27、区块链可扩展性的信息论方法

区块链可扩展性的信息论方法

1. 引言

商业交易需要参与方之间可靠的信任，以及可在后续验证的交易证明，传统上需可信第三方来执行和验证合同。区块链的发明开启了分布式可信交易网络的时代。

1.1 区块链的原理与优势

区块链依赖分布式交易验证、可重现的交易有效性验证、基于哈希链的安全交易记录和拜占庭容错共识机制，在点对点网络中建立分布式共识。交易由网络中的某个节点验证并传达给其他节点，每个节点以一致且加密安全的形式维护包含所有交易历史记录的账本。当有验证后的交易报告时，节点会相应更新账本，且账本可在后续验证一致性。

1.2 区块链的应用领域

区块链不仅用于加密货币，还在多个领域有广泛应用：
- 医疗领域 ：可解决医疗记录访问、保险政策关联和处方伪造等问题。例如，医生、医护人员、药房和患者共享的区块链，能提供患者的无缝共享记录，还可集成保险政策。
- 科研领域 ：能实现研究成果和出版物的分布式验证，提供可信的分布式计算网络，加速疫苗和药物研发。
- 供应链管理 ：可实现产品供应链的透明追溯，减少全球供应链中的摩擦。
- 发展中经济体 ：有助于维护土地所有权记录，保护弱势群体的土地权益。

1.3 研究目的

本文将研究区块链系统实施成本，重点关注存储和通信成本，并介绍基于信息和编码理论的解决方案以降低成本。

2. 区块链系统基础

2.1 区块链网络