疯狂的比特币引发的区块链技术热潮

近期，比特币价格继续在4万美元狂飙猛烈震荡，创下历史新高，并有再创新高的可能。 虽然风险增加了一倍，但也证明了它受到了热烈追捧，也激发了人们对区块链技术的热情。 .

疯狂的比特币让人们了解区块链技术

2008 年 11 月 11 日，中本聪发表了《比特币白皮书——一种点对点电子现金系统》一文，他在文中描述了在线支付可以直接从一方到另一方，无需经过第三方。机构的电子交易解决方案，正式建立在基于区块链的技术之上。

在经历了比特币近 140 万次的 7 年疯狂之后，比特币背后的去中心化系统——区块链技术展现出颠覆行业的潜力，引起了全球的关注。

区块链本质上是一个去中心化的分布式账本系统，通过将账本的数据存储在整个参与的网络节点中，实现账本系统的去中心化。

去中心化系统示意图

区块按时间顺序生成，每个区块记录生成时间段内的信息，整个区块连接起来的链条代表信息的集合。 关于区块之间的联系，每个区块 区块分为区块头和区块体。 区块头记录前一个区块信息、时间戳、随机数和目标哈希，将前后区块链连接在一起，区块体记录交易信息，形成完整的区块结构。

关于进行交易的机制和过程，参与者有公钥和私钥，公钥是公开的，私钥被视为密码。 通过在交易对方的公钥上签署数字签名，并将签名附加到电子货币的末尾，将参与者的电子货币发送给交易对方，交易对方可以通过验证数字签名来验证所有者。

区块链货币交易示意图

新的交易会广播到全网，每个节点都会将收到的交易包含在区块中但此时还没有通过验证，然后每个参与者需要解决一个具有足够难度的工作量证明来证明其合法性，一旦找到这样的工作量证明，并且这个区块中的所有交易都是有效的，并且以前从未存在过，其他节点就会同意它的有效性，并会在这个区块的末尾添加一个新的区块来扩展链条。

区块链的四大特点

与传统的区块链技术相比，它具有去中心化、信息不可篡改、匿名公开等特点。 实际上，应用程序是围绕其特性扩展的：

1.权力下放：

传统行业的数据往往存储在一个中心化的大型数据库中，这不可避免地带来了安全和隐私问题。 但是，区块链技术采用的分布式账本结构使得每个参与节点都可以存储所有的交易信息。 避免了单个数据库损坏和丢失所带来的巨大成本。

2.信息不可篡改：

区块链中的下一笔交易只有通过全网的广播认证，才能写入账本并存储在各个参与节点中。 因此，如果要篡改某类信息，意味着至少要控制51%的节点才能完成。 实际上，几乎不可能。

3. 匿名：

区块链的匿名性主要表现在非实名。 链上交易通过公钥地址进行，公私钥可以与真实身份信息无关。

4、开放性：

在以比特币为代表的公链上，整个分布式账本系统对任何人都是公开透明的。 除个人私钥信息外，任何人都可以查询区块数据信息并开发相关应用； 而私有链可以通过设置不同的权限级别来进行针对性的开发。

区块链架构设计

从架构设计的角度来看，区块链可以简单分为三层，协议层、扩展层和应用层。 其中，协议层又可分为存储层和网络层，两者相互独立又密不可分。

协议层

所谓协议层，就是指底层技术。 这个层次通常是一个完整的区块链产品，类似于我们电脑的操作系统，维护着网络节点，只提供Api供调用。 通常，官方会提供一个简单的客户端（俗称钱包）。 这个客户端钱包的功能也很简单。 它只能创建地址、验证签名、转账支付和查询余额。 这个层次是一切的基础。 搭建网络环境，搭建交易通道，制定节点奖励规则。 至于你想交易什么，想做什么，它不问也不可能问。 典型的例子自然是比特币，还有各种二级代币，比如莱特币等，还有本书介绍的易数币。 这个层面是现阶段开发者聚集的地方，这说明加密货币还处于起步阶段。

从使用的技术来看，协议层主要包括四个方面：网络编程、分布式算法、加密签名、数据存储技术。 其中，网络编程能力是大家选择编程语言的主要考虑因素，因为分布式算法基本上属于业务逻辑的实现，任何语言都可以做到。 加密签名技术直接简单易用（请阅读书中相关的加解密文章，不推荐随意玩，没有过多的编码逻辑），数据库技术也主要在使用层面，只有对等网络的实现和并发处理才是开发的难点，所以人们更喜欢那些网络编程能力强、并发处理简单的语言。 因此，区块链应用的Nodejs开发逐渐流行起来，Go语言也逐渐兴起。

在上面的架构设计图中，我将这一层进一步划分为存储层和网络层。 数据存储可以相对独立，选择的自由度更大，可以单独讨论。 选择的原则无外乎性能和易用性。 我们知道，系统的整体性能主要取决于网络或数据存储的I/O性能。 网络I/O优化空间不大，但是本地数据存储的I/O可以优化。 比如比特币就选择了谷歌的LevelDB。 据说这个数据库的读写性能很好，但是很多功能需要开发者自己实现。 目前，困扰行业的一个主要问题是加密货币交易的交易量远不如目前的中心化支付系统（银行等）。 除了I/O，还需要全方位的突破。

在实现对等网络的过程中，必须要用到分布式算法、加密签名等，自然是网络层的事情，也是编码的重点和难点。 《Nodejs Developing Cryptocurrency》一书基本分享了这部分的内容。 当然，也有将点对点网络的实现分开，将节点搜索、数据传输和验证的逻辑分开，将共识算法、加密签名、数据存储等操作放在一起，形成核心层。 不管怎么组合，这两部分都是核心和底层，都是协议层的内容。

扩展层

这个层面类似于电脑驱动，是为了让区块链产品更加实用。 目前有两种类型。 一是各类交易市场，是法币兑换加密货币的重要渠道。 实施简单，来钱快，成本低，但也有风险。 二是实现一定方向的扩张。 例如，基于易书侧链，可以为第三方发布机构、论坛网站等内容生产者提供定制化服务。 尤其值得一提的是大家听到最多的“智能合约”概念，它是一个典型的扩展级应用开发。 所谓“智能合约”是一种“可编程合约”，或者说是“合约智能”，其中的“智能”就是执行的智能，也就是说当满足一定条件时，合约自动执行，如证券自动转账、自动支付等，目前还没有相对成型的产品，但不可否认这将是区块链技术的一个重要发展方向。

扩展层使用的技术没有限制，可以包括很多，比如上面提到的分布式存储、机器学习、VR、物联网、大数据等，都可以使用。 编程语言的选择可以更加自由，因为它可以和协议层完全分离，编程语言也可以和协议层使用的开发语言不同。 在开发方面，除了交易时与协议层交互，其他时间尽量不要和协议层的开发混在一起。 这一层更接近于应用层，也可以理解为B/S架构产品中的服务器（Server）。 这不仅使架构设计更科学，使区块链数据更小，网络更独立，也保证了扩展层的开发不受限制。

从这个角度来看，区块链可以用来开发任何类型的产品，而不仅仅是金融行业。 未来随着底层协议的完善，任何需要第三方支付的产品都可以很方便的使用区块链技术； 任何需要确认、信用报告和可追溯性的信息都可以借助区块链实现。 我个人觉得这个目标应该很快就能实现。

应用层

这个级别类似于电脑中的各种软件程序，是普通人真正可以直接使用的产品。 也可以理解为B/S架构产品中的浏览器。 该级别的应用目前几乎是空白。 市场迫切需要这样的应用来引爆市场，形成真正的扩张趋势，让区块链技术快速走进普通百姓，服务大众。 大家使用的各类轻钱包（客户端）应该算是应用层最简单最典型的应用。 很快，亦书将推出基于亦书网络的文档协作工具，这是典型的应用层产品。

限于目前区块链技术的发展，易数只能从协议层入手，面向应用层，同时为第三方开发者提供强大的扩展层支持。 这样做既可以避免过于贪心，也可以避免无法落地。 这是一条真正理性的发展路线。 因为单纯的开发协议层或扩展层无法真正理解和验证应用层，会脱离实际，第三方开发者难以使用。 如果只考虑应用层，市面上还没有真正扎实好用的协议层或扩展层产品。 所以，我们只好全力以赴，采取完全开源开放的态度，借助社区的力量，一起做一件有意义的事情，也算是做一些技术积累和微薄的贡献吧。中国区块链技术的发展。

区块链技术的发展阶段

迄今为止，区块链技术的发展历程大致经历了三个阶段：

区块链1.0——数字货币时代：

在比特币被提出的初期，人们关注的是所提出的货币去中心化和点对点支付的特点，随后世界逐渐开始关注比特币的底层技术——区块链。 其背后的分布式账本技术可以巧妙地解决一些现实问题。

区块链2.0——以智能合约为代表：

在对区块链技术有了进一步的了解后，出现了将合约编码并使用程序自动执行的智能合约（Ethereum），进而推出了以分布式为特征的分布式应用（DAPP），并开始将区块链与探索真实环境。

区块链3.0——未来区块链的大规模应用

基于对2.0的理解，区块链将在货币和金融之外进一步应用，包括但不限于政府、能源、健康、文化和艺术等领域。

区块链技术的应用

随着对区块链技术的学习和理解的不断深入，区块链在现实中的应用本质上是探索区块链特性与行业“痛点”的结合，以解决第三方信任、提高业务效率、增强网络安全性、提高信息透明度具有非常广阔的应用空间，区块链+的概念因此被提出。

一、金融应用不断成熟，跨境支付、资产证券化率先受益

区块链基于去中心化和点对点传输的分布式账本技术避免了记录丢失的问题，基于时间戳的工作量证明机制和回溯机制维护了数据传输过程的安全性，使得区块链天然在第三方参与频繁、信息安全要求高的金融行业具有很强的适应性。 它可以帮助货币金融行业简化流程、降低成本、提高效率，甚至可以极大地改变现有金融行业的交易模式。 具体来说，区块链技术可以应用于跨境支付、资产证券化、保险等领域。

2、区块链+版权娱乐——行业“痛点”与特性的完美匹配

如今比特币生产采用了什么技术，知识产权日益受到尊重，但网络版权却难以保护。 如何方便快捷地进行著作权登记，保护自身权益成为行业痛点。 传统的纸质版权文件耗时长且难以保存。 利用区块链技术实现证书的在线申请、即时申请、即时存储，难以伪造和篡改，通过给注册人一个唯一的数字ID，可以随时提取版权信息。

在文娱与金融的交叉应用方面，由于文娱行业的特殊性，个人或中小制作团队很难对接投资机构或资产交易商。 但在法律允许的范围内，可以利用区块链技术将链上资产整合进入区块链平台，一方面可以在相关机构的监管下发行数字货币进行融资； 另一方面，在线资产交易过程可以通过分布式账本技术完成，公开透明的账本可以记录每一笔交易。

3、区块链+供应链——市场潜力巨大，防伪溯源可期

对于现代企业来说，随着供应链的不断延伸，企业很难掌握所有的供应链信息以及自己在供应链中的位置。 大多数企业只能了解就近的上下游企业情况。 因此，如何实现权责明晰、信息透明可追溯成为行业“痛点”问题。 如果考虑到区块链公开、透明、时间可追溯的分布式账本技术，供应链中的任何一方都可以通过了解产品状态，轻松进行各方面的跟踪和管理。

以复杂的全球食品供应链为例。 这条供应链涉及原产地、仓储、运输、制造、配送，最后到商店。 供应链很长，不同的环节往往属于不同的地区。 使用的记录和系统也不同。 同样，一旦涉及到食品安全，就很难追查是哪个环节出了问题，也不可能明确权责问题。

4、区块链+物联网——技术准备基本成熟，等待未来物联网的发展

“十三五”期间，工信部印发《物联网发展规划（2016-2020年）》，印发《关于全面推进移动物联网建设发展的通知》（ NB-IoT）”，2017年6月，NB-IoT网络基站规模要达到150万个，NB-IoT总连接数超过6亿。 在国家政策的支持下，物联网市场有望迎来爆发。 统计数据显示比特币生产采用了什么技术，2017年约有84亿台智能设备接入互联网，麦肯锡预计到2025年这一数字将达到250亿台，经济规模将达到6万亿，尤其是5G和车联网加速商用。 、无人驾驶火热，物联网未来发展值得期待。

由于物联网的“物联网”和分布式网络的特性，特别是在物联网的安全性越来越突出的未来，区块链技术的去中心化为防止物联网传输的数据被篡改。 内部解决方案。

区块链的发展就是为了能够造福于人们的生活，让区块链技术真正走进人们的家中。 “区块链如果要落地的话，下一阶段应该是可以落地的，应该像微信一样是普通人每天都在使用的落地阶段。”

要推动区块链技术落地，促进人民生活质量的提高，促进实体经济更好发展。

-结尾-

制造业的未来是智能，而智能的基础是传感器； 互联网的方向是物联网，物联网的基石也是传感器；

《传感器技术》整理了一套各种传感器的基础知识，介绍了各种传感器的原理。

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