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区块链是一个环环相扣的什么计算系统
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区块链是一个环环相扣的什么计算系统
区块链是一个环环相扣的分布式计算系统；从应用视角来看，区块链是一个分布式的共享账本和数据库，具有去中心化、不可篡改、全程留痕、可以追溯、集体维护、公开透明等特点。
本文操作环境：windows7系统、Dell G3电脑。
区块链是一个环环相扣的分布式计算系统。
什么是区块链？
从科技层面来看，区块链涉及数学、密码学、互联网和计算机编程等很多科学技术问题。从应用视角来看，简单来说，区块链是一个分布式的共享账本和数据库，具有去中心化、不可篡改、全程留痕、可以追溯、集体维护、公开透明等特点。这些特点保证了区块链的“诚实”与“透明”，为区块链创造信任奠定基础。而区块链丰富的应用场景，基本上都基于区块链能够解决信息不对称问题，实现多个主体之间的协作信任与一致行动。
区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。区块链（Blockchain），是比特币的一个重要概念，它本质上是一个去中心化的数据库，同时作为比特币的底层技术，是一串使用密码学方法相关联产生的数据块，每一个数据块中包含了一批次比特币网络交易的信息，用于验证其信息的有效性（防伪）和生成下一个区块 。
比特币白皮书英文原版 其实并未出现 blockchain 一词，而是使用的 chain of blocks。最早的比特币白皮书中文翻译版 [9] 中，将 chain of blocks 翻译成了区块链。这是“区块链”这一中文词最早的出现时间。
国家互联网信息办公室2019年1月10日发布《区块链信息服务管理规定》，自2019年2月15日起施行 。
作为核心技术自主创新的重要突破口，区块链的安全风险问题被视为当前制约行业健康发展的一大短板，频频发生的安全事件为业界敲响警钟。拥抱区块链，需要加快探索建立适应区块链技术机制的安全保障体系。
类型
公有区块链
公有区块链（Public Block Chains)是指：世界上任何个体或者团体都可以发送交易，且交易能够获得该区块链的有效确认，任何人都可以参与其共识过程。公有区块链是最早的区块链，也是应用最广泛的区块链，各大bitcoins系列的虚拟数字货币均基于公有区块链，世界上有且仅有一条该币种对应的区块链。
联合（行业）区块链
行业区块链（Consortium Block Chains)：由某个群体内部指定多个预选的节点为记账人，每个块的生成由所有的预选节点共同决定（预选节点参与共识过程），其他接入节点可以参与交易，但不过问记账过程(本质上还是托管记账，只是变成分布式记账，预选节点的多少，如何决定每个块的记账者成为该区块链的主要风险点），其他任何人可以通过该区块链开放的API进行限定查询 。
私有区块链
私有区块链（Private Block Chains)：仅仅使用区块链的总账技术进行记账，可以是一个公司，也可以是个人，独享该区块链的写入权限，本链与其他的分布式存储方案没有太大区别。传统金融都是想实验尝试私有区块链，而公链的应用例如bitcoin已经工业化，私链的应用产品还在摸索当中 。
特征
去中心化。区块链技术不依赖额外的第三方管理机构或硬件设施，没有中心管制，除了自成一体的区块链本身，通过分布式核算和存储，各个节点实现了信息自我验证、传递和管理。去中心化是区块链最突出最本质的特征。
开放性。区块链技术基础是开源的，除了交易各方的'私有信息被加密外，区块链的数据对所有人开放，任何人都可以通过公开的接口查询区块链数据和开发相关应用，因此整个系统信息高度透明。
独立性。基于协商一致的规范和协议(类似比特币采用的哈希算法等各种数学算法)，整个区块链系统不依赖其他第三方，所有节点能够在系统内自动安全地验证、交换数据，不需要任何人为的干预。
安全性。只要不能掌控全部数据节点的51%，就无法肆意操控修改网络数据，这使区块链本身变得相对安全，避免了主观人为的数据变更。
匿名性。除非有法律规范要求，单从技术上来讲，各区块节点的身份信息不需要公开或验证，信息传递可以匿名进行 。
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区块链作用
1. 区块链中的数据存储：块链式数据结构
在数据存储方面，区块链技术利用的是“块链式数据结构”来验证与存储数据的。块链式结构是什么意思呢?我们可以把它想象成铁链子，每一环我们可以看作是一个区块，很多环扣在一起就形成了区块链。
和普通存储数据的不同之处在于，在区块链上，后一个区块里的数据是包含前一个区块里的数据的。
2. 区块链中的数据更新：分布式节点共识算法
在数据更新方面，区块链技术是利用“分布式节点共识算法”来生成和更新数据。
每生成新的区块(也就是更新数据的时候)，都需要通过一种算法获得全网 51% 以上节点的认可才能构成新的区块，说白了就是投票，超过半数人同意就可以生成，这就使得区块链上的数据不容篡改。
这一点我们可以把区块链理解成一个人人可以记账的账本，那么共识算法就是大家讨论、投票产生的、一致赞同的记账办法。
3. 区块链中的数据维护：密码学
区块链利用密码学的方式来保证数据传输和访问的安全，其所应用的密码学原理主要有哈希算法、Merkle 哈希树、椭圆曲线算法、Base58 等。这些原理，其实呢，都是通过一系列复杂的运算以及换算，来保证区块链上数据安全。
4. 区块链中的数据操作：智能合约
智能合约，是由计算机程序定义并自动执行的承诺协议，说白了，就是用代码执行的一套交易准则。
好比你在自动零售机买可乐，点击购买按键，付款后会自动掉出一瓶可乐给你。智能合约的突出优势就是，很大程度上避免了由信任产生的一系列问题。
二、区块链的作用
从区块链的定义中，不难看出它的一大特征就是可信任，最重要的是它还具有的去中心化、不可篡改、可追溯、匿名性等特点。
这些特点决定了它能够应用到许多行业，解决这些行业的痛点，赋能实体经济，这才是区块链逐渐被认可的原因。
据中国经济网报道，国务院发展研究中心信息中心研究员李广乾表示，“中国区块链的应用已从金融领域延伸到实体领域，电子信息存证、版权管理和交易、产品溯源、数字资产交易、物联网、智能制造、供应链管理等领域。”区块链技术已开始与实体经济产业深度融合，形成一批“产业区块链”项目，迎来产业区块链“百花齐放”的大时代。
接下来我们举几个区块链应用的领域，帮助大家理解区块链在我们生活中的作用。
1、 商品溯源
在我国，电商巨头京东，以及阿里旗下的蚂蚁金服，在区块链商品溯源方面都有一定的落地。电商企业通过开放区块链服务平台，帮助企业部署商品防伪追溯，已广泛应用于奶粉、保健品、大米等产品。2018 年“双 11”，通过区块链实现了来自上百个国家和地区的超过 1.5 亿件商品的溯源。
2 、 电子政务
基于区块链技术，能够解决传统电子政务面临的痛点，将政府、金融、监管等机构加入到区块链生态系统中，实现数据的共享。基于区块链的可追溯性，能够保证数据安全不被篡改;同时，由于在区块链系统中，维护数据安全的是各个节点，这样一来，政府事务便更加公开透明，便于监督。
根据链塔智库的报告，目前我国共有 17 项区块链电子政务应用，分别涉及七大细分场景：政府审计、数字身份、数据共享、涉公监管、电子票据、电子存证、出口监督等：
3、 电子发票
区块链电子票据已经成为区块链技术应用案例最多的应用场景。
去年 8 月 10 号，“全球第一张区块链电子发票”在深圳落地，腾讯金融科技为底层技术提供方。一年以来，深圳开出的区块链电子发票已有 800 万张，5300 多家企业或机构开通了区块链发票。
这些企业或机构涵盖的范围非常广泛，包括银行、地铁、出租车、金融保险、零售、地产、旅游、酒店餐饮等领域。人们只需要携带手机、依据手机上的支付记录，就可以实现随时开具区块链发票。
4. 供应链金融
金融的核心是“信用”，无论是贷款也好，还是融资也好，都离不开“信用”。区块链提供的“去中心化”思想正是解决信任问题的最合适的技术。分布式存储模式，能够推动商业银行、供应链核心企业等方面的信用信息共享，为企业和银行提供高效便捷的信息传递渠道。
三、区块链新浪潮开启，人才缺口大
我们可以发现，区块链正在渗透到我们的日常生活之中。近几年，我们看到全球很多高校也已经开设了区块链相关的课程，区块链学习和教育已经是大势所趋，这也正反映了当前市场对区块链人才的需求。
长城区块链和刘一手是合作关系
刘一手一般指重庆刘一手火锅。重庆刘一手餐饮管理有限公司成立于2000年，是专业从事火锅连锁和特许经营的知名企业。长城区位于甘肃省嘉峪关市共25个居民委员会、7个行政村，常住人口103992人。2019年12月11日，长城区被撤销。
区块链是金融科技（Fintech）领域最具挑战性的创新之一，因为区块链从根本上颠覆了传统金融的固有逻辑、运行模式和业务范围，突破了约定俗成的无数的条条框框的限制，踏入了此前无法涉及的一系列全新的应用领域。
区块链被称为颠覆性的技术，将重构互联网金融乃至整个金融业的关键底层基础设施，其在金融领域的价值正在等待人们去发现。具体的应用体现如下：
一、银行业的应用
钱包和支付是区块链技术最先涉足的领域，然而这也是银行业传统的业务范围。区块链技术的到来到底能带来怎样的变化呢？
跨境支付—应用案例：
Circle2013年10月创立的Circle，旨在使比特币“简单易操作，类似Gmail（谷歌邮箱）、Skype（微软的网络电话）和其他客户服务工具那样”，该公司迅速获得大量融资。在2014年中旬获得了2700万美元投资，成为数字密码货币领域资金最为充足的公司之一。
2015年，高盛和IDG Capital Partners领投，为Circle融得了5000万美元的资金。2016年6月，Circle获得了中国投资商领投的6000万美元，并且声明已在中国成立独立公司Circle China并组建本土团队，同百度、光大达成战略合作。
Circle利用比特币区块链交易，可以在世界范围内提供即时、免费的资金转账。Circle希望利用比特币作为免费的互联网支付网络，使各国法定货币在全球范围内毫无阻碍地顺畅流转。通过与像IDG这样的海外公司合作，Circle可以向使用各国法定货币的用户提供金融服务。
尽管各国对支付系统的监管结构比较复杂，但这些国家之间的合作还是取得了进展。2016年4月，Circle获得英国金融行为监管局（FCA）颁发的首个电子货币许可证,引发行业广泛关注。随后，Circle宣布与巴克莱银行建立合作关系，正式进军英国市场，自此英国的消费者可以像美国消费者一样享受快速转账支付及买卖比特币等服务。
为了使用户可以更方便的使用，Circle同苹果公司合作。在iOS 10系统中，苹果的iMessage支持用户使用Circle的比特币支付系统。Circle首席执行官杰里米·阿莱尔（Jeremy Allaire）表示：
“iMessage允许支付服务接入将会使消费者从中受益，若为了支付单独安装一个APP难度比较大，并且和朋友间的转账支付行为也要经过复杂的设置过程，但直接接入到iMessage服务中就简化了许多。”
2016年9月13日，Circle宣布用户可以通过iMessage支付给世界上的任何人。
区块链在跨境支付方面的优势：低成本、实时交易、安全性高。
智能票据—应用案例：
复杂美区块链票据项目票据和区块链技术可以很好的结合，在采用区块链去中心化的分布式账本后，改变了现有的系统存储和传送结构，建立起更加安全的运行模式，解决伪造票据的问题。
通过时间戳完整反映票据从产生到消亡的过程，其具有可追溯历史的特性，使这种模式具有全新的连续背书机制，真实反映了票据权利的转移过程。
国内的杭州复杂美区块链研究中心也初步开发了一个基于以太坊的区块链借贷票据交易所开源项目，它整合了金融、餐饮、企业管理、快递追踪等多个细分领域运用区块链技术的理念。复杂美区块链网络借贷票据交易所开源项目如图所示，应用区块链技术的网络借贷交易所，可以完成宣称每秒15万笔、无手续费的线上交易。
基于区块链的票据业务具有四个方面的优势：
从道德风险来看，纸票中“一票多卖”、电子票据中打款背书不同步的现象时有发生，但区块链由于具有不可篡改的时间戳和全网公开的特性，无论纸票还是电子票，一旦交易，将不会存在赖账现象。
从操作风险看，由于电子票据系统是中心化运行的，一旦中心服务器出现问题，则对整个市场产生灾难性的后果，同时企业网银的接入将会把风险更多地转嫁到银行自身的网络安全问题上，整个风险的链条会越来越长。而借助区块链中的分布式高容错和非对称加密算法，人为操作产生的风险将几乎为0。
从信用风险来看，借助区块链的数据可以实现对所有参与者信用的搜集和评估，并可进行实时控制。
从市场风险来看，中介市场大量的资产错配不仅导致了自身损失，还捆绑了银行的利益，借助区块链的可编程性不仅可以有效控制参与者资产端和负债端的平衡，更可借助数据透明的特性催促整个市场交易价格对资金需求反应的真实性，进而形成更真实的价格指数，有利于控制市场风险。
银行结算—应用案例：VISA
银行结算是指通过银行账户的资金转移所实现收付的行为，即银行接受客户委托代收代付，从付款单位存款账户划出款项，转入收款单位存款账户，以此完成客户之间债权债务的清算或资金的调拨。在此过程中，银行既是商品交换的媒介，也是社会经济活动中清算资金的中介。
与国内银行主要依靠存贷差盈利的模式不同，跨国银行盈利的半壁江山都来源于中间结算业务，对于他们而言，如果开辟新的业务领域、合理降低结算成本，直接关乎其根本。
VISA是世界最大的信用卡公司，毫无疑问，数字密码货币的兴起必然对其信用卡支付业务带来冲击。然而VISA对于电子货币和区块链并不是一直抵触，而是采取了开放的态度。
2015年10月，VISA和DocuSign联合推出了一个“概念证明”项目，使用比特币区块链来记录保管租车数据。该项目将DocuSign的数字交易管理（DTM）平台和电子签名解决方案，与VISA的安全支付技术进行了结合。可以让消费者在车内配置租赁、保险和其他每天日常采购的项目，例如停车费和通行费，并且用户可直接使用VISA卡进行支付。
外围的应用并没有使VISA满足。同年，VISA同Coinbase合作，推出了首张在美国可以使用的比特币借记卡。11月30日，在伦敦举办的UnBound大会上，VISA欧洲创新实验室又展示了一款“概念证明”汇款应用，通过这款应用，人们可以在比特币区块链上汇款。
2016年9月，VISA更是推出了与数字支付创业公司BTL Group合作的基于区块链技术的银行间结算支付系统Interbit，来评估区块链技术能否为银行间的国际转账降低成本、结算时间和信贷风险。
近两年的一系列重大动作可以看出：VISA开始认识到区块链技术的价值，正在努力使区块链技术成为扩大其势力范围强有力的工具。
区块链在银行结算方面的优势：安全、方便、智能。
银行内部发行数字密码货币除了在既有的业务上利用区块链技术进行改造之外，世界各大银行也纷纷推出了自己的加密数字货币计划，以便降低自己的运营成本。
区块链在银行数字密码货币方面的优势：降低成本。
二、证券投资市场应用
证券交易—应用案例：Linq
证券交易市场是区块链重要的应用领域。区块链技术的应用不仅可以加快清算和结算的速度，还可以减少金融机构需要维护的账面数量，确保审计跟踪更加精确。
纳斯达克交易所（NASDAQ）是证券交易市场最早吃螃蟹的人。在2015年下半年，它推出了交易平台Linq，该交易平台是基于比特币交易技术，用于一级市场公司的交易。如下图所示，Linq拥有记录企业IPO前的股权交易，可以跟踪企业股权的交易、股东和投资人信息等，对私募市场的资产分析十分具有价值。
纳斯达克区块链战略负责人弗雷德里克·沃斯（Fredrik Voss）确信基于区块链技术所提供的高效率，将能够大幅度提升Linq作为私人股权交易平台的优势。到目前为止，还没有任何技术能够真正让人们远离纸张作业，而区块链技术将使它向前发展一大步，相比手工处理方式，将大幅减少失误的可能。
区块链在证券交易方面的优势：加快结算速度，简化账目，便于跟踪审计。
股权众筹—应用案例：小蚁
一直以来，资金就是创意想法以及创业面前的一道鸿沟，也正是这个鸿沟催生了世界上第一家众筹平台——Kickstarter。Kickstarter的运作方式是一种典型的平台商业模式，该平台的用户一方是渴望进行创作和创造的人，另一方面则是拥有部分资金并愿意对新的创意提供资助的人，双方共同的愿望都是希望新的创意变成现实，并能实现持续推广。
基于区块链技术的众筹平台可以通过创建自己的数字密码货币或数字资产来筹集资金，通过分发自己的“数字股权”给早期支持者，是投资者获得支持初创公司所获股份的凭证。
区块链众筹平台通常有三层结构组成：
最底层为区块链网络，由它构建起一个去中心化的分布式总账；
中间层为业务逻辑与区块链结合，共同建立账户中心，股权登记、股权凭证、股权交易、股权管理等功能；
最上层为各个众筹平台面向客户提供的服务。
在国内，小蚁是首家利用区块链技术来登记公司股权的公司。虽然这是一个创新，但是要在底层逻辑和各种细节达到我国法律合规并对接实体世界并不是一件容易的事。在对我国当前法律环境进行了深入研究和分析后，小蚁有潜力成为切实可行的区块链应用。
小蚁是基于区块链技术，通过点对点网络进行登记发行、管理、交易各种权益份额的区块链协议。初期会以非上市公司的股权作为切入点，为初创公司提供数字化股份激励方案，为股权众筹公司提供股权管理方案，未来会过度到股权的可交易，即“区块链IPO”，逐步模糊非上市公司和上市公司的界线。
区块链在股权众筹方面的优势：跨越时空限制，优化众筹组织，合理股权、利益分配。
三、保险业应用
保单销售—应用案例：布比航空意外险
传统的航空意外险一直存在着保险造假、中介商抬价等问题。正所谓“羊毛出在羊身上”，最终还是转嫁到消费者升上。而区块链技术可以提供有效的手段，来解决这些问题。
2016年7月29日，布比区块链同阳光保险合作，推出了“区块链+航空意外险卡单”，这是国内首个将主流金融资产放在区块链上流通。
多数航空意外险只有在飞机发生意外时才会出现理赔，所以在大多数情况下客户买到假保险不易被发现。为了防止买到“假保单”，布比区块链依托其多方数据共享的特点，可以追溯卡单从源头到客户流转的全过程，各方不仅可以查验到卡单的真伪，并且确保卡单的真实性，还可以方便后续流程，比如理赔等等。
为了防止被中间商抬高价格转嫁消费者身上，航空意外险卡单设立在布比区块链上，没有中间商，保险卡单价格会很明显的降下来。据资料显示，这种产品60元购买一份，可使用20人次，每次可获得高达200万元的航空意外保障，相当于每次花费3元即可获得200万元的保障。
区块链在保险业方面的优势：真实透明、信息安全、可追溯、理赔流程清晰、低成本。
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