最新高端科技區(qū)塊鏈介紹課件

高端科技區(qū)塊鏈介紹高端科技區(qū)塊鏈介紹101區(qū)塊鏈簡介02特征及分類03區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)04數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)05核心問題目錄CONTENTS06前景展望01區(qū)塊鏈簡介02特征及分類03區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)04數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)052區(qū)塊鏈簡介區(qū)塊鏈簡介3背景01區(qū)塊鏈技術(shù)是構(gòu)建比特幣區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)與交易信息加密傳輸?shù)幕A(chǔ)技術(shù)。它基于密碼學(xué)原理而不基于信用，使得任何達成一致的雙方直接支付，從而不需要第三方中介的參與?；ヂ?lián)網(wǎng)上的貿(mào)易，幾乎都需要借助可資信賴的第三方信用機構(gòu)來處理電子支付信息。這類系統(tǒng)仍然內(nèi)生性地受制于“基于信用的模式”。背景01區(qū)塊鏈技術(shù)是構(gòu)建比特幣區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)與交易信息加密傳輸?shù)?區(qū)塊鏈簡介01“““010203定義從數(shù)據(jù)的角度來看從技術(shù)的角度來看區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€分布式賬本，一種通過去中心化、去信任的方式集體維護一個可靠數(shù)據(jù)庫的技術(shù)方案。區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N幾乎不可能被更改的分布式數(shù)據(jù)庫。這里的“分布式”不僅體現(xiàn)為數(shù)據(jù)的分布式存儲，也體現(xiàn)為數(shù)據(jù)的分布式記錄（即由系統(tǒng)參與者共同維護）。區(qū)塊鏈并不是一種單一的技術(shù)，而是多種技術(shù)整合的結(jié)果。這些技術(shù)以新的結(jié)構(gòu)組合在一起，形成了一種新的數(shù)據(jù)記錄、存儲和表達的方式。區(qū)塊鏈簡介01“““010203定義從數(shù)據(jù)的角度來看從技術(shù)的5動態(tài)01國際權(quán)威雜志《經(jīng)濟學(xué)人》、《哈佛商業(yè)周刊》、《福布斯雜志》等相繼報道區(qū)塊鏈技術(shù)將影響世界。創(chuàng)業(yè)公司R3聯(lián)合全球42家頂級銀行成立區(qū)塊鏈聯(lián)盟，包括摩根大通、美國銀行、匯豐銀行、花旗銀行、富國銀行、三菱UFJ金融集團、巴克萊銀行、高盛、德意志銀行等。動態(tài)01國際權(quán)威雜志《經(jīng)濟學(xué)人》、《哈佛商業(yè)周刊》、《福布斯6特征及分類特征及分類7特征02開放，共識任何人都可以參與到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，每一臺設(shè)備都能作為一個節(jié)點，每個節(jié)點都允許獲得一份完整的數(shù)據(jù)庫拷貝。節(jié)點間基于一套共識機制，通過競爭計算共同維護整個區(qū)塊鏈。任一節(jié)點失效，其余節(jié)點仍能正常工作。去中心，去信任區(qū)塊鏈由眾多節(jié)點共同組成一個端到端的網(wǎng)絡(luò)，不存在中心化的設(shè)備和管理機構(gòu)。節(jié)點之間數(shù)據(jù)交換通過數(shù)字簽名技術(shù)進行驗證，無需互相信任，只要按照系統(tǒng)既定的規(guī)則進行，節(jié)點之間不能也無法欺騙其它節(jié)點。交易透明，雙方匿名區(qū)塊鏈的運行規(guī)則是公開透明的，所有的數(shù)據(jù)信息也是公開的，因此每一筆交易都對所有節(jié)點可見。由于節(jié)點與節(jié)點之間是去信任的，因此節(jié)點之間無需公開身份，每個參與的節(jié)點都是匿名的。不可篡改，可追溯單個甚至多個節(jié)點對數(shù)據(jù)庫的修改無法影響其他節(jié)點的數(shù)據(jù)庫，除非能控制整個網(wǎng)絡(luò)中超過51%的節(jié)點同時修改，這幾乎不可能發(fā)生。區(qū)塊鏈中的每一筆交易都通過密碼學(xué)方法與相鄰兩個區(qū)塊串聯(lián)，因此可以追溯到任何一筆交易的前世今生。特征02開放，共識任何人都可以參與到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，每一臺設(shè)備都8分類02公有鏈私有鏈聯(lián)盟鏈無官方組織及管理機構(gòu)，無中心服務(wù)器，參與的節(jié)點按照系統(tǒng)規(guī)則自由接入網(wǎng)絡(luò)、不受控制，節(jié)點間基于共識機制開展工作。建立在某個企業(yè)內(nèi)部，系統(tǒng)的運作規(guī)則根據(jù)企業(yè)要求進行設(shè)定，修改甚至是讀取權(quán)限僅限于少數(shù)節(jié)點，同時仍保留著區(qū)塊鏈的真實性和部分去中心化的特性。由若干機構(gòu)聯(lián)合發(fā)起，介于公有鏈和私有鏈之間，兼具部分去中心化的特性。分類02公有鏈私有鏈聯(lián)盟鏈無官方組織及管理機構(gòu)，無中心服務(wù)器9區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)10科普03數(shù)字簽名涉及到一個哈希函數(shù)、發(fā)送者的公鑰、發(fā)送者的私鑰。數(shù)字簽名有兩個作用，一是能確定消息確實是由發(fā)送方簽名并發(fā)出來的。二是數(shù)字簽名能確定消息的完整性。數(shù)字簽名發(fā)送報文時，發(fā)送方用一個哈希函數(shù)從報文文本中生成報文摘要，然后用自己的私鑰對摘要進行加密，加密后的摘要將作為報文的數(shù)字簽名和報文一起發(fā)送給接收方，接收方首先用與發(fā)送方一樣的哈希函數(shù)從接收到的原始報文中計算出報文摘要，接著再用發(fā)送方的公鑰來對報文附加的數(shù)字簽名進行解密，如果這兩個摘要相同、那么接收方就能確認該數(shù)字簽名是發(fā)送方的。工作原理科普03數(shù)字簽名涉及到一個哈希函數(shù)、發(fā)送者的公鑰、發(fā)送者的私11科普03一種求Hash值的加密算法。數(shù)字簽名工作原理將任何一串?dāng)?shù)據(jù)輸入到SHA256將得到一個256位的Hash值（散列值）。其特點：相同的數(shù)據(jù)輸入將得到相同的結(jié)果。輸入數(shù)據(jù)只要稍有變化（比如一個1變成了0）則將得到一個千差萬別的結(jié)果，且結(jié)果無法事先預(yù)知。正向計算（由數(shù)據(jù)計算其對應(yīng)的Hash值）十分容易。逆向計算（俗稱“破解”，即由Hash值計算出其對應(yīng)的數(shù)據(jù)）極其困難，在當(dāng)前科技條件下被視作不可能?？破?3一種求Hash值的加密算法。數(shù)字簽名工作原理將任何一12科普03MerkleTree工作原理一種哈希二叉樹，使用它可以快速校驗大規(guī)模數(shù)據(jù)的完整性。在比特幣網(wǎng)絡(luò)中，Merkle樹被用來歸納一個區(qū)塊中的所有交易信息，最終生成這個區(qū)塊所有交易信息的一個統(tǒng)一的哈希值，區(qū)塊中任何一筆交易信息的改變都會使得使得Merkle樹改變。非葉子節(jié)點value的計算方法是將該節(jié)點的所有子節(jié)點進行組合，然后對組合結(jié)果進行hash計算所得出的hashvalue?？破?3MerkleTree工作原理一種哈希二叉樹，使用它13科普03大多用來進行比對以及驗證處理，時間戳服務(wù)器是一款基于PKI（公鑰密碼基礎(chǔ)設(shè)施）技術(shù)的時間戳權(quán)威系統(tǒng)，對外提供精確可信的時間戳服務(wù)。它采用精確的時間源、高強度高標(biāo)準(zhǔn)的安全機制，以確認系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)在某一時間的存在性和相關(guān)操作的相對時間順序，為信息系統(tǒng)中的時間防抵賴提供基礎(chǔ)服務(wù)。PKI密鑰時間基礎(chǔ)服務(wù)時間戳服務(wù)器科普03大多用來進行比對以及驗證處理，時間戳服務(wù)器是一款基于14節(jié)點網(wǎng)絡(luò)03任何機器都可以運行一個完整的比特幣節(jié)點，一個完整的比特幣節(jié)點包括如下功能：

錢包，允許用戶在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上進行交易；

完整區(qū)塊鏈，記錄了所有交易歷史，通過特殊的結(jié)構(gòu)保證歷史交易的安全性，并且用來驗證新交易的合法性；

礦工，通過記錄交易及解密數(shù)學(xué)題來生成新區(qū)塊，如果成功可以賺取獎勵；

路由功能，把其它節(jié)點傳送過來的交易數(shù)據(jù)等信息再傳送給更多的節(jié)點。除了路由功能以外，其它的功能都不是必須的。節(jié)點網(wǎng)絡(luò)03任何機器都可以運行一個完整的比特幣節(jié)點，一個完整15交易過程03比特幣區(qū)塊確認A將交易單廣播至全網(wǎng)，比特幣就發(fā)送給了B，每個節(jié)點都將收到的交易信息納入一個區(qū)塊中取中間值為時間戳當(dāng)一個節(jié)點找到解時，它就向全網(wǎng)廣播該區(qū)塊記錄的所有蓋時間戳交易，并由全網(wǎng)其他節(jié)點核對B以公鑰作為接收方地址所有者A利用他的私鑰對前一次交易（比特貨來源）和下一位所有者B簽署一個數(shù)字簽名，并將這個簽名附加在這枚貨幣的末尾，制作成交易單答案并不唯一每個節(jié)點通過解一道數(shù)學(xué)難題，從而去獲得創(chuàng)建新區(qū)塊權(quán)利，并爭取得到比特幣的獎勵（新比特幣會在此過程中產(chǎn)生）每個區(qū)塊生成需10分鐘全網(wǎng)其他節(jié)點核對該區(qū)塊記賬的正確性，沒有錯誤后他們將在該合法區(qū)塊之后競爭下一個區(qū)塊，這樣就形成了一個合法記賬的區(qū)塊鏈。0102030405交易過程03比特幣區(qū)塊確認A將交易單廣播至全網(wǎng)，比特幣就發(fā)送16數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)17區(qū)塊鏈&區(qū)塊04區(qū)塊鏈以區(qū)塊為單位組織數(shù)據(jù)。全網(wǎng)所有的交易記錄都以交易單的形式存儲在全網(wǎng)唯一的區(qū)塊鏈中。區(qū)塊是一種記錄交易的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。每個區(qū)塊由區(qū)塊頭和區(qū)塊主體組成，區(qū)塊主體只負責(zé)記錄前一段時間內(nèi)的所有交易信息，區(qū)塊鏈的大部分功能都由區(qū)塊頭實現(xiàn)。區(qū)塊鏈區(qū)塊區(qū)塊鏈&區(qū)塊04區(qū)塊鏈以區(qū)塊為單位組織數(shù)據(jù)。全網(wǎng)所有的交易記18區(qū)塊頭04版本號，標(biāo)示軟件及協(xié)議的相關(guān)版本信息父區(qū)塊哈希值，引用的區(qū)塊鏈中父區(qū)塊頭的哈希值，通過這個值每個區(qū)塊才首尾相連組成了區(qū)塊鏈，并且這個值對區(qū)塊鏈的安全性起到了至關(guān)重要的作用Merkle根，這個值是由區(qū)塊主體中所有交易的哈希值再逐級兩兩哈希計算出來的一個數(shù)值，主要用于檢驗一筆交易是否在這個區(qū)塊中存在時間戳，記錄該區(qū)塊產(chǎn)生的時間，精確到秒難度值，該區(qū)塊相關(guān)數(shù)學(xué)題的難度目標(biāo)隨機數(shù)(Nonce)，記錄解密該區(qū)塊相關(guān)數(shù)學(xué)題的答案的值區(qū)塊頭04版本號，標(biāo)示軟件及協(xié)議的相關(guān)版本信息父區(qū)塊哈希值，19區(qū)塊形成過程040102030405在區(qū)塊主體中生成此區(qū)塊中所有交易信息的Merkle樹，把Merkle樹根的值保存在區(qū)塊頭中把上一個剛剛生成的區(qū)塊的區(qū)塊頭的數(shù)據(jù)通過SHA256算法生成一個哈希值填入到當(dāng)前區(qū)塊的父哈希值中難度值字段會根據(jù)之前一段時間區(qū)塊的平均生成時間進行調(diào)整以應(yīng)對整個網(wǎng)絡(luò)不斷變化的整體計算總量，如果計算總量增長了，則系統(tǒng)會調(diào)高數(shù)學(xué)題的難度值，使得預(yù)期完成下一個區(qū)塊的時間依然在一定時間內(nèi)把當(dāng)前時間保存在時間戳字段中把在本地內(nèi)存中的交易信息記錄到區(qū)塊主體中在當(dāng)前區(qū)塊加入?yún)^(qū)塊鏈后，所有礦工就立即開始下一個區(qū)塊的生成工作。區(qū)塊形成過程040102030405在區(qū)塊主體中生成此區(qū)塊中20核心問題核心問題21工作量證明0554%56%區(qū)塊頭包含一個隨機數(shù)，使得區(qū)塊的隨機散列值出現(xiàn)了所需的0個數(shù)。節(jié)點通過反復(fù)嘗試來找到這個隨機數(shù)，這樣就構(gòu)建了一個工作量證明機制。工作量證明機制的本質(zhì)是一CPU一票，“大多數(shù)”的決定表達為最長的鏈，因為最長的鏈包含了最大的工作量。如果大多數(shù)的CPU為誠實的節(jié)點控制，那么誠實的鏈條將以最快的速度延長，并超越其他的競爭鏈條。如果想要修改已出現(xiàn)的區(qū)塊，攻擊者必須重新完成該區(qū)塊的工作量外加該區(qū)塊之后所有區(qū)塊的工作量，并最終趕上和超越誠實節(jié)點的工作量。工作量證明0554%56%區(qū)塊頭包含一個隨機數(shù)，使得區(qū)塊的隨22分叉05核心問題31,780,000同一時間段內(nèi)全網(wǎng)不止一個節(jié)點能計算出隨機數(shù)，即會有多個節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)中廣播它們各自打包好的臨時區(qū)塊（都是合法的）。某一節(jié)點若收到多個針對同一前續(xù)區(qū)塊的后續(xù)臨時區(qū)塊，則該節(jié)點會在本地區(qū)塊鏈上建立分支，多個臨時區(qū)塊對應(yīng)多個分支。該僵局的打破要等到下一個工作量證明被發(fā)現(xiàn)，而其中的一條鏈條被證實為是較長的一條，那么在另一條分支鏈條上工作的節(jié)點將轉(zhuǎn)換陣營，開始在較長的鏈條上工作。其他分支將會被網(wǎng)絡(luò)徹底拋棄。分叉05核心問題31,780,000同一時間段內(nèi)全網(wǎng)不止一個23雙花05雙花，即二重支付，指攻擊者幾乎同時將同一筆錢用作不同交易。每當(dāng)節(jié)點在把新收到的交易單加入?yún)^(qū)塊之前，會順著交易的發(fā)起方的公鑰向前遍歷檢查，檢查當(dāng)前交易所用的幣是否確實屬于當(dāng)前交易發(fā)起方，此檢查可遍歷到該幣的最初誕生點（即產(chǎn)生它的那塊區(qū)塊源）。雖然多份交易單可以任意序的廣播，但是它們最終被加入?yún)^(qū)塊時必定呈現(xiàn)一定的順序。區(qū)塊之間以Hash值作為時間戳則區(qū)塊，這決定了任意一筆交易資金來源都可以被確定的回溯雙花05雙花，即二重支付，指攻擊者幾乎同時將同一筆錢用作不同24核心問題05高能耗數(shù)據(jù)庫存儲空間安全性處理大規(guī)模交易的抗壓能力核心問題05高能耗數(shù)據(jù)庫存儲空間安全性處理大規(guī)模交易的抗壓能25前景展望前景展望26前景觀望06從需求端來看金融、醫(yī)療、公證、通信、供應(yīng)鏈、域名、投票等領(lǐng)域都開始意識到區(qū)塊鏈的重要性并開始嘗試將技術(shù)與現(xiàn)實社會對接。從投資端來看區(qū)塊鏈的投資資金供給逐步上升，風(fēng)投的投資熱情也不斷高漲，投資密度越來越大，供給端的資金供給有望推動技術(shù)的進一步發(fā)展。從市場應(yīng)用來看區(qū)塊鏈能成為一種市場工具，幫助社會削減平臺成本，讓中間機構(gòu)成為過去；區(qū)塊鏈將促使公司現(xiàn)有業(yè)務(wù)模式重心的轉(zhuǎn)移，有