区块链技术原理与实践版课件第10章区块链技术发展趋势

1、区块链技术发展趋势Blockchain Development Trend 区块链技术发展趋势Blockchain Developmen跨链技术安全多方计算区块链与分布式系统区块链与物联网区块链与大数据区块链与人工智能技术挑战小结参考资料课后习题课堂总结课堂提问跨链技术安全多方计算区块链与分布式系统区块链与物联网区块链与00 引导00 引导回顾学习了哪些区块链的技术？现有的区块链技术面临哪些挑战？区块链技术可以与哪些技术融合？回顾学习了哪些区块链的技术？学习目标Learning Objective01020303理解不同技术之间的联系技能目标跨链技术的工作原理各种技术之间的融合学习难点跨链技术

2、的工作原理学习重点理解跨链技术、安全多方计算、区块链与分布式存储和分布式计算；了解区块链面临的技术挑战；了解区块链与物联网、大数据、人工智能等关系；知识目标学习目标Learning Objective010203030110.1 跨链技术0110.1 跨链技术为什么需要跨链技术？目的：实现价值网络：用户在一条区块链上存储的价值，变成另一条链上的价值类别：公证人机制侧链/中继方案哈希锁定技术分布式私钥控制为什么需要跨链技术？目的：实现价值网络：用户在一条区块链上存10.1.1公证人机制添加你的副标题文字说明及简要标题文字概述共同信任的第三方/公证人（一个组织或一条区块链）应用价值问题描述各区块链

3、相互之间无法进行信息交流解决方法跨多方账本进行资产转移例子：InterIedger协议（2012Ripple开发团队提出）10.1.1公证人机制添加你的副标题文字说明及简要标题文字概ADD TEXT HERE公证人机制与加密的资金托管，中间连接器主要思路保证双方利益与支付的安全性核心思想原子模式与通用模式交易过程InterIedger协议添加你的副标题文字说明及简要标题文字概述ADD TEXT HERE公证人机制与加密的资金托管，中间连问题描述跨链过程中的链之间的信息不对称问题1解决方法侧链：独立于主链的一套区块链系统2应用价值跨链交易例子：BTC Relay智能合约310.1.2侧链/中继技

4、术侧链技术问题描述跨链过程中的链之间的信息不对称问题1解决方法侧链：独问题描述跨链过程中的链之间的信息不对称问题1解决方法中继：通过特定协议，所有区块链能够互相操作2应用价值跨链交易例子：Polkadot项目与Cosmos项目310.1.2侧链/中继技术中继技术问题描述跨链过程中的链之间的信息不对称问题1解决方法中继：通中继技术：（1）Polkadot1中继帧2平行链3交易收集者4验证人5举报者6提名人中继技术：（1）Polkadot1中继帧2平行链3交易收集者Cosmos多链网络由Hub和Zone组成Zone指任意一条区块链一个Hub可以与多条Zone连接中继技术：（2）CosmosCosm

5、os多链网络由Hub和Zone组成中继技术：（2）C02研究在缺乏可信第三方的情况下，如何安全地计算一个约定的函数与区块链结合的硬件和软件两大技术路径10.2 安全多方计算02研究在缺乏可信第三方的情况下，如何安全地计算一个约定的函可信部分是安全区，不可信部分是应用的剩余部分及其模块。操作系统和虚拟机监控器被看作是不可信部分。（2）SGX应用设计SGX是对英特尔体系的一个开展，用于增强软件的安全性。使用SGX技术构建新的区块链系统。建立一个可信的云计算平台。（4）SGX和区块链一套CPU指令。可支持应用创建安全区。（1）SGX技术原理Meltdown和Spectre攻击、SGXSpectre攻

6、击。破坏SGX的“小黑匣”的机密性。（3）SGX安全隐患可信执行环境硬件方面的技术，是主处理器上的一个安全区域支持可信执行环境（TEE）实现的硬件技术主要有：ARM的TrustZone、Intel的SGX，AMD的PSD等。可信部分是安全区，不可信部分是应用的剩余部分及其模块。（2）用于构造加密版本的电路，以实现所有非电路输出的线路上信息不泄密。又称：加密电路、乱码电路。Yaos两方协议：混淆电路技术软件方面的技术用于构造加密版本的电路，以实现所有非电路输出的线路上信息不泄Yaos两方协议：框架Yaos两方协议：框架矩阵元于2018年6月上线以MPC为核心的JUGO安全多方计算平台/homeJ

7、UGO集成GC和OT，以实现通用的两方计算JUGO集成自主研发的电路编译器GC+OT与区块链安全多方计算平台矩阵元于2018年6月上线以MPC为核心的JUGO安全多方计03介绍比较有代表性的“区块链+分布式存储”、“区块链+分布式计算”相关知识与应用10.3 区块链+分布式系统03介绍比较有代表性的“区块链+分布式存储”、“区块链+分布10.3.1区块链+分布式存储https:/ipfs.io/星际文件系统IPFS是一个面向全球的点对点的分布式版本文件系统。目标是补充（甚至取代）超文本传输协议HTTP，将所有具有相同文件系统的计算设备连接在一起。一个实现了的“区块链+分布式存储”的项目File

8、coinFilecoin建立在IPFS基础上，不需要任何中心服务器参与。星际文件系统IPFS：IPFS中常用的关键技术：一致性哈希表BitSwap协议默克尔有向无环图自我验证的文件系统 10.3.1区块链+分布式存储https:/ipfs.io10.3.2区块链+分布式计算属于分布式计算的一种边缘计算节点为终端设备提供存储、计算及网络服务，组成一个分散的网络边缘计算支持设备扩展，用于构建高效、安全的分布式物联网网络区块链组织边缘节点构建全网分布式账本，在边缘节点嵌入智能合约，通过隐私保障和是安全边缘计算融合区块链技术10.3.2区块链+分布式计算属于分布式计算的一种边缘计算支04介绍区块链有助

9、于解决物联网问题的方面10.4 区块链与物联网04介绍区块链有助于解决物联网问题的方面10.4 区块链与物物联网发展面临的挑战借助区块链实现物联网的可信计算和可信通信上升的复杂性隐私和安全性系统兼容性运行完整性设备持久性物联网发展面临的挑战借助区块链实现物联网的可信计算和可信通信工控系统的安全问题“进口一些西方国家的智能制造设备，往往会存在工业信息安全的问题。我国的一些电厂，也被植入了一些非法的软件，人家可以在远程遥控掌握我们电网的运行数据，在远程遥控我们发电机组。我国工控系统的漏洞非常多。我国工控系统有很多与生俱来的弱点，是为了再生产过程中的自动化和管理自动化这样一个初衷，导致程序简单、规则

10、简单，目的为了保证生产，提高效率，所以它的网络也很简单、设备也很简单，系统也很陈旧。2016年我国工控系统遭受网络攻击10多万次，大部分来自美国。这些攻击都是有效攻击，达到了目的。”国家信息技术安全研究中心副总工程师宫亚峰教授在“”第一期，2018年4月15日，来自微信公众号“国军频道”2018.4.17工控系统的安全问题“进口一些西方国家的智能制造设备，往往会存区块链的智能合约技术将智能涉笔变为可以自我维护和调节的独立个体帮助物联网提升安全性、私密性和数据完整性大幅提升流体数据的安全性，减少设备间数据流通处理的障碍有助于减少设备制造商的运营费负担区块链是体，物联网是用区块链可以帮助物联网解决

11、的一些痛点/article_new/show_html.php?article_id=cyzx_a7e24a34-6f9a-4550-fe26-5df1843b5ec3&categories_id=bd9e5912-b7da-4a84-b6ce-44b1bfae9bd5ITU“物联网区块链”系列国际标准：中国联通牵头主导并有效推动了ITU-T SG20“物联网区块链”标准化工作，与中兴通讯、中国信息通信研究院、中国信息通信技术集团公司、韩国ETRI等密切合作，牵头和联合牵头了7项ITU“物联网区块链”系列国际标准项目区块链的智能合约技术将智能涉笔变为可以自我维护和调节的独立个05介绍区块链与大

12、数据整合的优势10.5 区块链与大数据05介绍区块链与大数据整合的优势10.5 区块链与大数据区块链与大数据区块链注重账本的完整性，数据统计分析能力弱大数据具有海量数据存储技术、灵活高效的分析技术区块链大数据价值关联运算高效自动化真实性区块链与大数据区块链注重账本的完整性，数据统计分析能力弱大数区块链技术成熟的4个阶段去中介1.将区块链作为单纯的技术融入大数据的采集和共享3.将数据作为一种资产在区块链网络中进行交易4.区块链作为万物互联的基础设施支持大数据生命周期2.将区块链作为数据源接入大数据分析平台区块链技术成熟的4个阶段去中介1.将区块链作为单纯的技术融入06介绍区块链与人工智能的融合1

13、0.6 区块链与人工智能06介绍区块链与人工智能的融合10.6 区块链与人工智能区块链与人工智能区块链有望彻底改变人工智能区块链为人工智能的数据积累带来发展人工智能的发展机会：去中心化/全局共享不可篡改/可审计跟踪记录数字资产/价值交换区块链的3个新特性值得人工智能关注区块链的3个新特性：去中心化不可篡改可追溯区块链在人工智能领域的典型应用。如：人工智能模型的审计跟踪记录、个体人工智能助手区块链与人工智能区块链有望彻底改变人工智能区块链为人工智能的区块链和人工智能的融合区块链和人工智能的融合区块链能为AI做什么？安全数据共享你的数据，你的价值出售你的额外计算能力无信任设备协作可解释的AI区块链

14、能为AI做什么？安全数据共享AI能为区块链做什么？安全性和可扩展性隐私和个性化机器的崛起AI能为区块链做什么？安全性和可扩展性区块链与人工智能数据共享带来更好的模型数据共享带来全新的模型全球规模的数据带来全球规模的洞察力从数据和模型的审计跟踪记录获得更可靠的预测3241数据和模型成为价值交换中心更精细的数据模型权限控制自主运作的人工智能助理657区块链与人工智能数据共享带来更好的模型数据共享带来全新的模型07介绍区块链面临的多重挑战10.7 技术挑战07介绍区块链面临的多重挑战10.7 技术挑战区块链技术面临的挑战区块链未来会提供更全面、更高效的服务010203性能容量交易频率过低问题延迟问题

15、安全与政策风险攻击隐私和信息保护部署和维护较多的部署时间维护成本区块链技术面临的挑战区块链未来会提供更全面、更高效的服务0108REVIEW10.8 小结08REVIEW10.8 小结10.8 小结以区块链为代表的战略信息技术是第四次工业革命的重要成果区块链的价值区块链的发展路线推动新一代信息技术产业的发展为经济社会转型升级提供技术支撑应用需求分析与技术体系研究阶段关键技术方案选型和平台建设阶段培育新的创业、创新机会技术开源与优化阶段为社会管理和治理水平的提升提供技术手段应用试点阶段10.8 小结以区块链为代表的战略信息技术是第四次工业革命的09QUESTIONING课堂总结09QUESTIO

16、NING课堂总结内容汇总1跨链技术2安全多方计算3区块链与分布式系统4区块链与物联网5区块链与大数据6区块链与人工智能7技术挑战内容汇总1跨链技术2安全多方计算3区块链与分布式系统410QUESTIONING课堂提问10QUESTIONING课堂提问什么是跨链？区块链有助于物联网解决哪些问题？区块链的技术挑战有哪些？课堂提问什么是跨链？区块链有助于物联网解决哪些问题？区块链的技术挑战11REFERENCE参考资料11REFERENCE参考资料参考资料小明学习笔记| 一文看懂区块链跨链机制| 星球日报Blockchain Interoperability: The Holy Grail for

17、Cross-Chain .Cross-Chains: How Blockchains Communicate With Each OtherArtificial Intelligence Implementations on the Blockchain. Use Cases and Future Applications【论文翻译】AI与区块链：颠覆性整合Blockchain Scalability: When, Where, How?Scalability Tradeoffs: Why “The Ethereum Killer” Hasnt Arrived Yet参考资料小明学习笔记| 一文看懂区块链跨链机制| 星球日报12ASSIGNMENT课后习题12ASSI