区块链技术介绍(2018-04)
区块链以和区块链技术总结
区块链以及区块链技术总结 区块链是目前一个比较热门的新概念，蕴含了技术与金融两层概念。从技术角度来看，这是一个牺牲一致性效率且保证最终一致性的的分布式的数据库，当然这是比较片面的。从经济学的角度来看，这种容错能力很强的点对点网络，恰恰满足了共享经济的一个必须要求——低成本的可信环境。 本次分享一下聊聊区块链技术，以及目前区块链技术架构，并且介绍一下价值互联网。 由于区块链是一个新兴的技术概念，本文所有的观点仅代表个人观点，未必全部正确。 #1. 技术人员看待区块链的正确姿势 区块链虽然是一个新兴的概念，但它依赖的技术一点也不新，如非对称加密技术、P2P网络协议等。好比乐高积木，积木块是有限的，但是不同组合却能产生非常有意思的事物。 我接触过一些工程师，初次接触区块链时，不约而同的表达了：都是成熟的技术，不就是分布式存储嘛。站在工程师的角度，第一反应将这种新概念映射到自己的知识框架中，是非常自然的。但是细究之下发现，这种片面的理解可能将对区块链的理解带入一个误区，那就是作为一个技术人员，忽略了区块链的经济学特性——一个权力分散且完全自治的系统。 区块链本质上是一个基于P2P的价值传输协议，我们不能只看到了P2P，而看不到价值传输。同样的，也不能只看到了价值传输，而看不到区块链的底层技术。 可以这么说，区块链更像是一门交叉学科，结合了P2P网络技术、非对称加密技术、宏观经济学、经济学博弈等等知识，构建的一个新领域——针对价值互联网的探索。 那什么是价值互联网？价值互联网可以是当下如日中天的电子商务所衍生的支付业务。但，真的只是支付领域吗？很显然这是不够的，一级资本市场，实体资产确权与转移，证券登记交割、证信与反欺诈。我们再仔细想想，我们的各大电商平台的专业差评师，恶意刷单还少吗？
区块链的核心技术原理及特征
区块链的核心技术原理及特征 区块链的概念和特征 区块链（Blockchain）是一系列现有成熟技术的有机组合，它对账本进行分布式的有效记录，并且提供完善的脚本以支持不同的业务逻辑。在典型的区块链系统中，数据以区块（block）为单位产生和存储，并按照时间顺序连成链式（chain）数据结构。所有节点共同参与区块链系统的数据验证、存储和维护。新区块的创建通常需得到全网多数（数量取决于不同的共识机制）节点的确认，并向各节点广播实现全网同步，之后不能更改或删除。从外部来看，区块链系统应具备如下特征： ·多方写入，共同维护 此处的多方仅指记账参与方，不包含使用区块链的客户端。区块链的记账参与方应当由多个利益不完全一致的实体组成，并且在不同的记账周期内，由不同的参与方主导发起记账（轮换方式取决于不同的共识机制），而其他的参与方将对主导方发起的记账信息进行共同验证。 ·公开账本 区块链系统记录的账本应处于所有参与者被允许访问的状态，为了验证区块链记录的信息的有效性，记账参与者必须有能力访问信息内容和账本历史。但是公开账本指的是可访问性的公开，并不代表信息本身的公开，因此，业界期望将很多隐私保护方面的技术，如零知识证明、同态加密、门限加密等，应用到区块链领域，以解决通过密文操作就能验证信息有效性的问题。 ·去中心化 区块链应当是不依赖于单一信任中心的系统，在处理仅涉及链内封闭系统中的数据时，区块链本身能够创造参与者之间的信任。但是在某些情况下，如身份管理等场景，不可避免的会引入外部数据，并且这些数据需要可信第三方的信任背书，此时对于不同类型的数据，其信任应来源于不同的可信第三方，而不是依赖于单一的信任中心。在这种情况下，区块链本身不创造信任，而是作为信任的载体。
1.1区块链技术及基本原理
区块链技术及基本原理 1. 什么是区块链？ 按照中国电子技术标准化研究院的定义：区块链(blockchain), 是一种在对等网络环境下，通过透明和可信规则，构建不可伪造，不可篡改和可追溯的块链式数据结构，实现和管理事务处理的模式。 简单点来说，区块链是由节点参与的分布式数据库系统，它的特点是不可更改，不可伪造，可追溯。可以将其理解为账簿系统（ledger），账簿里记录了从诞生到目前为止的所有交易数据，各个节点备份了完整的账簿数据，并实时记录新的交易信息，对它们进行验证，向其他节点转发...... 如果还是觉得概念抽象难以理解，那么看看下面的例子： 在传统情况下，无论系统的大小，背后总是存在一个数据库。数据库就像一个大的账本，比如支付宝的数据库就像一个大账本，上面记录了A用户有多少钱， B用户有多少钱，如果A用户支付100元给B用户，那么支付宝就会在B用户账上加100元，在A用户账上减掉100元。所以，可以把数据库的变化当做记账行为，我们通常认为，谁维护系统谁就应该管理数据库，而其他用户无权参与记账行为。 但是区块链颠覆传统，让系统中的每一个用户都可以参与到记账行为中。在区块链中，系统中的每个用户都可以展开竞争以获得记账的机会。在某个时间段内，系统会在竞争者中找出记账最快，最好的用户。该用户把这段时间内的数据变化写到一个区块中，就像写到一页账页上，再把账页复制给系统内所有其他用户进行检验及备份。然后 在下个记账周期重复上面的过程，整个过程就像给在一本账本后面贴上新产生账页，只不过区块链中在区块中记录数据，通过密码学技术将区块有序串联，所以，我们形象的把这种记账方式叫做“区块链（blockchain）”，或者“分布式总账技术（Distributed Ledger Technology）” 由于系统中没有特定的记账人，系统中任意部分节点失联或者被摧毁，都不会影响系统的运行。系统还规定系统内相同数量最多的账本是真账本，少部分和其他用户不一致的账本是假账本，这个设定让具有足够多节点的区块链很难被攻击和篡改。这些节点分布在互联网的任意角落，除非你能控制大部分节点，否则无法篡改数据。因此，区块链被认为是有史以来最安全的开放式数据管理方式。 没有中心化的中介机构存在，完全通过预先设定的程序自动运行，能够极大降低成本和提高效率，并且确保账本记录过程和内容的公开透明。 比特币（bitcoin）只是区块链技术方案在支付领域的一个试验性应用。区块链还适用与更加广阔的领域：金融，物联网，数字版权，文娱等。区块链让多方在无需互信的情况下，通过密码学技术让系统中所有参与方协作，来共同记录维护一个可靠的数据日志。
区块链内容介绍
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完整版区块链介绍内容 P10：如果说互联网凭借“网络设备民主”思想解决了端到端之间可靠的近乎零成本的信息传递问题，那么也可以说，构筑在互联网上的区块链网络凭借“应用设备民主”思想将解决端到端之间可靠的近乎零成本的信任传递和价值传递问题。 P54：智能合约的真正意义是为区块链上各主体间的互动提供智能化规则，并且可以在无人参与的情况下实现各种复杂逻辑功能，这种特征称为图灵完备。 P144：在工业领域中，未来可以通过一系列软硬件技术将一个工厂整体数字化，形成“数字化双胞胎”，并通过优化这个“数字化双胞胎”来实现现实生产系统的优化。如果与区块链技术相结合，将“数字化双胞胎”唯一化并确权，这个数字化模型就可以成为数字资产，获得金融属性。而如果在通过资产证券化对这个“数字化双胞胎”进行证券化流通，那么未来每个股权投资者拿到的就不仅仅是一个等价证券，二是完整工厂数字化模型的一部分，也就是正式的数字资产。这就实现了“生产即金融，金融即生产”，也就是通过区块链技术与数字化工厂技术的对接，实现金融系统对实体经济的完美支撑，这是未来一个非常重要的发展方向。 P229：数据、算法和算力是人工智能技术的三个核心。 股肱之臣：股，大腿；肱，胳膊由肘到肩的部分；股肱之臣，辅佐帝王的重臣，也喻为十分亲近且办事得力的人。出处：《史记·太史公自序》：“二十八宿环北辰，三十辐共一毂，运行无穷，辅拂股肱之臣配焉，忠信行道，以奉主上，作三十世家。” 附录B，三分钟看懂区块链 1、区块链的颠覆式创新：去中心化、开源性、匿名性、不可逆性、安全性、全球自由便捷流通。
区块链技术原理详解
区块链技术原理详解以数据库思维理解区块链
作为一个数据库行业的老兵，我看到在区块链技术的热潮下，传统的IT技术同学们保持了十分理性，甚至是排斥的态度。其实不管是热捧还是排斥，两极观点之下，我认为我们应该从IT人比较能够理解的角度探讨一下区块链技术。因为区块链这个东西的本质和数据库技术非常相像，很多机制使用数据库的理念去理解会非常直观准确。 对于区块链和传统数据技术，我认为区块链技术的未来发展，主题是“融合”。我们就从数据库这个角度来解读区块链技术体系中各个技术点，以及通过“去中心化数据库”这个概念，把区块链与数据库技术做一个比较好的整合。 一、区块链技术现状 当前的区块链世界有人号称1.0、2.0、甚至已经到了3.0时代，但是从一个产品或技术打磨的角度来看，我认为当前的区块链也就相当于数据库的80年代，处于百花争鸣各种思想层出不穷的时代。对技术人来说，这是最好的时代，各种新鲜的想法和思路大量爆发，在沉闷的技术领域带来新鲜的突破；同时这也是最坏的时代，没有任何产品或方向肯定是未来的主流，任何新鲜的思路也许在几个月以后就被证明不可行。 所以，我们要正确认知当前区块链技术的变革和发展，那我们来对比当年数据库所走过的道路，看看未来区块链世界会怎样发展。
1、技术演进路程 首先我认为，区块链一定会从当前的专有化向通用化演进。现在基本所有做公链的产品都是针对某一个特定的场景来实现与优化，但是我认为未来一定不会是一个应用一条链，而是有一种通用的开发范式。就好像传统数据库一样，不管大家开发什么样的应用程序，都可以使用这么若干有限的几个通用性产品就能够满足大部分业务场景了。 第二，向标准化演进。对于区块链技术，现在每个链基本都有自己的开发范式，甚至很多公链还模仿以太坊尝试自己做一个编程语言出来，这实际上是一种行业处于原始时期的标志。怎样判断一个行业
区块链技术和工作原理
区块链技术的核心是所有当前参与的节点共同维护交易及数据库，它使交易基于密码学原理而不基于信任，使得任何达成一致的双方，能够直接进行支付交易，不需第三方的参与。 从技术上来讲，区块是一种记录交易的数据结构，反映了一笔交易的资金流向。系统中已经达成的交易的区块连接在一起形成了一条主链，所有参与计算的节点都记录了主链或主链的一部分。一个区块包含以下三部分：交易信息、前一个区块形成的哈希散列、随机数。交易信息是区块所承载的任务数据，具体包括交易双方的私钥、交易的数量、电子货币的数字签名等；前一个区块形成的哈希散列用来将区块连接起来，实现过往交易的顺序排列；随机数是交易达成的核心，所有矿工节点竞争计算随机数的答案，最快得到答案的节点生成一个新的区块，并广播到所有节点进行更新，如此完成一笔交易。 什么是区块链？ 区块链（BlockChain）是指通过去中心化和去信任的方式集体维护一个可靠数据库的技术方案。该技术方案主要让参与系统中的任意
多个节点，通过一串使用密码学方法相关联产生的数据块（block），每个数据块中包含了一定时间内的系统全部信息交流数据，并且生成数据指纹用于验证其信息的有效性和链接（chain）下一个数据库块。 通俗一点说，区块链技术就指一种全民参与记账的方式。所有的系统背后都有一个数据库，也就是一个大账本。那么谁来记这个账本就变得很重要。目前就是谁的系统谁来记账，各个银行的账本就是各个银行在记，支付宝的账本就是阿里在记。但现在区块链系统中，系统中的每个人都可以有机会参与记账。在一定时间段内如果有新的交易数据变化，系统中每个人都可以来进行记账，系统会评判这段时间内记账最快最好的人，将其记录的内容写到账本，并将这段时间内账本内容发给系统内所有的其他人进行备份。这样系统中的每个人都了一本完整的账本。因此，这些数据就会变得非常安全。篡改者需要同时修改超过半数的系统节点数据才能真正的篡改数据。这种篡改的代价极高，导致几乎不可能。例如，比特币运行已经超过7年，全球无数的黑客尝试攻击比特币，但是至今为止没有出现过交易错误，可以
区块链的四大核心技术介绍
区块链的四大核心技术介绍 1. 点对点分布式技术（P2P）：点对点技术（peer-to-peer，简称P2P）又称对等互联网络技术，它依赖网络中参与者的计算能力和带宽，而不是把依赖都聚集在较少的几台服务器上。P2P 技术优势很明显。点对点网络分布特性通过在多节点上复制数据，也增加了防故障的可靠性，并且在纯P2P网络中，节点不需要依靠一个中心索引服务器来发现数据。在后一种情况下，系统也不会出现单点崩溃。 2. 非对称加密技术：非对称加密（公钥加密）指在加密和解密两个过程中使用不同密钥。在这种加密技术中，每位用户都拥有一对钥匙：公钥和私钥。在加密过程中使用公钥，在解密过程中使用私钥。公钥是可以向全网公开的，而私钥需要用户自己保存。这样就解决了对称加密中密钥需要分享所带来的安全隐患。非对称加密与对称加密相比，其安全性更好：对称加密的通信双方使用相同的秘钥，如果一方的秘钥遭泄露，那么整个通信就会被破解。而非对称加密使用一对秘钥，一个用来加密，一个用来解密，而且公钥是公开的，秘钥是自己保存的，不需要像对称加密那样在通信之前要先同步秘钥。 3. 哈希算法：哈希算法又叫散列算法，是将任意长度的二进制值映射为较短的固定长度的二进制值，这个小的二进制值称为哈希值。它的原理其实很简单，就是把一段交易信息转换成一个固定长度的字符串。 4. 共识机制：由于加密货币多数采用去中心化的区块链设计，节点是各处分散且平行的，所以必须设计一套制度，来维护系统的运作顺序与公平性，统一区块链的版本，并奖励提供资源维护区块链的使用者，以及惩罚恶意的危害者。这样的制度，必须依赖某种方式来证明，是由谁取得了一个区块链的打包权（或称记帐权），并且可以获取打包这一个区块的奖励；又或者是谁意图进行危害，就会获得一定的惩罚，这就是共识机制。通俗一点来讲，如果中国一名微博大V、美国一名虚拟币玩家、一名非洲留学生和一名欧洲旅行者互不相识，但他们都一致认为你是个好人，那么基本上就可以断定你这人还不坏。 常见的共识机制： 工作量证明（Proof-of-Work，PoW）；
一文讲透区块链技术原理(含算法)
一文讲透区块链技术原理（含算法） 区块链是什么？ “区块链”技术最初是由一位化名中本聪的人为比特币（一种数字货币）而设计出的一种特殊的数据库技术，它基于密码学中的椭圆曲线数字签名算法（ECDSA）来实现去中心化的P2P 系统设计。但区块链的作用不仅仅局限在比特币上。现在，人们在使用“区块链”这个词时，有的时候是指数据结构，有时是指数据库，有时则是指数据库技术，但无论是哪种含义，都和比特币没有必然的联系。 从数据的角度来看：区块链是一种分布式数据库（或称为分布式共享总账，DistributedShared Ledger），这里的“分布式”不仅体现为数据的分布式存储，也体现为数据的分布式记录（即由系统参与者来集体维护）。简单的说，区块链能实现全球数据信息的分布式记录（可以由系统参与者集体记录，而非由一个中心化的机构集中记录）与分布式存储（可以存储在所有参与记录数据的节点中，而非集中存储于中心化的机构节点中）。 从效果的角度来看：区块链可以生成一套记录时间先后的、不可篡改的、可信任的数据库，这套数据库是去中心化存储且数据安全能够得到有效保证的。 结论：区块链是一种把区块以链的方式组合在一起的数据结构，它适合存储简单的、有先后关系的、能在系统内验证的数据，用密码学保证了数据的不可篡改和不可伪造。它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。 如今的区块链技术概括起来是指通过去中心化和去信任的方式集体维护一个可靠数据库的技术。其实，区块链技术并不是一种单一的、全新的技术，而是多种现有技术（如加密算法、P2P文件传输等）整合的结果，这些技术与数据库巧妙地组合在一起，形成了一种新的数据记录、传递、存储与呈现的方式。简单的说，区块链技术就是一种大家共同参与记录信息、存储信息的技术。过去，人们将数据记录、存储的工作交给中心化的机构来完成，而区块链技术则让系统中的每一个人都可以参与数据的记录、存储。区块链技术在没有中央控制点的分布式对等网络下，使用分布式集体运作的方法，构建了一个P2P的自组织网络。通过复杂的校验机制，区块链数据库能够保持完整性、连续性和一致性，即使部分参与人作假也无法改变区块链的完整性，更无法篡改区块链中的数据。区块链技术涉及的关键点包括：去中心化（Decentralized）、去信任（Trustless）、集体维护（Collectively maintain）、可靠数据库（ReliableDatabase）、时间戳（Time stamp）、非对称加密（AsymmetricCryptography）等。 区块链技术重新定义了网络中信用的生成方式：在系统中，参与者无需了解其他人的背景资料，也不需要借助第三方机构的担保或保证，区块链技术保障了系统对价值转移的活动进行记录、传输、存储，其最后的结果一定是可信的。 区块链技术原理的来源可归纳为一个数学问题：拜占庭将军问题。拜占庭将军问题延伸到互联网生活中来，其内涵可概括为：在互联网大背景下，当需要与不熟悉的对手方进行价值交换活动时，人们如何才能防止不会被其中的恶意破坏者欺骗、迷惑从而做出错误的决策。进一步将拜占庭将军问题延伸到技术领域中来，其内涵可概括为：在缺少可信任的中央节点和
区块链技术的工作原理研究
区块链技术的工作原理研究，互联网秩序在哪里? 互联网金融在中国遇到了麻烦，从颠覆者变成了有些破坏性的熊孩子。不是插上互联网的标签就会显灵，金融行业最基本的诚信和风险控制问题仍然在那儿，行业在创新，骗子也在创新。 欧美从来没有人用“互联网金融”这个说法，如果大家讲的是一回事，他们的说法是“金融科技”（FinTech）。欧美政府没有去支持“互联网金融”，但已经有多个国家政府在积极研究、尝试推广一种叫区块链的技术，不仅用于金融、银行、保险、物流、能源等领域，也用于社保医保、知识产权保护等政府服务本身。 区块链源自P2P（不是那个P2P），把需要下载的文件，分成无数碎块，扩散到不同的电脑，这些电脑之间可以分别承担一些碎块的下载，同时彼此传输已经获得的碎块，最终各电脑都可以根据需要合成一个完整的文件。网络视频公司最早大量使用P2P技术，因而也是最早对区块链技术感兴趣的行业。P2P技术实现众多电脑之间点对点的计算、存储、传输，开辟了分布式的存储。 正如网络中的电脑共同维护一个视频文件的完整性，人们通过网络进行交易时，一件数字资产的整个交易过程会被记录在“账本”上，这个账本是由网络中的电脑共同维护的，不掌握在某个机构或者个人手中，而是分布式账本。引用R3公司CTO布朗(RichardGBrown)说的人话：“当账本中加入一批条目时，也加入了上一个批次的索引值，让所有参与者都可以验证账本上所有条目的出处。这些批次就被称为‘区块’，而所有区块在一起则被称为‘区块链’”。 P2P因为最初被广泛用于盗版音乐及影视的下载与传播，而饱受非议，而区域链是比特币的底层技术，比特币也因为“丝绸之路”事件而被一些货币监管机构视为洪水猛兽。但技术是中性的，关键看谁用，怎么用。区块链技术符合开源与分布的互联网和软件技术的大趋势。这些技术带来的分享、高效、民主化、去中心化、基于透明的信任，在互联网普及之后，有广泛的应用前景。 问题来了。非机构化、去中心化、分散化，秩序在哪儿？ 集权式的秩序不需要高度的信任，而分布式的秩序需要高度的信任。信任是最重要的社会资本，由理念、规则、法律、治理等长期积累而成。区块链有助于建立非人格化的信任，为演变出新型的数字经济和网络秩序提供了一种可能。 区块链技术的一个前提，是人们传递信息和建立信任的困境，这被分布式计算数学家称为拜占庭将军问题。区块链技术可以接纳陌生人之间不能建立起信任，称之为“非信任”(trustless），但区块链技术通过对网络上的每一笔交易建立起集体核查的完整数据库，从而建立起算法式信任，解决了陌生人之间不信任的问题。 这种摆脱人格的信任关系，由代码、协议、规则建立，在中国这样一个诚信度不高、金融风险高、金融监管水平不高的经济中，有非常广泛的应用场景，被许多金融技术专家热捧为金融业的下一个大事件，从一定意义，也为中国的互联网金融的健康发展打开了一扇新的大门。
区块链技术深度剖析课程大纲
课程名称：区块链技术深度剖析 课程编码： 课程学分：2学分 课程学时：32学时 适用专业：网络空间安全，信息安全 《区块链技术深度剖析》 The Depth of Analysis Blockchain Technology 教学大纲 一、课程性质与教学目标 性质：本课程属于网络空间安全专业的兴趣选修课程。本课程的主要目的是让学生学习和了解区块链的起源、发展以及各行业的应用需求；理解和掌握区块及链、密码技术、共识机制、激励机制、智能合约、P2P网络等的基本原理和实践应用，掌握比特币源码及典型密码算法的应用；领会区块链中安全机制的设计思想、区块链未来的应用价值和发展趋势。 教学目标：让学生掌握区块链中安全设计与分析的基础知识，培养其应用区块链原理，准确分析各行业中存在的去中心化信任、公开透明、不可篡改、不可伪造以及跟踪溯源等安全问题，设计和使用区块链技术解决各行业应用问题。二、教学基本内容及基本要求 通过课堂教学结合实践应用使学生了解区块链的发展及其研究的主要内容，掌握区块链的主要知识体系、基本理论；学会使用典型的密码算法，解决各行业应用的安全问题；通过课堂讲解、讨论和学生课下阅读、思考以及上机调试代码，了解区块链在各行业中的应用需求，能够把密码思想融入到社会生活中，把密码工具应用到区块链系统中，解决一些实际问题。 第1章区块链概述 （一）基本要求 1、掌握：区块链安全思想，区块链分类，区块链技术原理； 2、理解：区块链和信息安全、密码技术的关系； 3、了解：区块链的发展史、能解决的行业问题以及未来的发展趋势。（二）教学及考核内容 1.1 构建信任社会 1.2 区块链与密码学 1.3 区块链技术原理
区块链技术
区块链技术 区块+链 关于如何建立一个严谨数据库的问题，区块链的办法是：将数据库的结构进行创新，把数据分成不同的区块，每个区块通过特定的信息链接到上一区块的后面，前后顺连来呈现一套完整的数据，这也是“区块链”这三个字的来源。 区块（block）：在区块链技术中，数据以电子记录的形式被永久储存下来，存放这些电子记录的文件我们就称之为“区块（block）”。区块是按时间顺序一个一个先后生成的，每一个区块记录下它在被创建期间发生的所有价值交换活动，所有区块汇总起来形成一个记录合集。 区块结构（BlockStructure）：区块中会记录下区块生成时间段内的交易数据，区块主体实际上就是交易信息的合集。每一种区块链的结构设计可能不完全相同，但大结构上分为块头（header）和块身（body）两部分。块头用于链接到前面的块并且为区块链数据库提供完整性的保证，块身则包含了经过验证的、块创建过程中发生的价值交换的所有记录。
区块结构有两个非常重要的特点：第一，每一个区块上记录的交易是上一个区块形成之后、该区块被创建前发生的所有价值交换活动，这个特点保证了数据库的完整性。第二，在绝大多数情况下，一旦新区块完成后被加入到区块链的最后，则此区块的数据记录就再也不能改变或删除。这个特点保证了数据库的严谨性，即无法被篡改。 顾名思义，区块链就是区块以链的方式组合在一起，以这种方式形成的数据库我们称之为区块链数据库。区块链是系统内所有节点共享的交易数据库，这些节点基于价值交换协议参与到区块链的网络中来。 区块链是如何做到的呢？由于每一个区块的块头都包含了 前一个区块的交易信息压缩值，这就使得从创世块（第一个区块）到当前区块连接在一起形成了一条长链。由于如果不知道前一区块的“交易缩影”值，就没有办法生成当前区块，因此每个区块必定按时间顺序跟随在前一个区块之后。这种所有区块包含前一个区块引用的结构让现存的区块集合形 成了一条数据长链。 总结区块链的基本结构：“人们把一段时间内生成的信息（包括数据或代码）打包成一个区块，盖上时间戳，与上一个
区块链技术的调研综述报告
区块链技术调研报告 课程： 老师： 组号： 组员： 院系：计算机科学学院 2018年3月22日
目录 一、区块链的起源 (1) 二、区块链的发展历程 (1) 三、区块链原理 (1) 3.1 什么是中心化？ (2) 3.2 为什么要去中心化？ (2) 3.3 谁还可以依靠？ (4) 四、区块链技术 (7) 4.1 技术特点 (7) 4.2 公有链、私有链、侧链 (8) 4.3 关键技术 (9) 4.3.1、采用工作量证明达到去中心化及公正性 (10) 4.3.2 每笔交易采椭圆曲线数位签章演算法加密 (11) 4.3.3 Hashcash演算法及多种Hash函数确保资料不被窜改 (11) 4.3.4 经由Merkle Tree将大量讯息缩短成一个Hash值 (12) 4.3.5 用时间戳伺服器(Timestamp Server)确保区块序列 (12) 五、区块链存在的问题 (12) 六、区块链的研究方向 (13)
一、区块链的起源 2008年，区块链技术奠基性论文《比特币: 一种点对点电子现金系统》横空出世，该文作者中本聪首次提出了区块链的概念。中本聪认为首先，在中心化的体系内，价值分散在各中心手中，由于各中心的系统不同，各中心的互通成本非常大；其次，由于少数中心化的机构掌握了多数的价值，因此价值的流通受制于中心化机构的体系要求，造成了一种高成本、低效率的运作现状；最后，由于所有数据均存储于中心化机构中，更容易遭恶意破坏者的篡改。 基于上述现存的问题，中本聪在区块链技术的基础上，创建了比特币，也正是比特币网络使得区块链进一步完善并正式进入了公众视野。目前，以太坊、超级账本Fabric等的许多应用已经开始出现在生活中。 区块链技术是构建比特币数据结构与交易信息加密传输的基础技术，该技术实现了比特币的挖矿与交易。区块链技术是指通过去中心化的方式集体维护一个可靠数据库的技术方案。该技术方案主要让区块（Block）通过密码学方法相关联起来，每个数据块包含了一定时间内的系统全部数据信息，并且生成数字签名以验证信息的有效性并链接到下一个数据块形成一条主链。通过区块链技术，互联网上的各个用户成为一个节点并相互连接起来，所有在此区块链架构上发布的内容都会在加密后被每一个节点接收并备份，换而言之每一个节点都可以查看历史上产生的任何数据。各节点将加密数据不断打包到区块中，再将区块发布到网络中，并按照时间顺序进行连接，生成永久、不可逆向的数据链，这便形成了一个公开透明的受全部用户的监督的区块链。 二、区块链的发展历程 2009-2012年，经济形态以比特币及其产业生态为主；2012-2015年，区块链随着比特币进入公众视野，新生的钱包支付和汇款公司出现，区块链经济扩散到金融领域。区块链底层技术创新不断。区块链技术从比特币系统中剥离出来。2016年开始探索行业应用，出现了大量区块链创业公司。2017年ICO的火热让区块链受到前所未有的关注。 那么，产生的区块链具有什么价值呢？实际上这从区块链的特性上就可以得出结论：去中心化、交易点对点、不可篡改的特性可以实现机器信任；交易不可逆、信息加密的特性可以实现价值传递；此外信息点对点、不可篡改等还可以实现智能合约。 三、区块链原理 区块链（Block Chain）是指通过去中心化和去信任的方式集体维护一个可
区块链技术(培训材料)
区块链技术培训材料
目录 CONTENT 1、你听过的区块链 2、现实世界存在的问题 3、区块链起源及定义 4、区块链应用 5、区块链技术
你听过的区块链-比特币 比特币价格从诞生时的一美元兑换1300比特币，到峰值时2万多美元兑换1个比特币 -去中心化 -数量一定，上限2100万 -本身不具备任何价值
你听过的区块链-比特币的挖矿 ◆挖矿是参与维护比特币网络的节点，通过协助生成新区块来获取一定量新增的比特币。 ◆当用户发布交易后，需要有人将交易进行确认，写到区块链中，形成新的区块。通过挖矿，每10 分钟左右生成一个不超过1 MB 大小的区块（记录了这10 分钟内发生的验证过的交易内容），串联到最长的链尾部， ◆每个区块的奖励一开始是50 个比特币，每隔21 万个区块自动减半，现阶段是12.5，最终比特币总量稳定在2100 万个。 ◆比特币采用了工作量证明Proof of Work（PoW）的机制来实现共识
你听过的区块链-ICO ICO，全称Initial Coin Offering，意为“首次代币发行”，可以说是以币换币：发行的是区块链项目的代币，投资者通常用币圈认知度最高的比特币或以太币去兑换。 但ICO本质上就是：通过一个还没有产品 落地的项目计划，出售项目代币来筹集资 金的金融行为。其基本流程是：项目方写 几页白皮书，发行新的代币，出售其中一 部分，以兑换价值几千万甚至上亿的比特 币或以太币。
你听过的区块链-颠覆传统 互联网（信息去中心化）已 颠覆世界,区块链（信用去 中心化）却要颠覆互联网 区块链时代一旦降临，就将 颠覆我们现在所有的认知， 我们将跨入一个全新的时代， 一个不再有信任危机的时代
区块链技术应用概述
区块链技术应用概述
央行数字货币-从无到有的颠覆性货币体系 “民间”数字货币发展迅速，倒逼央行积极研发：加密货币丌断涊现，根据CoinMarket 癿数据统计，戔至目前全球拥有 649 种加密数字货币以及 94 种加 密资产，其中最为熟知和觃模最大癿加密货币比特币市值达到 175.26 亿美元。目前全球各大夬行积极拥抱数字货币，包拪新加坡夬行、突尼斯夬行在内癿多国夬行应用匙块链技术构建更安全癿数字货币管理体系。我国积极推迚数字货币体系建设，2016 年 1 月 20 日人民银行召开数字货币研认会，提出争叏早日推出夬行収行癿数字货币。 不纸币幵行，打造中心化、加密数字法币：夬行収行数字货币是由夬行収行、代表国家信用、中心化、可控匿名、加密癿数字化法币。数字货币归属 M0 范畴，由夬行収行，代表国家信用，収行丌需要不纸币一一对应，但可有效替代纸币；同时数字货币实现中心化管理，挄照不纸币相同癿“中夬银行-商业银行机构”事元体系搭建，遵循安全可控癿匿名原则。 相比纸币有时多，成为追查违法行为利器：基二匙块链技术、大数据技术及密码算法等等可以保证货币癿安全流通，同时夬行作为数字货币癿造币者和収行者，可以充分利用脱敏数据，运用大数据分析掌握货币癿収行、流通和存储等情况，为货币政策课控、金融稳定性分析提供挃导性意见。夬行通过私有链追溯数字货币流通路径，可以有效癿追查违法犯罪行为，降低反洗钱成本。 顶层设计决定技术选择，搭建私有于数字货币体系：夬行収行数字货币首要是要确保货币主权控制力以及保证货币政策有效执行和传导，在使用中保护用户癿隐私，同时在打击违法犯罪行为癿可追溯上面保持相对平衡。所以夬行搭建以匙块链为底层技术，以私有亍为基础癿数字货币体系，实现“一币、两库、三中心”构架。 数字货币参不方众多，上市公司业务拓展空间巨大：类比纸币癿事元体系，技术类公司在数字货币体系中具有重要作用。面向夬行和商业银行需要提供稳定、安全、可靠癿私有亍系统，作为数字货币収行库和数字货币银行库。面向银行宠户提供数字货币基础设斲。面向 C 端用户搭建丰富多元癿数字货币支付场景，未来公司将在数字钱包开収，基二数字钱包癿消贶应用等斱面开展服务。 投资建议：数字货币从无到有，将带来一个全新癿行业增量，夬行搭建顶层框架，技术类公司实现数字钱包开収及相兰消贶应用服务。我们重点推荐三个领域癿相兰叐益标癿：安全硬件产品（新国都、飞天诚信），匙块链技术类公司（恒生电子、赢时胜）及消贶场景提供商（奥马电器、海立美达）。 风险提示：商业模式尚未成型癿风险；匙块链技术丌达预期癿风险；政策监管风险
区块链技术综述
第45卷第5期Vol.45No.5 2019年5月 May2019计算机工程 Computer Engineering -区块链专题-文章编号:1000-3428(2019)05-0001-12文献标志码：A中图分类号：TP399 区块链技术综述 张亮"Z,刘百祥"Z,张如意"2,江斌鑫"2,刘一江 (复旦大学计算机科学技术学院a.上海市区块链工程技术研究中心；8上海市智能信息处理重点实验室； c.复旦-众安区块链与信息安全联合实验室，上海200433) 摘要：基于区块链整体架构介绍技术栈层级，以比特币为例分析区块链工作原理，从分布式账本的角度描述区块链账本存储模型和账本分类情况$区块链中的数据通过共识算法在全网传播、达成共识并存储$在不存在可信第三方的情况下，利用智能合约实现交易、事务及分布式应用的独立运行,保证区块链数据的完整性、安全性及合法性$同时将哈希算法与默克尔树相结合降低区块链存储空间，基于数字签名算法为区块链参与者提供匿名身份证明，并使用加解密技术进一步保护区块链数据隐私$针对区块链安全、隐私保护、钱包管理等问题对当前研究的不足和未来的研究方向进行分析和展望$ 关键词：区块链；密码学；共识机制；智能合约；隐私保护 开放科学(资源服务)标志码(OSID)：鑒| 中文引用格式：张亮，刘百祥，张如意，等.区块链技术综述:J].计算机工程，2019，45(5)：1-12. 英文引用格式：ZHANG Liang，LIU Baixiang，ZHANG Ruyi，et al.Overview of blockchain technology[J).Computer Engineering，2019，45(5)：1-12. Overview of Blockchain Technology ZHANG Liang a，b，c,LIU Baixiang a，b，c,ZHANG Ruyi a，b，c&JIANG Binxin a，b，c,LIU Yijiang a，b，c (a.Shanghai Blockchain Centre of Engineering and Technology； b.Shanghai Key Laboratory of Intelligent Information Proccssing； c.Fudan-Zhongan Blockchain and Information Security Joint Lab, School of Computer Science and Technology,Fudan University,Shanghai200433,China) +Abstract]Based on the blockchain overal l architecture,the technology stack Merarchy is introduccd.Bitcoin is used as an example to analyze the blockchain working principle.The blockchain ledger storage model and ledger classification are described from the perspective of distributed ledger.The date in the blockchain is spreed acros s the network through consensus algorithms,reaches a consensus and is stored.In the absencc of a trusted third party,this paper uses smart contractt to achieve independent operation of transactions,bussinesses and datributed applications to ensure the integrity, security and legitimacy of blockchain date.It combines the hash algorithm with the Merkel tree to reducc the blockchain storage spacc,provide anonymous identity proof for the blockchain participants based on the digital signature algorithm, and further protect the blockchain dat privacy by using encryption and decryption technology.In view of blockchain security priv2cy protection w2l et m2n2gement2nd other issues the deficiencies of the cu r ent rese2rch2nd the direction of future rese2rch2re2n2lyzed2nd forec2sted. +Key words]blockchain；cryptography；consensus mechanism；smart contract；privacy protection DOI：10.19678/j.issn.1000-3428.0053554 0概述 区块链概念自2008年在比特币白皮书⑴中被提出以来,引起全世界广泛关注,采用去中心化基础架构与分布式存储共识技术。从记账的角度出发,区块链是一种分布式账本技术或账本系统；从协议的角度出发，区块链是一种解决数据信任问题的互联网协议；从经济学的角度出发，区块链是一个提升合作效率的价值互联网$近年来，区块链逐渐从加密数字货币演变为一种提供可信区块链即服务 基金项目：国家自然科学基金(61672166)；上海市领军人才项目(16XD1400200)；上海市科技创新行动计划(16JC1402700)$ 作者简介：张亮(1989―),男，博士研究生,主研方向为区块链、密码学；刘百祥,工程师、博士；张如意、江斌鑫、刘一江，硕士研究生收稿日期：2019-01-03修回日期：2019-02-20E-mail：briliasm@https://www.wendangku.net/doc/f06924449.html,
区块链技术基本原理
区块链技术基本原理 区块链技术基本原理要理解清楚就必须去深入的了解它，区块链技术基本原理也是随着各方面的应用而越来越清晰，区块链概念在国内逐渐热了起来。具有去中心化、无须中心信任、不可篡改和加密安全特点的区块链技术正在走进政府决策、金融机构、大型企业的视野，至少已在数字货币、支付清算、信贷融资、金融交易、证券、保险、租赁等七个领域从理论探讨走向实践应用。 互联网诞生最初，最早核心解决的问题是信息制造和传输，我们可以通过互联网将信息快速生成并且复制到全世界每一个有着网络的角落，但是它尚始终不能解决价值转移和信用转移。这里所谓的价值转移是指，在网络中每个人都能够认可和确认的方式，将某一部分价值精确的从某一个地址转移到另一个地址，而且必须确保当价值转移后，原来的地址减少了被转移的部分，而新的地址增加了所转移的价值。这里说的价值可以是货币资产，也可以是某种实体资产或者虚拟资产（包括有价证券、金融衍生品等）。而这操作的结果必须获得所有参与方的认可，且其结果不能受到任何某一方的操纵。 在目前的互联网中也有各种各样的金融体系，也有许多政府银行提供或者第三方提供的支付系统，但是它还是依靠中心化的方案来解决。所谓中心化的方案，就是通过某个公司或者政府信用作为背书，将所有的价值转移计算放在一个中心服务器（集群）中，尽管所有的计算也是由程序自动完成，但是却必须信任这个中心化的人或者机构。事实上通过中心化的信用背书来解决，也只能将信用局限在一定的机构、地区或者国家的范围之内。由此可以看出，必须要解决的这个根本问题，那就是信用。所以价值转移的核心问题是跨国信用共识。 在如此纷繁复杂的全球体系中，要凭空建立一个全球性的信用共识体系是很难的，由于每个国家的政治、经济和文化情况不同，对于两个国家的企业和政府完全互信是几乎做不到的，这也就意味着无论是以个人抑或企业政府的信用进行背书，对于跨国之间的价值交换即使可以完成，也有着巨大的时间和经济成本。但是在漫长的人类历史中，无论每个国家的宗教、政治和文化是如何的不同，唯一能取得共识的是数学（基础科学）。因此，可以毫不夸张的说，数学（算法）是全球文明的最大公约数，也是全球人类获得最多共识的基础。如果我们以数学算法（程序）作为背书，所有的规则都建立一个公开透明的数学算法（程序）之上，能够让所有不同的人群获得共识。 2016年区块链技术在国内的发展 布比区块链是已经商用的区块链。布比共覆盖7大领域：交易所、积分（数倍积分、格格积分）、股权众筹（金股链等）、供应链金融（钱香等）、供应链（已经与物链达成合作）、珠宝防伪等。布比在基金中承担“LP”的角色，帮基金鉴别与区块链相关的公司并进行投资。目前通过布比区块链获得的天使投资平均金额大约为300万，平均估值4000万以上。 互联网将使得全球之间的互动越来越紧密，伴随而来的就是巨大的信任鸿沟。目前现有的主流数据库技术架构都是私密且中心化的，在这个架构上是永远无法解决价值转移和互信问题。所以区块链技术有可能将成为下一代数据库架构。通过去中心化技术，将能够在大数据的基础上完成数学（算法）背书、全球互信这个巨大的进步。 区块链技术作为一种特定分布式存取数据技术，它通过网络中多个参与计算的节点开共
万字长文深入浅出讲述区块链技术细节和运行原理
万字长文深入浅出讲述区块链技术细节和运行原理 本文不讨论区块链的上层应用方案，只阐述区块链本身的原理和运行机制。 1. 区块链起源 2015年中国电子商务交易额达20.8万亿，同比增长27%，其中实物商品网上零售额为32424亿元，同比增长31.6%，高于同期社会消费品零售总额增速20.9个百分点，占社会消费品零售总额(30.0931万亿元)的10.8%。 为解决互联网贸易中买卖双方的信任问题(存在潜在的退款可能)，催生了支付宝等第三方支付机构作为信用中介。第三方中介的存在，虽然保证了商品和资金的正常交割，同时也增加了交易成本，本应归属于客户的大量的沉淀资金收益被计入中介机构，贸易效率也受到了一定的影响。而在使用物理现金的情况下，遵循的是一手交钱一手交货的准则，并不需要第三方信用中介的存在。 基于以上现状和问题，中本聪在2009年提出了一种基于严格数学算法的电子现金系统，使得任何达成一致的双方能够直接进行支付，而不需要第三方中介的参与。 自1983年D.Chaum发表第一篇电子现金论文以来，在电子现金方面的研究一直没有间断过。1980和1990年代的匿名电子现金协议，大部分是以乔姆盲签技术(Chaumian blinding)②为基础的。这些电子现金协议提供具有高度隐私性的货币，但是这些协议都没有流行起来，因为它们都依赖于一个中心化的中介机构。1998年，戴伟(Wei Dai)的b-money首次引入了通过解决计算难题和去中心化共识创造货币的思想，但是该建议并未给出如何实现去中心化共识的具体方法。2005年，芬尼(Hal Finney)引入了“可重复使用的工作量证明机制”(reusable pr oofs of work)概念，它同时使用b-money的思想和Adam Back提出的计算困难的哈希现金(Hashcash)难题来创造密码学货币。但是，这种概念再次迷失于理想化，因为它依赖于可信任的计算作为后端。 因为货币是先申请后应用，交易的顺序至关重要，所以去中心化的货币需要找到实现去中心化共识的方法。比特币以前的所有电子货币协议所遇到的主要障碍是，尽管对如何创建安全的拜占庭问题容错(Byzantine-fault-tolerant)多方共识系统的研究已经历时多年，但是上述协议只解决了问题的一半。这些协议假设系统的所有参与者是已知的，并产生如“如果有N方参与到系统中，那么系统可以容忍N/4的恶意参与者”这样形式的安全边界。然而这个假设的问题在于，在匿名的情况下，系统设置的安全边界容易遭受攻击，因为一个攻击者可以在一台服务器或者僵尸网络上创建数以千计的节点，从而单方面确保拥有多数份额。 中本聪的创新是引入这样一个理念：将一个非常简单的基于节点的去中心化共识协议与工作量证明机制结合在一起。节点通过工作量证明机制获得参与到系统的权利，每十分钟将交易打包到“区块”中，从而创建出不断增长的区块链。拥有大量算力的节点有更大的影响力，但获得比整个网络更多的算力比创建一百万个节点困难得多。尽管比特币区块链模型非常简陋，但是实践证明它已经足够好用了。 基于如上原因，再加上比特币的存量有限，不能随意增发，不需要依靠法币背书，代码开源等特点，造就了比特币的迅猛发展。