区块链关键技术：密码学保证数据安全，实现共识机制

1）链式数据结构——区块

区块链是一种把区块以链的方式组合在一起的数据结构，选取新节点时需要将新区块里前一个区块的哈希值、当前时间戳、一段时间内发生的有效交易及其默克尔树根值等内容打包成一个区块向全网广播。密码学保证了数据的不可篡改和不可伪造，能够使参与者对全网交易记录的事件顺序和当前状态建立共识。由于每一个区块的块头都包含了前一个区块信息的压缩值，因此每个区块必定按时间顺序跟随在前一个区块之后。这种引用结构，让现存的区块集合形成了一条数据长链。

2）非对称加密算法

非对称加密算法需要两个密钥来进行加密和解密，其中一个是公开的密钥（Public Key），简称公钥，另一个是私有密钥（Private Key），简称私钥。公钥是可以公开的，也需要通过公共的渠道公开给相应的通信方；而私钥是非对称加密算法中的关键，需要安全地保护好。公钥与私钥是一对，如果用公钥对数据进行加密，只有用对应的私钥才能解密；如果使用私钥进行数据的签名，只有公钥可以来验签。

3）点对点通信技术(https://www.xing528.com)

点对点（P2P）通信技术是一种对等连接的互联网技术，依赖网络中参与者共同的计算能力和带宽，而不是把依赖都聚集在较少的几台服务器上。纯点对点网络没有客户端或服务器的概念，只有平等的同级节点，同时对网络上的其他节点充当客户端和服务器。

4）共识机制

由于点对点通信的原因，分布式系统或者点对点网络中，每个节点是按自己的规则运行的。为保持整个系统数据的一致性，需要借助分布式共识技术。传统的分布式技术中，由于本身的技术特点并不需要数据的一致性，更多的是需要数据的准确性，包括主从、Sharding 技术等。但是，在点对点网络中每个节点之间并没有依赖关系，所以就更需要保证数据一致性的机制。通过共识机制，实现区块链网络链条的唯一和数据的唯一。区块链基础架构如图1所示。