區(qū)塊鏈知識(shí)-區(qū)塊鏈基礎(chǔ)入門介紹課件

區(qū)塊鏈基礎(chǔ)入門區(qū)塊鏈基礎(chǔ)入門1目 錄一．區(qū)塊鏈基礎(chǔ)知識(shí)二．區(qū)塊鏈發(fā)展歷程三．區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)四．區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀五．區(qū)塊鏈應(yīng)用場景六．區(qū)塊鏈主流平臺(tái)目 錄一．區(qū)塊鏈基礎(chǔ)知識(shí)二．區(qū)塊鏈發(fā)展歷程2區(qū)塊鏈基礎(chǔ)知識(shí)區(qū)塊鏈技術(shù)最初源自于中本聰（Satoshi

Nakamoto）2008年提出的比特幣（Bitcoin）。被認(rèn)為是繼大型機(jī)、個(gè)人電腦、互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)/社交網(wǎng)絡(luò)之后計(jì)算范式的第五次顛覆式創(chuàng)新。被譽(yù)為人類信用進(jìn)化史上繼血親信用、貴金屬信用、紙幣信用之后的第四個(gè)信用里程碑。區(qū)塊鏈基礎(chǔ)知識(shí)區(qū)塊鏈技術(shù)最初源自于中本聰（SatoshiN3區(qū)塊鏈基礎(chǔ)知識(shí)本小節(jié)脈絡(luò)結(jié)構(gòu)： 比特幣區(qū)塊鏈技術(shù)基本概念區(qū)塊鏈基礎(chǔ)知識(shí)本小節(jié)脈絡(luò)結(jié)構(gòu)： 比特幣區(qū)塊鏈技術(shù)基本概念4區(qū)塊鏈基礎(chǔ)知識(shí)——比特幣1.1

從比特幣到區(qū)塊鏈?zhǔn)裁词潜忍貛?？一種基于區(qū)塊鏈底層框架技術(shù)的數(shù)字貨幣。早在20世紀(jì)80年代，人們就已經(jīng)開始了“數(shù)字貨幣”的探索。但是直到比特幣出現(xiàn)，“數(shù)字加密貨幣”的想法才變成了現(xiàn)實(shí)。區(qū)塊鏈基礎(chǔ)知識(shí)——比特幣1.1從比特幣到區(qū)塊鏈5區(qū)塊鏈基礎(chǔ)知識(shí)——比特幣在2008年11月，一個(gè)化名為中本聰?shù)娜嗽谝黄氨忍貛牛阂环N點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的電子現(xiàn)金系統(tǒng)”論文中，描述了一種如何建立一套全新的、去中心化的點(diǎn)到點(diǎn)交易系統(tǒng)的方法，并將他在論文中提出的理念付諸實(shí)踐，開始研發(fā)比特幣相關(guān)的功能2009年1月3日，比特幣系統(tǒng)正式開始運(yùn)行，比特幣的第一個(gè)區(qū)塊（也稱“創(chuàng)世區(qū)塊”）誕生了。2009年1月12日，中本聰通過比特幣系統(tǒng)發(fā)送了10個(gè)比特幣給密碼學(xué)家哈爾?芬尼（HalFinney），這是比特幣系統(tǒng)自上線以來完成的第一筆交易。區(qū)塊鏈基礎(chǔ)知識(shí)——比特幣在2008年11月，一個(gè)化名為中本聰6區(qū)塊鏈基礎(chǔ)知識(shí)——比特幣比特幣解決了以往數(shù)字貨幣存在的幾個(gè)問題：發(fā)行機(jī)構(gòu)控制貨幣的發(fā)行以及相關(guān)政策，可以決定一切；以前的“數(shù)字貨幣”都無法做到匿名化交易；貨幣自身的價(jià)值無法得到保證；所持貨幣對(duì)于持幣人來說不具備完全的安全性。區(qū)塊鏈基礎(chǔ)知識(shí)——比特幣比特幣解決了以往數(shù)字貨幣存在的幾個(gè)問7區(qū)塊鏈基礎(chǔ)知識(shí)——區(qū)塊鏈定義本質(zhì)：是一個(gè)去中心化的數(shù)據(jù)庫，它是比特幣的核心技術(shù)與基礎(chǔ)架構(gòu)，是分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸、共識(shí)機(jī)制、加密算法等計(jì)算機(jī)技術(shù)的新型應(yīng)用模式。狹義定義：區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N按照時(shí)間順序?qū)?shù)據(jù)區(qū)塊以順序相連的方式組合成的一種鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，

并以密碼學(xué)方式保證的不可篡改、不可偽造的分布式賬本。廣義定義：區(qū)塊鏈技術(shù)是利用塊鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來驗(yàn)證與存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、利用分布式節(jié)點(diǎn)共識(shí)算法來生成和更新數(shù)據(jù)、利用密碼學(xué)方式保證數(shù)據(jù)傳輸和訪問的安全、利用由自動(dòng)化腳本代碼組成的智能合約來編程和操作數(shù)據(jù)的一種全新的分布式基礎(chǔ)架構(gòu)與計(jì)算范式。區(qū)塊鏈基礎(chǔ)知識(shí)——區(qū)塊鏈定義本質(zhì)：是一個(gè)去中心化的數(shù)據(jù)庫，它8區(qū)塊鏈基礎(chǔ)知識(shí)——區(qū)塊鏈定義相比現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫技術(shù)，區(qū)塊鏈具有以下技術(shù)特征：形成塊鏈?zhǔn)降臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分布式共識(shí)算法從技術(shù)層面杜絕了非法篡改數(shù)據(jù)的可能性，從而取代了傳統(tǒng)應(yīng)用中保證信任和交易安全的第三方中介機(jī)構(gòu)，降低了為維護(hù)信用而造成的時(shí)間成本、人力成本和資源耗用。密碼學(xué)方式區(qū)塊鏈系統(tǒng)利用密碼學(xué)的方式保證數(shù)據(jù)傳輸和訪問的安全。存儲(chǔ)在區(qū)塊鏈上的交易信息是公開的，但賬戶的身份信息是高度加密的。區(qū)塊鏈系統(tǒng)集成了對(duì)稱加密、非對(duì)稱加密及哈希算法的優(yōu)點(diǎn)，并使用數(shù)字簽名技術(shù)來保證交易的安全。區(qū)塊鏈基礎(chǔ)知識(shí)——區(qū)塊鏈定義相比現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫技術(shù)，區(qū)塊鏈具有9區(qū)塊鏈基礎(chǔ)知識(shí)——區(qū)塊鏈定義多個(gè)機(jī)構(gòu)在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中相互監(jiān)督并實(shí)時(shí)對(duì)賬1.多中心智能合約大大提高了經(jīng)濟(jì)活動(dòng)與契約的自動(dòng)化程度2.自動(dòng)化記錄不可篡改，無需第三方可信中介3.可信任4.開放性區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)信息公開透明區(qū)塊鏈基礎(chǔ)知識(shí)——區(qū)塊鏈定義多個(gè)機(jī)構(gòu)在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中相互監(jiān)督并10區(qū)塊鏈基礎(chǔ)知識(shí)——區(qū)塊鏈相關(guān)概念交易（Transaction）：區(qū)塊鏈上每一次導(dǎo)致區(qū)塊狀態(tài)變化的操作都稱為交易，每一次交易對(duì)應(yīng)唯一的交易哈希值，一段時(shí)間后便會(huì)對(duì)交易進(jìn)行打包。區(qū)塊（Block）：打包記錄一段時(shí)間內(nèi)發(fā)生的交易和狀態(tài)結(jié)果，是對(duì)當(dāng)前賬本的一次共識(shí)。每個(gè)區(qū)塊以一個(gè)相對(duì)平穩(wěn)的時(shí)間間隔加入到鏈上，在企業(yè)級(jí)區(qū)塊鏈平臺(tái)中，共識(shí)時(shí)間可以動(dòng)態(tài)設(shè)置。鏈（Chain）：區(qū)塊按照時(shí)間順序串聯(lián)起來，通過每個(gè)區(qū)塊記錄上一個(gè)區(qū)塊的哈希值關(guān)聯(lián)，是整個(gè)狀態(tài)改變的日志記錄。區(qū)塊鏈基礎(chǔ)知識(shí)——區(qū)塊鏈相關(guān)概念交易（Transaction11區(qū)塊鏈基礎(chǔ)知識(shí)——區(qū)塊鏈相關(guān)概念區(qū)塊鏈主要結(jié)構(gòu)區(qū)塊鏈基礎(chǔ)知識(shí)——區(qū)塊鏈相關(guān)概念區(qū)塊鏈主要結(jié)構(gòu)12區(qū)塊鏈基礎(chǔ)知識(shí)——區(qū)塊鏈相關(guān)概念主要技術(shù)創(chuàng)新：分布式賬本加密技術(shù)和授權(quán)技術(shù)共識(shí)機(jī)制(PoW、PoS、DPoS、Paxos、RAFT、PBFT等)共識(shí)機(jī)制是區(qū)塊鏈系統(tǒng)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)達(dá)成一致的策略和方法。區(qū)塊鏈的共識(shí)機(jī)制替代了傳統(tǒng)應(yīng)用中保證信任和交易安全的第三方中心機(jī)構(gòu)，能夠降低由于各方不信任而產(chǎn)生的第三方信用成本、時(shí)間成本和資本耗用。智能合約智能合約是可以自動(dòng)化執(zhí)行預(yù)先定義規(guī)則的一段計(jì)算機(jī)程序代碼，它自己就是一個(gè)系統(tǒng)參與者。它能夠?qū)崿F(xiàn)價(jià)值的存儲(chǔ)、傳遞、控制和管理，為基于區(qū)塊鏈的應(yīng)用提供了創(chuàng)新性的解決方案。區(qū)塊鏈基礎(chǔ)知識(shí)——區(qū)塊鏈相關(guān)概念主要技術(shù)創(chuàng)新：13區(qū)塊鏈基礎(chǔ)知識(shí)——區(qū)塊鏈分類按節(jié)點(diǎn)參與方式公有鏈（Public

Blockchain）聯(lián)盟鏈（Consortium

Blockchain）私有鏈（Private

Blockchain）許可鏈（Permissioned

Blockchain）按權(quán)限不同非許可鏈（Permissionless

Blockchain）聯(lián)盟鏈和私有鏈屬于許可鏈，公有鏈屬于非許可鏈。區(qū)塊鏈基礎(chǔ)知識(shí)——區(qū)塊鏈分類按節(jié)點(diǎn)參與方式公有鏈（Publi14區(qū)塊鏈基礎(chǔ)知識(shí)——區(qū)塊鏈分類區(qū)塊鏈私有鏈聯(lián)盟鏈公有鏈公有鏈聯(lián)盟鏈 私有鏈中心化程度分布式去中心化多中心式 單中心式參與主體控制任何節(jié)點(diǎn)可接入預(yù)先設(shè)定具有特定特

由中心控制者制定參征的參與主體 與成員信息公開程度賬本完全公開（可匿名）聯(lián)盟內(nèi)部公開 公司內(nèi)部公開（可匿名） （可匿名）區(qū)塊鏈基礎(chǔ)知識(shí)——區(qū)塊鏈分類區(qū)塊鏈私有聯(lián)盟公有公有鏈聯(lián)盟鏈15區(qū)塊鏈基礎(chǔ)知識(shí)——區(qū)塊鏈分類1.

公有鏈（比特幣、以太坊（Ethereum）等）在公有鏈中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以自由加入或者退出網(wǎng)絡(luò)，參與鏈上數(shù)據(jù)的讀寫、執(zhí)行交易，還可以參與網(wǎng)絡(luò)中共識(shí)達(dá)成的過程，即決定哪個(gè)區(qū)塊可以添加到主鏈上并記錄當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。公有鏈?zhǔn)峭耆饬x上的去中心化區(qū)塊鏈，它借助密碼學(xué)的加密算法保證鏈上交易安全。在采取共識(shí)算法達(dá)成共識(shí)時(shí)，公有鏈主要采取工作量證明（PoW，Proofof

Work）機(jī)制、權(quán)益證明（PoS，Proof

of

Stake）機(jī)制和股份授權(quán)證明（DPoS，DelegatedProof

of

Stake）機(jī)制等共識(shí)算法，將經(jīng)濟(jì)獎(jiǎng)勵(lì)和加密數(shù)字驗(yàn)證結(jié)合起來，來達(dá)到去中心化和全網(wǎng)達(dá)成共識(shí)的目的。其完全去中心化和面向大眾的特性，公有鏈通常適用于“虛擬加密貨幣”和面向大眾的一些金融服務(wù)以及電子商務(wù)等。區(qū)塊鏈基礎(chǔ)知識(shí)——區(qū)塊鏈分類1.公有鏈（比特幣、以太坊（E16區(qū)塊鏈基礎(chǔ)知識(shí)——區(qū)塊鏈分類2.

聯(lián)盟鏈聯(lián)盟鏈不是完全去中心化的，而是一種多中心化或者部分去中心化的區(qū)塊鏈。在區(qū)塊鏈系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，它的共識(shí)過程可能會(huì)受某些指定節(jié)點(diǎn)的控制。聯(lián)盟鏈賬本上的數(shù)據(jù)與公有鏈的完全公開是不同的，只有聯(lián)盟成員節(jié)點(diǎn)才可以訪問，并且鏈上的讀寫權(quán)限、參與記賬規(guī)則等操作也需要由聯(lián)盟成員節(jié)點(diǎn)共同決定。由于聯(lián)盟鏈場景中的參與者組成一個(gè)聯(lián)盟，參與共識(shí)的節(jié)點(diǎn)相對(duì)公有鏈而言會(huì)少很多，并且一般是針對(duì)某個(gè)商業(yè)場景，所以共識(shí)協(xié)議一般不采用與工作量證明類似的挖礦機(jī)制，同時(shí)也不一定需要代幣作為激勵(lì)機(jī)制，而是采用PBFT、RAFT這類適用于多中心化且效率較高的共識(shí)算法。同時(shí)，聯(lián)盟鏈對(duì)交易的時(shí)間、狀態(tài)、每秒交易數(shù)等與公有鏈有很大區(qū)別，所以它比公有鏈有更高的安全和性能要求。區(qū)塊鏈基礎(chǔ)知識(shí)——區(qū)塊鏈分類2.聯(lián)盟鏈17區(qū)塊鏈基礎(chǔ)知識(shí)——區(qū)塊鏈分類聯(lián)盟鏈屬于一種許可鏈，意味著不是任何人都能自由加入網(wǎng)絡(luò)中，而是需要一定的權(quán)限許可，才可以作為一個(gè)新的節(jié)點(diǎn)加入。當(dāng)前聯(lián)盟鏈典型的代表有Linux基金會(huì)支持的超級(jí)賬本（Hyperledger）項(xiàng)目、R3區(qū)塊鏈聯(lián)盟開發(fā)的Corda，以及趣鏈科技推出的Hyperchain平臺(tái)等。區(qū)塊鏈基礎(chǔ)知識(shí)——區(qū)塊鏈分類聯(lián)盟鏈屬于一種許可鏈，意味著不是18區(qū)塊鏈基礎(chǔ)知識(shí)——區(qū)塊鏈分類3.

私有鏈私有鏈，是指整個(gè)區(qū)塊鏈上的所有寫入權(quán)限僅僅掌握在一個(gè)組織手里，而讀取權(quán)限可以根據(jù)情況對(duì)外開放或者任意進(jìn)行限制。相比于公有鏈和聯(lián)盟鏈，私有鏈的價(jià)值主要體現(xiàn)在它可以提供一個(gè)安全、可追溯、不可篡改的平臺(tái)，并且可以同時(shí)防止來自內(nèi)部和外部的安全攻擊。與聯(lián)盟鏈一樣，私有鏈也屬于一種許可鏈，不過它的許可權(quán)掌握在單一節(jié)點(diǎn)中，在有些場景中，私有鏈還被稱為專有鏈。當(dāng)下私有鏈的應(yīng)用不是很多，開創(chuàng)者都在努力探索之中。當(dāng)前已經(jīng)存在的應(yīng)用主要有英國幣科學(xué)公司（Coin

Sciences

Ltd.）推出的多鏈（Multichain）平臺(tái)，這個(gè)平臺(tái)的宗旨是希望能幫助各企業(yè)快速地部署私鏈環(huán)境，提供良好的隱私保護(hù)和權(quán)限控制。區(qū)塊鏈基礎(chǔ)知識(shí)——區(qū)塊鏈分類3.私有鏈19目 錄一．區(qū)塊鏈基礎(chǔ)入門二．區(qū)塊鏈發(fā)展歷程三．區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)四．區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀五．區(qū)塊鏈應(yīng)用場景六．區(qū)塊鏈主流平臺(tái)目 錄一．區(qū)塊鏈基礎(chǔ)入門二．區(qū)塊鏈發(fā)展歷程20區(qū)塊鏈發(fā)展歷程區(qū)塊鏈發(fā)展歷程21區(qū)塊鏈發(fā)展歷程——技術(shù)起源比特幣是中本聰站在巨人的肩膀上，基于前人的各種相關(guān)技術(shù)和算法，結(jié)合自己獨(dú)特的創(chuàng)造性思維而設(shè)計(jì)出來的。相關(guān)基礎(chǔ)技術(shù)發(fā)展歷史：區(qū)塊鏈利用工作量證明（Proof

of

Work，PoW）這種共識(shí)機(jī)制來實(shí)現(xiàn)交易更新和共享，解決了Leslie

Lamport等人在1982年提出的拜占庭將軍問題（ByzantineGenerals

Problem），這是一個(gè)非常著名的、具有容錯(cuò)性的分布式計(jì)算領(lǐng)域問題，即在一個(gè)存在故障節(jié)點(diǎn)和錯(cuò)誤信息的分布式系統(tǒng)中保證正常節(jié)點(diǎn)達(dá)到共識(shí)，保證信息傳輸?shù)囊恢滦浴?990年，Leslie

Lamport提出了

Paxos算法，Paxos共識(shí)算法能在分布式系統(tǒng)中達(dá)成高容錯(cuò)性的全網(wǎng)一致性。但是Paxos共識(shí)算法不考慮拜占庭將軍問題，Barbara

Liskov在1999年提出的拜占庭容錯(cuò)算法（Practical

Byzantine

faulttolerance，PBFT），改進(jìn)了Paxos算法，使其可以處理拜占庭將軍問題。區(qū)塊鏈發(fā)展歷程——技術(shù)起源比特幣是中本聰站在巨人的肩膀上，基22區(qū)塊鏈發(fā)展歷程——技術(shù)起源PoW機(jī)制源于Cynthia

Dwork在1993年提出的工作量證明思想，最初被廣泛應(yīng)用于過濾垃圾郵件。1997年，Adam

Back發(fā)明了Hashcash，一種工作量證明算法，利用成本函數(shù)的不可逆性，具有難于破解卻易于驗(yàn)證的特點(diǎn)。其算法設(shè)計(jì)理念被中本聰改進(jìn)之后，成為比特幣區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)達(dá)成共識(shí)的核心技術(shù)之一，達(dá)到防止偽造交易的目的，是比特幣的基石。1998年，Wei

Dai再一次使用PoW機(jī)制提出了匿名的分布式電子貨幣系統(tǒng)B-money，該系統(tǒng)在沒有第三發(fā)幫助下實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)交易，并且不可篡改，這也使得B-money成為第一個(gè)去中心化的電子加密貨幣。比特幣區(qū)塊鏈的許多思想就是借鑒B-money。1999年，Markus

Jakobsson和AriJuels正式發(fā)表了工作量證明這個(gè)概念。區(qū)塊鏈發(fā)展歷程——技術(shù)起源PoW機(jī)制23區(qū)塊鏈發(fā)展歷程——技術(shù)起源2005年，Hal

Finney提出可重復(fù)使用的工作量證明機(jī)制（ReusableProofs

of

Work，RPOW），結(jié)合Wei

Dai提出的B-money系統(tǒng)與Adam

Back發(fā)明的Hashcash算法來創(chuàng)造數(shù)字加密貨幣。2008年，中本聰在一個(gè)隱秘的密碼學(xué)論壇組發(fā)表了一篇關(guān)于比特幣的論文，提出了利用PoW和時(shí)間戳機(jī)制構(gòu)造出鏈?zhǔn)浇灰讌^(qū)塊，實(shí)現(xiàn)了一種去中心化的匿名支付方式。而時(shí)間戳機(jī)制最早由Stuart

Haber與W.

ScottStornetta提出，用來確保電子文件安全，中本聰在比特幣中采用了這一技術(shù)，對(duì)賬本中的交易進(jìn)行追本溯源。區(qū)塊鏈發(fā)展歷程——技術(shù)起源2005年，HalFinney提24區(qū)塊鏈發(fā)展歷程——技術(shù)起源為保證區(qū)塊鏈中交易的安全性區(qū)塊鏈技術(shù)采用1992年Scott

Vanstone等人提出的橢圓曲線數(shù)字簽名算法（EllipticCurveDigital

Signature

Algorithm，ECDSA）。1985年，Neal

Koblitz和Victor

Miller兩人最先將橢圓曲線用于密碼學(xué)中，獨(dú)立提出橢圓曲線密碼學(xué)（Elliptic

Curve

Cryptography，ECC）。ECDSA正是在ECC的基礎(chǔ)上提出的。ECC與之前的RSA同為建立公開密鑰加密算法，但是ECC可用簡短且快速的密鑰達(dá)到與RSA相同的安全強(qiáng)度，且更加難以攻破。ECC逐漸成為保障網(wǎng)絡(luò)安全與隱私的首選之策。在安全隱私方面，比特幣很多設(shè)計(jì)與創(chuàng)新借鑒了密碼學(xué)匿名現(xiàn)金系統(tǒng)eCash，這是

DavidChaum在1990年針對(duì)自己在1982提出的不可追蹤密碼學(xué)網(wǎng)絡(luò)支付系統(tǒng)理念開創(chuàng)的。雖然eCash不是一個(gè)去中心化的系統(tǒng)，但它足以成為數(shù)字貨幣歷史上重要的里程碑。區(qū)塊鏈發(fā)展歷程——技術(shù)起源為保證區(qū)塊鏈中交易的安全性25區(qū)塊鏈發(fā)展歷程——1.0

數(shù)字貨幣在2009年比特幣上線之后，由于比特幣區(qū)塊鏈解決了“雙花問題”和“拜占庭將軍問題”，真正掃清了“數(shù)字貨幣”流通的障礙。比特幣等數(shù)字貨幣的架構(gòu)一般都可分為三層：區(qū)塊鏈層、協(xié)議層和貨幣層。區(qū)塊鏈層作為這些“數(shù)字貨幣”系統(tǒng)的底層技術(shù)，是最核心部分，系統(tǒng)的共識(shí)過程、消息傳遞等核心功能都是通過區(qū)塊鏈達(dá)成的。區(qū)塊鏈發(fā)展歷程——1.0數(shù)字貨幣在2009年比特幣上線之后26區(qū)塊鏈發(fā)展歷程——2.0

智能合約因?yàn)楸忍貛藕推渌秸瘞糯嬖谫Y源消耗嚴(yán)重、無法處理復(fù)雜邏輯等嚴(yán)重問題，業(yè)界將注意力逐漸轉(zhuǎn)移到更有價(jià)值的區(qū)塊鏈技術(shù)上，產(chǎn)生了運(yùn)行在區(qū)塊鏈上的模塊化、可重用、自動(dòng)執(zhí)行腳本，即智能合約。在這一階段，區(qū)塊鏈技術(shù)開始脫離“數(shù)字貨幣”領(lǐng)域的創(chuàng)新，其應(yīng)用范圍延伸到金融交易、證券清算結(jié)算、身份認(rèn)證等商業(yè)領(lǐng)域。以太坊是這一階段的代表性平臺(tái)，它是一個(gè)區(qū)塊鏈基礎(chǔ)開發(fā)平臺(tái)，提供了圖靈完備的智能合約系統(tǒng)。通過以太坊，用戶可以自己編寫智能合約，構(gòu)建去中心化的DAPP?；谝蕴恢悄芎霞s圖靈完備的性質(zhì)，開發(fā)者可以編程任何去中心化應(yīng)用。在區(qū)塊鏈2.0階段，以智能合約為主導(dǎo)，越來越多的金融機(jī)構(gòu)、初創(chuàng)公司和研究團(tuán)體加入了區(qū)塊鏈技術(shù)的探索隊(duì)列，推動(dòng)了區(qū)塊鏈技術(shù)的迅猛發(fā)展。區(qū)塊鏈發(fā)展歷程——2.0智能合約因?yàn)楸忍貛藕推渌秸瘞糯嬖?7區(qū)塊鏈發(fā)展歷程——3.0

超越貨幣、經(jīng)濟(jì)和市場隨著區(qū)塊鏈的繼續(xù)發(fā)展，我們可以大膽構(gòu)想，區(qū)塊鏈技術(shù)或許將廣泛而深刻地改變?nèi)藗兊纳罘绞?，并重?gòu)整個(gè)社會(huì)，重鑄信用價(jià)值。將來當(dāng)區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展到一定程度時(shí)，整個(gè)社會(huì)進(jìn)入?yún)^(qū)塊鏈時(shí)代，每一個(gè)個(gè)體都可作為區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。社會(huì)資源的分配使用去中心化技術(shù)，區(qū)塊鏈或?qū)⒊蔀橐粋€(gè)促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的理想框架。區(qū)塊鏈發(fā)展歷程——3.0超越貨幣、經(jīng)濟(jì)和市場隨著區(qū)塊鏈的繼28目 錄一．區(qū)塊鏈基礎(chǔ)入門二．區(qū)塊鏈發(fā)展歷程三．區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)四．區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀五．區(qū)塊鏈應(yīng)用場景六．區(qū)塊鏈主流平臺(tái)目 錄一．區(qū)塊鏈基礎(chǔ)入門二．區(qū)塊鏈發(fā)展歷程29區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——基礎(chǔ)模型區(qū)塊鏈基本架構(gòu)可以分為數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、共識(shí)層、激勵(lì)層、合約層和應(yīng)用層：數(shù)據(jù)層封裝了區(qū)塊鏈的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)、區(qū)塊數(shù)據(jù)以及非對(duì)稱加密等區(qū)塊鏈核心技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)層提供點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的數(shù)據(jù)通信傳播以及驗(yàn)證機(jī)制；共識(shí)層主要是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間達(dá)成共識(shí)的各種共識(shí)算法；激勵(lì)層將經(jīng)濟(jì)因素引入到區(qū)塊鏈技術(shù)體系之中，主要包括經(jīng)濟(jì)因素的發(fā)行機(jī)制和分配機(jī)制；合約層展示了區(qū)塊鏈系統(tǒng)的可編程性，封裝了各類腳本、智能合約和算法；應(yīng)用層則封裝了區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用場景和案例。區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——基礎(chǔ)模型區(qū)塊鏈基本架構(gòu)可以分為數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)30區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——基礎(chǔ)模型區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——基礎(chǔ)模型31區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——數(shù)據(jù)層數(shù)據(jù)層是區(qū)塊鏈的核心部分，區(qū)塊鏈本質(zhì)上是一種數(shù)據(jù)庫技術(shù)和分布式共享賬本，是由包含交易信息的區(qū)塊從后向前有序連接起來的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。該層涉及的技術(shù)主要包括：區(qū)塊結(jié)構(gòu)、Merkle樹、非對(duì)稱加密、時(shí)間戳、數(shù)字簽名和哈希函數(shù)。時(shí)間戳和哈希函數(shù)相對(duì)比較簡單，這里重點(diǎn)介紹一下區(qū)塊結(jié)構(gòu)、Merkle樹、非對(duì)稱加密和數(shù)字簽名。區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——數(shù)據(jù)層數(shù)據(jù)層是區(qū)塊鏈的核心部分，區(qū)塊鏈本質(zhì)32區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——數(shù)據(jù)層1. 區(qū)塊結(jié)構(gòu)每個(gè)區(qū)塊一般都由區(qū)塊頭和區(qū)塊體兩部分組成。區(qū)塊頭部分包含了父區(qū)塊哈希值、時(shí)間戳、Merkle根等信息。區(qū)塊體部分則包含著此區(qū)塊中所有的交易信息。除此之外，每一個(gè)區(qū)塊還對(duì)應(yīng)著兩個(gè)值來識(shí)別區(qū)塊：區(qū)塊頭哈希值（可唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)區(qū)塊）和區(qū)塊高度（不能唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)區(qū)塊）。版本信息前一區(qū)塊哈希值時(shí)間戳隨機(jī)數(shù)Merkle根交易數(shù)據(jù)...區(qū)塊頭區(qū)塊體前一區(qū)塊后一區(qū)塊區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——數(shù)據(jù)層1. 區(qū)塊結(jié)構(gòu)每個(gè)區(qū)塊一般都由區(qū)塊頭33區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——數(shù)據(jù)層字 段大?。ㄗ止?jié)）描 述版本4版本號(hào)，用于跟蹤軟件/協(xié)議的更新父區(qū)塊哈希值32引用區(qū)塊鏈中父區(qū)塊的哈希值Merkle根32該區(qū)塊中交易的Merkle樹根的哈希值時(shí)間戳4該區(qū)塊產(chǎn)生的近似時(shí)間難度值4該區(qū)塊工作量證明算法的難度目標(biāo)Nonce4用于工作量證明算法的計(jì)數(shù)器表1.1區(qū)塊頭詳細(xì)結(jié)構(gòu)區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——數(shù)據(jù)層字 段大?。ㄗ止?jié)）描 述版本4版本號(hào)34區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——數(shù)據(jù)層2.

Merkle樹Merkle樹是一棵哈希二叉樹，樹的每個(gè)葉子節(jié)點(diǎn)都是一筆交易的哈希值。以比特幣為例，在比特幣網(wǎng)絡(luò)中，Merkle樹被用來歸納一個(gè)區(qū)塊中的所有交易，同時(shí)生成整個(gè)交易集合的數(shù)字指紋即Merkle樹根，且提供了一種校驗(yàn)區(qū)塊是否存在某交易的高效途徑。生成一棵Merkle樹需要遞歸地對(duì)每兩個(gè)哈希節(jié)點(diǎn)進(jìn)行哈希得到一個(gè)新的哈希值，并將新的哈希值存入Merkle樹中，直到兩兩結(jié)合最終只有一個(gè)哈希值時(shí)，這個(gè)哈希值就是這一區(qū)塊所有交易的Merkle根，存儲(chǔ)到上面介紹的區(qū)塊頭結(jié)構(gòu)中。區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——數(shù)據(jù)層2.Merkle樹35區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——數(shù)據(jù)層圖1.5Merkle樹區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——數(shù)據(jù)層圖1.5Merkle樹36區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——數(shù)據(jù)層第一步，需要使用兩次SHA256算法對(duì)每筆交易數(shù)據(jù)進(jìn)行哈希運(yùn)算，得到每筆交易的哈希值，這里可以得到HA、HB、HC、HD這4個(gè)哈希值，也就是這棵Merkle樹的葉子節(jié)點(diǎn)。HA=

SHA256（SHA256（交易A））第二步，對(duì)兩個(gè)葉子節(jié)點(diǎn)HA、HB的哈希值同樣使用兩次SHA256進(jìn)行組合哈希運(yùn)算，將會(huì)得到一個(gè)新的哈希值HAB，對(duì)HC、HD進(jìn)行同樣的操作將獲得另一個(gè)哈希值HCD。HAB=

SHA256（SHA256（HA＋HB））第三步，對(duì)現(xiàn)有的兩個(gè)哈希值HAB、HCD進(jìn)行第二步中的組合運(yùn)算，最后將得到一個(gè)新的哈希值HABCD，此時(shí)我們已經(jīng)沒有了其他同高度節(jié)點(diǎn)，所以最后的HABCD就是這一棵Merkle樹的Merkle根。之后將這個(gè)節(jié)點(diǎn)的32字節(jié)哈希值寫入到區(qū)塊頭部Merkle根字段中。Merkle樹的整個(gè)形成過程結(jié)束。HABCD=

SHA256（SHA256（HAB＋HCD））區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——數(shù)據(jù)層第一步，需要使用兩次SHA256算法37區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——數(shù)據(jù)層因?yàn)镸erkle樹是一棵二叉樹，所以它需要偶數(shù)個(gè)葉子節(jié)點(diǎn)，也就是偶數(shù)筆交易。若出現(xiàn)奇數(shù)筆交易，Merkle樹的解決方案是將最后一筆交易進(jìn)行一次復(fù)制，以此構(gòu)造成偶數(shù)個(gè)葉子節(jié)點(diǎn)，這種偶數(shù)個(gè)葉子節(jié)點(diǎn)的二叉樹也稱為平衡樹。當(dāng)需要證明交易列表中的某筆交易存在時(shí)，一個(gè)節(jié)點(diǎn)只需計(jì)算log2N個(gè)32字節(jié)的哈希值，就可以形成一條從Merkle樹根到特定交易的路徑，Merkle樹的效率如表1.2所示。區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——數(shù)據(jù)層因?yàn)镸erkle樹是一棵二叉樹，所以38區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——數(shù)據(jù)層3.

非對(duì)稱加密與數(shù)字簽名非對(duì)稱加密是區(qū)塊鏈技術(shù)中用于安全性需求和所有權(quán)認(rèn)證時(shí)采用的加密技術(shù)，常見的非對(duì)稱加密算法有RSA、Elgamal、背包算法、Rabin、D-H、ECC（橢圓曲線加密算法）和ECDSA（橢圓曲線數(shù)字簽名算法）等等，基于非對(duì)稱加密算法可使通信雙方在不安全的媒體上交換信息，安全地達(dá)成信息的一致。與對(duì)稱加密算法不同的是，非對(duì)稱加密算法需要兩個(gè)密鑰：公開密鑰（public

key）和私有密鑰（private

key）。區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——數(shù)據(jù)層3.非對(duì)稱加密與數(shù)字簽名39區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——數(shù)據(jù)層公開密鑰是對(duì)外公開的，而私有密鑰是保密的，其他人不能通過公鑰推算出對(duì)應(yīng)的私鑰。每一個(gè)公開密鑰都有其相對(duì)應(yīng)的私有密鑰，如果我們使用公開密鑰對(duì)信息進(jìn)行了加密，那么則必須有對(duì)應(yīng)的私有密鑰才能對(duì)加密后的信息進(jìn)行解密；而如果是用私有密鑰加密信息，則只有對(duì)應(yīng)的公開密鑰才可以進(jìn)行解密。在區(qū)塊鏈中，非對(duì)稱加密主要用于信息加密、數(shù)字簽名等場景。區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——數(shù)據(jù)層公開密鑰是對(duì)外公開的，而私有密鑰是保40區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——數(shù)據(jù)層信息發(fā)送者A需要發(fā)送一個(gè)信息給信息接收者B，需要先使用B的公鑰對(duì)信息進(jìn)行加密，B收到后，使用自己的私鑰就可以對(duì)這一信息進(jìn)行解密，而其他人沒有私鑰，是沒辦法對(duì)這個(gè)加密信息進(jìn)行解密的。圖1.7信息加密區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——數(shù)據(jù)層信息發(fā)送者A需要發(fā)送一個(gè)信息給信息接4142/34圖1.8

數(shù)字簽名42/34圖1.8數(shù)字簽名42區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——數(shù)據(jù)層而在數(shù)字簽名場景中，如圖1.8所示，發(fā)送者A先用哈希函數(shù)對(duì)原文生成一個(gè)摘要（Digest），然后使用私鑰對(duì)摘要進(jìn)行加密，生成數(shù)字簽名（Signature），之后將數(shù)字簽名與原文一起發(fā)送給接收者B；B收到信息后使用A的公鑰對(duì)數(shù)字簽名進(jìn)行解密得到摘要，由此確保信息是A發(fā)出的，然后再對(duì)收到的原文使用哈希函數(shù)產(chǎn)生摘要，并與解密得到的摘要進(jìn)行對(duì)比，如果相同，則說明收到的信息在傳輸過程中沒有被修改過。區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——數(shù)據(jù)層而在數(shù)字簽名場景中，如圖1.8所示，43區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層是區(qū)塊鏈平臺(tái)信息傳輸?shù)幕A(chǔ)，通過P2P的組網(wǎng)方式、特定的信息傳播協(xié)議和數(shù)據(jù)驗(yàn)證機(jī)制，使得區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以平等地參與共識(shí)與記賬。本小節(jié)重點(diǎn)：P2P網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、信息傳輸機(jī)制和數(shù)據(jù)驗(yàn)證機(jī)制。1.

P2P網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)采用的是基于互聯(lián)網(wǎng)的P2P（peer-to-peer）架構(gòu)，在P2P網(wǎng)絡(luò)中，每臺(tái)計(jì)算機(jī)每個(gè)節(jié)點(diǎn)都是對(duì)等的，每臺(tái)主機(jī)都可以作為服務(wù)端響應(yīng)請(qǐng)求，也可以作為客戶端使用其他節(jié)點(diǎn)所提供的服務(wù)。（去中心化、開放）P2P通信不需要從其他實(shí)體或CA獲取地址驗(yàn)證，因此有效地消除了篡改的可能性和第三方欺騙。區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層是區(qū)塊鏈平臺(tái)信息傳輸?shù)幕A(chǔ)，通44區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——網(wǎng)絡(luò)層2.

傳輸機(jī)制在新的區(qū)塊數(shù)據(jù)生成后，生成該數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)會(huì)將其廣播到全網(wǎng)的其他節(jié)點(diǎn)以供驗(yàn)證。范例：以太坊區(qū)塊鏈集成了所謂的“幽靈協(xié)議”，以解決因區(qū)塊數(shù)據(jù)確認(rèn)速度快而導(dǎo)致的高區(qū)塊作廢率和隨之而來的安全性風(fēng)險(xiǎn)。比特幣系統(tǒng)傳輸協(xié)議步驟：負(fù)責(zé)交易的節(jié)點(diǎn)將新的交易數(shù)據(jù)向全網(wǎng)絡(luò)所有節(jié)點(diǎn)廣播；每個(gè)節(jié)點(diǎn)都將收集到的交易數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到一個(gè)區(qū)塊中；每個(gè)節(jié)點(diǎn)基于自身算力在區(qū)塊中找到一個(gè)符合難度要求的工作量證明

；區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——網(wǎng)絡(luò)層2.傳輸機(jī)制45區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——網(wǎng)絡(luò)層當(dāng)節(jié)點(diǎn)找到區(qū)塊的工作量證明后，就向全網(wǎng)所有節(jié)點(diǎn)廣播此區(qū)塊；只有包含在區(qū)塊中的所有交易都有效且之前未存在過，其他節(jié)點(diǎn)才認(rèn)同該區(qū)塊的有效性；其他節(jié)點(diǎn)接收該數(shù)據(jù)區(qū)塊，并在該區(qū)塊的末尾制造新的區(qū)塊以延長鏈，而將被接收的區(qū)塊的隨機(jī)哈希值視為新區(qū)塊的前序區(qū)塊哈希值。如果交易的相關(guān)節(jié)點(diǎn)是一個(gè)未與其他節(jié)點(diǎn)相連接的新節(jié)點(diǎn)，比特幣系統(tǒng)通常會(huì)將一組長期穩(wěn)定運(yùn)行的“種子節(jié)點(diǎn)”推薦給新節(jié)點(diǎn)以建立連接，或者推薦至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)連接新節(jié)點(diǎn)。此外，進(jìn)行廣播的交易數(shù)據(jù)并不需要全部節(jié)點(diǎn)都接收到，只要有足夠多的節(jié)點(diǎn)做出響應(yīng)，交易數(shù)據(jù)便可整合到區(qū)塊鏈賬本中。而未接收到完整交易數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)可以向臨近節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求下載缺失的交易數(shù)據(jù)。46/34區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——網(wǎng)絡(luò)層當(dāng)節(jié)點(diǎn)找到區(qū)塊的工作量證明后，就向全46區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——網(wǎng)絡(luò)層3.

驗(yàn)證機(jī)制在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中，所有的節(jié)點(diǎn)都會(huì)時(shí)刻監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)中廣播的交易數(shù)據(jù)和新產(chǎn)生的區(qū)塊。驗(yàn)證交易數(shù)據(jù)：在接收到相鄰節(jié)點(diǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)后，會(huì)首先驗(yàn)證該數(shù)據(jù)的有效性，若數(shù)據(jù)有效則按接收順序?yàn)樾聰?shù)據(jù)建立存儲(chǔ)池來暫存這些數(shù)據(jù)，并且繼續(xù)向臨近節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)；若數(shù)據(jù)無效則立即廢棄該數(shù)據(jù)，從而保證無效數(shù)據(jù)不會(huì)在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中繼續(xù)傳播。驗(yàn)證新產(chǎn)生區(qū)塊：某節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生出新區(qū)塊后，其他節(jié)點(diǎn)按照預(yù)定義的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)新區(qū)塊的工作量證明、時(shí)間戳等方面進(jìn)行校驗(yàn)，若確認(rèn)有效，則將該區(qū)塊鏈接到主區(qū)塊鏈上，并開始爭取下一個(gè)區(qū)塊的記賬權(quán)。47/34區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——網(wǎng)絡(luò)層3.驗(yàn)證機(jī)制47/3447區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——共識(shí)層共識(shí)層作用是在不同的應(yīng)用場景下通過使用不同的共識(shí)算法，在決策權(quán)高度分散的去中心化系統(tǒng)中使得各個(gè)節(jié)點(diǎn)高效地達(dá)成共識(shí)。最初使用工作量證明共識(shí)（Proofof

Work，PoW），但其有很大缺陷，即過度依賴節(jié)點(diǎn)算力。隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的不斷演進(jìn)和改進(jìn)，研究者陸續(xù)提出了一些不過度依賴算力而能達(dá)到全網(wǎng)一致的算法，比如權(quán)益證明共識(shí)（Proof

ofStake，PoS）機(jī)制、授權(quán)股份證明共識(shí)（DelegatedProof

of

Stake，DPoS）機(jī)制、實(shí)用拜占庭容錯(cuò)（Practical

Byzantine

Fault

Tolerance，PBFT）算法、Raft共識(shí)算法等等。48/34區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——共識(shí)層共識(shí)層作用是在不同的應(yīng)用場景下通過使48區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——共識(shí)層1. PoW（工作量證明機(jī)制）PoW機(jī)制誕生于1997年

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設(shè)計(jì)的Hashcash系統(tǒng)，它最初被創(chuàng)造出來用于預(yù)防郵件系統(tǒng)中漫天遍地的垃圾郵件。2009年中本聰將PoW機(jī)制運(yùn)用于比特幣區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中作為達(dá)成全網(wǎng)一致性的共識(shí)機(jī)制。在該機(jī)制中，網(wǎng)絡(luò)上的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都在使用SHA256哈希算法運(yùn)算一個(gè)不斷變化的區(qū)塊頭的哈希值。共識(shí)要求算出的值必須等于或者小于某個(gè)給定的值。在分布式網(wǎng)絡(luò)中，所有的參與者都需要使用不同的隨機(jī)數(shù)來持續(xù)計(jì)算該哈希值，直到達(dá)到目標(biāo)為止。當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)得出了確切的值，其他所有的節(jié)點(diǎn)必須相互確認(rèn)該值的正確性。之后，新區(qū)塊中的交易將被驗(yàn)證以防欺詐。然后，用于計(jì)算的交易信息的集合會(huì)被確認(rèn)為認(rèn)證結(jié)果，用區(qū)塊鏈中的新區(qū)塊表示。在比特幣中，運(yùn)算哈希值的節(jié)點(diǎn)被稱作“礦工”，而PoW的過程被稱為“挖礦”。由于認(rèn)證的計(jì)算是一個(gè)耗時(shí)的過程，所以也提出了相應(yīng)的激勵(lì)機(jī)制（例如向礦工授予一小部分比特幣）。49/34區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——共識(shí)層1. PoW（工作量證明機(jī)制）49/49區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——共識(shí)層PoW的優(yōu)點(diǎn)是完全的去中心化和分布式賬簿。缺點(diǎn)也很明顯，即消耗資源：挖礦行為造成了大量的資源浪費(fèi)，同時(shí)PoW達(dá)成共識(shí)的周期也比較長，比特幣網(wǎng)絡(luò)會(huì)自動(dòng)調(diào)整目標(biāo)值來確保區(qū)塊生成過程大約需要10分鐘，因此它不是很適合商業(yè)運(yùn)用。50/34“挖礦機(jī)”區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——共識(shí)層PoW的優(yōu)點(diǎn)是完全的去中心化和分布式50區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——共識(shí)層2.PoS（股權(quán)證明機(jī)制）PoS的想法源于尼克?薩博（Nick

Szabo），是PoW的一種節(jié)能替代選擇，它不需要用戶在不受限制的空間中找到一個(gè)隨機(jī)數(shù)，而是要求人們證明貨幣數(shù)量的所有權(quán)，因?yàn)槠湎嘈艙碛胸泿艛?shù)量多的人攻擊網(wǎng)絡(luò)的可能性更低。進(jìn)一步發(fā)展：由于基于賬戶余額的選擇是非常不公平的，因?yàn)閱我蛔罡挥械娜藙?shì)必在網(wǎng)絡(luò)中占主導(dǎo)地位，所以提出了許多解決方案，結(jié)合股權(quán)來決定誰來創(chuàng)建下一個(gè)塊。其中，Blackcoin使用隨機(jī)選擇來預(yù)測下一個(gè)創(chuàng)建者，而Peercoin則傾向于基于幣齡來選擇。Peercoin首次開創(chuàng)性地實(shí)現(xiàn)了真正的股權(quán)證明，它采用工作量證明機(jī)制發(fā)行新幣，采用股權(quán)證明機(jī)制維護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全，這也是“虛擬貨幣”歷史上的一次創(chuàng)舉。同比特幣網(wǎng)絡(luò)要求證明人執(zhí)行一定量的工作不同，該機(jī)制只需要證明人提供一定數(shù)量“數(shù)字貨幣”的所有權(quán)即可。與PoW相比，PoS可以節(jié)省更多的能源，更有效率。但是，由于挖礦成本接近于零，因此可能會(huì)遭受攻擊。且PoS在本質(zhì)上仍然需要網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行挖礦運(yùn)算，所以它同樣難以應(yīng)用于商業(yè)領(lǐng)域。51/34區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——共識(shí)層2.PoS（股權(quán)證明機(jī)制）51/351區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——共識(shí)層3.DPoS（股份授權(quán)證明機(jī)制）DPoS由比特股（Bitshares）項(xiàng)目組發(fā)明。股權(quán)擁有者選舉他們的代表來進(jìn)行區(qū)塊的生成和驗(yàn)證。DPoS類似于現(xiàn)代企業(yè)董事會(huì)制度，比特股系統(tǒng)將代幣持有者稱為股東，由股東投票選出101名代表，然后由這些代表負(fù)責(zé)生成和驗(yàn)證區(qū)塊。DPoS的優(yōu)點(diǎn)在于大幅減少了參與區(qū)塊驗(yàn)證和記賬的節(jié)點(diǎn)數(shù)量，從而縮短了共識(shí)驗(yàn)證所需要的時(shí)間，大幅提高了交易效率。從某種角度來說，DPoS可以理解為多中心系統(tǒng)，兼具去中心化和中心化優(yōu)勢(shì)。52/34區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——共識(shí)層3.DPoS（股份授權(quán)證明機(jī)制）552區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——共識(shí)層4.

PBFT（實(shí)用拜占庭容錯(cuò)算法）這個(gè)算法最初出現(xiàn)在MIT的Miguel和Barbara

Liskov的學(xué)術(shù)論文中，初衷是為一個(gè)低延遲存儲(chǔ)系統(tǒng)所設(shè)計(jì)，降低算法的復(fù)雜度，該算法可以應(yīng)用于吞吐量不大但需要處理大量事件的數(shù)字資產(chǎn)平臺(tái)。它允許每個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)布公鑰，任何通過節(jié)點(diǎn)的消息都由節(jié)點(diǎn)簽名，以驗(yàn)證其格式。驗(yàn)證過程分為三個(gè)階段：預(yù)備、準(zhǔn)備、落實(shí)。如果已經(jīng)收到超過1/3不同節(jié)點(diǎn)的批準(zhǔn)，服務(wù)操作將是有效的。使用PBFT，區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)N個(gè)節(jié)點(diǎn)中可以包含f個(gè)拜占庭惡意節(jié)點(diǎn)，其中f

=(N-1)/

3。

換句話說，PBFT確保至少2

f

+

1個(gè)節(jié)點(diǎn)在將信息添加到分布式共享賬簿之前達(dá)到共識(shí)。目前，HyperLedger聯(lián)盟、中國ChinaLedger

聯(lián)盟等諸多區(qū)塊鏈聯(lián)盟都在研究和驗(yàn)證這個(gè)算法的實(shí)際部署和應(yīng)用。53/34區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——共識(shí)層4.PBFT（實(shí)用拜占庭容錯(cuò)算法）53區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——共識(shí)層54/345.

Raft（信道可信條件下的共識(shí)算法）Raft是由Stanford提出的一種更易理解的一致性算法，基于沒有作惡節(jié)點(diǎn)但網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可能宕機(jī)的前提條件下，達(dá)成所有節(jié)點(diǎn)的一致性共識(shí)。Raft節(jié)點(diǎn)一般分為三種角色：Follower、Candidate、Leader。一開始，所有的節(jié)點(diǎn)都是以Follower角色啟動(dòng)，想當(dāng)Leader的節(jié)點(diǎn)將會(huì)成為Candidate節(jié)點(diǎn)，并向其它Follower發(fā)出選舉投票請(qǐng)求，只要超過半數(shù)的節(jié)點(diǎn)選擇自己即可成為Leader節(jié)點(diǎn)，之后該Leader節(jié)點(diǎn)每隔一段時(shí)間就向

Follower節(jié)點(diǎn)發(fā)送“心跳”?；睿駝t其余節(jié)點(diǎn)可再次競爭Leader節(jié)點(diǎn)。寫入數(shù)據(jù)時(shí)，Leader先將數(shù)據(jù)暫時(shí)寫在本地日志，并向Follower發(fā)送添加數(shù)據(jù)請(qǐng)求。當(dāng)有超過半數(shù)的添加成功信息返回，Leader便可以寫入本地并向客戶端發(fā)回成功結(jié)果，否則寫入失敗。區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——共識(shí)層54/345.Raft（信道可信條54區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——激勵(lì)層激勵(lì)層作為將經(jīng)濟(jì)因素引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)的一個(gè)層次，其存在的必要性取決于建立在區(qū)塊鏈技術(shù)上的具體應(yīng)用需求。在去中心化系統(tǒng)中，共識(shí)節(jié)點(diǎn)本身是自利的，其參與數(shù)據(jù)驗(yàn)證和記賬工作的根本目的是最大化自身收益。所以，必須設(shè)計(jì)合理的激勵(lì)機(jī)制。55/34區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——激勵(lì)層激勵(lì)層作為將經(jīng)濟(jì)因素引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)的55區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——激勵(lì)層激勵(lì)層——以比特幣系統(tǒng)為例發(fā)行機(jī)制在比特幣系統(tǒng)中，新區(qū)塊產(chǎn)生發(fā)行比特幣的數(shù)量是隨著時(shí)間階梯型遞減的。從創(chuàng)世區(qū)塊起，每個(gè)新區(qū)塊將發(fā)行50個(gè)比特幣獎(jiǎng)勵(lì)給該區(qū)塊的記賬者，此后每隔約4年（21萬個(gè)區(qū)塊），每個(gè)新區(qū)塊發(fā)行的比特幣數(shù)量減少一半，以此類推，一直到比特幣的數(shù)量穩(wěn)定在上限2100萬為止。給記賬者的另一部分獎(jiǎng)勵(lì)來源于比特幣交易過程中產(chǎn)生的手續(xù)費(fèi)，目前默認(rèn)的手續(xù)費(fèi)是1/10000個(gè)比特幣。隨著時(shí)間的逐漸推移，手續(xù)費(fèi)便會(huì)成為共識(shí)節(jié)點(diǎn)記賬的主要?jiǎng)恿?。此外，手續(xù)費(fèi)還可以起到保障安全性的作用，防止大量微額交易對(duì)比特幣系統(tǒng)發(fā)起“粉塵攻擊”。56/34區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——激勵(lì)層激勵(lì)層——以比特幣系統(tǒng)為例56/3456區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——激勵(lì)層激勵(lì)層——以比特幣系統(tǒng)為例分配機(jī)制據(jù)B統(tǒng)計(jì)，目前已經(jīng)存在13種不同的分配機(jī)制?，F(xiàn)今主流礦池通常采用PPLNS（Pay

Per

Last

NShares）、PPS（Pay

Per

Share）和PROP（PRO

Portionately）等機(jī)制。在礦池中，根據(jù)各個(gè)節(jié)點(diǎn)貢獻(xiàn)的算力，按比例劃分為不同的股份。PPLNS機(jī)制在產(chǎn)生新的區(qū)塊后，各合作節(jié)點(diǎn)根據(jù)其在最后N個(gè)股份內(nèi)貢獻(xiàn)的實(shí)際股份比例來分配獎(jiǎng)勵(lì)；PPS則直接根據(jù)股份比例為各節(jié)點(diǎn)估算和支付一個(gè)固定的理論收益，采用此方式的礦池將會(huì)適度收取手續(xù)費(fèi)來彌補(bǔ)其為各個(gè)節(jié)點(diǎn)承擔(dān)的收益不確定性風(fēng)險(xiǎn)；PROP機(jī)制則根據(jù)節(jié)點(diǎn)貢獻(xiàn)的股份按比例地分配獎(jiǎng)勵(lì)。57/34區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——激勵(lì)層激勵(lì)層——以比特幣系統(tǒng)為例57/3457區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——合約層合約層封裝了各類腳本、算法和智能合約，是區(qū)塊鏈可編程性的體現(xiàn)。比特幣本身就具有簡單腳本的編寫功能，而以太坊極大地強(qiáng)化了編程語言協(xié)議，理論上可以編寫實(shí)現(xiàn)任何功能的應(yīng)用。如果說數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)和共識(shí)三個(gè)層次作為區(qū)塊鏈底層“虛擬機(jī)”，分別承擔(dān)數(shù)據(jù)表示、數(shù)據(jù)傳播和數(shù)據(jù)驗(yàn)證功能，合約層則是建立在區(qū)塊鏈虛擬機(jī)之上的商業(yè)邏輯和算法，是實(shí)現(xiàn)區(qū)塊鏈系統(tǒng)靈活編程和操作數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)。58/34區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——合約層合約層封裝了各類腳本、算法和智能合約58區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——合約層智能合約的概念可以追溯到1995年，是由學(xué)者尼克?薩博提出并進(jìn)行如下定義的：“一個(gè)智能合約是一套以數(shù)字形式定義的承諾，包括合約參與方可以在上面執(zhí)行這些承諾的協(xié)議。”智能合約作為區(qū)塊鏈技術(shù)的關(guān)鍵特性之一，是運(yùn)行在區(qū)塊鏈上的模塊化、可重用、自動(dòng)執(zhí)行的腳本，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)處理、價(jià)值轉(zhuǎn)移、資產(chǎn)管理等一系列功能。合約部署的時(shí)候被虛擬機(jī)編譯成操作碼存儲(chǔ)在區(qū)塊鏈上，對(duì)應(yīng)地會(huì)有一個(gè)存儲(chǔ)地址。當(dāng)預(yù)定的條件發(fā)生時(shí)，就會(huì)發(fā)送一筆交易（transaction）到該合約地址，全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)都會(huì)執(zhí)行合約腳本編譯生成的操作碼，最后將執(zhí)行結(jié)果寫入?yún)^(qū)塊鏈。59/34nick

szabo區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——合約層智能合約的概念可以追溯到1995年，59區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——合約層基于區(qū)塊鏈技術(shù)的智能合約不僅可以發(fā)揮智能合約在成本效率方面的優(yōu)勢(shì)，還可以避免惡意行為對(duì)合約正常執(zhí)行的干擾。智能合約與區(qū)塊鏈的結(jié)合，豐富了區(qū)塊鏈本身的價(jià)值內(nèi)涵，其特性有以下3點(diǎn)：用程序邏輯中的豐富合約規(guī)則表達(dá)能力實(shí)現(xiàn)了不信任方之間的公平交換，避免了惡意方中斷協(xié)議等可能性；最小化交易方之間的交互，避免了計(jì)劃外的監(jiān)控和跟蹤的可能性；豐富了交易與外界狀態(tài)的交互，比如可信數(shù)據(jù)源提供的股票信息、天氣預(yù)報(bào)等。60/34區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)——合約層基于區(qū)塊鏈技術(shù)的智能合約不僅可以發(fā)揮60目 錄一．區(qū)塊鏈基礎(chǔ)入門二．區(qū)塊鏈發(fā)展歷程三．區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)四．區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀五．區(qū)塊鏈應(yīng)用場景六．區(qū)塊鏈主流平臺(tái)目 錄一．區(qū)塊鏈基礎(chǔ)入門二．區(qū)塊鏈發(fā)展歷程61區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀——區(qū)塊鏈發(fā)展態(tài)勢(shì)區(qū)塊鏈最早應(yīng)用在“數(shù)字貨幣”方面，數(shù)字資產(chǎn)眾籌經(jīng)歷了從萌芽到爆發(fā)的過程，但隨之而來的也是資產(chǎn)發(fā)行無序，市場上各類項(xiàng)目良莠不齊，大部分的功能型通證并無實(shí)際使用價(jià)值。進(jìn)入2018年，數(shù)字資產(chǎn)市場出現(xiàn)了合規(guī)化資產(chǎn)發(fā)行模式。2017-2018年數(shù)字貨幣熱潮逐漸退卻，轉(zhuǎn)向多元化技術(shù)體系延伸，鏈上擴(kuò)容、鏈下擴(kuò)容、DAG、跨鏈、隱私幣等技術(shù)方案熱度不斷攀升。從2019年開始的長時(shí)間階段內(nèi)，區(qū)塊鏈的產(chǎn)業(yè)發(fā)展會(huì)從思維理論為重到實(shí)體應(yīng)用為主，從跟風(fēng)發(fā)行虛擬幣轉(zhuǎn)向穩(wěn)步造福實(shí)體產(chǎn)業(yè)。62/34區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀——區(qū)塊鏈發(fā)展態(tài)勢(shì)區(qū)塊鏈最早應(yīng)用在“數(shù)字貨幣”62區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀——政府規(guī)劃63/34區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀——政府規(guī)劃63/3463區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀——政府規(guī)劃64/34區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀——政府規(guī)劃64/3464區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀——政府規(guī)劃65/34區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀——政府規(guī)劃65/3465區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀——區(qū)塊鏈生態(tài)圖譜區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)鏈的參與者可分為4個(gè)層次：應(yīng)用層、中間服務(wù)層、基礎(chǔ)平臺(tái)層和輔助平臺(tái)層。應(yīng)用層主要為最終用戶（個(gè)人、企業(yè)、政府）服務(wù)，開發(fā)者基于不同的用戶需求開發(fā)不同的去中心化應(yīng)用來為不同的行業(yè)服務(wù)；中間服務(wù)層主要幫助客戶對(duì)各種基于區(qū)塊鏈底層技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行二次開發(fā)，為其使用區(qū)塊鏈技術(shù)改造業(yè)務(wù)流程提供便捷的工具和協(xié)議；基礎(chǔ)平臺(tái)層主要聚焦于區(qū)塊鏈的基礎(chǔ)協(xié)議和底層架構(gòu)，為整個(gè)社會(huì)的區(qū)塊鏈生態(tài)發(fā)展提供技術(shù)支持；輔助平臺(tái)層并不是區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)鏈的主要參與者，但其同樣是區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)發(fā)展非常重要的外部輔助力量，包括基金、媒體和社區(qū)等。66/34區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀——區(qū)塊鏈生態(tài)圖譜區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)鏈的參與者可分為466區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀——區(qū)塊鏈生態(tài)圖譜區(qū)塊鏈的應(yīng)用可以分為兩類：第一類，基于區(qū)塊鏈分布式記賬的特點(diǎn)開發(fā)的應(yīng)用，包括身份驗(yàn)證、權(quán)益證明、資產(chǎn)鑒證等。第二類，利用區(qū)塊鏈的去中心化體系開發(fā)的各種去中心化應(yīng)用，從技術(shù)的可行性角度來看，目前所有涉及價(jià)值傳遞的行業(yè)皆可通過區(qū)塊鏈技術(shù)進(jìn)行底層重構(gòu)。67/34區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀——區(qū)塊鏈生態(tài)圖譜區(qū)塊鏈的應(yīng)用可以分為兩類：667區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀——區(qū)塊鏈生態(tài)圖譜68/34區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀——區(qū)塊鏈生態(tài)圖譜68/3468目 錄一．區(qū)塊鏈基礎(chǔ)入門二．區(qū)塊鏈發(fā)展歷程三．區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)四．區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀五．區(qū)塊鏈應(yīng)用場景六．區(qū)塊鏈主流平臺(tái)目 錄一．區(qū)塊鏈基礎(chǔ)入門二．區(qū)塊鏈發(fā)展歷程69區(qū)塊鏈應(yīng)用場景數(shù)字票據(jù)傳統(tǒng)的紙質(zhì)票據(jù)存在著易丟失、易偽造和被篡改等風(fēng)險(xiǎn)。通過引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)，可以將票據(jù)信息、狀態(tài)記錄在區(qū)塊鏈平臺(tái)。一筆票據(jù)交易一旦生成，區(qū)塊鏈上的各節(jié)點(diǎn)首先對(duì)交易進(jìn)行驗(yàn)證，一旦各節(jié)點(diǎn)達(dá)成“共識(shí)”，便把該條交易記錄于區(qū)塊鏈上，且“不可篡改”。另外，傳統(tǒng)的票據(jù)行業(yè)，各個(gè)機(jī)構(gòu)之間的對(duì)賬與清算相對(duì)比較復(fù)雜，而區(qū)塊鏈技術(shù)通過各個(gè)節(jié)點(diǎn)共同記賬、相互驗(yàn)證的方式，可有效地提高資金清算的效率。同時(shí)，各個(gè)機(jī)構(gòu)也保持了相對(duì)獨(dú)立的業(yè)務(wù)自主性，有較高的靈活性。供應(yīng)鏈金融傳統(tǒng)的供應(yīng)鏈金融平臺(tái)一般由單個(gè)金融機(jī)構(gòu)主導(dǎo)，難以實(shí)現(xiàn)同業(yè)間的擴(kuò)展和推廣。區(qū)塊鏈技術(shù)讓參與方只需專注于業(yè)務(wù)系統(tǒng)對(duì)接區(qū)塊鏈平臺(tái)即可，可實(shí)現(xiàn)全行業(yè)的快速覆蓋。供應(yīng)鏈上企業(yè)之間的貿(mào)易信息、授信融資信息，以及貿(mào)易過程中涉及的倉儲(chǔ)、物流信息均登記在區(qū)塊鏈上，且信息不可篡改，保證了資產(chǎn)的真實(shí)有效，降低了企業(yè)融資成本和銀行授信成本?？鐧C(jī)構(gòu)信息通過區(qū)塊鏈的共識(shí)機(jī)制和分布式賬本保持同步，通過訪問任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)即可獲取完整的交易數(shù)據(jù)，打破信息孤島。70/34區(qū)塊鏈應(yīng)用場景數(shù)字票據(jù)70/3470區(qū)塊鏈應(yīng)用場景應(yīng)收賬款傳統(tǒng)的應(yīng)收賬款通過線下交易確認(rèn)的方式完成，而偽造交易、篡改應(yīng)收賬款信息等風(fēng)險(xiǎn)的存在降低了交易參與方的信任感。將應(yīng)收賬款的全流程操作通過區(qū)塊鏈平臺(tái)進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)了應(yīng)收賬款交易的全程簽名認(rèn)證并且不可抵賴，同時(shí)使用智能合約實(shí)現(xiàn)權(quán)限和狀態(tài)控制，使得應(yīng)收賬款更加安全可控，構(gòu)建了高度可信的交易平臺(tái)。數(shù)據(jù)交易數(shù)據(jù)作為特殊商品具有獨(dú)特性，存在被復(fù)制、轉(zhuǎn)存的風(fēng)險(xiǎn)，按照商品流通中介模式建立的數(shù)據(jù)中介平臺(tái)構(gòu)成了對(duì)數(shù)據(jù)交易雙方權(quán)益的潛在威脅，變成了數(shù)據(jù)交易的一個(gè)障礙。通過區(qū)塊鏈技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行確權(quán)，能夠有效保障數(shù)據(jù)所有方的權(quán)益，杜絕數(shù)據(jù)被多次復(fù)制轉(zhuǎn)賣的風(fēng)險(xiǎn)，把數(shù)據(jù)變成受保護(hù)的虛擬資產(chǎn)，對(duì)每筆交易和數(shù)據(jù)進(jìn)行確權(quán)和記錄。利用區(qū)塊鏈的可追溯和不可篡改等特性，可以確保數(shù)據(jù)交易的合規(guī)、有效，激發(fā)數(shù)據(jù)交易的積極性，促成數(shù)據(jù)市場的規(guī)模性增長。71/34區(qū)塊鏈應(yīng)用場景應(yīng)收賬款71/3471區(qū)塊鏈應(yīng)用場景債券交易利用區(qū)塊鏈技術(shù)，監(jiān)管機(jī)構(gòu)以節(jié)點(diǎn)的形式加入?yún)^(qū)塊鏈，實(shí)時(shí)監(jiān)控區(qū)塊鏈上的交易。同時(shí)，智能合約使得債券在整個(gè)生命周期中具備限制性和可控制性，也可以有效提高監(jiān)管效能。由于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)完整和不可篡改性，對(duì)任何價(jià)值交換歷史記錄都可以追蹤和查詢，能夠清晰查看和控制債券的流轉(zhuǎn)過程，從而保證債券交易的安全性、有效性和真實(shí)性，有效防范市場風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，基于區(qū)塊鏈技術(shù)可避免第三方機(jī)構(gòu)對(duì)賬清算的工作，從而有效提升債券交易的清算效率。大宗交易智能合約控制大宗交易流程，減少人為交互，提升處理效率。無需中心平臺(tái)審核確認(rèn)，保證報(bào)價(jià)滿足撮合條件時(shí)，自動(dòng)觸發(fā)相關(guān)操作，減少操作失誤。交易所和清算所可以互為主備，負(fù)責(zé)所有交易數(shù)據(jù)定序廣播，發(fā)起共識(shí)。實(shí)時(shí)災(zāi)備容錯(cuò)，發(fā)生重大故障可以秒級(jí)切換主節(jié)點(diǎn)。接入節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障，通過內(nèi)置算法快速恢復(fù)歷史數(shù)據(jù)，避免交易數(shù)據(jù)丟失。會(huì)員和銀行接入端獨(dú)立處理查詢，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步，減輕主節(jié)點(diǎn)壓力。監(jiān)管節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)獲取相關(guān)交易數(shù)據(jù)，監(jiān)管機(jī)構(gòu)對(duì)大宗交易進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)管。72/34區(qū)塊鏈應(yīng)用場景債券交易72/3472區(qū)塊鏈應(yīng)用場景73/34跨境支付傳統(tǒng)跨境支付由于存在幣種、匯率的問題，十分依賴于第三方機(jī)構(gòu)。主要存在兩個(gè)問題：流程繁瑣且結(jié)算周期長，手續(xù)費(fèi)高。傳統(tǒng)的跨境交易都是非實(shí)時(shí)的，通常需要一天的時(shí)間。由于人工對(duì)賬，成本自然會(huì)高。目前一些第三方支付公司如銀聯(lián)，財(cái)付通，支付寶等，實(shí)行的方案流程大致如下：1、國內(nèi)用戶在跨境電商平臺(tái)內(nèi)購買商品，使用國內(nèi)支付方式（網(wǎng)銀、快捷、掃碼等）2、支付公司去合作銀行進(jìn)行購匯（購匯成功后外幣進(jìn)入支付公司的外幣備付金賬戶）3、商戶維護(hù)指定的境外收款人信息，支付公司向境外付匯（從支付公司外幣備付金至境外收款人賬戶）區(qū)塊鏈應(yīng)用場景73/34跨境支付73目 錄一．區(qū)塊鏈基礎(chǔ)入門二．區(qū)塊鏈發(fā)展歷程三．區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)四．區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀五．區(qū)塊鏈應(yīng)用場景六．區(qū)塊鏈主流平臺(tái)目 錄一．區(qū)塊鏈基礎(chǔ)入門二．區(qū)塊鏈發(fā)展歷程74區(qū)塊鏈主流平臺(tái)比特幣（Bitcoin）是第一個(gè)區(qū)塊鏈應(yīng)用，使用工作量證明機(jī)制來達(dá)成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的共識(shí)，由于比特幣網(wǎng)絡(luò)任何人都可以加入，沒有訪問權(quán)限，因此它是一個(gè)公有鏈，不支持智能合約，但是可以支持一些圖靈不完備的編程腳本來進(jìn)行一些簡單的操作編程。其公網(wǎng)TPS小于7。以太坊（Ethereum）是一個(gè)開源的、具有圖靈完備的且支持智能合約的公有區(qū)塊鏈平臺(tái)，也被稱為“第二代區(qū)塊鏈平臺(tái)”。該平臺(tái)以智能合約作為其核心構(gòu)建了一個(gè)良好活躍的App生態(tài)圈，不僅如此，它還提供了多種語言支持的客戶端（如go-ethereum、pyethapp和Parity等），通過這些客戶端使得開發(fā)更為便利高效。而用戶可以通過使用該平臺(tái)發(fā)布的以太幣（Ether）以及基于Solidity的合約來搭建屬于自己的DApp應(yīng)用并發(fā)布至以太坊平臺(tái)上。目前以太坊的公網(wǎng)TPS約為16。75/34區(qū)塊鏈主流平臺(tái)比特幣（Bitcoin）是第一個(gè)區(qū)塊鏈應(yīng)用，使75區(qū)塊鏈主流平臺(tái)Hyperledger

Fabric是Linux基金會(huì)成立的Hyperledger聯(lián)盟所推出的一個(gè)孵化中的項(xiàng)目，目前正在構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)字賬本，它旨在使用區(qū)塊鏈技術(shù)幫助新創(chuàng)公司、政府和企業(yè)聯(lián)盟之間減少工作的花費(fèi)和提高效率。因此，它不是面向公眾的，而是服務(wù)于公司、企業(yè)、組織等聯(lián)盟團(tuán)體，屬于聯(lián)盟鏈。平臺(tái)設(shè)計(jì)所使用的是Go語言，共識(shí)算法則是PBFT算法。同樣，它也是支持智能合約編程的，在Fabric中有自己的學(xué)名，叫Chaincode。另外，Chaincode僅在驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)上執(zhí)行，且運(yùn)行在被隔離的沙盒中，目前采用Docker作為執(zhí)行Chaincode的容器。Fabric的公網(wǎng)TPS約為3000。比特股（BitShares）是一個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的多態(tài)數(shù)字資產(chǎn)交易系統(tǒng)，是DPoS共識(shí)機(jī)制的鼻祖。它所提供的BitUSD，作為錨定資產(chǎn)的一員，極大地消除虛擬貨幣波動(dòng)性大的缺點(diǎn)。不僅如此，比特股還加入了賬戶權(quán)限管理、多重簽名方式、白名單等功能，這使得構(gòu)建企業(yè)級(jí)應(yīng)用成為可能[61]。比特股區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€(gè)公有鏈，其核心技術(shù)框架采用C++語言進(jìn)行開發(fā)，公網(wǎng)TPS大于500。76/34區(qū)塊鏈主流平臺(tái)HyperledgerFabric是Linu76區(qū)塊鏈主流平臺(tái)EOS

(Enterprise

Operation

System)是由

Block.one公司主導(dǎo)開發(fā)的一種全新的基于區(qū)塊鏈智能合約平臺(tái)，旨在實(shí)現(xiàn)個(gè)類似操作系統(tǒng)的支撐分布式應(yīng)用程序的區(qū)塊鏈架構(gòu)。該架構(gòu)可以提供賬戶，身份認(rèn)證，數(shù)據(jù)庫，異步通信以及可在數(shù)以萬計(jì)的

CPU/GPU群集上進(jìn)行程序調(diào)度和并行運(yùn)算。EOS的普通用戶執(zhí)行智能合約無需支付使用費(fèi)用。EOS公網(wǎng)的TPS約3600。公證通（Factom）是將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用到商業(yè)社會(huì)和政府部門的數(shù)據(jù)管理和記錄中，協(xié)助各種應(yīng)用程序的開發(fā)，包括審計(jì)系統(tǒng)、醫(yī)療信息記錄、供應(yīng)鏈管理、投票系統(tǒng)、財(cái)產(chǎn)契據(jù)、法律應(yīng)用、金融系統(tǒng)等。公證通中也是根據(jù)用戶權(quán)益來制定的政策和獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，而其機(jī)制中只有當(dāng)用戶權(quán)益提交至系統(tǒng)時(shí)才能獲取相應(yīng)的投票權(quán)，而可轉(zhuǎn)移的Factoid權(quán)益沒有投票權(quán)，這有效地避免了PoS機(jī)制的“沒有人進(jìn)行PoS”和“股份磨損”的問題[61]。公證通的核心技術(shù)框架采用Go語言開發(fā)，TPS為27左右。77/34區(qū)塊鏈主流平臺(tái)EOS(EnterpriseOperati77區(qū)塊鏈主流平臺(tái)瑞波（Ripple）是世界上第一個(gè)開放的支付網(wǎng)絡(luò)，它引入了一種共識(shí)機(jī)制——RPCA，該共識(shí)機(jī)制采用特定節(jié)點(diǎn)投票，能夠在短時(shí)間內(nèi)驗(yàn)證并確認(rèn)交易，同時(shí)，瑞波的客戶端其同步過程非常簡單高效，因?yàn)槠湓谝话愎?jié)點(diǎn)上并不需要驗(yàn)證總帳本鏈，，而是驗(yàn)證最近的賬本和一個(gè)指向總帳本的鏈接，類似以太坊的“輕節(jié)點(diǎn)”，不需要下載區(qū)塊鏈[61]。瑞波核心技術(shù)框架采用C++語言進(jìn)行開發(fā)，公網(wǎng)TPS小于1000。未來幣（Nextcoin，NXT）是第二代去中心化“虛擬貨幣”，它第一個(gè)采用100%的股權(quán)證明PoS共識(shí)算法，具有資產(chǎn)交易、任意消息、去中心化域名、賬戶租賃等多種功能，不僅如此，它還具有一個(gè)非常優(yōu)秀的被稱為透明鍛造的機(jī)制，該機(jī)制的特點(diǎn)是讓用戶節(jié)點(diǎn)自動(dòng)選擇服務(wù)器節(jié)點(diǎn)，然后將交易發(fā)送給選擇節(jié)點(diǎn)，從而產(chǎn)生區(qū)塊，這大大減少鏈交易的時(shí)間[61]。未來幣的核心技術(shù)框架所采用的開發(fā)語言是Java，TPS小于1000。78/34區(qū)塊鏈主流平臺(tái)瑞波（Ripple）是世界上第一個(gè)開放的支付網(wǎng)78區(qū)塊鏈主流平臺(tái)Hyperchain是杭州趣鏈科技開發(fā)的一個(gè)滿足行業(yè)需求的聯(lián)盟區(qū)塊鏈技術(shù)基礎(chǔ)平臺(tái)，通過整合并改進(jìn)區(qū)塊鏈開源社區(qū)和研究領(lǐng)域的最前沿技術(shù)，集成了高性能的可靠共識(shí)算法RBFT，兼容開源社區(qū)的智能合約開發(fā)語言和執(zhí)行環(huán)境，同時(shí)在記賬授權(quán)機(jī)制