1.2.1 區塊鏈相關術語

　　區塊鏈板塊主要更新一些專業技術、相關算法 及 技術實現。 其中一些的相關基礎知識就不再做贅述了。

　 但是 我給大家搜集整理了一下 相關術語，想入門但對這個方向還是不是很了解的小夥伴，可以看一下下面的這個：

《區塊鏈行業字典》

1.2.2 區塊鏈始祖——比特幣技術

來自中本聰的比特幣白皮書：《一種點對點的電子現金系統》中文版

1.2.3 區塊鏈特性

去中心化：因為它是分布式存儲的，所以不存在中心點，也可以說各個節點都是中心點，生活中應用就是不需要第三方系統了（銀行、支付寶、房產中介等都屬於第三方）。

開放性：區塊鏈的系統數據是公開透明的，每個人都可以參與進來，比如租房子，你可以知道這個房子以前的出租信息，有沒出現過問題，當然這裏頭的一些個人私有信息是加密的。

自治性：區塊鏈采用基於協商一致的規範和協議（比如一套公開透明的算法），然後各個節點就按照這個規範來操作，這樣就是所有的東西都有機器完成，就沒有人情成分。 使得對"人"的信任改成了對機器的信任，任何人為的幹預不起作用。

信息不可篡改：如果信息存儲到區塊鏈中就被永久保存，是沒辦法去改變，至於 51% 攻擊，基本不可能實現。

匿名性：區塊鏈上面沒有個人的信息，因為這些都是加密的，是一堆數字字母組成的字符串，這樣就不會出現你的各種身份證信息、電話號碼被倒賣的現象。

1.2.3 區塊鏈用到的領域技術：

分布式數據庫、P2P網絡、加密算法等相對成熟的傳統技術的新的集合體或創造性結合！

1.2.4 區塊結構

區塊包含兩個部分：

1、區塊頭（Head）：記錄當前區塊的元信息

2、區塊體（Body）：實際數據

包含數據如下圖所示：

1.2.5 區塊鏈架構設計

區塊鏈作為一種架構設計的實現，與基礎語言或平臺等差別較大。區塊鏈本身不是新的技術，將加密解密技術、P2P網絡等組合在一起，就誕生了比特幣；類似Ajax，可以說它是一種技術架構。所以我們從架構設計的角度談談區塊鏈的技術實現。

架構圖

協議層

所謂的協議層，就是指代最底層的技術。這個層次通常是一個完整的區塊鏈產品，類似於我們電腦的操作系統，它維護著網絡節點，僅提供Api供調用。通常官方會提供簡單的客戶端（通稱為錢包），這個客戶端錢包功能也很簡單，只能建立地址、驗證簽名、轉賬支付、查看余額等。這個層次是一切的基礎，構建了網絡環境、搭建了交易通道、制定了節點獎勵規則，至於你要交易什麽，想幹什麽，它一概不過問，也過問不了。典型的例子，自然是比特幣，還有各種二代幣，比如萊特幣等，本書介紹的億書幣也是。這個層次，是現階段開發者聚集的地方，這說明加密貨幣仍在起步當中。

從用到的技術來說，協議層主要包括網絡編程、分布式算法、加密簽名、數據存儲技術等4個方面，其中網絡編程能力是大家選擇編程語言的主要考慮因素，因為分布式算法基本上屬於業務邏輯上的實現，什麽語言都可以做到，加密簽名技術是直接簡單的使用（請看書中相關的加密解密文章，不建議自由發揮，沒有過多的編碼邏輯），數據庫技術也主要在使用層面，只有點對點網絡的實現和並發處理才是開發的難點，所以對於那些網絡編程能力強，對並發處理簡單的語言，人們就特別偏愛。也因此，Nodejs開發區塊鏈應用，逐漸變得更加流行，Go語言也在逐漸興起。

上面的架構設計圖裏，我把這個層面進一步分成了存儲層和網絡層。數據存儲可以相對獨立，選擇自由度大一些，可以單獨來討論。選擇的原則無非是性能和易用性。我們知道，系統的整體性能，主要取決於網絡或數據存儲的I/O性能，網絡I/O優化空間不大，但是本地數據存儲的I/O是可以優化的。比如，比特幣選擇的是谷歌的LevelDB，據說這個數據庫讀寫性能很好，但是很多功能需要開發者自己實現。目前，困擾業界的一個重大問題是，加密貨幣交易處理量遠不如現在中心化的支付系統（銀行等），除了I/O，需要全方位的突破。

分布式算法、加密簽名等都要在實現點對點網絡的過程中加以使用，所以自然是網絡層的事情，也是編碼的重點和難點，《Nodejs開發加密貨幣》全書分享的基本上就是這部分的內容。當然，也有把點對點網絡的實現單獨分開的，把節點查找、數據傳輸和驗證等邏輯獨立出來，而把共識算法、加密簽名、數據存儲等操作放在一起組成核心層。無論怎麽組合，這兩個部分都是最核心、最底層的部分，都是協議層的內容。

擴展層

這個層面類似於電腦的驅動程序，是為了讓區塊鏈產品更加實用。目前有兩類，一是各類交易市場，是法幣兌換加密貨幣的重要渠道，實現簡單，來錢快，成本低，但風險也大。二是針對某個方向的擴展實現，比如基於億書側鏈，可為第三方出版機構、論壇網站等內容生產商提供定制服務等。特別值得一提的就是大家聽得最多的“智能合約”的概念，這是典型的擴展層面的應用開發。所謂“智能合約”就是“可編程合約”，或者叫做“合約智能化”，其中的“智能”是執行上的智能，也就是說達到某個條件，合約自動執行，比如自動轉移證券、自動付款等，目前還沒有比較成型的產品，但不可否認，這將是區塊鏈技術重要的發展方向。

擴展層使用的技術就沒有什麽限制了，可以包括很多，上面提到的分布式存儲、機器學習、VR、物聯網、大數據等等，都可以使用。編程語言的選擇上，可以更加自由，因為可以與協議層完全分離，編程語言也可以與協議層使用的開發語言不相同。在開發上，除了在交易時與協議層進行交互之外，其他時候盡量不要與協議層的開發混在一起。這個層面與應用層更加接近，也可以理解為B/S架構的產品中的服務端（Server）。這樣不僅在架構設計上更加科學，讓區塊鏈數據更小，網絡更獨立，同時也可以保證擴展層開發不受約束。

從這個層面來看，區塊鏈可以架構開發任何類型的產品，不僅僅是用在金融行業。在未來，隨著底層協議的更加完善，任何需要第三方支付的產品都可以方便的使用區塊鏈技術；任何需要確權、征信和追溯的信息，都可以借助區塊鏈來實現。我個人覺得，這個目標應該很快就能實現。

應用層

這個層面類似於電腦中的各種軟件程序，是普通人可以真正直接使用的產品，也可以理解為B/S架構的產品中的瀏覽器端（Browser）。這個層面的應用，目前幾乎是空白。市場亟待出現這樣的應用，引爆市場，形成真正的擴張之勢，讓區塊鏈技術快速走進尋常百姓，服務於大眾。大家使用的各類輕錢包（客戶端），應該算作應用層最簡單、最典型的應用。很快，億書將基於億書網絡推出文檔協作工具，這個就是典型的應用層的產品。

限於當前區塊鏈技術的發展，億書只能從協議層出發，把目標指向應用層，同時為第三方開發者提供擴展層的強大支持。這樣做既可以避免貪多，又可以避免無法落地，是真正理性的開發路線。因為純粹的開發協議層或擴展層，無法真正理解和驗證應用層，會脫離實際，讓第三方開發者很難使用。如果僅僅考慮應用層，市面上又找不到真正牢固、易用的協議層或擴展層的產品。所以，我們只好全面發力，采取完全開源開放的態度，通過社區的力量，共同去做一件有意義的事情，也算為中國區塊鏈技術發展做點技術積累和微薄貢獻。

編程實現

很多小夥伴，習慣結合自己的技術背景，來理解上面的架構設計。這裏，結合具體的編程語言，簡單介紹幾款產品，僅供參考。

（1）C/C++

這兩個語言是無法逾越的，任何開發遇到瓶頸，基本上都會找到它們，自然應該排在第一位要介紹的。同時，區塊鏈技術的鼻祖，比特幣（協議層）就是用C++語言開發的，而且目前為止，沒有比比特幣更加成功的區塊鏈產品。所以，無論你使用什麽語言開發，在正式進入這個行業的過程中，都應該先研究研究比特幣。比特幣官方客戶端錢包用的Qt，第三方錢包有Python語言開發的，特別是第三方整理的開發庫（Api包）很多是Nodejs設計的。比特幣的架構，與上面的架構設計基本相同，另外，因為共識算法采用的是工作量證明機制（PoW:Proof of work)，還有一些特殊的挖礦的過程。其他競爭幣都是直接來自比特幣的分支，所以編程語言相同，具體的技術選型和技術實現上可能有所改進，比如：萊特幣，使用了其他的加密算法。

官方網站：https://bitcoin.org/

源碼庫：https://github.com/bitcoin
（2）Nodejs/Javascript

Nodejs平臺強大的網絡編程能力，以及js腳本語言的簡單快捷，在區塊鏈領域自然少不了它的身影。億書便是這樣一個區塊鏈產品，億書幣是它的協議層，使用了著名的express開發框架，基於http協議開發而成。同時，它采用了授權股權證明機制（DPoS），算法上的改進，讓它在處理交易時更加輕量，處理能力大大提升。它提供了強大的協作機制，為數字出版、版權保護提供了便利；擴展了側鏈功能，可以基於它開發任何去中心化的應用，從而為專業作者、博客愛好者和開發者提供很多方便。《Nodejs開發加密貨幣》這本書完整分享了它的源碼，從區塊鏈基礎概念到代碼實現，從基本原理到開發設計思路，都做了比較詳細的探索，目前為止，從協議層面深入代碼講解區塊鏈技術實現的書籍極少，這算作一本。

官方網站：http://ebookchain.org/

註： 本文1.2.5參考自巴比特論壇《從概念到底層技術，一文看懂區塊鏈架構設計（附知識圖譜）》

1.2 區塊鏈基礎知識