2.3.2 区块链技术的自治功能

依据系统理论，典型的区块链应用系统由组成要素及各要素之间的联系构成，区块链应用系统的结构及功能示意图如图2-1所示。

图2-1 区块链应用系统的结构及功能示意图

在图2-1中，区块链应用系统的组成要素包括节点、区块、账本、智能合约及通证。关键功能的解释如下。

（1）加密：加密技术是区块链安全技术的基础，块信息、账本信息通过加密算法MD5（文本加密）、SHA256（密钥加密）、ECDSA（非对称算法）及哈希（HASH）等算法共同实现。哈希算法通过历史交易数据的复核来判断信息的变化，要认可交易则需要“区块链工作确认算法”解决（认可则计入区块、否则不计入区块）信任问题。加密过程：客户端利用MD5等算法对账本基本信息（资产、合约、账户、参与者等）进行加密处理；发布上链的账本用SHA256加密，用私钥（ECDSA、ED）进行签名；用Hash算法对账本信息进行计算，生成区块信息或获取区块信息。

（2）记账：生成区块头的基本信息，包含链锁位、时间戳、工作量位、权属信息位。时间戳记录区块产生的时间，时间戳与权属信息可以共同确定区块权属。

（3）账本共享：以点对点网络协议为基础，将账本复制、共享到其他参与交易的节点中，形成分布式账本。通过账本共享，节点作为区块账户，可以下载和查询交易信息、区块生成信息等。块下操作需要考虑每个参与者（节点）的私密性。作为交易证据，复制的共享账本记录了所有节点间的交易余额或资产，是最权威的记录，具备足够的公信力和证明力。

（4）共识：共识是分布式系统容错的基本问题，有各种分布式算法，如PBFT、Raft、PAXOS等。共识算法具有双重保护机制，这使得机器产生正确的决定：第一，“提供优惠待遇者为首选交易对象”；然后“首选”广播（用点对点协议）相同交易数据给各服务器节点，让“其他节点”决定是否对该交易进行记账；第二，典型的共识算法就是多个服务器对一个即将记入账本的数值进行投票，获得大多数的选举票者被记入账本，采用少数服从多数的机制，解决了在少数服务器投“否认”票（不承认、没回应等）的情况下的交易确认问题；也确保当少数“坏服务器”不工作时，全网照样记账的分布式记账难题。

（5）规则：将交易及其他治理规则以代码形式写入智能合约，智能合约的“自动执行”功能使得在满足执行条件的情况下，“规则”将被无条件执行，排除人为的干扰，是形成信用的重要机制之一。

（6）自动分配：智能合约的自动执行功能实质上是针对利益相关者的利益分配，主要以对“通证”进行重新分配的形式进行。通证作为在区块链应用系统中可流通的加密数字权益证明，实质上是“利益”的数字化表达。