區(qū)塊鏈詳解課件

區(qū)塊鏈詳解丁勇Email：18442056@QQ.com區(qū)塊鏈詳解丁勇1目錄區(qū)塊鏈簡(jiǎn)介1特征及分類(lèi)2區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)3

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)4

核心問(wèn)題5

應(yīng)用現(xiàn)狀67

前景展望7目錄區(qū)塊鏈簡(jiǎn)介1特征及分類(lèi)2區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)321.區(qū)塊鏈簡(jiǎn)介區(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(dá)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(lài)的第三方信用機(jī)構(gòu)來(lái)處理電子支付信息。這類(lèi)系統(tǒng)仍然內(nèi)生性地受制于“基于信用的模式”。背景1.區(qū)塊鏈簡(jiǎn)介區(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31.區(qū)塊鏈簡(jiǎn)介區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€(gè)分布式賬本，一種通過(guò)去中心化、去信任的方式集體維護(hù)一個(gè)可靠數(shù)據(jù)庫(kù)的技術(shù)方案。定義從數(shù)據(jù)的角度來(lái)看區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N幾乎不可能被更改的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)。這里的“分布式”不僅體現(xiàn)為數(shù)據(jù)的分布式存儲(chǔ)，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(hù)）。從技術(shù)的角度來(lái)看區(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(chǔ)和表達(dá)的方式。1.區(qū)塊鏈簡(jiǎn)介區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€(gè)分布式賬本，一種通過(guò)去中心化、去信41.區(qū)塊鏈簡(jiǎn)介國(guó)際權(quán)威雜志《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》、《哈佛商業(yè)周刊》、《福布斯雜志》等相繼報(bào)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(jí)銀行成立區(qū)塊鏈聯(lián)盟，包括摩根大通、美國(guó)銀行、匯豐銀行、花旗銀行、富國(guó)銀行、三菱UFJ金融集團(tuán)、巴克萊銀行、高盛、德意志銀行等。動(dòng)態(tài)1.區(qū)塊鏈簡(jiǎn)介國(guó)際權(quán)威雜志《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》、《哈佛商業(yè)周刊》、《5目錄區(qū)塊鏈簡(jiǎn)介1特征及分類(lèi)2區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)3數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)4

核心問(wèn)題56

應(yīng)用現(xiàn)狀67

前景展望7目錄區(qū)塊鏈簡(jiǎn)介1特征及分類(lèi)2區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)362.特征及分類(lèi)特征去中心，去信任區(qū)塊鏈由眾多節(jié)點(diǎn)共同組成一個(gè)端到端的網(wǎng)絡(luò)，不存在中心化的設(shè)備和管理機(jī)構(gòu)。節(jié)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)交換通過(guò)數(shù)字簽名技術(shù)進(jìn)行驗(yàn)證，無(wú)需互相信任，只要按照系統(tǒng)既定的規(guī)則進(jìn)行，節(jié)點(diǎn)之間不能也無(wú)法欺騙其它節(jié)點(diǎn)。開(kāi)放，共識(shí)任何人都可以參與到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，每一臺(tái)設(shè)備都能作為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都允許獲得一份完整的數(shù)據(jù)庫(kù)拷貝。節(jié)點(diǎn)間基于一套共識(shí)機(jī)制，通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)計(jì)算共同維護(hù)整個(gè)區(qū)塊鏈。任一節(jié)點(diǎn)失效，其余節(jié)點(diǎn)仍能正常工作。2.特征及分類(lèi)特征去中心，去信任開(kāi)放，共識(shí)72.特征及分類(lèi)特征不可篡改，可追溯單個(gè)甚至多個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的修改無(wú)法影響其他節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)庫(kù)，除非能控制整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中超過(guò)51%的節(jié)點(diǎn)同時(shí)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(guò)密碼學(xué)方法與相鄰兩個(gè)區(qū)塊串聯(lián)，因此可以追溯到任何一筆交易的前世今生。交易透明，雙方匿名區(qū)塊鏈的運(yùn)行規(guī)則是公開(kāi)透明的，所有的數(shù)據(jù)信息也是公開(kāi)的，因此每一筆交易都對(duì)所有節(jié)點(diǎn)可見(jiàn)。由于節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間是去信任的，因此節(jié)點(diǎn)之間無(wú)需公開(kāi)身份，每個(gè)參與的節(jié)點(diǎn)都是匿名的。2.特征及分類(lèi)特征不可篡改，可追溯交易透明，雙方匿名8

2.特征及分類(lèi)分類(lèi)聯(lián)盟鏈由若干機(jī)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。私有鏈建立在某個(gè)企業(yè)內(nèi)部，系統(tǒng)的運(yùn)作規(guī)則根據(jù)企業(yè)要求進(jìn)行設(shè)定，修改甚至是讀取權(quán)限僅限于少數(shù)節(jié)點(diǎn)，同時(shí)仍保留著區(qū)塊鏈的真實(shí)性和部分去中心化的特性。公有鏈無(wú)官方組織及管理機(jī)構(gòu)，無(wú)中心服務(wù)器，參與的節(jié)點(diǎn)按照系統(tǒng)規(guī)則自由接入網(wǎng)絡(luò)、不受控制，節(jié)點(diǎn)間基于共識(shí)機(jī)制開(kāi)展工作。2.特征及分類(lèi)分類(lèi)聯(lián)盟鏈私有鏈公有鏈9目錄區(qū)塊鏈簡(jiǎn)介1特征及分類(lèi)2區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)3

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)4

核心問(wèn)題5

應(yīng)用現(xiàn)狀67

前景展望7目錄區(qū)塊鏈簡(jiǎn)介1特征及分類(lèi)2區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)3103.區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)科普數(shù)字簽名數(shù)字簽名涉及到一個(gè)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(gè)作用，一是能確定消息確實(shí)是由發(fā)送方簽名并發(fā)出來(lái)的。二是數(shù)字簽名能確定消息的完整性。工作原理發(fā)送報(bào)文時(shí)，發(fā)送方用一個(gè)哈希函數(shù)從報(bào)文文本中生成報(bào)文摘要，然后用自己的私鑰對(duì)摘要進(jìn)行加密，加密后的摘要將作為報(bào)文的數(shù)字簽名和報(bào)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(bào)文中計(jì)算出報(bào)文摘要，接著再用發(fā)送方的公鑰來(lái)對(duì)報(bào)文附加的數(shù)字簽名進(jìn)行解密，如果這兩個(gè)摘要相同、那么接收方就能確認(rèn)該數(shù)字簽名是發(fā)送方的。3.區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)科普數(shù)字簽名工作原理113.區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)科普SHA256一種求Hash值的加密算法。工作原理將任何一串?dāng)?shù)據(jù)輸入到SHA256將得到一個(gè)256位的Hash值（散列值）。其特點(diǎn)：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(gè)1變成了0）則將得到一個(gè)千差萬(wàn)別的結(jié)果，且結(jié)果無(wú)法事先預(yù)知。正向計(jì)算（由數(shù)據(jù)計(jì)算其對(duì)應(yīng)的Hash值）十分容易。逆向計(jì)算（俗稱(chēng)“破解”，即由Hash值計(jì)算出其對(duì)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。3.區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)科普SHA256工作原理123.區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)MerkleTree一種哈希二叉樹(shù)，使用它可以快速校驗(yàn)大規(guī)模數(shù)據(jù)的完整性。在比特幣網(wǎng)絡(luò)中，Merkle樹(shù)被用來(lái)歸納一個(gè)區(qū)塊中的所有交易信息，最終生成這個(gè)區(qū)塊所有交易信息的一個(gè)統(tǒng)一的哈希值，區(qū)塊中任何一筆交易信息的改變都會(huì)使得使得Merkle樹(shù)改變?？破展ぷ髟矸侨~子節(jié)點(diǎn)value的計(jì)算方法是將該節(jié)點(diǎn)的所有子節(jié)點(diǎn)進(jìn)行組合，然后對(duì)組合結(jié)果進(jìn)行hash計(jì)算所得出的hashvalue。3.區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)MerkleTree科普工作原理133.區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)時(shí)間戳服務(wù)器大多用來(lái)進(jìn)行比對(duì)以及驗(yàn)證處理，時(shí)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(shí)間戳權(quán)威系統(tǒng)，對(duì)外提供精確可信的時(shí)間戳服務(wù)。它采用精確的時(shí)間源、高強(qiáng)度高標(biāo)準(zhǔn)的安全機(jī)制，以確認(rèn)系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)在某一時(shí)間的存在性和相關(guān)操作的相對(duì)時(shí)間順序，為信息系統(tǒng)中的時(shí)間防抵賴(lài)提供基礎(chǔ)服務(wù)?？破?.區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)時(shí)間戳服務(wù)器科普143.區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)本章節(jié)后續(xù)內(nèi)容，均以比特幣網(wǎng)絡(luò)特性展開(kāi)闡述3.區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)本章節(jié)后續(xù)內(nèi)容，均以比特幣網(wǎng)絡(luò)特性展開(kāi)153.區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)任何機(jī)器都可以運(yùn)行一個(gè)完整的比特幣節(jié)點(diǎn)，一個(gè)完整的比特幣節(jié)點(diǎn)包括如下功能：錢(qián)包，允許用戶(hù)在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行交易完整區(qū)塊鏈，記錄了所有交易歷史，通過(guò)特殊的結(jié)構(gòu)保證歷史交易的安全性，并且用來(lái)驗(yàn)證新交易的合法性礦工，通過(guò)記錄交易及解密數(shù)學(xué)題來(lái)生成新區(qū)塊，如果成功可以賺取獎(jiǎng)勵(lì)路由功能，把其它節(jié)點(diǎn)傳送過(guò)來(lái)的交易數(shù)據(jù)等信息再傳送給更多的節(jié)點(diǎn)除了路由功能以外，其它的功能都不是必須的。3.區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)任何機(jī)器都可以運(yùn)行一個(gè)完整的比特幣節(jié)點(diǎn)163.區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)交易過(guò)程3.區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)交易過(guò)程173.區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)交易過(guò)程第2步：A將交易單廣播至全網(wǎng)，比特幣就發(fā)送給了B，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都將收到的交易信息納入一個(gè)區(qū)塊中第1步：所有者A利用他的私鑰對(duì)前一次交易（比特貨來(lái)源）和下一位所有者B簽署一個(gè)數(shù)字簽名，并將這個(gè)簽名附加在這枚貨幣的末尾，制作成交易單要點(diǎn)：B以公鑰作為接收方地址要點(diǎn)：對(duì)B而言，該枚比特幣會(huì)即時(shí)顯示在比特幣錢(qián)包中，但直到區(qū)塊確認(rèn)成功后才可用。目前一筆比特幣從支付到最終確認(rèn)成功，得到6個(gè)區(qū)塊確認(rèn)之后才能真正確認(rèn)到帳。3.區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)交易過(guò)程第2步：A將交易單廣播至全網(wǎng)，比特幣就183.區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)交易過(guò)程第3步：每個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)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(zhēng)取得到比特幣的獎(jiǎng)勵(lì)（新比特幣會(huì)在此過(guò)程中產(chǎn)生）要點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)反復(fù)嘗試尋找一個(gè)數(shù)值，使得將該數(shù)值、區(qū)塊鏈中最后一個(gè)區(qū)塊的Hash值以及交易單三部分送入SHA256算法后能計(jì)算出散列值X（256位）滿(mǎn)足一定條件（比如前20位均為0），即找到數(shù)學(xué)難題的解。由此可見(jiàn)，答案并不唯一第4步：當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)找到解時(shí)，它就向全網(wǎng)廣播該區(qū)塊記錄的所有蓋時(shí)間戳交易，并由全網(wǎng)其他節(jié)點(diǎn)核對(duì)要點(diǎn)：時(shí)間戳用來(lái)證實(shí)特定區(qū)塊必然于某特定時(shí)間是的確存在的。比特幣網(wǎng)絡(luò)采取從5個(gè)以上節(jié)點(diǎn)獲取時(shí)間，然后取中間值的方式作為時(shí)間戳。3.區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)交易過(guò)程第3步：每個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)解一道數(shù)學(xué)難題，從193.區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)交易過(guò)程第5步：全網(wǎng)其他節(jié)點(diǎn)核對(duì)該區(qū)塊記賬的正確性，沒(méi)有錯(cuò)誤后他們將在該合法區(qū)塊之后競(jìng)爭(zhēng)下一個(gè)區(qū)塊，這樣就形成了一個(gè)合法記賬的區(qū)塊鏈。要點(diǎn)：每個(gè)區(qū)塊的創(chuàng)建時(shí)間大約在10分鐘。隨著全網(wǎng)算力的不斷變化，每個(gè)區(qū)塊的產(chǎn)生時(shí)間會(huì)隨算力增強(qiáng)而縮短、隨算力減弱而延長(zhǎng)。其原理是根據(jù)最近產(chǎn)生的2016年區(qū)塊的時(shí)間差（約兩周時(shí)間），自動(dòng)調(diào)整每個(gè)區(qū)塊的生成難度（比如減少或增加目標(biāo)值中0的個(gè)數(shù)），使得每個(gè)區(qū)塊的生成時(shí)間是10分鐘。3.區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)交易過(guò)程第5步：全網(wǎng)其他節(jié)點(diǎn)核對(duì)該區(qū)塊記賬的正20目錄區(qū)塊鏈簡(jiǎn)介1特征及分類(lèi)2區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)3數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)4

核心問(wèn)題5

應(yīng)用現(xiàn)狀67

前景展望7目錄區(qū)塊鏈簡(jiǎn)介1特征及分類(lèi)2區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)3214.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)區(qū)塊鏈區(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(chǔ)在全網(wǎng)唯一的區(qū)塊鏈中。4.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)區(qū)塊鏈區(qū)塊鏈以區(qū)塊為單位組織數(shù)據(jù)。全網(wǎng)所有的交易224.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)區(qū)塊是一種記錄交易的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。每個(gè)區(qū)塊由區(qū)塊頭和區(qū)塊主體組成，區(qū)塊主體只負(fù)責(zé)記錄前一段時(shí)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(shí)現(xiàn)。區(qū)塊4.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)區(qū)塊是一種記錄交易的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。每個(gè)區(qū)塊由區(qū)塊頭和234.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)區(qū)塊頭版本號(hào)，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(guò)這個(gè)值每個(gè)區(qū)塊才首尾相連組成了區(qū)塊鏈，并且這個(gè)值對(duì)區(qū)塊鏈的安全性起到了至關(guān)重要的作用Merkle根，這個(gè)值是由區(qū)塊主體中所有交易的哈希值再逐級(jí)兩兩哈希計(jì)算出來(lái)的一個(gè)數(shù)值，主要用于檢驗(yàn)一筆交易是否在這個(gè)區(qū)塊中存在時(shí)間戳，記錄該區(qū)塊產(chǎn)生的時(shí)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(jī)數(shù)(Nonce)，記錄解密該區(qū)塊相關(guān)數(shù)學(xué)題的答案的值4.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)區(qū)塊頭版本號(hào)，標(biāo)示軟件及協(xié)議的相關(guān)版本信息244.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在當(dāng)前區(qū)塊加入?yún)^(qū)塊鏈后，所有礦工就立即開(kāi)始下一個(gè)區(qū)塊的生成工作。把在本地內(nèi)存中的交易信息記錄到區(qū)塊主體中在區(qū)塊主體中生成此區(qū)塊中所有交易信息的Merkle樹(shù)，把Merkle樹(shù)根的值保存在區(qū)塊頭中把上一個(gè)剛剛生成的區(qū)塊的區(qū)塊頭的數(shù)據(jù)通過(guò)SHA256算法生成一個(gè)哈希值填入到當(dāng)前區(qū)塊的父哈希值中把當(dāng)前時(shí)間保存在時(shí)間戳字段中難度值字段會(huì)根據(jù)之前一段時(shí)間區(qū)塊的平均生成時(shí)間進(jìn)行調(diào)整以應(yīng)對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)不斷變化的整體計(jì)算總量，如果計(jì)算總量增長(zhǎng)了，則系統(tǒng)會(huì)調(diào)高數(shù)學(xué)題的難度值，使得預(yù)期完成下一個(gè)區(qū)塊的時(shí)間依然在一定時(shí)間內(nèi)區(qū)塊形成過(guò)程4.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在當(dāng)前區(qū)塊加入?yún)^(qū)塊鏈后，所有礦工就立即開(kāi)始下一個(gè)25目錄區(qū)塊鏈簡(jiǎn)介1特征及分類(lèi)2區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)3

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)4

核心問(wèn)題56

應(yīng)用現(xiàn)狀67

前景展望7目錄區(qū)塊鏈簡(jiǎn)介1特征及分類(lèi)2區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)3265.核心問(wèn)題區(qū)塊頭包含一個(gè)隨機(jī)數(shù)，使得區(qū)塊的隨機(jī)散列值出現(xiàn)了所需的0個(gè)數(shù)。節(jié)點(diǎn)通過(guò)反復(fù)嘗試來(lái)找到這個(gè)隨機(jī)數(shù)，這樣就構(gòu)建了一個(gè)工作量證明機(jī)制。工作量證明工作量證明機(jī)制的本質(zhì)是一CPU一票，“大多數(shù)”的決定表達(dá)為最長(zhǎng)的鏈，因?yàn)樽铋L(zhǎng)的鏈包含了最大的工作量。如果大多數(shù)的CPU為誠(chéng)實(shí)的節(jié)點(diǎn)控制，那么誠(chéng)實(shí)的鏈條將以最快的速度延長(zhǎng)，并超越其他的競(jìng)爭(zhēng)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(chéng)實(shí)節(jié)點(diǎn)的工作量。5.核心問(wèn)題區(qū)塊頭包含一個(gè)隨機(jī)數(shù)，使得區(qū)塊的隨機(jī)散列值出現(xiàn)了275.核心問(wèn)題同一時(shí)間段內(nèi)全網(wǎng)不止一個(gè)節(jié)點(diǎn)能計(jì)算出隨機(jī)數(shù)，即會(huì)有多個(gè)節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中廣播它們各自打包好的臨時(shí)區(qū)塊（都是合法的）。分叉某一節(jié)點(diǎn)若收到多個(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，多個(gè)臨時(shí)區(qū)塊對(duì)應(yīng)多個(gè)分支。該僵局的打破要等到下一個(gè)工作量證明被發(fā)現(xiàn)，而其中的一條鏈條被證實(shí)為是較長(zhǎng)的一條，那么在另一條分支鏈條上工作的節(jié)點(diǎn)將轉(zhuǎn)換陣營(yíng)，開(kāi)始在較長(zhǎng)的鏈條上工作。其他分支將會(huì)被網(wǎng)絡(luò)徹底拋棄。5.核心問(wèn)題同一時(shí)間段內(nèi)全網(wǎng)不止一個(gè)節(jié)點(diǎn)能計(jì)算出隨機(jī)數(shù)，即會(huì)285.核心問(wèn)題雙花，即二重支付，指攻擊者幾乎同時(shí)將同一筆錢(qián)用作不同交易。雙花每當(dāng)節(jié)點(diǎn)在把新收到的交易單加入?yún)^(qū)塊之前，會(huì)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(shí)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(diǎn)（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(shí)必定呈現(xiàn)一定的順序。區(qū)塊之間以Hash值作為時(shí)間戳則區(qū)塊，這決定了任意一筆交易資金來(lái)源都可以被確定的回溯。5.核心問(wèn)題雙花，即二重支付，指攻擊者幾乎同時(shí)將同一筆錢(qián)用作295.核心問(wèn)題高能耗數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)空間處理大規(guī)模交易的抗壓能力安全性5.核心問(wèn)題高能耗數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)空間處理大規(guī)模交易的抗壓能力安全30目錄區(qū)塊鏈簡(jiǎn)介1特征及分類(lèi)2區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)3

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)4

核心問(wèn)題5

應(yīng)用現(xiàn)狀67

前景展望7目錄區(qū)塊鏈簡(jiǎn)介1特征及分類(lèi)2區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)331區(qū)塊鏈的應(yīng)用現(xiàn)狀高盛研究報(bào)告中的區(qū)塊鏈應(yīng)用《Blockchain:PuttingTheoryintoPractice》2016.5.24工信部白皮書(shū)中的區(qū)塊鏈應(yīng)用《中國(guó)區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展白皮書(shū)》2016.10.18樂(lè)視金融，萬(wàn)向控股，螞蟻金服，微眾銀行，平安科技，萬(wàn)達(dá)網(wǎng)絡(luò)科技及中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院國(guó)內(nèi)外區(qū)塊鏈應(yīng)用案例區(qū)塊鏈應(yīng)用展望區(qū)塊鏈的應(yīng)用現(xiàn)狀高盛研究報(bào)告中的區(qū)塊鏈應(yīng)用32高盛研究報(bào)告中的區(qū)塊鏈應(yīng)用共享經(jīng)濟(jì)中的信用系統(tǒng)房地產(chǎn)交易優(yōu)化反洗錢(qián)監(jiān)控流程優(yōu)化證券交易的清算和結(jié)算流程個(gè)人電力能源交易高盛研究報(bào)告中的區(qū)塊鏈應(yīng)用共享經(jīng)濟(jì)中的信用系統(tǒng)33高盛《區(qū)塊鏈，從理論走向?qū)嵺`》共享經(jīng)濟(jì)中的信用系統(tǒng)引入安全且無(wú)法篡改的數(shù)字化資質(zhì)和信用管理系統(tǒng)，并與共享經(jīng)濟(jì)和其他領(lǐng)域網(wǎng)站的評(píng)價(jià)和評(píng)分等系統(tǒng)銜接適用企業(yè)：Airbnb、HomeAway、OneFineStay等，市場(chǎng)規(guī)模為30-90億美元房地產(chǎn)交易將房地產(chǎn)產(chǎn)權(quán)證書(shū)保存于區(qū)塊鏈之中，購(gòu)房者將能更容易確認(rèn)賣(mài)方對(duì)房屋的所有權(quán)，減少承保產(chǎn)權(quán)保險(xiǎn)的交易成本，節(jié)約20-40億美元優(yōu)化反洗錢(qián)監(jiān)控流程客戶(hù)的所有交易的歷史記錄都能自動(dòng)追溯，有助于銀行識(shí)別異常交易并防止欺詐；機(jī)構(gòu)間共享的客戶(hù)信息可減少客戶(hù)審核方面的重復(fù)勞動(dòng)，節(jié)約30-50億美元高盛《區(qū)塊鏈，從理論走向?qū)嵺`》共享經(jīng)濟(jì)中的信用系統(tǒng)34高盛《區(qū)塊鏈，從理論走向?qū)嵺`》優(yōu)化證券交易的清算和結(jié)算流程美國(guó)的股票交易不到1秒即可完成，但結(jié)算流程需花上3天(T+3)，多方涉及單筆交易時(shí)，交易會(huì)被各方使用多個(gè)不同的系統(tǒng)記錄無(wú)需在交易后要求多個(gè)參與方核驗(yàn)并同意，在美國(guó)將能每年節(jié)省20億美元成本個(gè)人電力能源交易

隨著屋頂太陽(yáng)能以及高容量電池技術(shù)的到來(lái)，個(gè)人就有可能自行發(fā)電并在網(wǎng)絡(luò)上售賣(mài)適用企業(yè)：TransActiveGrid、GridSingularity，市場(chǎng)規(guī)模為25-70億美元高盛《區(qū)塊鏈，從理論走向?qū)嵺`》優(yōu)化證券交易的清算和結(jié)算流程35工信部《中國(guó)區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展白皮書(shū)》工信部《中國(guó)區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展白皮書(shū)》36工信部白皮書(shū)中的區(qū)塊鏈應(yīng)用區(qū)塊鏈與金融服務(wù)區(qū)塊鏈與供應(yīng)鏈管理區(qū)塊鏈與文化娛樂(lè)區(qū)塊鏈與智能制造區(qū)塊鏈與社會(huì)公益區(qū)塊鏈與教育就業(yè)工信部白皮書(shū)中的區(qū)塊鏈應(yīng)用區(qū)塊鏈與金融服務(wù)37區(qū)塊鏈與金融服務(wù)支付領(lǐng)域：降低金融機(jī)構(gòu)間的對(duì)賬成本及爭(zhēng)議解決的成本，從而顯著提高支付業(yè)務(wù)的處理速度及效率，在跨境支付領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)點(diǎn)到點(diǎn)交易，減少中間費(fèi)用資產(chǎn)數(shù)字化：如股權(quán)、債券、票據(jù)、收益憑證、倉(cāng)單等均可被整合進(jìn)區(qū)塊鏈中，成為鏈上數(shù)字資產(chǎn)，資產(chǎn)所有者無(wú)需通過(guò)各種中介機(jī)構(gòu)就能直接發(fā)起交易，行業(yè)機(jī)構(gòu)確保資產(chǎn)的真實(shí)性與合規(guī)性智能證券：金融資產(chǎn)的交易是相關(guān)各方之間基于一定的規(guī)則達(dá)成的合約，區(qū)塊鏈能用代碼充分地表達(dá)這些業(yè)務(wù)邏輯，如固定收益證券、回購(gòu)協(xié)議、各種掉期交易以及銀團(tuán)貸款等，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)合約的自動(dòng)執(zhí)行工信部《中國(guó)區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展白皮書(shū)》區(qū)塊鏈與金融服務(wù)工信部《中國(guó)區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展白皮書(shū)》38區(qū)塊鏈與金融服務(wù)清算和結(jié)算：通過(guò)基于區(qū)塊鏈技術(shù)的法定數(shù)字貨幣與數(shù)字資產(chǎn)對(duì)接，即可完成點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的實(shí)時(shí)清算與結(jié)算，從而顯著降低價(jià)值轉(zhuǎn)移的成本，縮短清算、結(jié)算時(shí)間客戶(hù)識(shí)別：傳統(tǒng)方式下，客戶(hù)識(shí)別非常耗時(shí)，缺少自動(dòng)驗(yàn)證消費(fèi)者身份的技術(shù)工信部《中國(guó)區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展白皮書(shū)》區(qū)塊鏈與金融服務(wù)工信部《中國(guó)區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展白皮書(shū)》39區(qū)塊鏈與供應(yīng)鏈管理物流：快遞交接需要雙方私鑰簽名，是否簽收或交付只需要查一下區(qū)塊鏈即可，杜絕快遞員通過(guò)偽造簽名來(lái)逃避考核的行為，防止貨物的冒領(lǐng)誤領(lǐng)。而收件人不需在快遞單上直觀(guān)展示實(shí)名制信息溯源防偽：數(shù)據(jù)不可篡改、交易可完整追溯以及時(shí)間戳功能，可有效解決食品、藝術(shù)品、收藏品、奢侈品等的假冒偽劣工信部《中國(guó)區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展白皮書(shū)》區(qū)塊鏈與供應(yīng)鏈管理工信部《中國(guó)區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展白皮書(shū)》40區(qū)塊鏈與文化娛樂(lè)音樂(lè)版權(quán)、視頻版權(quán)：作品的所有交易都會(huì)被實(shí)時(shí)記錄，文化娛樂(lè)業(yè)的全生命周期可追溯、可追蹤，能有效確保音樂(lè)人直接從其作品的銷(xiāo)售中獲益。音樂(lè)人跨過(guò)出版商和發(fā)行商，通過(guò)區(qū)塊鏈平臺(tái)自行發(fā)布和推廣作品文化眾籌：消費(fèi)者能夠參與知識(shí)產(chǎn)權(quán)創(chuàng)作、生產(chǎn)、傳播和消費(fèi)的全流程，添加信任的確權(quán)節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行IP及其相關(guān)權(quán)利的交易，以及權(quán)益分配等功能，可解決交易不透明、內(nèi)容不公開(kāi)等問(wèn)題工信部《中國(guó)區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展白皮書(shū)》區(qū)塊鏈與文化娛樂(lè)工信部《中國(guó)區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展白皮書(shū)》41區(qū)塊鏈與智能制造物聯(lián)網(wǎng)：區(qū)塊鏈技術(shù)利用P2P組網(wǎng)技術(shù)和混合通信協(xié)議，處理異構(gòu)設(shè)備間的通信，同時(shí)可以將計(jì)算和存儲(chǔ)需求分散到組成物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)設(shè)備生產(chǎn)過(guò)程智能化管理：將制造企業(yè)中的傳感器、控制模塊和系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)、ERP系統(tǒng)等系統(tǒng)連接起來(lái)并記錄在統(tǒng)一的賬本設(shè)施。區(qū)塊鏈賬本記錄的可追溯性和不可篡改性也有利于企業(yè)審計(jì)工作的開(kāi)展工信部《中國(guó)區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展白皮書(shū)》區(qū)塊鏈與智能制造工信部《中國(guó)區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展白皮書(shū)》42區(qū)塊鏈與社會(huì)公益2016年7月，支付寶與公益基金會(huì)合作，設(shè)立了第一個(gè)基于區(qū)塊鏈的公益項(xiàng)目“聽(tīng)障兒童重獲新聲”在進(jìn)行了必要的隱私保護(hù)基礎(chǔ)上，捐贈(zèng)人可以看到自己的捐款從支付寶平臺(tái)劃撥到基金會(huì)賬號(hào)，以及最終進(jìn)入受助人指定賬號(hào)的整個(gè)過(guò)程區(qū)塊鏈與教育就業(yè)利用分布式賬本記錄學(xué)生信息，方便追蹤學(xué)生在校園時(shí)期所有正面以及負(fù)面的行為記錄，能幫助有良好記錄的學(xué)生獲得更多的激勵(lì)措施，并構(gòu)建起一個(gè)良性的信用生態(tài)工信部《中國(guó)區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展白皮書(shū)》區(qū)塊鏈與社會(huì)公益工信部《中國(guó)區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展白皮書(shū)》43國(guó)內(nèi)外區(qū)塊鏈應(yīng)用案例ShoCard電子身份證EverLedger鉆石防偽DocuSign汽車(chē)租賃FollowMyVote在線(xiàn)投票Gem醫(yī)療健康Onchain小蟻資產(chǎn)數(shù)字化系統(tǒng)布比區(qū)塊鏈微眾銀行WeBank公信寶個(gè)人征信數(shù)據(jù)服務(wù)國(guó)內(nèi)外區(qū)塊鏈應(yīng)用案例ShoCard電子身份證44ShoCard電子身份證通過(guò)一款電子身份證App，將用戶(hù)的個(gè)人信息儲(chǔ)存在區(qū)塊鏈ShoCard正與SITA旅游資訊科技公司（其與90％的航空業(yè)具合作關(guān)系）共同思索機(jī)場(chǎng)過(guò)境堵塞的解決方案，以加快護(hù)照檢查的程序ShoCard電子身份證通過(guò)一款電子身份證App，將用戶(hù)的個(gè)45EverLedger鉆石防偽Everledger開(kāi)發(fā)了一種基于區(qū)塊鏈技術(shù)的鉆石防偽驗(yàn)證數(shù)字賬本，包含了98萬(wàn)個(gè)鉆石規(guī)格信息2015年10月Everledger成為第一個(gè)贏取Meffy獎(jiǎng)項(xiàng)的區(qū)塊鏈初創(chuàng)公司德國(guó)保險(xiǎn)業(yè)巨頭安聯(lián)旗下分公司與Everledger合作，探索區(qū)塊鏈技術(shù)EverLedger鉆石防偽Everledger開(kāi)發(fā)了一種基46DocuSign汽車(chē)租賃VISA和DocuSign合作通過(guò)區(qū)塊鏈和智能合約來(lái)實(shí)現(xiàn)的租車(chē)項(xiàng)目消費(fèi)者僅憑一張VISA卡就能租車(chē)，其在車(chē)內(nèi)配置租賃、保險(xiǎn)和每天日常采購(gòu)的項(xiàng)目（如停車(chē)費(fèi)、通行費(fèi)）/v_show/id_XMTM3MTY1MzM1Mg==.htmlDocuSign汽車(chē)租賃VISA和DocuSign合作通過(guò)區(qū)47FollowMyVote在線(xiàn)投票基于區(qū)塊鏈的端到端的透明的、可驗(yàn)證的在線(xiàn)投票系統(tǒng)依據(jù)區(qū)塊鏈的審計(jì)線(xiàn)索，選民可以審核自己的投票FollowMyVote在線(xiàn)投票基于區(qū)塊鏈的端到端的透明48Gem醫(yī)療健康醫(yī)療健康數(shù)據(jù)保存，可避免大規(guī)模醫(yī)療數(shù)據(jù)泄露醫(yī)療付費(fèi)過(guò)程，讓保險(xiǎn)公司、醫(yī)院結(jié)算部門(mén)、貸款人和病人共同使用一個(gè)區(qū)塊鏈來(lái)管理支付，能夠在整個(gè)行業(yè)中大規(guī)模的減少冗余病人醫(yī)療記錄過(guò)程，病歷可以被多方進(jìn)行創(chuàng)建、共享，并且能夠讓多方進(jìn)行追加更新，重塑整個(gè)行業(yè)的效率和透明度Gem醫(yī)療健康醫(yī)療健康數(shù)據(jù)保存，可避免大規(guī)模醫(yī)療數(shù)據(jù)泄露49Onchain小蟻資產(chǎn)數(shù)字化系統(tǒng)小蟻是用來(lái)發(fā)行、管理、交易各種權(quán)益份額的區(qū)塊鏈協(xié)議。初期會(huì)以非上市公司的股權(quán)作為切入點(diǎn)。為初創(chuàng)公司提供數(shù)字化股權(quán)激勵(lì)方案，為股權(quán)眾籌公司提供股權(quán)管理方案，未來(lái)會(huì)過(guò)渡到股權(quán)的可交易，即“區(qū)塊鏈IPO”，逐步模糊非上市公司和上市公司的界線(xiàn)。Onchain小蟻資產(chǎn)數(shù)字化系統(tǒng)小蟻是用來(lái)發(fā)行、管理、交易各50Vechain防偽平臺(tái)提供一套面向全球的真假校驗(yàn)和透明供應(yīng)鏈管理的解決方案以應(yīng)對(duì)全球泛濫的假貨問(wèn)題，同時(shí)使得消費(fèi)客戶(hù)更加關(guān)注產(chǎn)地，材料質(zhì)地，設(shè)計(jì)理念，品牌故事等。Vechain防偽平臺(tái)提供一套面向全球的真假校驗(yàn)和透明供應(yīng)鏈51個(gè)人征信數(shù)據(jù)服務(wù)成立于2016年，是一家專(zhuān)注于提供個(gè)人授權(quán)下抓取用戶(hù)數(shù)據(jù)的金融科技公司。公信寶采用爬蟲(chóng)技術(shù)和區(qū)塊鏈的存儲(chǔ)和驗(yàn)證技術(shù)，用戶(hù)一次授權(quán)即可享有自動(dòng)對(duì)賬、全網(wǎng)共享、失信用戶(hù)監(jiān)控等特色功能，為各大銀行、消費(fèi)金融、網(wǎng)絡(luò)貸款、汽車(chē)金融等公司提供優(yōu)質(zhì)的征信基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)。個(gè)人征信數(shù)據(jù)服務(wù)成立于2016年，是一家專(zhuān)注于提供個(gè)人授權(quán)下52微眾銀行WeBank2016年9月微眾銀行副行長(zhǎng)馬智濤透露，微眾銀行與華瑞銀行聯(lián)合開(kāi)發(fā)了一套區(qū)塊鏈應(yīng)用系統(tǒng)，可用于兩家銀行微粒貸聯(lián)合貸款的結(jié)算、清算，該系統(tǒng)已在9月投入試運(yùn)行。未來(lái)合作銀行可以選擇將部分信息寫(xiě)入到區(qū)塊鏈中，由微眾銀行提供統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的鏈上對(duì)賬服務(wù)與統(tǒng)一的操作視圖和交互接口，讓合作銀行可全面實(shí)時(shí)高效地了解信貸及資金交易信息，進(jìn)行實(shí)時(shí)的頭寸監(jiān)控，免除依賴(lài)日終對(duì)賬文件進(jìn)行清算對(duì)賬的繁重工作。微眾銀行WeBank2016年9月微眾銀行副行長(zhǎng)馬智濤透露，53布比區(qū)塊鏈開(kāi)發(fā)了高可擴(kuò)展高性能的區(qū)塊鏈基礎(chǔ)服務(wù)平臺(tái)，具備快速構(gòu)建上層應(yīng)用業(yè)務(wù)的能力，滿(mǎn)足億級(jí)用戶(hù)規(guī)模的場(chǎng)景快速應(yīng)用構(gòu)建、海量用戶(hù)支撐、可視化操作管理、隱私權(quán)限策略、內(nèi)置智能合約、區(qū)塊鏈即服務(wù)布比區(qū)塊鏈開(kāi)發(fā)了高可擴(kuò)展高性能的區(qū)塊鏈基礎(chǔ)服務(wù)平臺(tái)，具備快速54Viewfin區(qū)塊鏈PROMETHEUS股權(quán)管理鏈GAEA土地流轉(zhuǎn)鏈HERMES商業(yè)積分鏈THEMIS監(jiān)管科技鏈ATHENA維優(yōu)數(shù)字資產(chǎn)評(píng)級(jí)Viewfin區(qū)塊鏈PROMETHEUS股權(quán)管理鏈55傳統(tǒng)行業(yè)2015年12月，納斯達(dá)克首次在個(gè)股交易商使用區(qū)塊鏈技術(shù)，其合作伙伴C在對(duì)一位私人投資者發(fā)行股票時(shí)首次使用了納斯達(dá)克的基于區(qū)塊鏈技術(shù)的交易平臺(tái)Linq。普華永道已經(jīng)開(kāi)始組建其區(qū)塊鏈技術(shù)團(tuán)隊(duì)，并開(kāi)始調(diào)查普華永道客戶(hù)對(duì)于區(qū)塊鏈技術(shù)的潛在應(yīng)用，以及推動(dòng)金融行業(yè)對(duì)于該技術(shù)的理解程度。R3CEV宣布其首個(gè)分布式賬本實(shí)驗(yàn)將會(huì)使用以太坊平臺(tái)和微軟云服務(wù)Azure上的BaaS。R3CEV是一家總部位于紐約的區(qū)塊鏈創(chuàng)業(yè)公司，由其發(fā)起的R3區(qū)