什么是区块链

狭义来讲，区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构， 并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。

广义来讲，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方法。

区块链特征

1.去中介化。由于使用分布式核算和存储，体系不存在中心化的硬件或管理机构，任意节点的权利和义务都是均等的，系统中的数据块由整个系统中具有维护功能的节点来共同维护。

2.开放性。系统是开放的，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公开，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。

3.自治性。区块链采用基于协商一致的规范和协议（比如一套公开透明的算法）使得整个系统中的所有节点能够在去信任的环境自由安全的交换数据，使得对“人”的信任改成了对机器的信任，任何人为的干预不起作用。

4.信息不可篡改。一旦信息经过验证并添加至区块链，就会永久的存储起来，除非能够同时控制住系统中超过51%的节点，否则单个节点上对数据库的修改是无效的，因此区块链的数据稳定性和可靠性极高。

5.匿名性。由于节点之间的交换遵循固定的算法，其数据交互是无需信任的（区块链中的程序规则会自行判断活动是否有效），因此交易对手无须通过公开身份的方式让对方对自己产生信任，对信用的累积非常有帮助

区块链分类：

根据区块链网络中心化程度的不同，分化出3种不同应用场景下的区块链：

（1）全网公开，无用户授权机制的区块链，称为公有链;

（2）允许授权的节点加人网络，可根据权限查看信息，往往被用于机构间的区块链，称为联盟链或行业链;

（3）所有网络中的节点都掌握在一家机构手中，称为私有链。

联盟链和私有链也统称为许可链，公有链称为非许可链。

区块链的分类是按照参与准入机制来分的，分为公有链，联盟链和私有链。

公有链：

公有链是指全世界任何人都可读取、发送交易且交易能获得有效确认的、也可以参与其中共识过程的区块链。

概念：

公有链，顾名思义就是对所有人都开放，任何人都可以参与的区块链。我们大家所熟悉的比特币就是代表。公有链完全去中心化，不受任何机构控制，账本完全公开透明，每个人都可以参与进来。

公有链的数据每个人都可以访问，比如比特币浏览器。所有人都可以发出自己的交易等待被写入区块链。公有链的共识过程的参与者比如矿工，其通过密码学技术以及经济奖励，维护了整个网络数据库的安全。公有链的项目包括比特币，以太坊等等的数字货币以及大多数的智能合约平台。

公有链特点

优点：

1、保护用户免受开发者的影响

在公有链中程序开发者无权干涉用户，所以区块链可以保护使用他们开发的程序的用户。

2、访问门槛低

任何拥有足够技术能力的人都可以访问，也就是说，只要有一台能够联网的计算机就能够满足访问的条件。

3、所有数据默认公开

尽管所有关联的参与者都隐藏自己的真实身份，这种现象十分的普遍。他们通过他们的公共性来产生自己的安全性，在这里每个参与者可以看到所有的账户余额和其所有的交易活动。

缺点：

（1）低吞吐量（TPS）。

高度去中心化和低吞吐量是公有链不得不面对的两难境地，例如最成熟的公有链——比特币块链——每秒只能处理7笔交易信息（按照每笔交易大小为250字节），高峰期能处理的交易笔数就更低了。

（2）交易速度缓慢。

低吞吐量的必然带来缓慢的交易速度。比特币网络极度拥堵，有时一笔交易需要几天才能处理完毕，还需要缴纳几百块转账费。

公有链系统存在的问题:

（1）激励问题：为促使全节点提供资源，自发维护整个网络，公有链系统需设计激励机制，以保证公有链系统持续健康运行。但比特币的激励机制存在一种“验证者困境”，即没有获得记账权的节点付出算力验证交易而没有任何回报。

（2）效率和安全问题：比特币目前平均每10 min产生1个区块，且其PoW机制很难缩短区块时间，PoS相对而言可缩短区块时间，但更易产生分叉，所以交易需要等更多确认才被认为安全，Gervais A等的试验得出：在假设各有30%算力的前提下，以太坊需要37个区块的确认才能达到比特币6个区块确认的安全水平。一般认为，比特币中的区块经过6个确认后才是足够安全的，这大概需要1h，对于大多数企业应用需求来说根本无法满足。

（3）公有链面临的安全风险：包括来自外部实体的攻击（拒绝服务攻击DDoS等）、来自内部参与者的攻击（冒名攻击Sybil Attack、共谋攻击Collusion Attack等）及组件的失效、算力攻击等。

（4）隐私问题：目前公有链上传输和存储的数据都是公开可见的，仅通过“伪匿名”的方式对交易双方进行一定隐私保护。对于某些涉及大量商业机密和利益的业务场景来说，数据的暴露不符合业务规则和监管要求。

（5）最终确定性（Finality）问题：交易的最终确定性指特定的某笔交易是否会最终被包含进区块链中。PoW等公有链共识算法无法提供最终确定性”，只能保证一定概率的近似，如在比特币中，一笔交易在经过2h后可达到的最终确定性为99.9999%，这对现有工商业应用和法律环境来说可用性较差.

联盟链:

联盟链，只针对某个特定群体的成员和有限的第三方，其内部指定多个预选节点为记账人，每个块的生成由所有的预选节点共同决定。

联盟链只对特定的组织或者团体开发，参与的区块链的节点是事先选好的，节点间一般有很好的网络连接。这样的区块链可以采用非工作量证明的其他共识机制。比如100家公司建立了某个区块链，规定必须70家以上的公司同意才算达成共识。联盟链就可以做到节点之间很好的连接，只需要极少的成本就能维持运作，而且其交易速度块，信任度高，不需要每一个节点都认证。而且联盟链能保护数据的安全，它的数据读取权限是分级别的，对外和对内，以及各个内部节点之间的权限也可以不一样。

简单来说，联盟链具有成本低，交易块，数据安全等特点，当然，因为联盟链的应用不会有公有链链的范围那么广大，以为它只应用于特定的组织。联盟链被视为“部分去中心化”的代表，有的联盟链所有人都可以查阅和交易，但不能验证交易，或者不能发布智能合约。所有联盟链的规则是由联盟链创建者来规定的。

联盟链的特点：

1.部分去中心化

与公有链不一样，联盟链在某种程度上只属于联盟内部的成员所有，且很容易达成共识，因为毕竟联盟链的节点数是非常有限的。

2.可控性较强

公有链是一旦区块链形成，将不可篡改，这主要源于公有链的节点一般是海量的，比如比特币节点太多，想要篡改区块数据，几乎不可能，而联盟链，只要所有机构中的大部分达成共识，即可将区块数据进行更改；

3.数据不会默认公开

不同于公有链，联盟链的数据只限于联盟里的机构及其用户才有权限进行访问。

4.交易速度很快

跟私有链一样，联盟链本质上还是私有链，因此由于其节点不多的原因，达成共识容易，交易速度自然也就快很多。

私有链：

私有链的概念，系统权限是由某个组织和机构控制，参与节点的资格会被严格限制。私有链能够防止机构内单节点故意隐瞒或篡改数据，即使发生错误，也能够迅速发现来源。目前许多大型金融机构更加倾向于使用私有链技术。

私有链的特点

优点：

1)交易速度非常之快

一个私有链的交易速度可以比任何其他的区块链都快，甚至接近了并不是一个区块链的常规数据库的速度。这是因为就算少量的节点也都具有很高的信任度，并不需要每个节点来验证一个交易。

2)给隐私更好的保障

私有链使得在那个区块链上的数据隐私政策像在另一个数据库中似的完全一致，不用处理访问权限和使用所有的老办法，但至少说，这个数据不会公开地被拥有网络连接的任何人获得。

3)交易成本大幅降低甚至为零

私有链上可以进行完全免费或者至少说是非常廉价的交易。如果一个实体机构控制和处理所有的交易，那么他们就不再需要为工作而收取费用。

然而，即使交易的处理是由多个实体机构完成的，例如竞争性银行，进一步举例来说，因为同样的原因，它们可以如此之快的处理交易，所以费用仍然是非常小的；这并不需要节点之间的完全协议，所以很少的节点需要为任何一个交易而工作。

4)有助于保护其基本的产品不被破坏

正是这一点使得银行等金融机构能在目前的环境中欣然接受私有链，银行和政府在看管他们的产品上拥有既得利益，用于跨国贸易的国家法定货币仍然是有价值的。

缺点：

区块链是构建社会信任的最佳解决方案，“去中心化”是区块链的核心价值。而由某个组织或机构控制的私有链与“去中心化”理念有所出入。如果过于中心化，那就跟其他中心化数据库没有太大区别。

总结：

区块链技术的发展被业内人士广泛看好，区块链应用已经从最初单纯的数字货币过渡到更广泛的应用，并且渗透到社会中的很多领域，比如身份验证、跨境支付、文件存储、物联网等，其中金融领域是目前最成熟、应用最广的领域。

随着应用场景的需求更复杂，区块链技术也变得越来越复杂，现在也开始出现混合链，其特点是系统内所有节点有不同的权限，有些节点只能查看部分区块链数据，有些节点能够下载完整的区块链数据，有些节点负责参与记账等。混合链可能同时具有公有链、私有链、联盟链的优点，但开发难度较大，会是未来区块链技术发展的方向之一。无论是公有链、私有链、联盟链、还是混合链都没有绝对的优劣，往往需要根据不同的应用场景来选择适合的区块链类型。

区块链技术作为当下最热门的技术之一，值得我们投入更多的时间与精力进行学习和研究。