在以前的文章中， 我們看到了一個簡單的鏈表概念如何演變為復雜的分布式系統。顯然，這是區塊鏈簡單的概念演進，但它不是分布式系統出現的唯一方式。分布式系統需要協調、容錯、協商一致和多層技術管理（在系統和協議的意義上）。

分布式系統還有許多其他復雜的問題。當分布式系統中的節點也是分散的（從所有權和控制的角度來看）時，安全性就變得至關重要。這就是復雜密碼機制發揮作用的地方。巨大的事務量使得有必要處理任何共享或復制數據的性能，從而為擴展、分片和驗證分布式數據的概念鋪平了道路，以確保它不會失去同步 功能或受到損害。在本節中，我們將討論一下并不新鮮的蓋簾;它們已經為人所知，并且已經研究了幾十年。

密碼學

分布式系統中的一個重要需求是數據和參與者的安全性。這促使了密碼技術的引入。例如，Ralph Merkle在1979年引入了哈希值二叉樹（現在稱為Merkle樹）的概念。塊的加密哈希值是由Stuart Haber & W. Scott Stornetta在1991年實現的。1992年，他們將Merkle樹納入他們的效率方案中。

哈希值函數是經過充分研究的標準技術，為許多現代加密技術提供了基礎，包括眾所周知的SSL證書和http協議。在SHA-1和SHA-2中使用了Merkle哈希值函數，現在稱為merker - damgard構造。Hashcash使用SHA-1（1993年最初使用SHA-0， 1995年使用SHA-1），現在使用更安全的SHA-2（實際上由SHA-256和SHA-512組成）。更安全的SHA-3是下一步升級。

分區、縮放、復制和分片

由于區塊鏈的核心是分布式分類賬形式的數據庫，如何處理數據庫規模快速增長的問題變得越來越緊迫。分區、復制、縮放和分片都是密切相關的概念。這些技術過去用于企業系統，現在被用于區塊鏈以解決性能限制。

和區塊鏈一樣，這些也不是什么新概念，因為大公司幾十年來一直在努力解決這些問題。對于不斷增長的數據庫來說，直觀而明顯的解決方案是將其分解為多個部分，并分別存儲這些部分。在這個看似簡單的解決方案的背后，隱藏著許多技術挑戰，例如，應用層如何知道將在哪個“塊”找到任何特定的數據記錄，如何在數據的多個分區之間管理查詢，等等。雖然這些可伸縮性問題在企業系統或已經知道并允許參與者的生態系統（例如，相當于被許可的塊鏈）中易于處理，但在公共區塊鏈中會變得更加棘手。惡意策略的排列似乎沒完沒了，而實際上也不可能事先列舉出來。需要保持合理的匿名性也增加了其解決方案的復雜性。

驗證和確認

零知識證明（ZKP）是一種技術，用來證明驗證者（另一方，稱為驗證者），而驗證者知道的一些東西，不需要證明者披露什么是驗證者所知道的。（這聽起來很神奇，但是有許多簡單的例子可以說明這是如何實現的，我將在稍后的文章中介紹。）ZKP最初是在Shafi Goldwasser、Silvio Micali和Charles Rackoff于1985年發表的論文《交互驗證系統的知識復雜性》中描述的（顯然，ZKP早在1982年的時候就開發出來了，但直到1985年才發表）。Zcash是一種基于比特幣的加密貨幣，它使用ZKP（或稱為zknoks的變體，由四名研究人員于2012年首次引入）來確保交易的有效性，同時不泄露任何關于發送方、接收方或金額本身的信息。

甚至交易本身都可以通過自動化代碼實現，這通常稱為智能合約。這是Nick Szabo在1996年首次提出的。盡管名稱不同，但考慮到人工智能目前相對先進的狀態，這些自動化代碼是否可以說是智能合約還存在爭議。同樣，智能合約也不完全是法律意義上的合同。例如，信用卡交易結合了大量的計算，包括檢查余額、欺詐、不尋常的支出模式等，以及在復雜的現代金融交易網絡中各方之間的服務水平協議和合約綁定，但我們通常不稱之為“智能合約”。相比之下，當前的“智能合約”是相當簡單的。