區(qū)塊鏈原理與實(shí)踐全套完整教學(xué)課件

第1講區(qū)塊鏈概述本課件是可編輯的正常PPT

課件第1章概述.pptx第2章數(shù)據(jù)層.pptx第3章網(wǎng)絡(luò)層.pptx

第4章共識(shí)層.pptx第5章激勵(lì)層.pptx第6章智能合約層.pptx

第7章應(yīng)用層.pptx第8章區(qū)塊鏈安全.pptx第9章比特幣.pptx第10章以太坊.pptx第11章Fabric.pptx全套可編輯PPT

課件本講內(nèi)容01.區(qū)塊鏈基本技術(shù)及概念02.

區(qū)塊鏈分類03.區(qū)塊鏈特點(diǎn)04.

典型技術(shù)發(fā)展歷程05.典型區(qū)塊鏈系統(tǒng)06.區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展方向07.區(qū)塊鏈在信息時(shí)代的作用08.本章小結(jié)本課件是可編輯的正黨DpT四區(qū)塊鏈基本技術(shù)及概念本課件是可編輯的正常PPT

課件區(qū)塊鏈基本技術(shù)密碼學(xué)算法智能合約本課件是可編輯的正黨DDT四分布式賬本共識(shí)機(jī)制區(qū)塊鏈基本技術(shù)及概念·

分布式賬本·

中心化與去中心化·中心化

Centralization■客戶服務(wù)器模式C/S

·去中心化

Decentralization■對(duì)等網(wǎng)絡(luò)模式

P2P本課件是可編輯的正黨pDT`四區(qū)塊鏈基本技術(shù)及概念·

分布式賬本·分布式記賬中心式記賬網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)1

節(jié)點(diǎn)2分布式記賬網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)1本課件是可編輯的

正

黨DDT

四節(jié)點(diǎn)5

節(jié)點(diǎn)4中心節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)3-節(jié)點(diǎn)6節(jié)點(diǎn)4節(jié)點(diǎn)6節(jié)點(diǎn)5節(jié)點(diǎn)3節(jié)點(diǎn)2賬

本賬

本賬

本賬

本賬

本賬

本賬

本區(qū)塊當(dāng)前區(qū)塊的Hash值=hash(A||B||c)通

過(guò)嘗試隨機(jī)數(shù)B使其開(kāi)頭為N個(gè)0前一區(qū)塊的Hash值A(chǔ)

隨機(jī)數(shù)B當(dāng)前時(shí)段所有交易單求Hash值C當(dāng)前時(shí)段產(chǎn)生的交易單1當(dāng)前時(shí)段產(chǎn)生的交易單2●

●當(dāng)前時(shí)段產(chǎn)生的交易單N·

分布式賬本·區(qū)塊鏈賬本通俗理解，區(qū)塊鏈就是一

個(gè)分布式賬本。區(qū)塊鏈中

的每一個(gè)區(qū)塊可以理解為

一頁(yè)賬本頁(yè)。一個(gè)區(qū)塊(Block)是由多筆交易記錄

所組成的。區(qū)塊一般包括區(qū)塊頭(BlockHeader)和區(qū)塊體

兩部分。類似協(xié)議報(bào)文頭

部，區(qū)塊頭部一般是固定

長(zhǎng)度，不同的區(qū)塊可以設(shè)

計(jì)不同頭部。當(dāng)前區(qū)塊的Hash值=hash(A||B||c)

通

過(guò)嘗試隨機(jī)數(shù)B使其開(kāi)頭為N個(gè)0前一區(qū)塊的Hash值A(chǔ)隨機(jī)數(shù)B當(dāng)前時(shí)段所有交易單求Hash值C區(qū)塊鏈基本技術(shù)及概念當(dāng)前時(shí)段產(chǎn)生的交易單1當(dāng)前時(shí)段產(chǎn)生的交易單2●

●當(dāng)前時(shí)段產(chǎn)生的交易單N本課件是可編輯的正黨DDr四區(qū)塊區(qū)塊鏈基本技術(shù)及概念·

分布式賬本·

區(qū)塊鏈賬本構(gòu)成區(qū)塊及區(qū)塊鏈的核心技術(shù)是雜湊函數(shù)。雜湊函數(shù)(也稱雜湊算法),是一

種將任意長(zhǎng)度的消息壓縮到某一固定長(zhǎng)度的消息摘要的函數(shù)，也被稱單向散列

函數(shù)、哈希函數(shù)、hash

函數(shù)等，它是密碼學(xué)中重要的一種保證數(shù)據(jù)完整性的

方法。雜湊函數(shù)具有單向性、抗碰撞性、可驗(yàn)證性等特點(diǎn)。正因?yàn)殡s湊函數(shù)的這些性質(zhì)，保證了區(qū)塊內(nèi)容的無(wú)法篡改。篡改區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)的難度區(qū)塊哈希值交易數(shù)據(jù)區(qū)塊哈希值交易數(shù)據(jù)區(qū)塊哈希值交易數(shù)據(jù)區(qū)塊哈希值交易數(shù)據(jù)區(qū)塊哈希值交易數(shù)據(jù)區(qū)塊

哈希值

交易數(shù)據(jù)篡改重置后續(xù)所有區(qū)塊的哈希值本課件是可編輯的正黨DpT

四區(qū)塊鏈基本技術(shù)及概念·

共識(shí)機(jī)制共識(shí)機(jī)制是區(qū)塊鏈構(gòu)建非中心化“信任”網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)之一。通俗來(lái)講，共

識(shí)是達(dá)成同步、一致的一個(gè)過(guò)程。共識(shí)機(jī)制是區(qū)塊鏈可靠運(yùn)行的核心支撐，目

前的各類共識(shí)機(jī)制很難做到同時(shí)兼顧系統(tǒng)交易吞吐量和可擴(kuò)展性。比特幣、以太坊等公有鏈?zhǔn)褂玫腜OS

或POW

類型的共識(shí)機(jī)制，其優(yōu)點(diǎn)是能夠

支持大規(guī)模的去中心化網(wǎng)絡(luò)，其主要缺點(diǎn)是交易效率很低。例如，比特幣每秒

能夠處理的交易數(shù)大約為7筆(TPS,transaction

per-second,每秒處理的

交易數(shù))。聯(lián)盟鏈共識(shí)機(jī)制是目前效率最高的，如PBFT的TPS

能達(dá)到1000,但目前聯(lián)盟

鏈的主流共識(shí)算法僅支持小規(guī)模網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)節(jié)點(diǎn)數(shù)量過(guò)多時(shí)共識(shí)機(jī)制就會(huì)崩潰。共識(shí)機(jī)制的一種分類方法是將其按照是否存在惡意破壞節(jié)點(diǎn)導(dǎo)致不一致，分為

“拜占庭算法”和“非拜占庭算法”。本課件是可編輯的正黨DpT四區(qū)塊鏈基本技術(shù)及概念共識(shí)機(jī)制“拜占庭將軍問(wèn)題”是Leslie

Lamport在1982年提出的一個(gè)假想問(wèn)題。拜占庭帝國(guó)國(guó)圖遼闊，軍隊(duì)之間相隔很遠(yuǎn)，軍隊(duì)之間通信需要靠信使傳遞。當(dāng)發(fā)生

戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)，分隔在不同地域的軍隊(duì)需要聯(lián)合通過(guò)信使傳遞信息，才能進(jìn)行聯(lián)合作

戰(zhàn)獲取勝利。但在將軍們互相傳遞信息的過(guò)程中，如果出現(xiàn)叛徒將軍或者叛徒

信使，就會(huì)在軍隊(duì)之間傳遞錯(cuò)誤信息，導(dǎo)致無(wú)法聯(lián)合取勝。在可能存在叛徒的

情況下，怎樣保證忠誠(chéng)將軍之間不受影響的傳送并獲得一致正確的作戰(zhàn)信息?“拜占庭將軍問(wèn)題”所描述的分布式一致性問(wèn)題就是區(qū)塊鏈共識(shí)問(wèn)題。其實(shí)質(zhì)

是在可能存在硬件錯(cuò)誤、網(wǎng)絡(luò)擁塞、惡意節(jié)點(diǎn)的分布式系統(tǒng)中，怎樣達(dá)成節(jié)點(diǎn)

之間的信息一致共識(shí)。將考慮存在惡意節(jié)點(diǎn)或故障節(jié)點(diǎn)的分布式一致性算法稱為“拜占庭算法”,將

不考慮人為故障的分布式一致性算法稱為“非拜占庭算法”。本課件是可編輯的正黨DpT四區(qū)塊鏈基本技術(shù)及概念·

共識(shí)機(jī)制以比特幣為代表的公有鏈共識(shí)問(wèn)題除了考慮傳統(tǒng)分布式網(wǎng)絡(luò)中的容錯(cuò)問(wèn)題外，

還考慮了節(jié)點(diǎn)可能出現(xiàn)惡意行為的問(wèn)題，因此屬于“拜占庭算法”。這種區(qū)塊

鏈分布式架構(gòu)假設(shè)在一個(gè)不可信分布式網(wǎng)絡(luò)中，在沒(méi)有中心節(jié)點(diǎn)以及可能存在

惡意節(jié)點(diǎn)的情況下，要求保證各誠(chéng)實(shí)節(jié)點(diǎn)達(dá)成對(duì)交易內(nèi)容的一致共識(shí)和一致記

賬。其典型代表如：實(shí)用拜占庭容錯(cuò)算法(PBFT),

工作量證明機(jī)制

(POW)、

權(quán)益證明機(jī)制(POS)、

股份授權(quán)證明機(jī)制(DPOS)

等。另一種共識(shí)協(xié)議的分類方法是從如何選取記賬節(jié)點(diǎn)的角度，現(xiàn)有的區(qū)塊鏈共識(shí)

機(jī)制可以分為選舉類、證明類、隨機(jī)類、聯(lián)盟類和混合類共5種類型本課件是可編輯的正黨DpT四①

擴(kuò)展性較差：計(jì)算效率依賴于參與節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，因此僅適用于節(jié)點(diǎn)數(shù)量較少的區(qū)塊鏈系統(tǒng)。②

去中心化程度弱。PBFT算法僅適用系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)固定的聯(lián)盟鏈或私有鏈環(huán)境，不適用于完全去中心化的

公有鏈環(huán)境。③

容錯(cuò)率較低。惡意或故障節(jié)點(diǎn)數(shù)量必須少于三分之一的系統(tǒng)總節(jié)點(diǎn)數(shù)量。

PBFT算法的優(yōu)點(diǎn)：①

在現(xiàn)有的共識(shí)速度較其他共識(shí)機(jī)制較快，可以實(shí)現(xiàn)秒級(jí)共識(shí)。本課件是可編輯的正黨DpT四選舉類共識(shí)是指礦工節(jié)點(diǎn)在每一輪共識(shí)過(guò)程中通過(guò)“投票選舉”的方

式選出當(dāng)前輪次的記賬節(jié)點(diǎn)，首先獲得半數(shù)以上選票的礦工節(jié)點(diǎn)將會(huì)

獲得記賬權(quán)。例如PBFT

、Paxos和Raft

等。實(shí)用拜占庭容錯(cuò)算法(PBFT)的算法復(fù)雜度為多項(xiàng)式級(jí)。假設(shè)系統(tǒng)

內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)為3n+1個(gè)，故障節(jié)點(diǎn)必須小于等于n個(gè)。節(jié)點(diǎn)被分為主

節(jié)點(diǎn)和從節(jié)點(diǎn)兩類。整個(gè)算法包括客戶請(qǐng)求、主節(jié)點(diǎn)序號(hào)分配、節(jié)點(diǎn)

間相互交互、節(jié)點(diǎn)相互確認(rèn)序號(hào)并執(zhí)行客戶端請(qǐng)求，節(jié)點(diǎn)分別響應(yīng)客

戶端等五部分組成?！?/p>

共識(shí)機(jī)制·選舉類共識(shí)·PBFTPBFT

算法的缺點(diǎn)：區(qū)塊鏈基本技術(shù)及概念參加計(jì)算這一隨機(jī)數(shù)來(lái)爭(zhēng)奪記賬權(quán)的節(jié)點(diǎn)被稱為“礦工”。正如前面介紹的，Hash

函數(shù)是一個(gè)單向抗

碰撞函數(shù)，已知H()

的輸入X,

計(jì)算H(X)

是容易的。反之，已知H(X)

反推X就是一個(gè)困難問(wèn)題。所謂“挖礦”,就是要給定H(X)值的條件，比如小于某個(gè)固定值，求輸入X。這里不給定H(X),而

是

給出H(X)

的前幾位為0這一限制條件的目的是為了控制求X的難度，以控制獲取節(jié)點(diǎn)記賬權(quán)的時(shí)間間隔

。節(jié)點(diǎn)獲得了記賬權(quán)，就意味著可以由記賬節(jié)點(diǎn)生成區(qū)塊，比特幣系統(tǒng)一般將區(qū)塊生成時(shí)間間隔控制在

10分鐘左右。求得滿足H()要求的隨機(jī)數(shù)x,

必須通過(guò)大量的窮舉性計(jì)算獲得，這是節(jié)點(diǎn)算力的具體表

現(xiàn)。本課件是可編輯的正黨DpT四證明類共識(shí)，被稱為“Proof

of

X”類共識(shí)，即礦工節(jié)點(diǎn)在每一輪共

識(shí)過(guò)程中必須證明自己具有某種特定的能力，證明方式通常是競(jìng)爭(zhēng)性

地完成某項(xiàng)難以解決但易于驗(yàn)證的任務(wù)，在競(jìng)爭(zhēng)中勝出的礦工節(jié)點(diǎn)將

獲得記賬權(quán)。例如PoW

和PoS共識(shí)算法等。比特幣中所使用的POW共識(shí)算法，俗稱為“挖礦”,就是要計(jì)算一

個(gè)給定難度的Hash

值的輸入值，誰(shuí)先計(jì)算出滿足要求的隨機(jī)數(shù)，誰(shuí)

就獲取了記賬權(quán)。由于挖礦需要耗費(fèi)大量算力，為了鼓勵(lì)礦工參與爭(zhēng)

奪記賬權(quán)，比特幣系統(tǒng)會(huì)采用特有的激勵(lì)機(jī)制，獎(jiǎng)勵(lì)獲取記賬權(quán)的節(jié)

點(diǎn)一定額度的比特幣，這也是“挖礦”這一名稱的來(lái)歷?！?/p>

共識(shí)機(jī)制·證明類共識(shí)·POW區(qū)塊鏈基本技術(shù)及概念BLOCK1BLOCK2BLOCK3·POWBLOCK5如果兩個(gè)“礦工”同時(shí)“挖出”滿足條件的隨機(jī)數(shù)，同時(shí)生成兩個(gè)新區(qū)塊，這時(shí)區(qū)塊鏈就存在“軟分叉

問(wèn)題”。分叉是指同一時(shí)間段內(nèi)全網(wǎng)不止一個(gè)節(jié)點(diǎn)計(jì)算出隨機(jī)數(shù)，可能會(huì)存在多個(gè)節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中同時(shí)廣

播它們各自打包好的合法臨時(shí)區(qū)塊。某一節(jié)點(diǎn)若同時(shí)收到多個(gè)針對(duì)同一前續(xù)區(qū)塊的后續(xù)臨時(shí)區(qū)塊，則該

節(jié)點(diǎn)會(huì)在本地區(qū)塊鏈上建立分支。但是這種分支是臨時(shí)性的，區(qū)塊鏈采用“最長(zhǎng)合法原則”,等到下一

個(gè)區(qū)塊被生成即下一個(gè)工作量證明被挖出時(shí)，這下一個(gè)區(qū)塊被添加到哪條鏈上，哪條鏈被證實(shí)是最長(zhǎng)的

,哪條鏈就成為合法鏈。系統(tǒng)自動(dòng)丟棄分叉短鏈。為了防止出現(xiàn)分叉，通常一筆交易所在區(qū)塊上鏈后續(xù)

又有5個(gè)新鏈接的區(qū)塊，也就是這筆交易得到6次確認(rèn)后，才被認(rèn)為最后得到了確認(rèn)。本課件是可編輯的正黨DpT四區(qū)塊鏈基本技術(shù)及概念·

共識(shí)機(jī)制·

證明類共識(shí)BLOCK4BLOCK6區(qū)塊鏈基本技術(shù)及概念·

共識(shí)機(jī)制·證明類共識(shí).POW

算法的缺點(diǎn)①資源浪費(fèi)。挖礦行為造成了大量的資源浪費(fèi)，包括電力資源和計(jì)算機(jī)算理資源等。②

共識(shí)時(shí)間長(zhǎng)。挖礦時(shí)間長(zhǎng)，而且挖礦過(guò)程中存在分叉問(wèn)題，上鏈確認(rèn)時(shí)間也長(zhǎng)，導(dǎo)致共識(shí)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)

,比如比特幣每秒只能進(jìn)行7筆交易，每筆交易的確認(rèn)時(shí)間一般為1小時(shí)。③51%算力攻擊。POW

算法基于51%假設(shè)，如果惡意節(jié)點(diǎn)掌握了全網(wǎng)超過(guò)50%的算力，就可能對(duì)網(wǎng)

絡(luò)進(jìn)行破壞。以比特幣為例，由于獎(jiǎng)勵(lì)比特幣的激勵(lì)機(jī)制，導(dǎo)致出現(xiàn)了大量集中的礦池，背離了去中心化的初衷，有可能出現(xiàn)51%算力攻擊。POW算法優(yōu)點(diǎn)：①工作量證明具有完全去中心化的優(yōu)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)可以在不需要認(rèn)證身份的條件下自由加

入和退出網(wǎng)絡(luò)，因此POW

是公鏈較常使用的一種共識(shí)算法。本課件是可編輯的正黨DpT

四常見(jiàn)的權(quán)益證明機(jī)制根據(jù)每個(gè)節(jié)點(diǎn)擁有代幣的多少和時(shí)間，依據(jù)算法等比例地降低節(jié)點(diǎn)的挖礦難度，從而加快了

尋找隨機(jī)數(shù)的速度。比如點(diǎn)點(diǎn)幣中擁有最長(zhǎng)鏈齡的比特幣獲得記賬權(quán)的幾率大。也就是說(shuō)，在這種共識(shí)機(jī)制可以

縮短達(dá)成共識(shí)所需的時(shí)間，但本質(zhì)上仍然需要網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行挖礦運(yùn)算。POS

算法的缺點(diǎn)：①記賬權(quán)不夠隨機(jī)。掌握代幣量多的節(jié)點(diǎn)，獲得記賬權(quán)的幾率較其他節(jié)點(diǎn)大，容易失去公正性，導(dǎo)致

無(wú)法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的完全去中心化。POS算法的優(yōu)點(diǎn)：①

共識(shí)時(shí)間較POW短，同時(shí)降低了POW的資源浪費(fèi)率。本課件是可編輯的正黨DpT

四權(quán)益證明(POS)權(quán)益證明機(jī)制的運(yùn)作方式是礦工必須擁有一定數(shù)量的代幣才能獲

得競(jìng)爭(zhēng)記賬權(quán)力，POS

上的“挖礦”是以貨幣的持有量為基礎(chǔ)的。

但是，如果僅靠代幣量來(lái)決定記賬權(quán)，會(huì)出現(xiàn)掌握代幣量最多的

節(jié)點(diǎn)控制記賬權(quán)的情況，這種共識(shí)方法就會(huì)變成中心化記賬方式。

為了避免出現(xiàn)這種情況，不同的權(quán)益證明一般需要配合不同的工

作量證明(POW)

方法來(lái)增加記賬的隨機(jī)性。區(qū)塊鏈基本技術(shù)及概念·

共識(shí)機(jī)制·

證明類共識(shí)·

POS區(qū)塊鏈基本技術(shù)及概念·

共識(shí)機(jī)制·隨機(jī)類共識(shí)隨機(jī)類共識(shí)是指礦工節(jié)點(diǎn)根據(jù)某種隨機(jī)方式直接確定每一輪的記賬節(jié)點(diǎn)，例如

Algorand和PoET共識(shí)算法等。Algorand共識(shí)是為了解決PoW共識(shí)協(xié)議存在的算

力浪費(fèi)、擴(kuò)展性弱、易分叉、確認(rèn)時(shí)間長(zhǎng)等不足。Algorand共識(shí)的優(yōu)點(diǎn)包括：能

耗低，不管系統(tǒng)中有多用戶，大約每1500名用戶中只有1名會(huì)被系統(tǒng)隨機(jī)挑中執(zhí)

行長(zhǎng)達(dá)幾秒鐘的計(jì)算；民主化，不會(huì)出現(xiàn)類似比特幣區(qū)塊鏈系統(tǒng)的“礦工”群體；

出現(xiàn)分叉的概率低于10-18。本課件是可編輯的正黨DpT

四股份授權(quán)證明機(jī)制(Delegated

Proof

of

Stake

,DPOS)嘗試通過(guò)民主集中制實(shí)現(xiàn)共識(shí)。股份授權(quán)證明機(jī)制與董

事會(huì)投票類似。首先由全體節(jié)點(diǎn)投票選舉出一定數(shù)量的節(jié)點(diǎn)代表，由節(jié)點(diǎn)代表來(lái)代理全體節(jié)點(diǎn)確認(rèn)區(qū)塊、維持系統(tǒng)有序運(yùn)行。節(jié)點(diǎn)代表輪流生成區(qū)塊，如果在給定的時(shí)間片內(nèi)無(wú)法生成區(qū)塊，則將權(quán)限交給下個(gè)時(shí)間片對(duì)應(yīng)的節(jié)

點(diǎn)代表。全體節(jié)點(diǎn)可以通過(guò)投票隨時(shí)罷免和任命新代表，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的民主。DPOS

算法的缺點(diǎn)：①

記賬權(quán)不夠隨機(jī)。類似于POS,

選取固定數(shù)量的代表節(jié)點(diǎn)記賬存在中心化的隱患，無(wú)法實(shí)現(xiàn)完全去中心化架

構(gòu)。DPOS

算法的優(yōu)點(diǎn)：①共識(shí)時(shí)間較短。股份授權(quán)證明機(jī)制可以大大縮小參與驗(yàn)證和記賬節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，從而達(dá)到秒級(jí)的共識(shí)驗(yàn)證。

本課件是可編輯的正黨DDT四聯(lián)盟類共識(shí)是指礦工節(jié)點(diǎn)基于某種特定方式首先選舉出一組代表節(jié)點(diǎn)，而后由代表節(jié)點(diǎn)以輪流或者選舉的方式依次取得記賬權(quán)。這是一種以“代議制”為特點(diǎn)的共識(shí)算法，例如DPoS等。DPoS不僅能夠很好地解決PoW浪費(fèi)能源和聯(lián)合挖礦對(duì)系統(tǒng)的去中

心化構(gòu)成威脅的問(wèn)題，也能夠彌補(bǔ)PoS中擁有記賬權(quán)益的參與者未

必希望參與記賬的缺點(diǎn)。區(qū)塊鏈基本技術(shù)及概念·

共識(shí)機(jī)制·聯(lián)盟類共識(shí)·

DPOS區(qū)塊鏈基本技術(shù)及概念·

共識(shí)機(jī)制·混合類共識(shí)混合類共識(shí)是指礦工節(jié)點(diǎn)采取多種共識(shí)算法的混合體來(lái)選擇記賬節(jié)點(diǎn)，例如

PoW+PoS混合共識(shí)、DPoS+BFT共識(shí)等。通過(guò)結(jié)合多種共識(shí)算法，能夠取長(zhǎng)補(bǔ)

短，解決單一共識(shí)機(jī)制存在的能源消耗與安全風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。本課件是可編輯的正黨DpT

四無(wú)論哪種共識(shí)算法，均是包含四個(gè)階段的一個(gè)循環(huán)過(guò)程。

每一輪循環(huán)完成一次共識(shí)，生成一個(gè)新區(qū)塊。如圖所示，

每個(gè)循環(huán)的四個(gè)階段分別是：第一步，選取記賬節(jié)點(diǎn)。從全體節(jié)點(diǎn)中選取具有記賬權(quán)

的節(jié)點(diǎn)。第二步，生成區(qū)塊。由記賬節(jié)點(diǎn)按照一定的策略將一段

時(shí)間的交易打包到一個(gè)區(qū)塊中，并向全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行廣播。

第三步，驗(yàn)證區(qū)塊。全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)收到新打包區(qū)塊后，分別

進(jìn)行數(shù)據(jù)的完整性、正確性驗(yàn)證和發(fā)送者身份信息等內(nèi)

容驗(yàn)證。如果驗(yàn)證通過(guò)，則反饋信息，如果打包新區(qū)塊

得到全網(wǎng)大部分節(jié)點(diǎn)的驗(yàn)證認(rèn)可，則可以作為新區(qū)塊添

加到區(qū)塊上。第四步，上鏈記賬。記賬節(jié)點(diǎn)將新區(qū)塊添加到從創(chuàng)始開(kāi)

始迄今為止最長(zhǎng)的一條主鏈上。完成一次完整共識(shí)操作

和區(qū)塊生成上鏈過(guò)程。共識(shí)過(guò)程的輸入是數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)生成和驗(yàn)證后的交易或數(shù)據(jù)，

輸出則是封裝好的數(shù)據(jù)區(qū)塊以及更新后的區(qū)塊鏈。4個(gè)

階段循環(huán)往復(fù)執(zhí)行，每執(zhí)行一輪將會(huì)生成一個(gè)新區(qū)塊。本課件是可編輯的正黨DpT

四區(qū)塊鏈基本技術(shù)及概念·

共識(shí)機(jī)制區(qū)

塊

1

一

區(qū)

塊

2-1

區(qū)塊3區(qū)塊N區(qū)塊N-區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)過(guò)程鏈數(shù)據(jù)區(qū)塊區(qū)塊鏈基本技術(shù)及概念·

非對(duì)稱密碼算法除了雜湊函數(shù)外，區(qū)塊鏈技術(shù)用到的密碼學(xué)中最多的是公鑰密碼技術(shù)。非對(duì)稱密碼技術(shù)

也稱為公鑰密碼技術(shù)。密碼體制可以分為對(duì)稱密碼體制和非對(duì)稱密碼體制兩種。對(duì)稱密碼體制，其加密算法和

解密算法的密鑰是同一個(gè)。與對(duì)稱密碼體制不同，在非對(duì)稱密碼體制中，每一個(gè)用戶都

會(huì)兩個(gè)密鑰，一個(gè)密鑰是對(duì)外公開(kāi)的，系統(tǒng)里所有的用戶都可以獲知的，稱為用戶公鑰；

另一個(gè)密鑰只有用戶本人知道，不能透漏給其他任何用戶，稱為用戶私鑰。因此，非對(duì)

稱密碼算法也被稱為公鑰算法。一般來(lái)說(shuō)，用戶的公鑰和私鑰需要配合使用，例如使用用戶A的公鑰對(duì)某個(gè)信息進(jìn)行加密，必須使用A

的私鑰才能進(jìn)行解密還原信息。正是因?yàn)楣€的公開(kāi)和私鑰的私密性質(zhì)，以及公私鑰配合運(yùn)算的這種特點(diǎn)，使得非對(duì)稱密碼體

制可以對(duì)信息進(jìn)行加密，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的簽名。假定Alice想使用非對(duì)稱密碼算法對(duì)信息M進(jìn)行加密，并發(fā)送給Bob。這

時(shí)

，Alice會(huì)使用

Bob

的公鑰對(duì)信息M

進(jìn)行加密。這是因?yàn)?，只有Bob

有對(duì)應(yīng)的私鑰才能進(jìn)行解密還原信

息。能夠?qū)崿F(xiàn)這一功能的非對(duì)稱密碼算法被稱為公鑰加密算法。本課件是可編輯的正黨DpT區(qū)塊鏈基本技術(shù)及概念·

非對(duì)稱密碼算法如圖所示，假定Alice想與Bob簽署一項(xiàng)協(xié)議，需要Alice進(jìn)行數(shù)字簽名。Alice可以使用

自己的私鑰對(duì)信息進(jìn)行運(yùn)算，發(fā)送給Bob。Bob

收到后用Alice的公鑰可以進(jìn)行驗(yàn)證這一

數(shù)字簽名。因?yàn)锳lice的私鑰只有Alice自己知道，因此可以實(shí)現(xiàn)證明Alice的身份、其他人不能偽造Alice操作、以及Alice不能抵賴自己沒(méi)有簽署過(guò)或謊稱是其他人簽署的。也

就是說(shuō)，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)實(shí)世界的簽名蓋章效果。能夠?qū)崿F(xiàn)之一功能的算法，稱為簽名算法。A的私鑰哈希函數(shù)licAlice摘要原摘要沒(méi)有愿動(dòng)數(shù)字簽名QA的公鑰本課件是可編輯

的-同摘要Bob數(shù)字簽名相同是A]區(qū)塊鏈基本技術(shù)及概念·

非對(duì)稱密碼算法在區(qū)塊鏈中，公鑰加密算法和數(shù)字簽名算法是其基礎(chǔ)支撐技術(shù)。比特幣的用戶地址、錢包就是該

用戶的公鑰進(jìn)行雜湊運(yùn)算和編碼后的一串亂數(shù)。當(dāng)Alice付給Bob

比特幣時(shí)，首先會(huì)使用Alice自己

的私鑰進(jìn)行簽名，以保證這筆交易確實(shí)是Alice付給Bob的。同時(shí)還會(huì)使用Bob的公鑰進(jìn)行加密，這

樣只有用Bob

的私鑰才可以解密，可以保證只有Bob

能夠領(lǐng)到這筆錢，其他的人都不能夠獲得這筆

錢。由于比特幣的用戶地址是其公鑰，這個(gè)公鑰里是不包含有用戶個(gè)人身份信息的，因此具有一定的

隱私保護(hù)作用。區(qū)塊鏈系統(tǒng)能夠提高較好的隱私效果，除了個(gè)人身份可以使用公鑰表示外，主要

還是因?yàn)槠浞植际教攸c(diǎn)。傳統(tǒng)金融系統(tǒng)中所有的真實(shí)用戶身份信息都存在于中心化的第三方機(jī)構(gòu)，致使金融用戶的隱私有極高的泄露風(fēng)險(xiǎn)。而區(qū)塊鏈支撐的加密貨幣不存在這一第三方，同時(shí)使用公鑰作為用戶地址實(shí)現(xiàn)用戶身份的匿名性，即用戶不需要提供任何個(gè)人身份信息，因此大大提高

了對(duì)個(gè)人身份信息的隱私保護(hù)。但是，這種匿名性也不是牢不可破的。如果通過(guò)對(duì)區(qū)塊鏈上交易

信息和地址的關(guān)聯(lián)性分析，仍然可以獲得用戶身份的相關(guān)信息，所以區(qū)塊鏈技術(shù)僅僅是在一定程

度上提高了用戶的隱私性。在實(shí)際中，有些用戶為了充分保護(hù)其自己的身份隱私，還會(huì)設(shè)置不止

一對(duì)公私鑰對(duì)。這是因?yàn)楸忍貛艣](méi)有所謂賬戶的概念，只有每個(gè)用戶的未花費(fèi)記錄UTXO。然

而

，

技術(shù)這把雙刃劍在為用戶提供隱私保護(hù)的同時(shí)，也為區(qū)塊鏈的治理和監(jiān)管提出了很大的挑戰(zhàn)。本課件是可編輯的正黨DpT區(qū)塊鏈基本技術(shù)及概念·

智能合約區(qū)塊鏈技術(shù)之所以能夠與各個(gè)行業(yè)進(jìn)行廣泛結(jié)合，智能合約起到了關(guān)鍵作用。上世紀(jì)90年代，NickSzabo最早提出“智能合約”這一概念，并將其定義為“執(zhí)行合約條款的計(jì)算機(jī)交易協(xié)議”。當(dāng)時(shí)的智能合約主要是嵌入到某些物理設(shè)備中，用于在沒(méi)有可信第三方參與的情況下，作為各

方共同信任的程序化代理，可以高效安全的自動(dòng)履行合約并創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的智能資產(chǎn)。由于應(yīng)用場(chǎng)景所限，直到2008年比特幣提出之前，智能合約都沒(méi)能得到普遍關(guān)注和應(yīng)用。區(qū)塊鏈技術(shù)賦予了智能合約廣闊的應(yīng)用空間，區(qū)塊鏈所構(gòu)建的分布式網(wǎng)絡(luò)及多節(jié)點(diǎn)同時(shí)運(yùn)行智能合約、合

約運(yùn)行結(jié)果保持一致、上鏈確認(rèn)等特點(diǎn)，為智能合約，也就是為“執(zhí)行合約條款的計(jì)算機(jī)交易協(xié)議”提供了適合的應(yīng)用環(huán)境。智能合約反過(guò)來(lái)也為區(qū)塊鏈廣泛應(yīng)用提供了基礎(chǔ)支撐，可以說(shuō)是區(qū)塊鏈應(yīng)用的靈魂。

通俗來(lái)說(shuō)，區(qū)塊鏈上的智能合約就是能夠自定義邏輯的程序代碼，部署于區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上，利用智能合約可以根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用需求開(kāi)發(fā)出適用于各種場(chǎng)景的區(qū)塊鏈應(yīng)用程序DAPP,是區(qū)塊鏈應(yīng)用的趨勢(shì)和關(guān)鍵。

實(shí)際上，智能合約就是一段程序，但這段程序是運(yùn)行在區(qū)塊鏈系統(tǒng)上的。之所以能夠產(chǎn)生與運(yùn)行在傳統(tǒng)信息系統(tǒng)上的傳統(tǒng)程序所無(wú)法達(dá)到的“用程序保證約定自動(dòng)執(zhí)行，用程序算法代替人仲裁和執(zhí)行合同”的效

果，是因?yàn)槠渌\(yùn)行的區(qū)塊鏈系統(tǒng)環(huán)境具有的數(shù)據(jù)透明、不可篡改、方驗(yàn)證的特點(diǎn)，這些環(huán)境特點(diǎn)是傳統(tǒng)

信息系統(tǒng)所不具備的。截止目前，智能合約主要包括腳本型、圖靈完備型和可驗(yàn)證合約型三類。本課件是可編輯的正黨DpT區(qū)塊鏈基本技術(shù)及概念·

智能合約●

腳本型智能合約以比特幣為代表的腳本型智能合約，使用基于堆棧的腳本語(yǔ)言，只能夠在有限的執(zhí)

行環(huán)境里進(jìn)行簡(jiǎn)單的處理。這種腳本語(yǔ)言主要依靠操作碼，在有限的執(zhí)行次數(shù)內(nèi)進(jìn)

行算術(shù)運(yùn)算、位運(yùn)算、密碼運(yùn)算等指令。操作碼不具備循環(huán)等復(fù)雜的功能，是非圖

靈完備的語(yǔ)言。腳本型智能合約僅有的簡(jiǎn)單功能所具有的主要優(yōu)點(diǎn)是可以有效避免

因編寫(xiě)疏忽等原因造成的無(wú)限循環(huán)或其他類型的編程中存在安全隱患，防止更多腳

本漏洞被黑客利用，利于可編程貨幣的安全。但是，其明顯缺點(diǎn)是應(yīng)用場(chǎng)景較窄，僅適合于加密貨幣類應(yīng)用。以比特幣為例，比特幣的每一筆交易都依賴于鎖定腳本和解鎖腳本。鎖定腳本是使

用腳本語(yǔ)言在輸出交易上添加附加條件，比如付款方要輸出到收款方的公鑰地址上。

與其配合使用的是解鎖腳本，要求解鎖時(shí)，用該公鑰地址對(duì)應(yīng)的私鑰來(lái)解密才能獲

得相應(yīng)金額的比特幣。本課件是可編輯的正黨DpT圖靈完備型智能合約是目前最主流的智能合約。其典型代表是以太坊

(Ethernet)和超級(jí)賬本(HyperLedger)。所謂圖靈完備是指能用該類編程語(yǔ)言模擬任何圖靈機(jī)。圖靈完備的智能合約

能夠使用任意數(shù)量的變量，編寫(xiě)出各種復(fù)雜邏輯，實(shí)現(xiàn)各種操作。與腳本型

智能合約相比，具有強(qiáng)大的開(kāi)發(fā)能力。以太坊是第一個(gè)提供圖靈完備語(yǔ)言的智能合約平臺(tái)，主要用于構(gòu)建公有鏈。

其智能合約編寫(xiě)語(yǔ)言主要是Serpent

和Solidity,

合約代碼運(yùn)行在以太坊虛擬

機(jī)

(EthereumVirtualMachine,EVM)中。超級(jí)賬本是目前最流行的一種聯(lián)盟鏈開(kāi)發(fā)平臺(tái)。其智能合約稱為鏈碼(Chaincode),由

Go語(yǔ)言編寫(xiě)，同時(shí)也支持Java、Python等其他開(kāi)發(fā)語(yǔ)言。

鏈碼運(yùn)行在Docker容器環(huán)境內(nèi)。本課件是可編輯的正黨DpT四區(qū)塊鏈基本技術(shù)及概念·

智能合約·圖靈完備型智能合約外部檢查數(shù)據(jù)源1條件1:響應(yīng)1

條件2:響應(yīng)2十條件3:響應(yīng)3

條件N:響

應(yīng)N區(qū)塊區(qū)塊預(yù)置觸發(fā)條件(特定時(shí)間、事件等)

智能合約預(yù)置響應(yīng)規(guī)則(特定交易、動(dòng)作等)狀態(tài)

值區(qū)塊

區(qū)塊區(qū)塊區(qū)塊鏈基本技術(shù)及概念·

智能合約·可驗(yàn)證型型智能合約智能合約創(chuàng)業(yè)公司Kadena項(xiàng)目下屬的Chainweb項(xiàng)目，主要應(yīng)用于安全性和效率要求較高的商業(yè)交易場(chǎng)合，所提出的編程語(yǔ)言Pact

是非圖靈完備的可驗(yàn)

證智能合約系統(tǒng)，可以直接編寫(xiě)運(yùn)行在Kadena

區(qū)塊鏈上，目前該項(xiàng)目正在開(kāi)

發(fā)中?？傮w來(lái)說(shuō)，智能合約具有以下特點(diǎn)：它是部署在節(jié)點(diǎn)或區(qū)塊鏈上的一段代碼，

通過(guò)事件觸發(fā)后自動(dòng)執(zhí)行合約條款，運(yùn)行結(jié)果會(huì)輸出到區(qū)塊鏈中。智能合約

能夠及時(shí)響應(yīng)，準(zhǔn)確執(zhí)行，受人為干擾較小。但是目前其功能還較弱，交互性還比較差，調(diào)試運(yùn)行環(huán)境與經(jīng)典程序相比還有一定差距，與一般代碼一樣，

也存在漏洞等安全問(wèn)題。本課件是可編輯的正黨DDT區(qū)塊鏈基本技術(shù)及概念·

區(qū)塊鏈典型工作流程從區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)角度來(lái)說(shuō)，目前區(qū)塊鏈包括塊鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)和圖形結(jié)構(gòu)(DAG)

兩

類。目前主流且較為成熟的系統(tǒng)還主要是經(jīng)典的塊鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，比如前面所介紹的比特幣、以太坊、超級(jí)賬本等(DAG

相關(guān)內(nèi)容將在共識(shí)層進(jìn)行介紹)。本小節(jié)主要介紹塊鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)區(qū)塊鏈的一般工作流程，一般包括發(fā)起交易、廣

播交易、驗(yàn)證交易、生成區(qū)塊和區(qū)塊上鏈幾個(gè)階段。驗(yàn)證交易網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)驗(yàn)證交易的合法性和用戶狀態(tài)發(fā)起交易交易單記錄一筆交易信息本課件是可編輯的正黨DpT

四新的區(qū)塊被

添加到區(qū)塊

鏈上，從此

永久不可篡交易被廣播

到P2P網(wǎng)絡(luò)中區(qū)塊鏈基本技術(shù)及概念·

其他相關(guān)概念·

雙重支付區(qū)塊鏈來(lái)源于比特幣，雙重支付是比特幣為代表的所有數(shù)字貨幣需要解決的

問(wèn)題，其實(shí)質(zhì)是分布式系統(tǒng)的一致性問(wèn)題。雙重支付也稱為雙花，就是一筆

錢被重復(fù)使用了兩次。在數(shù)字貨幣中，雙重支付是一直是困擾數(shù)字貨幣的棘手問(wèn)題，一筆錢(實(shí)際上是一個(gè)數(shù)字)很容易被發(fā)送到兩個(gè)收款地址并被兩個(gè)收款人確認(rèn)。舉例來(lái)說(shuō)，假設(shè)Carol是一個(gè)惡意用戶，有3個(gè)數(shù)字幣。他先花3個(gè)數(shù)字幣在Alice那兒買了一本書(shū)，Carol將3個(gè)數(shù)字貨幣發(fā)送給Alice的同時(shí)，又使用這3個(gè)數(shù)字幣在Bob那兒買一束花。能夠讓Carol實(shí)現(xiàn)雙重支付的一個(gè)主要原因是，

數(shù)字貨幣極易被無(wú)成本的拷貝成多份，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)傳輸有延遲。Carol可以利用

網(wǎng)絡(luò)延時(shí)，在Alice確定接收這筆錢之前，使用這3個(gè)數(shù)字幣在Bob處買到一束

花。特別是在比特幣等去中心化貨幣系統(tǒng)中，由于沒(méi)有第三方機(jī)構(gòu)監(jiān)控，更

容易發(fā)生雙重支付問(wèn)題。為了防止雙花問(wèn)題，比特幣等以區(qū)塊鏈為技術(shù)支撐的數(shù)字貨幣利用時(shí)間戳、

共識(shí)、簽名等方式，較好的解決了去中心化環(huán)境下數(shù)字貨幣的雙花問(wèn)題。本課件是可編輯的正黨DpT區(qū)塊鏈基本技術(shù)及概念·

其他相關(guān)概念·雙重支付①時(shí)間戳在區(qū)塊的設(shè)計(jì)中，每個(gè)區(qū)塊頭會(huì)有一個(gè)時(shí)間戳記錄該區(qū)塊的生成時(shí)間。利用

該時(shí)間戳，可以區(qū)分交易產(chǎn)生的先后順序。②簽名機(jī)制在前面的例子中，Carol在付費(fèi)給Alice或Bob

時(shí)，需要對(duì)支付的3個(gè)數(shù)字貨幣

用自己的私鑰進(jìn)行簽名運(yùn)算。其目的是證明這筆數(shù)字貨幣確實(shí)是Carol認(rèn)可且

花費(fèi)出去的，根據(jù)數(shù)字簽名的特性，Carol無(wú)法對(duì)自己的簽名過(guò)的信息抵賴，

因此如果Carol存在雙重支付行為，就有據(jù)可循。③最長(zhǎng)合法原則在以區(qū)塊鏈為支撐的數(shù)字貨幣系統(tǒng)中，所有信息對(duì)全網(wǎng)公開(kāi)。如果Carol

存在

雙重支付的情況，則Carol對(duì)Alice的交易(簡(jiǎn)稱交易1)和Carol對(duì)Bob

的交易(簡(jiǎn)

稱交易2)均會(huì)向全網(wǎng)廣播，并會(huì)先后被全網(wǎng)所有節(jié)點(diǎn)獲知。交易1和交易2中

只能有1筆會(huì)被最終認(rèn)可。本課件是可編輯的正黨DpT如圖所示，一條交易主要記錄了比特幣的流轉(zhuǎn)內(nèi)容，包括交易輸入、交易輸出兩部分。交易輸入分為發(fā)幣交易(CoinBase)

輸入和普通交易輸入。在一個(gè)比特幣區(qū)塊記錄的多筆

交易中，第一筆一般是一個(gè)稱為“發(fā)幣交易”的特殊交易，其付款方為比特幣系統(tǒng)，也就

是新區(qū)塊生成時(shí)，系統(tǒng)獎(jiǎng)勵(lì)的比特幣，即通常所說(shuō)的“挖礦獎(jiǎng)勵(lì)”。所有比特幣的產(chǎn)生都

是通過(guò)挖礦獎(jiǎng)勵(lì)獲得的。普通交易輸入包括前交易Hash

值、前交易輸出索引、簽名和公鑰

(通常稱為解釋腳本)。交易輸出包括利用收款人公鑰加密后的輸出金額和輸出地址等。輸出地址是收款人的公鑰通過(guò)雜湊和編碼后的亂數(shù)。交易輸出實(shí)際上代表了資金的轉(zhuǎn)移，需要有收款人的私鑰才能

解密，以及為比特幣設(shè)定類似花費(fèi)條件這樣的鎖定腳本。傳統(tǒng)金融交易的核心建立在用戶賬戶上的。本課件是可編輯的正黨DpT

四區(qū)塊鏈基本技術(shù)及概念·

其他相關(guān)概念·UTXO

與交易記錄From:

錢包地址To:對(duì)方錢包地址

Tx_in:UTXO,UTXOTx_out

UTXO,UTXOTxHash:此交易的加密哈希值交易主信息區(qū)塊鏈基本技術(shù)及概念·

其他相關(guān)概念·UTXO

與交易記錄比特幣系統(tǒng)的交易與傳統(tǒng)基于賬戶的思維

完全不同。在比特幣系統(tǒng)中沒(méi)有傳統(tǒng)賬戶

或錢包的概念，只有UTXO(UnspentTransaction

Outputs)未花費(fèi)交易輸出的概念。仍以Alice有12.5元要付給Bob2.5元這一交

易為例，這里1元代表1個(gè)比特幣，也就是

1B,如圖11,為了簡(jiǎn)化問(wèn)題，省略了簽名

加密過(guò)程。Alice的地址Alice的地址額：12.5元UTX0=12.5:0:Alice的地址金額：12.5元UTX0=2.5N:上一筆交易:00UT

:Alice的地址金額：12.5元lice的簽名UTX0=2.5UTX0=10IN:0Alice的地址④UTX0=2.5UTX0=10IN:上一筆交易UT:Bob

的

地

址金額：2.5元lice的簽名交易N:上一筆交易

T:Alice的地址金額：10元①②③本課件是可編輯的正黨DDT

四:上一筆交易

OUT:Bob的地

址額：2.5元元Alice的簽名T:Bob的

地

址

全客額：2.5元lice的簽名Bob的地址金額：10元交易(1)任何一筆交易的輸入總額與交易輸出總和相等。每筆交易所有的資金來(lái)源(輸入)來(lái)自以前系

統(tǒng)某幾個(gè)用戶的UTXO未花費(fèi)金額，也就是交易輸出。如表中，這筆交易的輸入總額來(lái)自于Carol的

前輸出索引號(hào)為4的UTXO,總金額為2.5B,

該筆交易的輸出總額也就是UTXO總額是Carol的1.5B與

David的

1B

的總和，也是2.5B。表1:UTXO

例子(2)比特幣交易中沒(méi)有我們熟悉錢包或賬戶的概念，個(gè)人的資產(chǎn)實(shí)際上就是通過(guò)追隨個(gè)人的所有“未花費(fèi)記錄”計(jì)算出來(lái)UTXO

值。(3)為了保證輸入的真實(shí)性，付款人需要用自己的私鑰對(duì)輸入信息進(jìn)行簽名。收款人會(huì)用付款人公鑰進(jìn)行驗(yàn)證。(4)輸出地址實(shí)際上收款人的公鑰，只有擁有收款人私鑰才能夠?qū)饷?，獲得相應(yīng)的比特幣。交易交易輸入交易輸出(050前

索

出索引地址2.5沂得12.512.5

0

0

無(wú)

Alice12.52.5

2.5

0

Bob10

10

2.5

Alice12.52.5

0

2.50

Caro2.5

0

5

0

3

Caro7.5

7.5

0

0

3

Alice2.511.57.57.50

2.5

4

7DavidCarol區(qū)塊鏈基本技術(shù)及概念·

其他相關(guān)概念·UTXO

與交易記錄比特幣交易包括以下幾個(gè)重點(diǎn)：本課件是可編輯的正黨DDT

四

區(qū)塊鏈分類本課件是可編輯的正常PPT

課件區(qū)塊鏈分類根據(jù)節(jié)點(diǎn)進(jìn)入?yún)^(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)是否需要許可，可以將區(qū)塊鏈分為公有鏈(PublicBlockChain)、私有鏈(PrivateBlockChian)和聯(lián)盟鏈(Consortium

BlockChain)如下圖所示。本課件是可編輯的正黨DDT聯(lián)盟鏈(Consortium

BlockChain)私有鏈(Private

BlockChian)公有鏈

(PublicBlockChain)區(qū)塊鏈基本技術(shù)及概念·

公有鏈公有鏈?zhǔn)且环N完全去中心化的區(qū)塊鏈。節(jié)點(diǎn)沒(méi)有準(zhǔn)入門檻，所有節(jié)點(diǎn)可以隨時(shí)進(jìn)入或退出網(wǎng)絡(luò)，全程無(wú)需進(jìn)行任何身份認(rèn)證和授權(quán)，因此也被稱為非許可鏈(PermissionlessBlockChain)

。每個(gè)節(jié)點(diǎn)享有同樣的權(quán)利和義務(wù)，完全對(duì)等、信息完全公開(kāi)透明，所有節(jié)點(diǎn)

都有權(quán)參與共識(shí)，都可以存儲(chǔ)—份完整的區(qū)塊鏈賬本，都可以獲知鏈上所有信息。公有鏈的

記賬節(jié)點(diǎn)一般通過(guò)共識(shí)算法產(chǎn)生。共識(shí)機(jī)制一般使用工作證明量POW

或權(quán)益證明POS,或者

POW

和POS混合型的共識(shí)機(jī)制。與其他類型區(qū)塊鏈相比，公有鏈具有以下特點(diǎn)：①完全去中心化：在陌生節(jié)點(diǎn)中建立共識(shí)，形成節(jié)點(diǎn)間完全對(duì)等的網(wǎng)絡(luò)。②匿名性：節(jié)點(diǎn)可以任意進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)，不需要進(jìn)行任何約束和證明。與其他類型區(qū)塊鏈相比，

用戶具有較強(qiáng)的匿名性。③

激勵(lì)性：為了保證對(duì)等節(jié)點(diǎn)愿意為網(wǎng)絡(luò)做出貢獻(xiàn)，公有鏈一般都設(shè)置有激勵(lì)機(jī)制，多數(shù)通

過(guò)發(fā)幣來(lái)激勵(lì)節(jié)點(diǎn)參與共識(shí)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)所獲得的獎(jiǎng)勵(lì)與其在共識(shí)過(guò)程中所做的貢獻(xiàn)成正比。比特幣和以太坊都是采用公有鏈架構(gòu)。目前基于區(qū)塊鏈的各種虛擬貨幣基本上都是衍生自比特幣，因此也都采用的是公有鏈形式。本課件是可編輯的正黨DpT區(qū)塊鏈基本技術(shù)及概念·

私有鏈私有鏈一般運(yùn)行在一個(gè)組織內(nèi)部，其讀寫(xiě)權(quán)限和記賬權(quán)限由組織進(jìn)行規(guī)定。由于節(jié)點(diǎn)需要進(jìn)

行身份認(rèn)證和權(quán)限分配，因此是一種許可鏈(Permission

BlockChain)。私有鏈一般是半中

心化結(jié)構(gòu)，可以采用實(shí)用拜占庭容錯(cuò)或非拜占庭容錯(cuò)的共識(shí)機(jī)制，與公有鏈相比，其共識(shí)效

率較高。其主要價(jià)值是利用區(qū)塊鏈技術(shù)提供不可篡改、可追溯、自動(dòng)執(zhí)行的高安全高可靠性

的運(yùn)行平臺(tái)，主要用來(lái)在組織內(nèi)部進(jìn)行審計(jì)追蹤、共享數(shù)據(jù)等。幣科學(xué)公司(CoinSciences)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建的多鏈(Multichain)是一個(gè)開(kāi)源的私有鏈開(kāi)發(fā)平臺(tái)。多

鏈的部署迅速，聲稱90秒就可以在企業(yè)內(nèi)部創(chuàng)建一條私有鏈。多鏈向后兼容比特幣，能使私

有區(qū)塊鏈和比特幣區(qū)塊鏈相互轉(zhuǎn)換，其主要特點(diǎn)是能夠解決隱私與權(quán)限控制等問(wèn)題。多鏈能夠支持去中心化交易所、貨幣結(jié)算、債券發(fā)行等多種第三方資產(chǎn)，可以自定義如區(qū)塊

的產(chǎn)生時(shí)間、挖礦方式、共識(shí)程度、激勵(lì)報(bào)酬等各種區(qū)塊鏈參數(shù)，具有權(quán)限管理和本地資產(chǎn)跟蹤等功能。區(qū)塊鏈上的內(nèi)容僅由部分參與者看到，可以控制交易是否被允許，提供更加靈

活高效的挖礦機(jī)制等。本課件是可編輯的正黨DpT區(qū)塊鏈基本技術(shù)及概念·

聯(lián)盟鏈聯(lián)盟鏈?zhǔn)墙橛谒接墟満凸墟溨g的一種許可鏈。一般由多個(gè)不同組織

構(gòu)成。比如要搭建一條醫(yī)療區(qū)塊鏈，就可以將多家醫(yī)院、保險(xiǎn)公司、省

市醫(yī)保中心等不同組織構(gòu)成一條聯(lián)盟鏈，每個(gè)組織就是聯(lián)盟鏈的一個(gè)機(jī)

構(gòu)，也就是一個(gè)區(qū)塊鏈上的一個(gè)具備完整賬本的完全節(jié)點(diǎn)。區(qū)塊鏈上的讀寫(xiě)權(quán)限和記賬權(quán)限由聯(lián)盟鏈規(guī)則決定。其記賬節(jié)點(diǎn)一般由

系統(tǒng)選定，參與共識(shí)的節(jié)點(diǎn)較公有鏈少很多。因此一般不采用工作量證

明POW,較多采用Raft、PBFT

等共識(shí)算法。根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用需求，聯(lián)盟鏈節(jié)點(diǎn)可以包括公開(kāi)節(jié)點(diǎn)和授權(quán)節(jié)點(diǎn)兩類。網(wǎng)絡(luò)中的部分節(jié)點(diǎn)作為公

開(kāi)節(jié)點(diǎn)可以任意接入網(wǎng)絡(luò)，授權(quán)節(jié)點(diǎn)必須通過(guò)授權(quán)才能接入網(wǎng)絡(luò)。本課件是可編輯的正黨DDT`區(qū)塊鏈基本技術(shù)及概念·

聯(lián)盟鏈聯(lián)盟鏈中最具代表的開(kāi)發(fā)平臺(tái)包括R3

聯(lián)盟、超級(jí)賬本(HyperLedger)。2015年9

月成立的R3金融聯(lián)盟，開(kāi)始有高盛、摩根大通、西班牙銀行、瑞士信貸銀行等九

家聯(lián)合發(fā)起，中國(guó)平安是第一家加入其中的中國(guó)企業(yè)。R3聯(lián)盟主要針對(duì)金融系統(tǒng)

進(jìn)行區(qū)塊鏈技術(shù)開(kāi)發(fā)，其采用的技術(shù)平臺(tái)稱為R3

Corda

。Corda是一種開(kāi)源分布式

賬本技術(shù)。不發(fā)行虛擬加密貨幣，成員管理使用X.509公鑰證書(shū)，數(shù)據(jù)只在符合條件的交易相關(guān)方之間共享，共識(shí)也是只在相關(guān)各方之間進(jìn)行，交易通過(guò)智能合約來(lái)

進(jìn)行，合約由雙方許可的第三方代理或被授權(quán)方來(lái)保障實(shí)時(shí)運(yùn)行。超級(jí)賬本(Hyperledger)

是目前最具代表性的聯(lián)盟鏈開(kāi)發(fā)平臺(tái)，可以用于各種應(yīng)用的聯(lián)盟鏈搭建。由Linux基金會(huì)于2015年發(fā)起，包括Fabric,SawtoothLake,Iroha,Blockchain-explorer四個(gè)子項(xiàng)目。Fabric致力于通過(guò)易配置的權(quán)限管理、可擴(kuò)展的技術(shù)架構(gòu)、開(kāi)放的接口、可插拔的組件化來(lái)為不同應(yīng)用提供通用的聯(lián)盟鏈開(kāi)

發(fā)平臺(tái)。Fabric系統(tǒng)架構(gòu)包括鏈碼服務(wù)(chaincode)、

成員服務(wù)和區(qū)塊鏈服務(wù)三部分。其中，鏈碼是擴(kuò)展的智能合約。成員服務(wù)用PKI及CA

來(lái)認(rèn)證和管理用戶身份。

區(qū)塊鏈服務(wù)使用P2P

協(xié)議、可插拔共識(shí)算法來(lái)管理分布式賬本。Fabric節(jié)點(diǎn)被分為背書(shū)(Endorser)、

排

序(Orderer)、

認(rèn)

可(Committer)

等不同角色。本課件是可編輯的正黨DpT區(qū)塊鏈基本技術(shù)及概念·

聯(lián)盟鏈與其他類型的區(qū)塊鏈相比，聯(lián)盟鏈的主要特點(diǎn)是：①部分去中心化聯(lián)盟鏈成員需要注冊(cè)許可，因此是一種部分去中心化結(jié)構(gòu)。成員的采用分布式存儲(chǔ)，

但運(yùn)行管理中的部分功能還需要集中式處理。②

成員管理不同于公有鏈的完全公開(kāi)和對(duì)成員無(wú)任何管理，聯(lián)盟鏈有成員管理服務(wù)，對(duì)成員的

進(jìn)入退出、操作行為等會(huì)進(jìn)行認(rèn)證、授權(quán)、監(jiān)控、審計(jì)等。③數(shù)據(jù)不公開(kāi)聯(lián)盟鏈的數(shù)據(jù)僅限于聯(lián)盟內(nèi)機(jī)構(gòu)及其授權(quán)用戶有權(quán)限訪問(wèn)。有的聯(lián)盟鏈平臺(tái)(如超級(jí)賬本),還會(huì)針對(duì)不同業(yè)務(wù)建立不同的通道，同一通道內(nèi)節(jié)點(diǎn)可以共享數(shù)據(jù)，不

同通道之間數(shù)據(jù)不共享不公開(kāi)。④交易速度快聯(lián)盟鏈的成員節(jié)點(diǎn)數(shù)量有限，容易達(dá)成共識(shí)，其交易速度較快。⑤不需要特殊激勵(lì)記賬節(jié)點(diǎn)一般是預(yù)先選好的，且系統(tǒng)是部分中心化結(jié)構(gòu)，因此一般不需要采用發(fā)幣

等激勵(lì)機(jī)制。本課件是可編輯的正黨DpT四

區(qū)塊鏈特點(diǎn)本課件是可編輯的正常PPT

課件對(duì)等性開(kāi)放性可信性可靠性功能性匿名性區(qū)塊鏈特點(diǎn)本課件是可編輯的正黨DDr四區(qū)塊鏈特點(diǎn)·

對(duì)等性區(qū)塊鏈的最大特征就是節(jié)點(diǎn)之間的對(duì)等性。整個(gè)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)采用無(wú)中心或弱中心的

架構(gòu)，采用分布式存儲(chǔ)、傳輸、驗(yàn)證等方式。在理想情況下，完全去中心化的設(shè)計(jì)使得每個(gè)節(jié)點(diǎn)具有相同的權(quán)利和數(shù)據(jù)資源。區(qū)塊鏈中任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)都擁有一份完整的賬本拷貝，這樣資源能夠在節(jié)點(diǎn)間達(dá)到真正

的全面共享和信息的完全公開(kāi)透明。對(duì)等性要求節(jié)點(diǎn)在享受相應(yīng)權(quán)利的同時(shí)，也要承擔(dān)集體維護(hù)網(wǎng)絡(luò)的義務(wù)。比如，系

統(tǒng)中任何一筆交易都要由全體節(jié)點(diǎn)(或至少是背書(shū)節(jié)點(diǎn))進(jìn)行驗(yàn)證和認(rèn)可；再如，記賬節(jié)點(diǎn)的選舉需要大多數(shù)節(jié)點(diǎn)形成共識(shí)等。同時(shí)，為了保證在完全對(duì)等環(huán)境下，

每個(gè)節(jié)點(diǎn)愿意為系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)做出貢獻(xiàn)，區(qū)塊鏈設(shè)計(jì)了獨(dú)特的激勵(lì)機(jī)制，最成功的當(dāng)屬比特幣的挖礦獎(jiǎng)勵(lì)，比特幣這種激勵(lì)機(jī)制巧妙的融合在發(fā)幣、交易、打包、

上鏈等全過(guò)程中。本課件是可編輯的正黨DDT區(qū)塊鏈特點(diǎn)·

開(kāi)放性在去中心的區(qū)塊鏈系統(tǒng)中(常見(jiàn)于公有

鏈),節(jié)點(diǎn)可以隨時(shí)加入和退出區(qū)塊鏈，

系統(tǒng)具有最大限度的開(kāi)放性。在私有鏈

和聯(lián)盟鏈中，其開(kāi)放性體現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)之間

的數(shù)據(jù)共享。本課件是可編輯的正黨DDT

四區(qū)塊鏈特點(diǎn)·

可信性可信性是區(qū)塊鏈的最關(guān)鍵特點(diǎn)。實(shí)際上，對(duì)等性這一特征并不是區(qū)塊鏈所獨(dú)有的。

分布式網(wǎng)絡(luò)，尤其是P2P

系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)都具有對(duì)等性。在區(qū)塊鏈技術(shù)出現(xiàn)之前，怎樣

保證在節(jié)點(diǎn)在完全對(duì)等環(huán)境下行為的可信，一直是P2P網(wǎng)絡(luò)的難點(diǎn)。從技術(shù)的角度上說(shuō)，區(qū)塊鏈的可信性是由共識(shí)、雜湊、非對(duì)稱密碼技術(shù)、分布式記賬等多種技術(shù)配合的結(jié)果。區(qū)塊鏈技術(shù)采用雜湊函數(shù)保證了凡是上鏈數(shù)據(jù)都不可篡

改，鏈上數(shù)據(jù)只能增加和查找，不能進(jìn)行刪除和修改；利用鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)、時(shí)間戳等機(jī)

制建立數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，保證鏈上數(shù)據(jù)可永久回溯；利用公鑰加密、私鑰簽名

等技術(shù)保證了交易不能偽造不能抵賴，以及區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中信息傳遞及數(shù)據(jù)的安全性；

利用分布式共識(shí)機(jī)制和分布式記賬保證各節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的一致性。這些機(jī)制的巧妙結(jié)合，

保證了數(shù)據(jù)只要上鏈，就會(huì)被所有節(jié)點(diǎn)永久記錄。區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的這種廣而告知、全

程留痕、共同見(jiàn)證的做法使得各對(duì)等節(jié)點(diǎn)即使在沒(méi)有第三方機(jī)構(gòu)監(jiān)督下，也必須誠(chéng)

實(shí)行為，不敢作惡，在不可信的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下搭建起了可信基礎(chǔ)設(shè)施。本課件是可編輯的正黨DpT區(qū)塊鏈特點(diǎn)·

可靠性各類智能合約的可編程性，為各類交易和應(yīng)用提供

了靈活廣闊的開(kāi)發(fā)空間。各種區(qū)塊鏈系統(tǒng)通常都是開(kāi)源的，代碼和數(shù)據(jù)的開(kāi)放性，也使區(qū)塊鏈能夠?yàn)?/p>

各種應(yīng)用提供適合的功能。本課件是可編輯的正黨DDT四匿名性在某些區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，特別是在公有鏈系統(tǒng)中，為了保護(hù)用

戶的隱私，采用將公鑰作為用戶地址的方式。在某種程度上，

保護(hù)了用戶的隱私。節(jié)點(diǎn)只需要公開(kāi)地址，不需要公開(kāi)真實(shí)

身份，就能夠在匿名節(jié)點(diǎn)中建立信任。雖然身份信息不公開(kāi)，

但節(jié)點(diǎn)的所有操作是公開(kāi)。因此，用戶的身份等隱私信息還

是可以通過(guò)大量搜集用戶行為分析獲得，這種匿名性和隱私

保護(hù)并不是完全的匿名和完全的隱私保護(hù)。區(qū)塊鏈特點(diǎn)·

匿名性本課件是可編輯的正黨DDT區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展歷程本課件是可編輯的正常PPT

課件區(qū)塊鏈1.0時(shí)代

區(qū)塊鏈2.0時(shí)代

區(qū)塊鏈3.0時(shí)代本課件是可編輯的正黨DDT區(qū)塊鏈技術(shù)起源于2008年10月31日“中本聰”在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)表

的一篇關(guān)于比特幣的論文《一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的電子現(xiàn)金系統(tǒng)》。從

2008間至今的在短短的十年間，區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展迅速，其應(yīng)

用已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了加密貨幣的領(lǐng)域，其價(jià)值也被各國(guó)政府和企

業(yè)肯定和重視。在區(qū)塊鏈的發(fā)展過(guò)程中有幾個(gè)標(biāo)志性的階段和事件。區(qū)塊鏈技

術(shù)發(fā)展歷程區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展歷程·

區(qū)塊鏈1.0時(shí)代“中本聰”在2009年1月完成了第一筆比特幣轉(zhuǎn)賬，標(biāo)志著第一個(gè)區(qū)塊鏈系統(tǒng)—比

特幣正式上線。比特幣是第一個(gè)成功運(yùn)營(yíng)的去中心化數(shù)據(jù)貨幣系統(tǒng)。比特幣的出現(xiàn)不是憑空而來(lái)的，它是建立在對(duì)等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、密碼技術(shù)、分布式系統(tǒng)

技術(shù)的發(fā)展之上的。實(shí)際上，對(duì)數(shù)字貨幣的研究可以追溯到上世紀(jì)80年代。1983

年DavidChaum利用盲簽名技術(shù)設(shè)計(jì)了應(yīng)用于銀行小額支付系統(tǒng)的e-Cash;上世紀(jì)90年出現(xiàn)的HashCash、B-money采用了工作量證明的共識(shí)機(jī)制。這些數(shù)字貨幣

使用到了加密算法、共識(shí)機(jī)制，但基本上都需要一個(gè)中心化的第三方機(jī)構(gòu)，無(wú)法做到去中心化下建立信任，雖然這些系統(tǒng)都有這樣那樣的缺陷而未能實(shí)現(xiàn)，但都為比

特幣的出現(xiàn)做出了有益的探索和實(shí)踐。比特幣代表的是區(qū)塊鏈1.0時(shí)代，被稱為是可編程貨幣時(shí)代。這個(gè)階段的區(qū)塊鏈技

術(shù)僅能用于實(shí)現(xiàn)加密貨幣及其支撐的轉(zhuǎn)賬、匯款和數(shù)字支付等有限金融業(yè)務(wù)。區(qū)塊

鏈1.0時(shí)代，其技術(shù)主要面向比特幣以及其各種衍生貨幣，主要用于完全去中心化

場(chǎng)景的公有鏈，其共識(shí)機(jī)制主要采用工作量證明POW,交易效率較低。其智能合

約屬于非圖靈完備型，采用簡(jiǎn)單腳本實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)賬等功能。本課件是可編輯的正黨DpT區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展歷程·

區(qū)塊鏈2.0時(shí)代“2013年年末，以太坊創(chuàng)始人維塔利克.布特林VitalikButerin發(fā)布了以太坊初版白

皮書(shū)，標(biāo)志著以太坊的誕生。2014年7月24日起，以太坊進(jìn)行了為期42天的以太幣預(yù)售。2016年初，以太坊的技術(shù)得到市場(chǎng)認(rèn)可，以太幣價(jià)格暴漲，同時(shí)在以太坊平臺(tái)上開(kāi)發(fā)的各種應(yīng)用開(kāi)始發(fā)展。以太坊是一種圖靈完備的公有鏈開(kāi)源開(kāi)發(fā)平臺(tái)?；谥悄芎霞s，開(kāi)發(fā)人員能夠建立

和發(fā)布下一代分布式應(yīng)用。和比特幣事先設(shè)定好的系統(tǒng)不同，以太坊是一種靈活的、

可編程的區(qū)塊鏈。在以太坊網(wǎng)絡(luò)中，開(kāi)發(fā)者可以創(chuàng)建符合自己需要的、具備不同復(fù)

雜程度的區(qū)塊鏈應(yīng)用(DAPP)。以太坊的出現(xiàn)標(biāo)志著區(qū)塊鏈進(jìn)入2.0時(shí)代，即可編

程經(jīng)濟(jì)時(shí)代。區(qū)塊鏈2.0時(shí)代的突出特點(diǎn)是出現(xiàn)了圖靈完備的智能合約，可以支持各種復(fù)雜程序設(shè)計(jì)，可以支持如股票、債券、期貨、貸款、智能資產(chǎn)等更廣泛的非貨幣金融應(yīng)用。

在共識(shí)算法上，與區(qū)塊鏈1.0時(shí)代相比，除了使用工作量證明POW

外，還出現(xiàn)了權(quán)

益證明POS、股份授權(quán)證明機(jī)制DPOS

等。比特幣所代表的區(qū)塊鏈1.0應(yīng)用局限性很大，以太坊是第一個(gè)區(qū)塊鏈技術(shù)的通用開(kāi)源平臺(tái)。從以太坊出現(xiàn)后，區(qū)塊鏈這個(gè)

技術(shù)名稱才慢慢從比特幣中剝離出來(lái)，并逐漸成為一門獨(dú)立的科學(xué)技術(shù)。本課件是可編輯的正黨DpT從以太坊發(fā)布第一個(gè)通用開(kāi)源開(kāi)發(fā)平臺(tái)和圖靈完備的

智能合約開(kāi)始，區(qū)塊鏈技術(shù)逐漸從僅限于金融行業(yè)應(yīng)

用，開(kāi)始面向各行各業(yè)應(yīng)用展開(kāi)。區(qū)塊鏈技術(shù)本身進(jìn)

入了迅速發(fā)展階段。除了公有鏈這種完全去中心化的形式外，又出現(xiàn)了部分去中心化和弱去中心化的聯(lián)盟鏈和私有鏈。2015年R3金融聯(lián)盟及其開(kāi)發(fā)平臺(tái)Corda

的出現(xiàn)和Hyperledger超級(jí)賬本聯(lián)盟及其各種開(kāi)發(fā)平臺(tái)的出現(xiàn)，

使得區(qū)塊鏈可以被應(yīng)用于政府、科學(xué)、文化、健康等

社會(huì)活動(dòng)各方面的治理和建設(shè)中，因此，區(qū)塊鏈3.0

時(shí)代也被稱為可編程社會(huì)時(shí)代。與2.0時(shí)代相比，區(qū)塊鏈共識(shí)算法中更加豐富，除了

POW、POS、DPOS

等共識(shí)機(jī)制外，更出現(xiàn)了實(shí)用

拜占庭算法PBFT、隨機(jī)共識(shí)算法等各種機(jī)制。序號(hào)共識(shí)方法類型典型算法證明類PoW,PoS2選舉類PBFT,Paxos,Raft3隨機(jī)類Algorand,PoET4聯(lián)盟類DPoS5混合類PoW+PoS,DPoS+BFT區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展歷程·

區(qū)塊鏈3.0時(shí)代本課件是可編輯的正黨DpT四基于不同的開(kāi)源開(kāi)發(fā)平臺(tái)的各種智能合約其運(yùn)行環(huán)境和機(jī)制各不相同。面向各類應(yīng)用對(duì)區(qū)

塊鏈的各種性能要求也不斷提高，可擴(kuò)展性、安全性、交易性能、監(jiān)管治理與隱私保護(hù)等

各種問(wèn)題被提出，并成為科研和開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。面向更多應(yīng)用場(chǎng)景、面向更大用戶群體、提供更快的交易速度、更好的應(yīng)用界面和體驗(yàn)以及與大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)

等技術(shù)的有效結(jié)合越來(lái)越成為人們關(guān)注和研發(fā)的重點(diǎn)。區(qū)塊鏈發(fā)展到今天，在數(shù)字貨幣領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)日趨成熟，但是在智能合約、分布式存儲(chǔ)等方面的應(yīng)用還處于起步階段。區(qū)塊鏈這一技術(shù)的發(fā)展過(guò)程與以往的互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、

大數(shù)據(jù)發(fā)展歷程均有所不同，其發(fā)展與金融的緊密關(guān)聯(lián)，其發(fā)展速度熱度之快，也造成了

一些概念上的混淆和觀念上的混亂。本課件是可編輯的正黨DDT四區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展歷程區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展歷程首先，區(qū)塊鏈技術(shù)不等同于比特幣。如前面我們反復(fù)強(qiáng)調(diào)的，區(qū)塊鏈技術(shù)起源于比特幣，其基

本思想和技術(shù)與比特幣中所用到的技術(shù)有千絲萬(wàn)縷的關(guān)聯(lián)。比特幣是一種加密貨幣。而區(qū)塊鏈

技術(shù)是可以支撐各種加密貨幣，比特幣只是其中之一。區(qū)塊鏈所能支撐的應(yīng)用也不僅僅是發(fā)行

各種虛擬貨幣，可以應(yīng)用于社會(huì)生產(chǎn)的其他方面。其次，區(qū)塊鏈技術(shù)不僅僅是一個(gè)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)。區(qū)塊鏈作為一種信任基礎(chǔ)設(shè)施，是一攬子技術(shù)

的綜合體。分布式存儲(chǔ)是實(shí)現(xiàn)區(qū)塊鏈可信、公開(kāi)、透明等優(yōu)勢(shì)的一種技術(shù)方法。區(qū)塊鏈目前還

不能作為一個(gè)獨(dú)立的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)存在和使用，其存取效率和使用便捷性等各方面都存在問(wèn)題。再者，區(qū)塊鏈不是萬(wàn)能技術(shù)。首先，區(qū)塊鏈仍然處于技術(shù)發(fā)展早期，自身仍然有很多問(wèn)題尚未

得到很好解決，其次由于其技術(shù)特點(diǎn)，區(qū)塊鏈不能解決現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的所有問(wèn)題，目前其

應(yīng)用場(chǎng)景還十分有限。在現(xiàn)有階段，區(qū)塊鏈技術(shù)更適合落地于價(jià)值鏈長(zhǎng)、跨機(jī)構(gòu)、跨部分溝通

環(huán)節(jié)復(fù)雜、節(jié)點(diǎn)間存在博弈行為的場(chǎng)景，它是對(duì)傳統(tǒng)信息技術(shù)的升級(jí)、對(duì)現(xiàn)有商業(yè)環(huán)境的優(yōu)化

而非顛覆。此外，區(qū)塊鏈的定位越來(lái)越多的被認(rèn)為需要與云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能、5G

等新興技術(shù)交

叉演進(jìn)，共同構(gòu)建數(shù)字經(jīng)濟(jì)的底層基礎(chǔ)設(shè)施。本課件是可編輯的正常PPT課件區(qū)塊鏈典型系統(tǒng)本課件是可編輯的正常PPT

課件2008年11月9日，中本聰在注冊(cè)了bitcoin開(kāi)源項(xiàng)目。2008年11月1日，中本聰(Satoshi

Nakamoto)在P2Pfoundation網(wǎng)站上發(fā)布了比特幣白皮書(shū)——《比特幣：一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的電子現(xiàn)金系統(tǒng)》(《Bitcoin:APeer-to-PeerElectronicCashsystem》),陳述了他對(duì)電子貨

幣的新設(shè)想，比特幣就此面世。2009年1月3日，中本聰開(kāi)發(fā)的比特幣系統(tǒng)上線，并挖出了第一個(gè)區(qū)塊即比特幣創(chuàng)世區(qū)塊，中本聰本人獲得了50個(gè)比特幣的獎(jiǎng)勵(lì)，標(biāo)志著比特幣系統(tǒng)的正式誕生。2010年5月21日，美國(guó)一名程序員用10000個(gè)BTC買了價(jià)值25美元的2個(gè)披薩。這是比特幣在現(xiàn)實(shí)世界的首

次真實(shí)交易。2017年比特幣最高市值為1比特幣=19783美元，2個(gè)披薩價(jià)值1億多美元，因此這兩個(gè)比薩也被戲稱為天價(jià)比薩，當(dāng)天被定為“比特幣披薩日”。2010年9月第一個(gè)礦池Slush出現(xiàn)，集合多節(jié)點(diǎn)合作挖礦，并挖出了首個(gè)區(qū)塊。2012年11月，比特幣獎(jiǎng)勵(lì)數(shù)量第一次減半，減少挖礦獎(jiǎng)勵(lì)為25個(gè)比特幣。2019年10月，中共中央政治局提出把區(qū)塊鏈作為核心技術(shù)自主創(chuàng)新重要突破口，加快推動(dòng)區(qū)塊鏈技術(shù)和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。本課件是可編輯的正黨DpT比特幣是第一個(gè)最成功的分布式貨幣系統(tǒng)，從2009年1

月上線開(kāi)始，一直到目前雖然出現(xiàn)過(guò)些漏洞和分叉，但

是總體運(yùn)行平穩(wěn)。比特幣也是區(qū)塊鏈技術(shù)的源頭和第一

個(gè)成功金融應(yīng)用。比特幣項(xiàng)目公布后，很多人對(duì)中本聰本人充滿了好奇，對(duì)其身份有各種猜想。有的認(rèn)為他是日本人，有的人認(rèn)

為是一個(gè)團(tuán)隊(duì)。中本聰在2011年4月最后一次出現(xiàn)，給

軟件開(kāi)發(fā)者郵件里留言：“我要去做別的事兒了”。區(qū)塊鏈典型系統(tǒng)·

比特幣·

比特幣歷史事件2008年8月18日，域名在被匿名注冊(cè)。區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展歷程·

比特幣·

比特幣優(yōu)勢(shì)比特幣在2009年出現(xiàn)后，十一年時(shí)間迅速?gòu)男”娙ψ拥酱蟊娡顿Y，從少有人知發(fā)展出世界關(guān)注的區(qū)塊鏈技術(shù)。比特幣的價(jià)格更是從不到1美分起起伏伏，最高逼近2

萬(wàn)美元。比特幣的強(qiáng)勁勢(shì)頭與其特有的優(yōu)勢(shì)密不可分?？傮w來(lái)說(shuō)，比特幣具有以下優(yōu)點(diǎn)：防止通脹匿名性完全去中心化永久記錄本課件是可編輯的正黨DDT

四區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展歷程·

比特幣·

比特幣優(yōu)勢(shì)·防止通脹為了防止通貨膨脹，比特幣的發(fā)行總量為2100萬(wàn)。創(chuàng)世塊挖出的區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)為50個(gè)比特幣，以后每4年挖礦獎(jiǎng)勵(lì)減半，預(yù)計(jì)在2140年全部挖完。為了限制比特幣發(fā)行量，設(shè)定一般10分鐘左右生成一個(gè)不超過(guò)1MB大小的區(qū)塊。系統(tǒng)會(huì)根據(jù)挖礦速度，

調(diào)節(jié)需要計(jì)算的雜湊值的難度。調(diào)節(jié)挖礦速度的周期為2016個(gè)區(qū)塊(大約2周時(shí)間),系統(tǒng)會(huì)根據(jù)本周期內(nèi)挖礦時(shí)間的快慢來(lái)調(diào)整挖礦難度，保證平均出塊時(shí)間為10分鐘。歷史上最快的出塊時(shí)間為10秒，最慢出塊時(shí)間為1小時(shí)。本課件是可編輯的正黨DDT區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展歷程·

比特幣·

比特幣優(yōu)勢(shì)·匿名性比特幣使用橢圓曲線密碼(ECC)

的公鑰來(lái)作為用戶的地址。實(shí)際上，

為了進(jìn)一步保證用戶的匿名性，用戶地址是其ECC公鑰先進(jìn)行SHA256雜湊，再進(jìn)行RIPEMD160雜湊運(yùn)算后，最后再進(jìn)一步利用

Base58

編碼后得到的才是實(shí)際用戶的公鑰。這種復(fù)雜的計(jì)算，保證了用戶的隱私，也保證了比特幣的完全去中心

化架構(gòu)中隨進(jìn)隨出的特點(diǎn)。本課件是可編輯的正黨DDT`區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展歷程·

比特幣·

比特幣優(yōu)勢(shì)·完全去中心化比特幣采用基于暴力求解Hash

的工作量證明的共識(shí)機(jī)制，

以及挖礦的獎(jiǎng)勵(lì)和交易手續(xù)費(fèi)的激勵(lì)機(jī)制，可以保證礦工

及所有匿名參與者的誠(chéng)信，比特幣能夠在沒(méi)有第三方機(jī)構(gòu)

的情況下平穩(wěn)運(yùn)行?？梢哉f(shuō)，比特幣成功的解決了在完全

去中心化的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的信任和價(jià)值傳遞問(wèn)題。本課件是可編輯的正黨DpT四區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展歷程·

比特幣·

比特幣優(yōu)勢(shì)·永久記錄比特幣創(chuàng)造性提出的采用哈希鏈來(lái)連接各區(qū)塊，各區(qū)塊在

全網(wǎng)所有參與者均有備份，保證了記錄到區(qū)塊鏈上的交易

是得到全網(wǎng)共識(shí)和背書(shū)的，并且是被永久記錄的。如果想

對(duì)交易進(jìn)行偽造篡改抵賴需要付出超過(guò)全網(wǎng)51%的算力，

這種高昂的代價(jià)保證了交易的安全和準(zhǔn)確。本課件是可編輯的正黨DpT四區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展歷程·

比特幣·

比特幣問(wèn)題·高能耗·低存儲(chǔ)和交易效率·半隱私·價(jià)格波動(dòng)大·應(yīng)用場(chǎng)景有限·監(jiān)管困難本課件是可編輯的正黨DDT

四區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展歷程·

比特幣·比特幣問(wèn)題·高能耗比特幣的挖礦需要耗費(fèi)大量的算力。2009年比特幣剛出現(xiàn)

時(shí)使用普通機(jī)器的CPU

還能夠進(jìn)行挖礦。2010年就出現(xiàn)了使用GPU進(jìn)行挖礦，2011年出現(xiàn)使用FPGA挖礦，2013年出現(xiàn)使用ASIC

專用礦機(jī)挖礦，2016年出現(xiàn)礦池挖礦。比特

幣礦機(jī)的運(yùn)算速度發(fā)展飛快，帶來(lái)的是巨大的耗電量和環(huán)

境污染。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018年比特幣挖礦耗電為730億度，約為奧地利全國(guó)一年的電量。一個(gè)區(qū)塊一般包括上千筆交易，

而每筆交易的耗電量平均在900度。本課件是可編輯的正黨DDT`區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展歷程·

比特幣·比特幣問(wèn)題·低存儲(chǔ)和交易效率比特幣的低交易效率是它的主要缺陷，其交易速率為每筆7秒。同時(shí)，區(qū)塊正式被確認(rèn)需要等待生成6個(gè)區(qū)塊的時(shí)間，區(qū)塊確認(rèn)時(shí)間一般為1個(gè)小時(shí)，也就是平均每筆交易的實(shí)際確認(rèn)時(shí)間

是1個(gè)小時(shí)。比特幣的每個(gè)區(qū)塊的存儲(chǔ)量小于1M,每個(gè)區(qū)塊能夠包含的交易數(shù)非常有限。隨著比特幣交易量的迅速增加，1M

的區(qū)塊存儲(chǔ)量已經(jīng)不能夠滿足實(shí)際需要。為了提升比特幣

的性能，出現(xiàn)了如隔離見(jiàn)證等各種鏈上擴(kuò)容方案。鏈上擴(kuò)容方

案通過(guò)改變區(qū)塊鏈底層結(jié)構(gòu)，如增加區(qū)塊大小、縮短出塊時(shí)間

等，提升區(qū)塊鏈可擴(kuò)展性。2017年8月，BCH

(比特幣現(xiàn)金)

在比特幣區(qū)塊高度478558執(zhí)行硬分叉，將區(qū)塊擴(kuò)容到8M,通

過(guò)該鏈上擴(kuò)容解決比特幣系統(tǒng)中區(qū)塊擁堵和手續(xù)費(fèi)高等問(wèn)題。本課件是可編輯的正黨DpT

四區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展歷程·

比特幣·比特幣問(wèn)題·半隱私比特幣的用戶沒(méi)有類似傳統(tǒng)貨幣的錢包和地址，使用的是UTXO。

其用戶地址是公鑰進(jìn)行雜湊和編碼后的一串隨機(jī)數(shù)值，常被認(rèn)為

具有較好的匿名性和隱私保護(hù)效果。實(shí)際上，由于區(qū)塊鏈中所有

的交易內(nèi)容及收付款等細(xì)節(jié)都需要向全網(wǎng)廣播并獲得全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的

認(rèn)可，如果想要獲取某個(gè)交易方的真實(shí)身份信息，可以很容易搜集到交易方的相關(guān)信息。通過(guò)大量的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)分析，能夠分析出其身份等隱私信息。比特幣沒(méi)有實(shí)現(xiàn)完全匿名，只是“將臉遮住

進(jìn)行交易”,實(shí)現(xiàn)的是交易細(xì)節(jié)完全對(duì)外公布的“半隱私”。本課件是可編輯的正黨DDT`區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展歷程·

比特幣·比特幣問(wèn)題·價(jià)格波動(dòng)大比特幣在出現(xiàn)之后，其價(jià)格變化如過(guò)山車般巨大。在比特幣出現(xiàn)的十一年間，曾經(jīng)兩次單價(jià)接近2萬(wàn)美元。2019年10月中旬，其總市值超過(guò)3千億美元。

但比特幣在最低價(jià)格時(shí)僅為1美分，比特幣這樣高

的價(jià)格波動(dòng)是所有股票證券等前所未有的。其巨大

的價(jià)格波動(dòng)，也帶來(lái)了巨大的投資風(fēng)險(xiǎn)，因此比特

幣的炒作被多國(guó)政府明令禁止。本課件是可編輯的正黨DpT四區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展歷程·

比特幣·比特幣問(wèn)題·應(yīng)用場(chǎng)景有限目前很少有有商家支持實(shí)際使用，

比特幣的實(shí)際購(gòu)買能力還是非常

有限的，除了炒作以外，目前還

不具備實(shí)際的流通貨幣功能。本課件是可編輯的正黨DDT

四區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展歷程·

比特幣·比特幣問(wèn)題·監(jiān)管困難比特幣的去中心化和匿名性等優(yōu)點(diǎn)也十分容易被利用進(jìn)行洗錢、逃稅、跨國(guó)境

資金轉(zhuǎn)移等非法活動(dòng)，為地下黑市的運(yùn)行提供了一條安全穩(wěn)定的資金渠道。比如，著名的勒索病毒W(wǎng)annaCry通過(guò)比特幣來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶資產(chǎn)的勒索，Wannacry

勒索病毒襲擊的原因與比特幣本身并沒(méi)有直接關(guān)系，黑客之所以要求

以比特幣支付贖金，主要是看中了它在全球轉(zhuǎn)賬匯款時(shí)的種種優(yōu)勢(shì)，從而成為

了被選中的支付手段。比特幣的去中心化、匿名性的優(yōu)點(diǎn)也正是其難以監(jiān)管的

主要癥結(jié)所在。比特幣之后出現(xiàn)了一系列基于比特幣的衍生幣。這些衍生幣包括建立在比特幣

之上開(kāi)發(fā)的適應(yīng)于某個(gè)特定業(yè)務(wù)系統(tǒng)和協(xié)議的代幣，如萬(wàn)事達(dá)幣(MasterCoin)

等；也有通過(guò)修改比特幣參數(shù)或改變共識(shí)算法而產(chǎn)生的各種新代幣，比如萊特幣

(Litecoin)

、

質(zhì)

數(shù)幣(Primecoin)

等。這些衍生幣的出塊時(shí)間都有所提高，

最快在0.5分鐘挖出一個(gè)區(qū)塊，最慢在10分鐘挖出一個(gè)區(qū)塊。本課件是可編輯的正黨DpT

四區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展歷程·

以太坊以太坊(Ethereum)是2013年由加拿大籍俄羅斯裔的90后年輕人維塔利克.布特林(Vitalik

Buterin)

受比特幣啟發(fā)而創(chuàng)建的一個(gè)開(kāi)源公有鏈平臺(tái)，其官網(wǎng)網(wǎng)站為。以太坊在很多地方設(shè)計(jì)參考了比特幣的思想，又對(duì)比特幣進(jìn)行了很多拓展。以太坊通過(guò)在虛擬機(jī)EVM(Ethereum

Virtual

Machine)

上運(yùn)行圖靈完備的智能合約，利用以太幣(Ether)提供激勵(lì)，實(shí)現(xiàn)去中心化的應(yīng)用。比特幣的底層區(qū)塊鏈技術(shù)仍有很多局限。特別是受其非圖靈完備的腳本語(yǔ)言限制，比特幣所采用的底

層區(qū)塊鏈技術(shù)很難擴(kuò)展到其他的應(yīng)用上。本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，比特幣區(qū)塊鏈技術(shù)僅是一種貨幣應(yīng)用。在以太

坊出現(xiàn)前，在比特幣基礎(chǔ)上拓展出的各種加密貨幣基本上都是在比特幣區(qū)塊鏈系統(tǒng)上創(chuàng)建貨幣或創(chuàng)建

新的協(xié)議，無(wú)法為某種應(yīng)用獨(dú)立的創(chuàng)建該應(yīng)用所需要的區(qū)塊鏈。以太坊的目標(biāo)是提供一個(gè)帶有內(nèi)置、成熟的圖靈完備語(yǔ)言的區(qū)塊鏈，用這種語(yǔ)言可以使開(kāi)發(fā)者能夠創(chuàng)

建任意的基于智能合約的去中心化應(yīng)用。這些應(yīng)用基于共識(shí)、具有可擴(kuò)展、標(biāo)準(zhǔn)化、易于開(kāi)發(fā)、易于

協(xié)同等特點(diǎn)。與比特幣僅作為一個(gè)貨幣系統(tǒng)相比，以太坊打造的是一個(gè)基于智能合約的去中心化應(yīng)用

平臺(tái)，也是一個(gè)分布式網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，可以面向更為復(fù)雜、靈活的應(yīng)用場(chǎng)景。以太坊白皮書(shū)稱，以太坊之上有主要三類應(yīng)用。第一類是金融應(yīng)用，如子貨幣、金融衍生品、對(duì)沖合

約、儲(chǔ)蓄錢包等；第二類是半金融應(yīng)用；第三類是例如在線投票和去中心化治理等非金融應(yīng)用。本課件是可編輯的正黨DpT區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展歷程·

以太坊·1.以太坊大事件作為一個(gè)在不斷發(fā)展和完善過(guò)程中的公有鏈開(kāi)源平臺(tái)，以太坊項(xiàng)目發(fā)布之初就對(duì)外宣布以太坊的發(fā)

展分為4個(gè)階段：Frontier

(前沿

)

、Homestead

(

家

園

)

、Metropolis(大都會(huì))和Serenity(

寧

靜

)

。

以太坊每次升級(jí)到一個(gè)新的階段都會(huì)進(jìn)行一次硬分叉。Frontier(前沿)是以太坊試驗(yàn)階段，目標(biāo)是將挖礦和交易等運(yùn)行起來(lái)，建立分布式應(yīng)用測(cè)試環(huán)境，

吸引更多的人參與到以太坊項(xiàng)目中，擴(kuò)大以太坊的影響和價(jià)值。Homestead

(家園)是以太坊第一個(gè)正式產(chǎn)品級(jí)發(fā)行版本。在前沿和家園階段，