一、背景

在需要进行大额（甚至小额）交易或者远程交易的时候，理论上双方是不会互相信任的，所以如果没有机制来解决这个信任的问题，那么将会阻碍很多交易的进行，不利于经济的发展。一个很好的缓和就是中心化机构的自然出现，这样交易双方有了一个共同信任的对象，交易就会顺利很多。然而问题还是存在的，暂且不说对第三方没法完全信任，即使信任了，也需要支付一定的金额，而且第三方机构的成本很高，效率又不高，而且还要冒着中心账本损毁或失窃的风险。但这似乎是不可避免的，为了让更多交易顺利进行，这些成本似乎值得。但新的事物——比特币出现了，它正好解决了人们互相不信任的问题，而且是去中心化的，更加值得信任，而且成本更低，效率更高。比特币的核心支撑技术就是区块链。

二、认识比特币和区块链

比特币本质上是由分布式网络系统生成的数字货币，其发行过程不依赖特定的中心化机构，而是依赖于分布式网络节点共同参与一种称为工作量证明 (Proof of work, PoW) 的共识过程以完成比特币交易的验证与记录。PoW共识过程（俗称挖矿）通常是各节点贡献自己的计算资源来竞争解决一个数学问题，成功解决该数学问题的矿工将获得区块的记账权，并将当前时间段的所有比特币交易打包记入一个新的区块、按照时间顺序链接到比特币主链上。比特币系统有一定数量的比特币奖励该矿工，起到激励作用，并以此作为发行比特币的形式。
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，并且是以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的去中心化共享总账，能够安全存储简单的、有先后关系的、能在系统内验证的数据。简单来说，区块链是一个分布式的账本数据库，网络中的每个节点都有一本完整的账本，相邻区块之间存在一个哈希关系，无法篡改，去中心化，降低成本，提高效率。区块链技术是具有普适性的底层技术框架，除了在比特币上的应用之外，可以为金融、经济、科技甚至政治等各领域带来深刻变革。
比特币和区块链系统一般具备如下五个关键要素，即公共的区块链账本、分布式的点对点网络系统、去中心化的共识算法、适度的经济激励机制以及可编程的脚本代码。

三、区块链的特点及其应用

区块链技术的以下特点使得其不仅可以成功应用于数字加密货币领域，同时在经济、金融和社会系统中也存在广泛的应用场景。

• 去中心化：
  区块链数据的记账、存储、维护等过程均是基于分布式系统结构的，采用纯数学方法而不是中心机构来建立节点间的信任关系，从而形成去中心化的可信任的分布式系统。去中心化是区块链的最大优势，这一特点使其非常适合用于高中心化程度的金融行业，如银行、证券交易所等。这将使得传统的中心化机构没有存在的必要，或者可以大量减少，取而代之的是以区块链技术支撑起的平台，人们可以在这里进行交易，而不用担心以前担心的各种问题，提高金融活动的效率、便利性和透明度。此外，从另一个角度看，很多场景是缺乏中心的，也就是没有互相信任的基础，区块链的出现提供了解决这类问题很好的思路。
• 时序数据：
  区块链采用带有时间戳的链式区块结构存储数据，从而为数据增加了时间维度，具有极强的可验证性和可追溯性。这一特性使得区块链可以应用于公证、知识产权注册等时间敏感的领域，比如数字学历证书，身份证明等。此外，也使得通过区块数据和时间戳来重现历史成为可能，以后某个时间点发生过的事情，都可以在区块链上找到很好的印证。同时，区块的数据也是永久存储的，这也对新app的产生提供了新思路，比如之前红极一时的谜恋猫，现在任有一定日活量。
• 集体维护：
  区块链系统采用特定的经济激励机制来保证分布式系统中所有节点均可参与数据区块的验证过程，并通过共识算法来选择特定的节点将新区块添加到区块链。
• 可编程：
  区块链技术可提供灵活的脚本代码系统，支持用户创建高级的智能合约、货币或其他去中心化应用。例如，以太坊 (Ethereum) 平台即提供了图灵完备的脚本语言以供用户来构建任何可以精确定义的智能合约或交易类型。智能合约顾名思义就是自动化合约。它们是自动执行的，并在其代码上写入了特定的指令，并在特定条件下执行，不可反悔、不可篡改、自动执行。
• 安全可信：
  区块链技术采用非对称密码学原理对数据进行加密，同时借助分布式系统各节点的工作量证明等共识算法形成的强大算力来抵御外部攻击、保证区块链数据不可篡改和不可伪造，因而具有较高的安全性。这一特性也是智能合约和金融类应用的必要要求，是区块链得以广泛应用的重要因素。

四、区块链的发展与挑战

与传统中心机构的信用背书机制不同的是，比特币区块链形成的是软件定义的信用，这标志着中心化的国家信用向去中心化的算法信用的根本性变革。区块链技术的出现无疑是对传统的生产关系的一个颠覆，它将推动新型社会与组织的出现，或许在几十年之后回头一看，可能发现很多机构已经消失不见，但这个变化的过程却是极其自然的。
目前，区块链领域已经呈现出明显的技术和产业创新驱动的发展态势，其相关学术研究严重滞后、亟待跟进。作为一个新兴的技术，区块链不可避免地面临着各种制约其发展的问题和障碍，如安全、效率、资源和博弈问题等，这就需要在发展创新产业的同时，也要有更加深入的研究，来逐步解决这些已有或者潜在的问题，这样区块链的活力才能继续保持下去。

小记：
部分相关技术：
数字加密技术和分布式共识算法；
区块、链式结构、哈希算法、Merkle树和时间戳等。