PBFT等，不同的區块链基于不同的共识机制。

举例说明：在基于POW的区块链中，当有新的区块加入进来时，新的区块会被发给网络中所有的节点，每个节点用户都可以利用共识算法来验证当前区块是否正常，如果这是一个正常的区块，用户节点会将这个区块加入到自己的区块链副本中，当网络中超过50%节点加入了该区块，该区块才能在整个网络中有效存在，如果想加入一个异常区块，则必须控制区块链中50%以上的用户节点并且获得足够的工作量证明。这几乎是不可能的。

2.1.2 存在于互联网，向所有用户公开

区块链是去中心化的，在链中每个节点都拥有整条链的完整数据，所有的信息都向用户完全公开。

2.1.3 很安全的加密技术

区块链使用了哈希值作为区块数据和身份认证的密码。哈希值是根据区块数据通过特定计算公式生成的一串绝不重复且不规则的字符串，一旦数据改变则哈希值改变，并且哈希值不能逆推数据。区块链根据哈希算法生成公匙和私匙用于身份验证，公匙作为用户地址，私匙由用户私人持有，身份验证需公匙私匙同时具备。

2.2 区块链的发展应用

区块链是一种全新的安全性高，去中心化的经济体系，它具有安全程度高，自由，公平的优点。中心化结构有中心组织的开发团队和运营团队，同时也拥有最大的盈利然由他们维持并推动这个经济体系发展。但在这种没有中心结构的经济体系中，它怎么运营、怎么推广、技术怎么迭代？其实它也有一套经济体系在运行。首先是众筹资金，拿到资金后做产品开发，上线之后发行token（价值交换的媒介），然后上线挖矿，由矿工负责整个网络的运营计算工作，挖矿奖励可以去交易所变现，有了钱之后就可以运营推广，之后产品又有了新的生命力，进行更新迭代。每一个环节组成一个命运共同体，共同进化，它是自我循环的；技术归属于所有人，依托于区块链而不是某个组织。当然这个体系还不是很完善，区块链仍处于一个探索发展的阶段。不过从结构体系角度方面讲，这是一个技术与商业的完美结合。

3 区块链利弊分析

3.1 缺点

区块链是一种全新的结构体系，有很多优点，但也有一些不足：

3.1.1 性能方面问题

去中心化结构无可避免的达不到中心化结构的性能。主要原因在于，区块链采用的是分布式账本的技术，其运算结果都必须同步到每一个节点上才算达成了共识。这就好比一群人做决定，必须经过讨论才能达成共识，和一个人做决定的速度相比，前者一定会比后者慢。举个很简单的例子：微信如果能保证每个用户的隐私安全但是用户使用软件时的每一步操作都要多等个十几秒你能接受吗？

3.1.2 更新难度问题

在区块链中所有的公链都是开源项目。一般人若想成为节点，必须下载其开源软件才能参与网络并共同维护账本，每个人都运行一样的软件，才能让节点间的账本能够同步，它是分散式的系统，即便开发者想更新软件，也得网络上的节点都买单才行，这就加了其更新的难度。

3.2 区块链是否有发展价值

总的来说，区块链的去中心化结构也不是完全有利无害的，和去中心化结构相比，两者各有适用场景，不可以说谁能完全胜过谁。生存规则依附于生存结构，在当前基本上都是中心化的社会结构中，如果出现很完善的去中心化的结构，将两者合理使用于各自适用的场景则可以使社会或者网络环境的结构与规则更“兼容”的效果，所以区块链这种标准去中心化结构对于社会发展有很大积极效应，继续发展完善区块链技术是社会很有必要进行下去的一个发展方向，迎接两种结构同时存在，更加兼容更加美好社会，让我们拭目以待吧。

作者简介：第一作者邓上煜（1998），男，汉族，四川简阳人，大专，四川大学锦城学院学生，研究方向：互联网应用。

*通讯作者：第二作者魏周思宇（1993），女，汉族，四川内江人，本科，四川大学锦城学院辅导员，研究方向：公共管理。