我們知道區塊鏈是比特幣的底層技術，它是將記錄區塊以鏈條的方式進行組合并串接在一起，通過去中心化和去信任的方式集體維護一個可靠的數據庫及數據結構，從而支撐了數據的一致性并提高流程可靠度。在實際業務應用層，主要采用了智能合約的互信機制，實現前端的數字認證和信息追溯。

區塊鏈具有三個非常關鍵的特點：即保障數據的完整性、去中心化的可靠性以及提供數據的安全性。

保障數據的完整性：通過“區塊+鏈”創新數據庫結構。將數據分成不同的區塊，每個區塊通過特定的信息鏈接到上一區塊的后面，前后順連來呈現一套完整的數據。從技術上講，它是將數據或代碼打包成一個區塊，蓋上時間戳，與上一個區塊銜接在一起，時間戳是區塊鏈中重要的技術創新。

去中心化的可靠性：構建P2P分布式網絡結構的協議機制，讓全網任意節點都來驗證其他節點記錄結果的正確性；同時構建分布式網絡系統，讓數據庫中的所有數據都實時更新并存放于網絡節點中。從技術上講，它是基于去中心化開源協議，運用分布式記賬、分布式傳播、分布式存儲等技術。

提供數據的安全性：依賴于非對稱加密算法及數字簽名。兩個密碼具有非對稱特點——公鑰和私鑰。數據加密時使用公鑰，全網可用于加密；數據解密時使用私鑰，只有信息擁有者才能解密。從技術上講，典型的非對稱加密算法有：RSA、Rabin、D-H、ECC、Elgamal等。

因此，區塊鏈的技術具有去中心化、記錄時間戳、分布式記賬、集體維護、不可篡改、去信任、非對稱加密等技術特性特性，這些特性支撐了上層業務的可管、可控、可靠和安全。

但是我想對于大都數讀者而言，區塊鏈仍然是一個比較抽象的技術名詞，它到底是一個什么樣的邏輯結構？為何具備上述特點就能保證上層業務應用的安全可靠？這就非常有必要引入一張直觀的圖示加以說明。在互聯網上通常都是有關比特幣應用里區塊鏈的結構圖，而且比較簡化很難理解，這里面我結合了大量參考勾勒出一張完整的技術框架和功能示意圖，希望能與各位讀者產生共鳴。

首先，我們將區塊鏈的在實際應用中的整體架構分為四層：即應用層、擴展層、網絡層和存儲層。

應用層：相當于B/S架構的瀏覽器端，但卻是目前最最缺少的市場空白區（能為我們最終客戶提供什么應用服務），我們現在市場上所接觸到的，恐怕就是互聯網和貨幣BTM機、數字錢包、音像、視訊出版等應用了，而且還都很不成熟，說白了還不是很普遍。但由于應用層直接與客戶接觸，所以它是實現數字認證、信息追溯的重要環節。

擴展層：相當于B/S架構的服務端，擴展層與應用層關聯性密切。我們讀者在其他文章中所看到的表述，實際上并沒有很清晰的說明應用層與擴展層之間的關系。這里面強調，如果是比特幣交易類應用，則不需要擴展層即可直接實現業務支撐；但如果是數字音像和第三方出版等應用，則需要擴展層的智能合約機制。所謂“智能合約”就是“可編程合約”，或者叫做“合約智能化”，其中的“智能”是執行上的智能，也就是說達到某個條件后合約則自動執行。在擴展層實現方面會用到一些技術，包括分布式存儲、機器學習、大數據等。

網絡層：就是上文中所述的P2P網絡，既然是分布式網絡那一定是多點對應、交叉關聯的。網絡層中每一個節點的背后都是一個用戶端，端側B、C、D、E的背后都會存在一個與A相同的應用層。在實際應用過程中，互信機制就是通過這樣的分布式網絡建立起來的，從技術開發角度講主要用到了分布式算法，比如Paxos算法、一致性Hash算法等。而且還需要使用網絡編程語言，比如Python、Go、Node.js等。

存儲層：數據存儲可以相對獨立，選擇自由度比較大，選擇的原則需要考慮存儲性能和易用性，因此存儲方式很重要，即——“區塊+鏈”的存儲方式。區塊鏈的核心就在于此，數據塊以鏈條的形式存放且環環相扣，每一個應用端的背后都通過這樣的存儲結構記錄著一串信息。在存儲層主要用到相應的存儲技術，比如LevelDB、Redis、Memcached等。