3、区块链技术：架构、共识算法及其挑战

区块链技术：架构、共识算法及其挑战

1. 区块链技术概述

区块链是一种分布式账本，能高效安全地存储双方的所有交易记录。其发展历程可追溯到2008年中本聪发布的比特币白皮书《点对点网络》，该白皮书设想了双方无需第三方或中介即可安全进行在线支付的方式，采用加密技术而非信任机制实现在线数字交易。2009年比特币诞生，作为一种去中心化的点对点数字加密货币，在过去十年取得了巨大成功，许多领域都将其用于交易，它运用了区块链的基本原理。

区块链是一种数据库，在多个节点或计算机上存有大量重复的记录副本，所有节点信息一致。每个区块可同时包含多笔交易，每笔交易有唯一参考编号、时间戳、指向前一笔交易的指针及交易信息。2013年以太坊提出了“运行智能合约的去中心化平台”，为开发去中心化应用创建加密货币提供了平台，定义了区块链开发者在无第三方干预的情况下创建市场、存储债务或承诺记录、按合同或遗嘱指示转移资金的方式。目前区块链技术采用工作量证明（POW）概念，需要更多计算能力来解决难题或进行挖矿，以创建新区块。以太坊开发者还采用了权益证明（PoS）方法，目标与POW相似但过程不同。

当前区块链交易处理速度较慢，区块链扩展技术应运而生，该技术在不影响安全性的前提下提高了处理速度，通过找出确认交易所需的系统并平均分配工作来实现。这些创新体现了开发者、科学家和密码学家的努力，使区块链技术在资金转移、自动驾驶汽车、无人机等领域的应用成为可能。

2. 区块链简介

密码学如今是行业和教育领域的热门话题，比特币是最成功的加密技术之一，2016年在资本市场市值近100亿美元，专为在代币网络中安全存储数据和进行交易而设计，无需第三方干预。区块链技术用于比特币加密，是一种公共账本，所