区块链知识简介

1、区块链介绍BIG DATA PRESENTATION第1页区块链Qukuailian区块链(Blockchain)是分布式数据存放、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术新型应用模式。所谓共识机制是区块链系统中实现不一样节点之间建立信任、获取权益数学算法。区块链是比特币底层技术，像一个数据库账本，记载全部交易统计。这项技术也因其安全、便捷特征逐步得到了银行与金融业关注。第2页目 录CONTENTS区块链介绍区块链网络数据结构关键问题前景展望第3页区 块 链 简 介第4页区块链定义区块链是一个分布式账本，一个经过去中心化、去信任方式集体维护一个可靠数据库技术方案。从数据角度来看区块链是一个几

2、乎不可能被更改分布式数据库。这里“分布式”不但表示为数据分布式存放，也表示为数据分布式统计（即由系统参加者共同维护）。从技术角度来看区块链并不是一个单一技术，而是各种技术整合结果。这些技术以新结构组合在一起，形成了一个新数据统计、存放和表示方式。区 块 链 简 介第5页国际权威杂志经济学人、哈佛商业周刊、福布斯杂志等相继报道区块链技术将影响世界。创业企业R3联合全球42家顶级银行成立区块链联盟，包含摩根大通、美国银行、汇丰银行、花旗银行、富国银行、三菱UFJ金融集团、巴克莱银行、高盛、德意志银行等。区块链动态区 块 链 简 介第6页区 块 链 网 络第7页区块链科普数字署名数字署名包括到一个哈

3、希函数、发送者公钥、发送者私钥。数字署名有两个作用，一是能确定消息确实是由发送方署名并发出来。二是数字署名能确定消息完整性。工作原理发送报文时，发送方用一个哈希函数从报文文本中生成报文摘要，然后用自己私钥对摘要进行加密，加密后摘要将作为报文数字署名和报文一起发送给接收方，接收方首先用与发送方一样哈希函数从接收到原始报文中计算出报文摘要区 块 链 网络第8页SHA256 一个求Hash值加密算法。Merkle Tree一个哈希二叉树，使用它能够快速校验大规模数据完整性。在比特币网络中，Merkle 树被用来归纳一个区块中全部交易信息，最终生成这个区块全部交易信息一个统一哈希值，区块中任何一笔交易

4、信息改变都会使得使得 Merkle 树改变。工作原理将任何一串数据输入到SHA256将得到一个256位Hash值（散列值）。其特点：相同数据输入将得到相同结果。输入数据只要稍有改变（比如一个1变成了0）工作原理非叶子节点value计算方法是将该节点全部子节点进行组合，然后对组合结果进行hash计算所得出hash value。区 块 链 网络第9页节点网络任何机器都能够运行一个完整比特币节点，一个完整比特币节点包含以下功效：钱包，允许用户在区块链网络上进行交易完整区块链，统计了全部交易历史，经过特殊结构确保历史交易安全性，而且用来验证新交易正当性矿工，经过统计交易及解密数学题来生成新区块，假如成

5、功能够赚取奖励路由功效，把其它节点传送过来交易数据等信息再传送给更多节点除了路由功效以外，其它功效都不是必须。时间戳服务器大多用来进行比对以及验证处理，时间戳服务器是一款基于PKI（公钥密码基础设施）技术时间戳权威系统，对外提供准确可信时间戳服务。它采取准确时间源、高强度高标准安全机制，以确认系统处理数据在某一时间存在性和相关操作相对时间次序，为信息系统中时间防抵赖提供基础服务。区 块 链 网络第10页节点网络第1步节点网络第2步交易过程第3步交易过程第4步A将交易单广播至全网，比特币就发送给了B，每个节点都将收到交易信息纳入一个区块中关键点：对B而言，该枚比特币会即时显示在比特币钱包中，但直

6、到区块确认成功后才可用。当前一笔比特币从支付到最终确认成功，得到6个区块确认之后才能真正确认到帐当一个节点找到解时，它就向全网广播该区块统计全部盖时间戳交易，并由全网其它节点查对关键点：时间戳用来证实特定区块必定于某特定时间是确实存在。比特币网络采取从5个以上节点获取时间，然后取中间值方式作为时间戳。全部者A利用他私钥对前一次交易（比特货起源）和下一位全部者B签署一个数字署名，并将这个署名附加在这枚货币末尾，制作成交易单关键点：B以公钥作为接收方地址每个节点经过解一道数学难题，从而去取得创建新区块权利，并争取得到比特币奖励（新比特币会在此过程中产生）关键点：节点重复尝试寻找一个数值，使得将该数

7、值、区块链中最终一个区块Hash值以及交易单三部分送入SHA256算法后能计算出散列值X（256位）满足一定条件（比如前20位均为0），即找到数学难题解。由此可见，答案并不唯一区 块 链 网络第11页全网其它节点查对该区块记账正确性，没有错误后他们将在该正当区块之后竞争下一个区块，这么就形成了一个正当记账区块链。关键点：每个区块创建时间大约在10分钟。伴随全网算力不停改变，每个区块产生时间会随算力增强而缩短、随算力减弱而延长。其原理是依据最近产生区块时间差（约两周时间），自动调整每个区块生成难度（比如降低或增加目标值中0个数），使得每个区块生成时间是10分钟。交易过程第5步区 块 链 网络第1

8、2页数 据 结 构第13页区块链以区块为单位组织数据。全网全部交易统计都以交易单形式存放在全网唯一区块链中。区块链数据结构第14页上一区块哈希散列输入密 钥随机数用来实现挖矿机制用来实现区块连接区 块输入密 钥.交易信息输出密 钥.上一区块哈希散列输入密 钥随机数用来实现挖矿机制用来实现区块连接区 块输入密 钥.交易信息输出密 钥.区块是一个统计交易数据结构。每个区块由区块头和区块主体组成，区块主体只负责统计前一段时间内全部交易信息，区块链大部分功效都由区块头实现。区块数据结构第15页版本号，标示软件及协议相关版本信息父区块哈希值，引用区块链中父区块头哈希值，经过这个值每个区块才首尾相连组成了

9、区块链，而且这个值对区块链安全性起到了至关主要作用Merkle 根，这个值是由区块主体中全部交易哈希值再逐层两两哈希计算出来一个数值，主要用于检验一笔交易是否在这个区块中存在时间戳，统计该区块产生时间，准确到秒难度值，该区块相关数学题难度目标随机数(Nonce)，统计解密该区块相关数学题答案值区块头数据结构第16页4、难度值字段会依据之前一段时间区块平均生成时间进行调整以应对整个网络不停改变整体计算总量区块形成过程1、在当前区块加入区块链后，全部矿工就马上开始下一个区块生成工作2、把在当地内存中交易信息统计到区块主体中在区块主体中生成此区块中全部交易信息3、把上一个刚才生成区块区块头数据经过

10、SHA256 算法生成一个数据结构第17页核 心 问 题第18页区块头包含一个随机数，使得区块随机散列值出现了所需0个数。节点经过重复尝试来找到这个随机数， 这么就构建了一个工作量证实机制。工作量证实机制本质是一CPU一票，“大多数”决定表示为最长链，因为最长链包含了最大工作 量。假如大多数CPU为老实节点控制，那么老实链条将以最快速度延长，并超越其它竞争链条。假如想要修改已出现区块，攻击者必须重新完成该区块工作量外加该区块之后全部区块工作量，并最终赶上和超越老实节点工作量。工作量证实关键问题第19页分叉BLOCK1BLOCK2BLOCK3BLOCK4BLOCK6BLOCK5同一时间段内全网不

11、止一个节点能计算出随机数，即会有多个节点在网络中广播它们各自打包好暂时区块（都是正当）。某一节点若收到多个针对同一前续区块后续暂时区块，则该节点会在当地域块链上建立分支，多个暂时区块对应多个分支。该僵局打破要等到下一个工作量证实被发觉，而其中一条链条被证实为是较长一条，那么在另一条分支链条上工作节点将转换阵营，开始在较长链条上工作。其它分支将会被网络彻底抛弃。关键问题第20页双花，即二重支付，指攻击者几乎同时将同一笔钱用作不一样交易。每当节点在把新收到交易单加入区块之前，会顺着交易发起方公钥向前遍历检验，检验当前交易所用币是否确实属于当前交易发起方，此检验可遍历到该币最初诞生点（即产生它那块区

12、块源）。即使多份交易单能够任意序广播，不过它们最终被加入区块时必定展现一定次序。区块之间以Hash值作为时间戳则区块，这决定了任意一笔交易资金起源都能够被确定回溯。双花关键问题第21页前 景 展 望第22页金融、 医疗、公证、通信、供给链、域名、投票等领域都开始意识到区块链主要性并开始尝试将技术与现实社会对接。前景展望从需求端来看从投资端来看从市场应用来看区块链投资资金供给逐步上升， 风投投资热情也不停高涨，投资密度越来越大，供给端资金供给有望推进技术深入发展。区块链能成为一个市场工具，帮助社会削减平台成本，让中间机组成为过去；区块链将促使企业现有业务模式重心转移，有望加速企业发展。第23页区块链有望