Distributed Ledger Technology (DLT)

分布式账本技术是应用在资本市场最重要的区块链技术，该技术可以移除当前市场基础设施中的效率极低和成本高昂的部分。

分布式账本，从实质上说就是一个可以在多个站点、不同地理位置或者多个机构组成的网络里进行分享的资产数据库。在一个网络里的参与者可以获得一个唯一、真实账本的副本。账本里的任何改动都会在所有的副本中被反映出来，反应时间会在几分钟甚至是几秒内。根据网络中达成共识的规则，账本中的记录可以由一个、一些或者是所有参与者共同进行更新。

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什么是 ledger？

ledger 是对 maintenance 和 property 的记录。其中 property 包括钱、房屋、信息等等，而 maintenance 则是指对 property 的交易、所有权的更新等。任何有价值的信息交换我们都可以看作是 ledger。

ledger 的发展：

有了去中心化的分布式数字账本，才有了 DLT 的发展。

我们可以分别根据是否需要识别节点的身份以及读取数据的权限对 DLT 做个简单的分类：

另外一种分类方法可能更加直接，我们将私有区块链划分到 Permissioned 底下，而将公有区块链划分到 Permissionless 下：

其中，Consortium Blockchain 为行业区块链，它既没有完全的中心化也没有完全的去中心化，会由某个群体内部指定多个预选的节点为记账人，其它节点可以在记账人的允许下加入或离开区块链网络。

对于私有区块链来说，只有单个（或者）少数节点负责区块链的维护（写入权限），和传统的数据库系统一样，是完全中心化的。而在公有区块链中，任何人都可以参与其共识过程，发送交易，某个节点可以随时离开、加入。

这里我们列出公共区块链会存在的一些问题：

• Limited Transactions：例如比特币区块链每秒只能处理少于 10 个 transactions
• Limited Block Size：例如，比特币只有 1 MB 大小的 block 尺寸
• Energy Consumption：公有区块链会基于所谓的工作量证明（Proof-of-Work，PoW）技术来实现，比特币就使用该技术，它会导致大量的时间以及能源消耗

我们在开头提到过，DLT 本质上可以看作是一个数据库，但它和传统的数据库管理系统（DBMS）有所区别：

Feature	DBMS	DLT
Common Records	Yes	Yes
Central Entity	Yes	No
Consensus Management	Through central entity	Through mining nodes
Duplication of Data	Few nodes or central entity	Kept by every node
Global View	Yes	Yes
Distributed	Yes	Yes

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Blockchain Basics

DLT 中的数据管理与组织可以通过多种方式实现：

• Linear linked list of blocks
• Directed Acyclic Graph (DAG) 有向无环图
• Tree-like data structures，树形结构

如果 DLT 是基于区块链条实现的，这就是我们通常所说的区块链。当然，以 DAG 或者树形结构实现的 DLT 我们也可以叫做区块链。

区块链的定义："区块链"是一种数据结构，其中的数据是只读的，一旦进入区块链就不能修改，新的数据只能在区块链的末端追加，这使得区块链非常难以篡改。

区块链的特性使得它记录的信息较为可靠，避免了来自第三方不信任的问题。区块链在本质上将可信的第三方从交易各方的中间移除，并在不信任和未知的环境中公开建立信任。

一个区块链的形象示意图如下：

它包含三个要素：block、chain 以及 transactions。

1. block
   一个 block 是存储信息的基本组成部分。例如，block 中可能含有的内容：
   

2. chain
   每个 block 都需要被链接在一起来形成区块链。如我们前面所说，这些 blcoks 可以使用线性顺序来链接，但可能会有扩展性、快速索引、安全性等问题。我们也可以用图或者树形结构来进行链接。

3. transactions
   可以存储不限于交易相关的任何信息，如财产所有人、数字货币、贷款；也可以存储类似出生、死亡记录、土地记录等信息。这些交易信息可以被用来追踪货物的流通信息。

我们刚刚对比过 DLT 和传统的 DBMS 的一些区别。下面我们来具体看看区块链和传统的数据库系统相比，有哪些特性。

Decentralization

区块链没有中心管制，通过分布式的计算与存储，各个节点可以独立进行数据的管理、控制。

Transparency

任何人都可以追踪交易历史，这使得区块链系统高度透明、开放，对于公共区块链系统来说尤其如此。

Immutability

一旦某个交易信息被添加到区块链上，并由节点验证，该交易信息就不能被随意篡改。

Availability

由于区块链的分布式和去中心化性质，ledger 本身对节点来说是可用的，因此与中心化系统（有单点故障）相比，该系统的可用性很高。

Pseudonymity

区块链系统中的节点使用假名，即节点的身份信息不需要公开或验证。因此，区块链系统可以很好保护隐私。

Security

区块链的安全性体现在：

• 强有力的公钥/私钥，传统的数据库系统并不使用
• 哈希算法，传统的数据库系统并不要求对每条数据使用哈希算法
• 数字签名
• 加密技术

Non Repudiation

一旦某个 transaction 被添加到区块链节点上，它的所有权就归这个节点所有，不可改变。

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Example: Food Supply Chain

将区块链技术运用于食品供应链，可以帮助我们提高透明度和可追溯性。我们在食品供应链的每个阶段监测食品状况，并记录食品的状态，这样可以明确食品具体是在哪个环节出现了问题。如果发现食品受到污染，就要立刻召回。

区块链的高透明度也使得商家无法在商标上做手脚，必须对相应物品作对应的分类以及标价。

通过创建一个透明的交易环境，以及供应链参与者之间的互相合作，区块链技术帮助人们对整条供应链进行透明化监督，降低食品安全危害、杜绝欺诈、减少浪费。