區塊鏈的基本原理是什么？技術特征有哪些？

1 區塊鏈的定義

工信部中國區塊鏈技術和產業發展論壇標準發布的《區塊鏈參考架構》中將區塊鏈定義為:“一種在對等網絡環境下，通過透明和可信規則,構建不可偽造、不可篡改和可追溯的塊鏈式數據結構，實現和管理事務處理的模式”。

區塊鏈技術是一種按照時間順序將數據區塊以順序相連，組合成一種鏈式數據結構，分布、一致地存儲于各參與方，并以密碼學方式保證數據不可篡改、不可偽造的分布式賬本技術。通過應用區塊鏈技術,能夠保證信息的完整性與可靠性,有效解決信息交互過程中存在的信任和安全問題。

2 區塊鏈的基本原理

區塊鏈的基本技術原理可以歸納為:一個基本概念、兩個關鍵要素和三項核心機制。

(1)一個基本概念:多種傳統技術的整合創新

區塊鏈是多種傳統技術的創新整合,是點對點網絡、數據加密、分布式數據存儲、共識機制等一系列技術的融合。區塊鏈將各項相關技術要素集成，帶來了全新的分布式協作模式，資產、權屬、流程在分布式協作網絡中被重新定義，這是區塊鏈最大創新所在。

(2)兩個關鍵要素:區塊、智能合約

區塊作為區塊鏈數據存儲的基本單元，通過一種巧妙的密碼學機制進行串聯，如同一條編號的鏈條，必須按照順序組裝，試圖修改內容、調整順序的企圖都將被機器識別和拒絕，因此區塊鏈上的數據一旦被記載，即成為一個可靠、可信、公開、無法被修改的記錄。這是區塊鏈上數據、合約不可篡改、可追溯的核心技術。

智能合約可視作一段部署在區塊鏈上可自動運行的程序。通俗地講，智能合約就是機器自動執行雙方或多方約定的協議，一旦約定的條件達成，沒有任何人能阻止協議的履行。智能合約的執行不需要也不能被任何人干預，不可篡改，讓所有人都可以參與驗證智能合約的執行，這是對社會信用的一大變革。

(3)三項核心機制:分布式賬本機制、安全和隱私保護機制、共識機制

區塊鏈平臺由多個參與方組成，每個參與方都有一套賬本記載數據，分布式賬本就是將數據以一致的方式記載在每一個參與方持有的賬本中的技術，確保了各參與方能夠及時、準確地獲得并記錄區塊鏈中發生的所有活動。

安全和隱私保護機制由區塊鏈平臺通過多種密碼學原理進行數據加密實現,通過對數據加密及進行數字簽名，防止出現未經授權的數據訪問以及篡改數據的情況。

共識機制是區塊鏈平臺中各個節點達成一致的策略和方法,根據系統類型及應用場景的不同靈活選取。公有鏈如比特幣采用的是PoW算法，而許可鏈往往采用BFT、類BFT共識協議等共識機制，具備更好的系統健壯性，性能更高。

3 區塊鏈的特征

區塊鏈的技術特征可以歸納為:去中心化/多中心化、不可篡改,高安全性和智能合約。

(1)去中心化/多中心化

公有鏈由所有參與者共同記錄數據，由共識機制保證數據記載的一致性，并以加密機制保證數據不被篡改，三位一體地構建一個在沒有權威中心的場景下由所有參與者共同記賬的機制，實現了去中心化。

在聯盟鏈應用模式下，對于參與者的加入、退出存在一定的管理，并且參與方數量可控，去中心轉化為參與方都是中心的多中心概念。去中心化和多中心化是一個同源的概念，對應不同規模和形態的區塊鏈模式。

(2)不可篡改

對某一時間點的交易信息生成區塊，區塊首尾相連形成可完整驗證、可追溯歷史的數據鏈，用特定的數學算法確保鏈的順序以及鏈上的數據可以唯一確定、不能篡改，并支持為每一筆數據提供檢索和查找功能，可逐筆驗證，證明數據原始信息，不可偽造、篡改、刪除。

(3)高安全性

存儲在區塊鏈上的數據由所有參與者共有且公開。在許可鏈上，記載上鏈的數據可以加密、帶有權限屬性，只有在數據擁有者授權的情況下才能訪問、解密，從而保證數據的安全性和隱私性。

(4)智能合約

智能合約是內嵌于區塊鏈上自動運行的程序，在各參與方節點運行，其涵蓋的范圍包括編程語言、編譯器、虛擬機、事件、狀態機等。在滿足合約條件時，智能合約會根據約定的規則，自動觸發執行約定的指令(如資產清算、賠償、交割等)。

來源：《浙商銀行：2020年基于區塊鏈技術的供應鏈金融白皮書》