《互聯(lián)網(wǎng)金融業(yè)區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用的理論技術(shù)基礎(chǔ)綜述》

互聯(lián)網(wǎng)金融業(yè)區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用的理論技術(shù)基礎(chǔ)綜述

目錄

互聯(lián)網(wǎng)金融業(yè)區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用的理論技術(shù)基礎(chǔ)綜述..................................1

1.1區(qū)塊鏈技術(shù)原理............................................................1

1.2區(qū)塊鏈技術(shù)特點(diǎn)與類型......................................................2

1.2.1區(qū)塊鏈技術(shù)的特點(diǎn).........................................................2

1.2.2區(qū)塊鏈類型...............................................................3

1.3互聯(lián)網(wǎng)金融技術(shù)基礎(chǔ)........................................................3

1.3.1P2P網(wǎng)絡(luò).................................................................3

132非對(duì)稱加空................................................................3

1.3.3時(shí)間戳....................................................................4

1.1區(qū)塊鏈技術(shù)原理

區(qū)塊鏈技術(shù)的原理如下：

（I）區(qū)塊是區(qū)塊鏈的基本結(jié)構(gòu)單元，由包含元數(shù)據(jù)的塊和記錄交易數(shù)據(jù)的

塊構(gòu)成。塊的FI的是連接到上一個(gè)塊并確保塊鏈的完整性，該塊包含有關(guān)事務(wù)被

記錄的驗(yàn)證后的信息。數(shù)據(jù)塊共由三個(gè)部分構(gòu)成：第一個(gè)數(shù)據(jù)用于使用索引服務(wù)

塊的散列數(shù)據(jù)（所有者公鑰）連接到前一個(gè)塊；第二個(gè)數(shù)據(jù)用于隨機(jī)序列的時(shí)間戳;

第三個(gè)是Merkle樹(shù)數(shù)據(jù)，用于驗(yàn)證數(shù)據(jù)的完整性。

（2）形成鏈條的過(guò)程，也被稱為時(shí)間戳。時(shí)間戳參照當(dāng)前的交易時(shí)間，該

系統(tǒng)以“塊”的形式將隨機(jī)序列應(yīng)用到數(shù)據(jù)集，并添加時(shí)間，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)可以廣播隨

機(jī)序列。在該時(shí)間點(diǎn)只能檢索到相應(yīng)的隨機(jī)序列，從而確保事務(wù)信息在某一點(diǎn)。

每?次都將前?次合并到隨機(jī)序列當(dāng)中，每次發(fā)生時(shí)，都要對(duì)上?次的時(shí)間進(jìn)行

加固，確認(rèn)數(shù)據(jù)鏈，形成數(shù)據(jù)鏈，對(duì)數(shù)據(jù)鏈進(jìn)行阻塞，形成區(qū)塊鏈，防止區(qū)塊鏈

內(nèi)的信息被篡改“

（3）網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)協(xié)商的過(guò)程。當(dāng)一個(gè)塊執(zhí)行隨機(jī)序列操作時(shí);導(dǎo)入工作負(fù)載

認(rèn)證機(jī)制，在SHA-256（數(shù)學(xué)隨機(jī)算法）下用于生成一個(gè)隨機(jī)序列。當(dāng)這個(gè)隨機(jī)

序列的數(shù)字增加到0的時(shí)候，尋找這個(gè)隨機(jī)序列所需要的計(jì)算工作量就會(huì)呈現(xiàn)指

數(shù)增大。把一個(gè)隨機(jī)數(shù)加到一個(gè)區(qū)塊中，計(jì)算機(jī)就在反復(fù)試驗(yàn)中尋找這個(gè)隨機(jī)數(shù)。

該系統(tǒng)證明了工作負(fù)載是pow機(jī)制的一種約定。CPU所消耗的工作量（已使用

己計(jì)算的高級(jí)圖形卡）不得更改，除非滿足先前完成的工作量，只要滿足工作量

即可。為了改換其中一個(gè)區(qū)塊中的事務(wù)信息，必須得重新完成前一個(gè)區(qū)塊中的所

有工作。

區(qū)塊鏈這門高超技術(shù)非常安全，不僅適用于“分散”的分布式結(jié)構(gòu)，也適用于

區(qū)塊鏈加密技能。區(qū)塊鏈它是由很多按時(shí)間順序鏈接的多個(gè)區(qū)塊鏈構(gòu)成的，每個(gè)

區(qū)塊鏈只有在重新參與者之間意見(jiàn)一致的情況下才能完成一個(gè)區(qū)塊鏈，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)

是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的共同認(rèn)識(shí)和確認(rèn)的結(jié)果，而商業(yè)貿(mào)易信息在整個(gè)地區(qū)是唯一的、不

變的，區(qū)塊鏈的特點(diǎn)完全地解決了那些傳統(tǒng)業(yè)務(wù)流程中的兩個(gè)問(wèn)題：（I）拜占庭

將軍的問(wèn)題；（2）雙重支付的問(wèn)題。

1.2區(qū)塊鏈技術(shù)特點(diǎn)與類型

拜占庭將軍的問(wèn)題是萊斯利點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信理論中的一個(gè)基本問(wèn)題。這意味著在

迷路中是根本不可能通過(guò)的消息。因此，一致性研究通常以假設(shè)信息通道是不是

可靠的或是完全沒(méi)有問(wèn)題為前提的。拜占庭問(wèn)題主要的核心問(wèn)題就是，如果戰(zhàn)場(chǎng)

上有幾個(gè)互不信任的將軍（有叛徒）時(shí)，他們雖然距離較遠(yuǎn)，不能互相信任對(duì)方，

但攻擊時(shí)間必須相同，所以分布式遠(yuǎn)程通信機(jī)制非常的重要。

雙重支付的問(wèn)題：又稱雙花，這意味著用戶可以同時(shí)使用養(yǎng)老金數(shù)字貨幣作

為多個(gè)余額交易。這個(gè)可以多次保存并作為附件使用的同時(shí)發(fā)送給不同的人，或

獨(dú)立復(fù)制并完成。為了解決重復(fù)支付的這個(gè)問(wèn)題，需要有一個(gè)中央機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)確認(rèn)

和記錄數(shù)字貨幣是不是被使用或提取，以及金額。歸口管理機(jī)構(gòu)必須保存交易賬

簿，每條記錄的數(shù)字貨幣只能使用或提取一次。

1.2.1區(qū)塊鏈技術(shù)的特點(diǎn)

區(qū)塊鏈作為?種分布式數(shù)據(jù)庫(kù)賬戶，與傳統(tǒng)的集中式數(shù)據(jù)庫(kù)相比，具有分散

性、缺乏信任機(jī)制、不可侵犯性、保密性和可追溯性等這些特點(diǎn)。

（1）去中心化

區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€(gè)分布式的數(shù)據(jù)庫(kù)賬本，事務(wù)和交易信息數(shù)據(jù)被保存在每一個(gè)節(jié)

點(diǎn)的公共賬本中。分發(fā)的書(shū)籍由多個(gè)節(jié)點(diǎn)共同進(jìn)行維護(hù)，及時(shí)同步，并且必須后

跟基于復(fù)雜密碼算法（散列算法）持續(xù)的分配代碼。系統(tǒng)中任何節(jié)點(diǎn)的權(quán)利和義

務(wù)都是相同的，任何節(jié)點(diǎn)故障都不會(huì)對(duì)系統(tǒng)的一致性產(chǎn)生影響，它具有分布性的

特點(diǎn)。

（2）信息不可篡改

系統(tǒng)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)完整的數(shù)據(jù)庫(kù)。為了修改網(wǎng)絡(luò)中的事務(wù)數(shù)據(jù)，必

須同時(shí)控制51%的節(jié)點(diǎn)。單個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)篡改不會(huì)影響其他節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，也不會(huì)

影響系統(tǒng)的完整性和準(zhǔn)確性。

（3）隱私性和可追溯性

交易信息被廣播到所有的網(wǎng)絡(luò)，所有節(jié)點(diǎn)都知道這種交易情況，但交易人員

的隱私繼續(xù)被保護(hù)著。無(wú)名維護(hù)公鑰。節(jié)點(diǎn)接收到的信息只是交易情況的記錄，

但該交易與特定的人沒(méi)有關(guān)聯(lián)。對(duì)于證券交易所公布的交易信息，交易金額已經(jīng)

記錄，可以查詢，但交易雙方的信息不對(duì)外宣布發(fā)表，缺乏信任。

區(qū)塊鏈可以通過(guò)加密算法來(lái)驗(yàn)證和記錄信息。如果有人需要解決復(fù)雜的加密

問(wèn)題的時(shí)候，他可以獲得記錄交易數(shù)據(jù)的權(quán)限，任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)上的作弊行為都會(huì)

被其他節(jié)點(diǎn)中斷和拒絕。欺詐并不會(huì)達(dá)到偽造信息的目的，也就是說(shuō)，這意味著

區(qū)塊鏈解決了交易過(guò)程中的信用問(wèn)題。

1.2.2區(qū)塊鏈類型

根據(jù)使用范圍和權(quán)限的不同，區(qū)塊鏈包括公開(kāi)和透明、篡改、可追溯、時(shí)間

序列、P2P和加密，集中的程度不同，最大的區(qū)別就是在于建立共同的機(jī)制和依

賴關(guān)系。

公共渠道：沒(méi)有官方經(jīng)銷商、參與者和節(jié)點(diǎn)可以自由加入和退出網(wǎng)絡(luò)。采用

基于工作負(fù)載認(rèn)證的協(xié)商一致機(jī)制，使所有節(jié)點(diǎn)達(dá)成協(xié)商一致。網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有集中

的服務(wù)器節(jié)點(diǎn)，一般來(lái)說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)可以用來(lái)達(dá)成共識(shí)，公共渠道是“完全分散''的，

這是以比特幣和以太坊為代表的公共渠道參與者的自發(fā)行為。

聯(lián)合字符串：必須在連接時(shí)執(zhí)行應(yīng)用程序和身份驗(yàn)證應(yīng)用程序。采用基于協(xié)

議的協(xié)商一致機(jī)制。它是一種預(yù)先選擇和控制某些節(jié)點(diǎn)的利益聯(lián)盟。例如銀行聯(lián)

盟有10個(gè)金融機(jī)構(gòu)集團(tuán)和5個(gè)組織，操作5個(gè)節(jié)點(diǎn)，即默認(rèn)的5個(gè)交易記賬節(jié)

點(diǎn)。建造一個(gè)街區(qū)。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)都可以參與交易和查看區(qū)塊鏈，聯(lián)盟

鏈也被認(rèn)為是“部分分散化的

私有鏈：通常建立在一個(gè)機(jī)構(gòu)內(nèi)部，該機(jī)構(gòu)自行制定SPE規(guī)則歐共體的特

點(diǎn)適用于以過(guò)剩庫(kù)存為代表的特定組織的內(nèi)部數(shù)據(jù)管理和審計(jì)。

1.3互聯(lián)網(wǎng)金融技術(shù)基礎(chǔ)

1.3.1P2P網(wǎng)絡(luò)

P2P網(wǎng)絡(luò)是將塊鏈系統(tǒng)中的對(duì)等節(jié)點(diǎn)連接起來(lái)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，學(xué)者們已經(jīng)將其

轉(zhuǎn)化為點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)。大多數(shù)媒體稱為點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)或點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，是一個(gè)基于互聯(lián)網(wǎng)的連接網(wǎng)絡(luò)。

相當(dāng)于在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間分配傳統(tǒng)集中式節(jié)點(diǎn)的負(fù)載，節(jié)點(diǎn)共享有限的存儲(chǔ)和計(jì)算。

因此，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)用戶增加（印節(jié)點(diǎn)增加）時(shí)，節(jié)點(diǎn)提供的資源相應(yīng)增加。P2P網(wǎng)絡(luò)

還可以同時(shí)增加資源和服務(wù)容量，以滿足日益增長(zhǎng)的業(yè)務(wù)需求，即：可擴(kuò)展性。

1.3.2非對(duì)稱加密

公鑰可以向其他人公開(kāi)。私鑰必須是保密的，不能用獲得的公鑰來(lái)估計(jì)。在

區(qū)塊鏈的具體應(yīng)用中，非對(duì)稱加密主要用于數(shù)字簽名、登錄驗(yàn)證等安全需求。信

息的加密和傳輸是非常高的，A是消息的發(fā)送者，B是消息的發(fā)送者消息，在數(shù)

字簽名方案中，發(fā)送方A可以對(duì)用私鑰發(fā)送的信息進(jìn)行加密，而發(fā)送方B必須

對(duì)用A的公鑰和VE接收的信息進(jìn)行解密。即使在連接檢杳場(chǎng)景中，發(fā)送方A

是客戶機(jī)，接收方B是服務(wù)器。在客戶機(jī)用自己的密鑰加密連接信息之后，服

務(wù)器將使用客戶機(jī)。信息加密傳輸場(chǎng)景中，發(fā)送方A使用目標(biāo)接收方B的公鑰

對(duì)信息進(jìn)行加密。根據(jù)上述非對(duì)稱加密原理，只解密B的私鑰，信息不被他人

竊取。

張銳(2016)在“基于區(qū)塊鏈的傳統(tǒng)金融改革與創(chuàng)新”中，非對(duì)稱加密可以促

進(jìn)交易主體的共識(shí)，最小化價(jià)值交換中的摩擦邊界。同時(shí)，確保數(shù)據(jù)公開(kāi)的透明

度和更好的用戶隱私保護(hù)，可以得到保護(hù)。

1.3.3時(shí)間戳

時(shí)間戳本身并不復(fù)雜，但它是分區(qū)塊的。區(qū)塊鏈?zhǔn)蔷哂凶?cè)權(quán)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，

必須通過(guò)運(yùn)行時(shí)間戳將數(shù)據(jù)寫入?yún)^(qū)塊頭上的區(qū)塊。如前所述，區(qū)塊鏈區(qū)塊是按時(shí)

間順序排列的，Yong和WangFciyuc