区块链概念渐渐地开始受到普遍接受和关注。从狭义角度来讲,区块链技术是一种基于时间顺序的分布式账本,它将数据区块通过首尾相连的方式组合而成一种链式数据结构,以密码学为基础来保障数据的不可筛改、不可伪造等特性。从广义角度来讲,区块链技术是基于密码学、时间截等技术来传输和验证数据,通过链式数据结构来存储数据,利用共识机制来生成和更新数据,并通过设计可编程智能合约来实现的一种全新去中心基础架构与分布式计算范式。

区块链每个区块中包含了相同的数据结构,主要为区块头(Block Header)和交易(Transaction)两部分。其中,每个区块头都对应唯一的哈希值(SHA-256),区块头中包含了相邻前一区块头的哈希值,通过哈希值序列就能建立一个从后往前一直追溯到第一个区块的链条,这种链式的数据结构保证了区块链的不可筛改性和可追溯性。具体地说,如果前一区块的内容发生变化,那么其后的区块头的哈希值也要发生变化,并且会一直影响到往后的每个区块。因此一旦某个信息被记录到区块链中之后,除非重新计算该区块之后的所有区块,否则包含该信息的区块记录是无法被筹改的。此外,由于比特币网络中的每个区块生成都伴随着全球总挖矿矿工的计算力,筛改一个区块需要耗费庞大的代价。这样一种从前往后顺序区块链条就保证了区块链数据的不可筛改,这也是区块链系统安全性得到保障的重要原因。另一方面,区块链基于时间顺序记录的数据可以保证所写入信息的可追溯性。最为重要的是,任何用户都可以成为比特币网络的维护者和参与者,只要具备一定的算力就有机会获得挖矿奖励。从其本质分析来看,区块链就是一种无须中心化机构维护,可以在互不信任或弱信任的参与者之间维护的一套数据准确的分布式账本技术。

区块链技术的巨大潜能逐渐被除了数字货币和金融之外更多的行业看到,并由此衍生出了许多非数字货币的区块链项目,例如由IBM公司推出的联盟区块链平台Hyperledger、密码学家 Silvio Micali 设计的 ALGORAND、腾讯公司开发的开源区块链平台FISCO BCOS等。如图1.3所示,区块链技术的发展大致可分为4个阶段:区块链1.0、区块链2.0、区块链3.0和区块链4.0。前两个阶段是处于金融及相关领域的发展阶段。