钱卫宁 邵奇峰 朱燕超 金澈清 周傲英

区块链（blockchain或 block chain）是指通过数据加密、数据链式钩稽、多副本存储和分布式共识等机制，实现去中心化的分布式数据管理技术。它最早是由中本聪提出，并在比特币（bitcoin）中加以实现和应用。随着比特币应用的快速发展，区块链技术所具有的防篡改、不可抵赖、强一致和完整性等特性，特别是它的对等网络（peer-to-peer network）去中心化本质，得到了工业界和学术界的广泛关注。在加密货币、分布式账本、单据管理、首次代币发售（ICO）和众筹、慈善等领域，区块链技术得到了广泛的探索和应用。

另一方面，最早的区块链技术被设计用于比特币这一特殊的虚拟货币应用。它与应用紧密结合，所能提供的数据管理功能简单，同时基于工作量证明（proof-of-work，简称 PoW）的共识机制的计算量耗费巨大，导致极低的系统吞吐率和很长的系统延迟。如何提供丰富的数据管理和数据处理功能，提高系统性能，成为区块链研究、开发和应用所关心的热点。以以太坊（Ethereum和 Hyperledger等为代表的开源项目则提供了相对完善的区块链的开发与应用基础，推动了区块链普及、应用的快速增长，以及新问题的发现与研究。

从数据管理角度看，区块链的本质是一个构建在对等网络上、提供了可信数据管理功能的数据库系统。一个可信数据库管理系统从 3个层面确保系统的可信性，即存储的可信性、处理的可信性以及外部访问的可信性。

存储可信性是指数据处理结果一旦被确认，不会丢失或被篡改。……