区块链技术发展与应用 课件

区块链技术发展与应用区块链技术发展与应用1主要内容P1.区块链来源P2.技术原理P3.优势与缺陷P4.现状与展望去中心化的革命主要内容P1.区块链来源P2.技术原理P3.优势与缺陷P4.2区块链来源区块链来源3为什么会有区块链的创新？现状：中央系统虚拟货币（中心化机构掌控）；异地灾备、云存储。中心化的来源：为满足市场参与者对信息的需求，而信息的买卖造就了“中介费”（成本）创新源于对现实问题的解决——中心化信息分散在各中心手中，打通成本非常大信息要按照中心化机构的体系要求进行运作（全球汇款）内部人员的篡改，黑客攻击，自然灾害等中心化的弊端为什么会有区块链的创新？现状：中央系统虚拟货币（中心化机构掌4信息去中心化第一代互联网成功实现了信息去中心化：生活信息、知识、新闻、资料…互联网的起点是TCP/IP协议（执行一个网络上所有节点统一格式对等传输信息的开放代码）——信息分享与实时更新互联网就是消灭那个价值很低、成本很高的（信息）供应链：它开放、互联、对等、全球化、去中心化——阿里巴巴副总裁高红冰信用去中心化没有“中介”的信用背书很难实现陌生人间的信用交易：银行，结算机构，淘宝…中心化带来的成本与日俱增能否在互联网中创造一种技术，这种技术在无法保证人们互相信任的前提下，还可以从事价值交换的活动？区块链技术信息去中心化第一代互联网成功实现了信息去中心化：生活信息、知5区块链是什么？“区块链”技术是指通过去中心化和去信任的方式集体维护一个可靠数据库的技术。并不是一种单一的、全新的技术，而是多种现有技术（加密算法、P2P文件传输等）整合的结果。从数据的角度来看：分布式数据库（存储与记录），P2P的自组织网络从效果的角度来看：时间顺序、不可篡改的、可信任的数据库多种现有技术的整合：加密算法，P2P文件传输，时间戳，数据库等关键点：去中心化、去信任、集体维护、可靠数据库、时间戳、非对称加密区块链是什么？“区块链”技术是指通过去中心化和去信任的方式集6技术原理技术原理7区块链的技术原理建立全球通用数据库的三大问题：1.去中心化情况下保证完整性2.部分节点崩溃下系统正常运行3.数据库信息可信赖区块链四大核心技术：1.区块+链2.分布式结构——开源的、去中心化的协议3.所有权的信任基础——数学4.脚本——可编程的智能合约VS区块链的技术原理建立全球通用数据库的三大问题：区块链四大核心8核心技术1：区块+链把数据分成不同的区块，每个区块通过特定的信息链接到上一区块的后面，前后顺连来呈现一套完整的数据。——账本区块（block）：存放记录的文件，记录其创建期间发生的所有价值交换活动链：按时间先后顺序将区块存储在数据库纸页码核心技术1：区块+链把数据分成不同的区块，每个区块通过特定的9核心技术1：区块+链比特币中的区块结构图核心技术1：区块+链比特币中的区块结构图10核心技术1：区块+链区块链是系统内所有节点共享的交易数据库，这些节点基于价值交换协议参与到区块链的网络中来。父哈希：该区块父节点的地址，找到这个地址链接在后面头哈希：该区块地址Merkle根：通过密码学原理算出的值，用于检验交易的真实性时间戳：记录该区块产生的精确时间难度：该区块相关数学题难度指标Nonce:该区块数学题的答案值，用于验证答案核心技术1：区块+链区块链是系统内所有节点共享的交易数据库，11核心技术1：区块+链(哈希函数)

父哈希（前一区块的交易缩影）区块由谁来记录？流程示例：标识字符串交易清单+上一账单编号全网所有节点/记录员争夺记账权√公告、验证、更新账簿头哈希Nonce值核心技术1：区块+链(哈希函数)12核心技术1：区块+链区块链的不可篡改性由工作量证明机制与共识机制共同保证。最长的链条才被全网公认。在区块链中篡改数据会产生链条分叉，篡改难度极高。没有发生过的交易、虚假的交易则不会被记录在册。只要进入区块链数据库，人们可以随时找到系统内任何时候、任何人支付或收到的价值交换活动的详细情况。要改变一个已经在区块链中存在一段时间的区块，从技术上来说几乎是不可行的“短块链”：被淘汰的分叉区，价值交换活动将被重新加入到交易列队池中区块链如何解决分叉问题？核心技术1：区块+链区块链的不可篡改性由工作量证明机制与共识13核心技术1：区块+链如何检验交易的真实性？Merkle根MerkleHashTreeMerkle树的叶子节点上的value：数据的Hash值非叶子节点的Value：其下面所有叶子节点值进行组合后，再进行hash计算所得作用：大大减少数据的传输量以及计算的复杂度，只需验证传输后的新区块上的MerkleTree的根节点值是否一致核心技术1：区块+链如何检验交易的真实性？Merkle根Me14核心技术2：分布式结构中央电脑VS分布式节点分布式记账——会计责任的分散化分布式传播——每一次交换都传播到网络中的所有节点分布式存储——数据信息的可容错性极高核心技术2：分布式结构中央电脑VS分布式节点分布式记账——会15核心技术3：所有权的信任基础—数学公钥：信息的真实性私钥：信息的安全性非对称加密原理：私钥向全网证明“自己是自己”：全网节点虽然无法看到我的密码是什么，但要让他们都知道我确实拥有这一密码。常见的非对称加密算法包括RSA、Elgamal、D-H、ECC（椭圆曲线加密算法）等。核心技术3：所有权的信任基础—数学公钥：信息的真实性非对称加16核心技术3：所有权的信任基础—数学公、私钥的生成过程详解密钥对：1、对信息用其中一个密钥加密后，只能用另一个密钥才能解开；2、“非对称密钥对”：其中一个密钥公开后，根据公开的密钥别人也无法算出另一个，公开的密钥称为公钥，不公开的密钥称为私钥。核心技术3：所有权的信任基础—数学公、私钥的生成过程详解密钥17核心技术3：所有权的信任基础—数学非对称加密作用示例：“Bob汇一笔款给Alice”Bob用Alice的公钥对汇款详情加密Bob用私钥进行数字签名（加密）Alice用私钥解密，查阅详情Alice、各节点用Bob公钥进行认证AliceBob汇款详情核心技术3：所有权的信任基础—数学非对称加密作用示例：“Bo18核心技术4：可编程的智能合约—脚本作用：记录价值转换条件本质：众多指令的列表示例：1、捐出去的钱只可用来购买急救设备；2、贷款的钱只可用来交学费（附加价值再转移的条件）。优势：可编程性：（1）可灵活改变花费掉留存价值的条件；（2）可灵活的在发送价值时附加一些价值再转移的条件。核心技术4：可编程的智能合约—脚本作用：记录价值转换条件本质19核心技术4：可编程的智能合约—脚本关于脚本的一个简单例子：

假设A想通过区块链系统发送一单位价值给B，那么系统的交易编号1（TX1）中就包含了这些简化的代码信息:发送金额对方地址脚本语言：定义了如果B想要花费这1单位价值，应该满足什么条件再假设B要发送这1单位价值给C，那么他需要在TX2的输入中包含下面的信息：其他节点如何验证TX2这笔交易的合法性？+核心技术4：可编程的智能合约—脚本关于脚本的一个简单例子：发20区块链技术的特点分布式记账与存储高容错性数据信息完整透明符合法律和便于追踪全球一个数据库高包容性业务模式透明世界背后的匿名性保护隐私纯数学方法建立信任关系，去中心化结构—高运作效率、低运营成本12345区块链技术的特点区块链技术的特点分布式记账与存储数据信息完整透明全球一个数据21优势与缺陷优势与缺陷22优势与缺陷优势不可篡改的时间戳：可解决数据追踪与信息防伪问题去中心化的分布式结构：现实中可节省大量的中介成本安全的信任机制：可解决现今物联网技术的核心缺陷灵活的可编程特性：可帮助规范现有市场秩序缺陷高耗能问题数据库存储空间问题处理大规模交易的抗压能力问题安全性问题优势与缺陷优势不可篡改的时间戳：可解决数据追踪与信息防伪问题23现状与展望现状与展望24现状与展望数据库正在从集中式走向分布式阿里双十一时支付宝成功实现每秒峰值8.59万笔的交易，就是基于分布式数据库的架构之上比特币之后，多元化区块链共同发展：公共区块链：最初形态，一种完全去中心化的分布式存储数据库；侧链：实现公共区块链上价值与其他账簿上价值在多个区块链间的转移；私有区块链：参与的节点只有用户自己，数据的访问和使用有权限管理。现状与展望数据库正在从集中式走向分布式比特币之后，多元化区块25现状与展望区块链1.0：可编程货币：去中心化的数字支付系统，无障碍的价值转换；区块链2.0：可编程金融：股票、清算、私募股权等众多金融领域；区块链3.0：可编程社会：公证、仲裁、审计、物流、医疗、邮件等领域。需求广泛：现状与展望区块链1.0：可编程货币：去中心化的数字支付系统，26现状与展望区块链在金融服务领域的项目一览表现状与展望区块链在金融服务领域的项目一览表27现状与展望区块链相关投资情况（单位：百万美元）现状与展望区块链相关投资情况（单位：百万美元）28区块链技术发展与应用课件29谢谢！谢谢！30区块链技术发展与应用区块链技术发展与应用31主要内容P1.区块链来源P2.技术原理P3.优势与缺陷P4.现状与展望去中心化的革命主要内容P1.区块链来源P2.技术原理P3.优势与缺陷P4.32区块链来源区块链来源33为什么会有区块链的创新？现状：中央系统虚拟货币（中心化机构掌控）；异地灾备、云存储。中心化的来源：为满足市场参与者对信息的需求，而信息的买卖造就了“中介费”（成本）创新源于对现实问题的解决——中心化信息分散在各中心手中，打通成本非常大信息要按照中心化机构的体系要求进行运作（全球汇款）内部人员的篡改，黑客攻击，自然灾害等中心化的弊端为什么会有区块链的创新？现状：中央系统虚拟货币（中心化机构掌34信息去中心化第一代互联网成功实现了信息去中心化：生活信息、知识、新闻、资料…互联网的起点是TCP/IP协议（执行一个网络上所有节点统一格式对等传输信息的开放代码）——信息分享与实时更新互联网就是消灭那个价值很低、成本很高的（信息）供应链：它开放、互联、对等、全球化、去中心化——阿里巴巴副总裁高红冰信用去中心化没有“中介”的信用背书很难实现陌生人间的信用交易：银行，结算机构，淘宝…中心化带来的成本与日俱增能否在互联网中创造一种技术，这种技术在无法保证人们互相信任的前提下，还可以从事价值交换的活动？区块链技术信息去中心化第一代互联网成功实现了信息去中心化：生活信息、知35区块链是什么？“区块链”技术是指通过去中心化和去信任的方式集体维护一个可靠数据库的技术。并不是一种单一的、全新的技术，而是多种现有技术（加密算法、P2P文件传输等）整合的结果。从数据的角度来看：分布式数据库（存储与记录），P2P的自组织网络从效果的角度来看：时间顺序、不可篡改的、可信任的数据库多种现有技术的整合：加密算法，P2P文件传输，时间戳，数据库等关键点：去中心化、去信任、集体维护、可靠数据库、时间戳、非对称加密区块链是什么？“区块链”技术是指通过去中心化和去信任的方式集36技术原理技术原理37区块链的技术原理建立全球通用数据库的三大问题：1.去中心化情况下保证完整性2.部分节点崩溃下系统正常运行3.数据库信息可信赖区块链四大核心技术：1.区块+链2.分布式结构——开源的、去中心化的协议3.所有权的信任基础——数学4.脚本——可编程的智能合约VS区块链的技术原理建立全球通用数据库的三大问题：区块链四大核心38核心技术1：区块+链把数据分成不同的区块，每个区块通过特定的信息链接到上一区块的后面，前后顺连来呈现一套完整的数据。——账本区块（block）：存放记录的文件，记录其创建期间发生的所有价值交换活动链：按时间先后顺序将区块存储在数据库纸页码核心技术1：区块+链把数据分成不同的区块，每个区块通过特定的39核心技术1：区块+链比特币中的区块结构图核心技术1：区块+链比特币中的区块结构图40核心技术1：区块+链区块链是系统内所有节点共享的交易数据库，这些节点基于价值交换协议参与到区块链的网络中来。父哈希：该区块父节点的地址，找到这个地址链接在后面头哈希：该区块地址Merkle根：通过密码学原理算出的值，用于检验交易的真实性时间戳：记录该区块产生的精确时间难度：该区块相关数学题难度指标Nonce:该区块数学题的答案值，用于验证答案核心技术1：区块+链区块链是系统内所有节点共享的交易数据库，41核心技术1：区块+链(哈希函数)

父哈希（前一区块的交易缩影）区块由谁来记录？流程示例：标识字符串交易清单+上一账单编号全网所有节点/记录员争夺记账权√公告、验证、更新账簿头哈希Nonce值核心技术1：区块+链(哈希函数)42核心技术1：区块+链区块链的不可篡改性由工作量证明机制与共识机制共同保证。最长的链条才被全网公认。在区块链中篡改数据会产生链条分叉，篡改难度极高。没有发生过的交易、虚假的交易则不会被记录在册。只要进入区块链数据库，人们可以随时找到系统内任何时候、任何人支付或收到的价值交换活动的详细情况。要改变一个已经在区块链中存在一段时间的区块，从技术上来说几乎是不可行的“短块链”：被淘汰的分叉区，价值交换活动将被重新加入到交易列队池中区块链如何解决分叉问题？核心技术1：区块+链区块链的不可篡改性由工作量证明机制与共识43核心技术1：区块+链如何检验交易的真实性？Merkle根MerkleHashTreeMerkle树的叶子节点上的value：数据的Hash值非叶子节点的Value：其下面所有叶子节点值进行组合后，再进行hash计算所得作用：大大减少数据的传输量以及计算的复杂度，只需验证传输后的新区块上的MerkleTree的根节点值是否一致核心技术1：区块+链如何检验交易的真实性？Merkle根Me44核心技术2：分布式结构中央电脑VS分布式节点分布式记账——会计责任的分散化分布式传播——每一次交换都传播到网络中的所有节点分布式存储——数据信息的可容错性极高核心技术2：分布式结构中央电脑VS分布式节点分布式记账——会45核心技术3：所有权的信任基础—数学公钥：信息的真实性私钥：信息的安全性非对称加密原理：私钥向全网证明“自己是自己”：全网节点虽然无法看到我的密码是什么，但要让他们都知道我确实拥有这一密码。常见的非对称加密算法包括RSA、Elgamal、D-H、ECC（椭圆曲线加密算法）等。核心技术3：所有权的信任基础—数学公钥：信息的真实性非对称加46核心技术3：所有权的信任基础—数学公、私钥的生成过程详解密钥对：1、对信息用其中一个密钥加密后，只能用另一个密钥才能解开；2、“非对称密钥对”：其中一个密钥公开后，根据公开的密钥别人也无法算出另一个，公开的密钥称为公钥，不公开的密钥称为私钥。核心技术3：所有权的信任基础—数学公、私钥的生成过程详解密钥47核心技术3：所有权的信任基础—数学非对称加密作用示例：“Bob汇一笔款给Alice”Bob用Alice的公钥对汇款详情加密Bob用私钥进行数字签名（加密）Alice用私钥解密，查阅详情Alice、各节点用Bob公钥进行认证AliceBob汇款详情核心技术3：所有权的信任基础—数学非对称加密作用示例：“Bo48核心技术4：可编程的智能合约—脚本作用：记录价值转换条件本质：众多指令的列表示例：1、捐出去的钱只可用来购买急救设备；2、贷款的钱只可用来交学费（附加价值再转移的条件）。优势：可编程性：（1）可灵活改变花费掉留存价值的条件；（2）可灵活的在发送价值时附加一些价值再转移的条件。核心技术4：可编程的智能合约—脚本作用：记录价值转换条件本质49核心技术4：可编程的智能合约—脚本关于脚本的一个简单例子：

假设A想通过区块链系统发送一单位价值给B，那么系统的交易编号1（TX1）中就包含了这些简化的代码信息:发送金额对方地址脚本语言：定义了如果B想要花费这1单位价值，应该满足什么条件再假设B要发送这1单位价值给C，那么他需要在TX2的输入中包含下面的信息：其他节点如何验证TX2这笔交易的合法性？+核心技术4：可编程的智能合约—脚本关于脚本的一个简单例子：发50区块链技术的特点分布式记账与存储高容错性数据信息完整