区块链技术与应用PPT学习课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,区块链技术与应用,郑相涵，博士，副教授,网络安全与信息工程系副主任,IEEE,区块链专委会理事,1,教育背景与工作经历,教育经历,20,0,1/092005/07,本科 计算机科学与技术 武汉理工大学,2005/082007/6,硕士,信息通信技术（,ICT,）挪威,Agder,大学,(UIA),获奖：挪威国家奖学金全奖；导师：爱立信德国公司前亚太区总裁、挪威,Agder,大学现任校长,Prof.Frank Reichert,；研究领域：移动分布式系统协议与通信,。,2007/82011/03,博士,信息通信技术（,ICT,）挪威,Agder,大学,(UIA),获奖：挪威国家奖学金,全奖,；导师：,爱立信公司前亚太区总裁、挪威,Agder,大学现任校长,Prof.Frank Reichert,；研究领域：分布式系统安全框架,。,工作经历,2006/062007/8,网络设计师 德国亚琛爱立信研究院,2011/09,现 副研究员 福州大学,2,2025/1/5 周日,目录,一、区块链概念,二、核心技术,三、以太坊,-,区块链,2.0,四、,区块链应用,五、现存问题,六、总结,3,2025/1/5 周日,2017,新兴技术成熟度曲线，,Gartner,4,2025/1/5 周日,区块链市场价值，,Gartner,5,2025/1/5 周日,我们应如何学习区块链知识？,技术人员,创业人员,其他,决策者,区块链,6,2025/1/5 周日,1.Why is,区块链？,2.,What is,区块链？,3.Challengers Forward,4.,总结,3.,How,区块链,does,？,区块链概念,7,从两个经典案例说起,-,津巴布韦货币贬值,津巴布韦一度是世界上通货膨胀率最高的国家，根据,2008,年,7,月官方公布的统计数据，当时该国通货膨胀率高达,2.31,亿，,2009,年,1,月,16,日，津巴布韦储备银行发行了,面值为,100,万亿的津元纸币，创下了人类历史的货币面值纪录。,据报道，按照,2009,年,1,月,15,日自由市场的兑换价格，,10,万亿津元约合,30,美元。,8,2025/1/5 周日,从两个经典案例说起,-,麦道夫世纪骗局,2008年12月，美国华尔街传奇人物伯纳德麦道夫因涉嫌证券欺诈遭警方逮捕,，检察人员指控,他利用“庞氏”骗局,给投资者,造成,损失约500亿美元。,随后，麦道夫被叛150年监禁！（麦道夫当年70岁）,庞氏骗局,是一种最古老和最常见的投资诈骗，是金字塔骗局的变体，很多非法的传销集团就是用这一招聚敛钱财的，庞氏骗局在中国又称“,借新债还旧债，债债不还，拆东墙补西墙，墙墙不倒“,。简言之就是利用新投资人的钱来向老投资者支付利息和短期回报，以制造赚钱的假象进而骗取更多的投资。,麦道夫的声望,：麦道夫公司是美国最大的可独立从事证券交易的交易商。伯纳德麦道夫是美国华尔街传奇人物，1991年成为,纳斯达克董事会主席,。在其带领下，纳斯达克成为足以和纽交所分庭抗礼的证券交易所，正因为这样，人们才如此的相信他，相信他的基金。,麦道夫的诈骗手段,：,财务状况秘而不宣,：,所有账目、文件都被麦道夫“锁在保险箱里”,金字塔式骗局,：,用高额回报引诱投资者，同时用后来投资者资金偿付前期投资者,。,9,2025/1/5 周日,从两个经典案例说起,-,问题出在哪？,信用破产,现代货币的本质是国家信用的背书，津巴布韦元的疯狂贬值其实就是津巴布韦国家信用的破产。,麦道夫凭借其营造的个人声势和地位，让各种社会名流达官显贵都对他的信用深信不疑，而不做任何查证。,绝对中心化,津巴布韦元的发行，和大多数国家一样，只受津巴布韦央行的控制，所有的信用全部来自于央行这一个中心,麦道夫的信用，除了他自己，几乎无人知道。即使是普通人的信用，也是需要通过征信机构这样的中心才能获得。信用完全来自于中心。,不透明，无监管,津巴布韦央行除了本国政府，不受其他任何监管，没人知道他们发了多少货币，为什么发行。,麦道夫的行为同样没有任何监管，谁也不知道麦道夫的钱花了多少，花到了什么地方。,10,2025/1/5 周日,为什么出现了区块链,-,中心化的信用体系问题积重难返,信用是什么？,所谓信用，是指依附在人之间、单位之间和商品交易之间形成的一种相互信任的生产关系和社会关系。,-,来自百度百科,信用的分类：商业信用、银行信用、国家信用,(,货币、国债,),、消费信用、信托,(,麦道夫的基金,),等。,人类以往的信用都需要通过一个中心去建立和维护,，例如货币基于央行这个中心，企业,/,个人信用基于若干个征信巨头这样的中心，甚至,QQ,币也要依赖腾讯这个中心。,中心化信用体系存在着巨大的问题：,最大问题在于，一旦这个中心出现问题，这个信用体系就彻底崩塌,，无法挽救，就如同津巴布韦货币的破产。,中心化信用体系有不透明、缺少监管的问题,，麦道夫案是最典型的的例证。,中心化信用体系还有成本高的问题,，所有人之间的交易都要基于对方的信用，比如房产交易需要房产中介、房管所等众多组织和中介来介入。,11,2025/1/5 周日,区块链的核心是建立去中心化的信用,2008年爆发全球金融危机，当时有人用“中本聪”的化名发表了一篇论文，描述了,基于区块链技术的比特币,的模式。,2009,年，不受央行和任何金融机构控制的比特币诞生。中本聪生成了了世界上第一个区块，命名“创世区块”。比特币的底层采用了区块链技术。,中本聪在创世区块上留下了一句永远不可能被修改的一句话：,The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brink of second bailout for banks,，这句话来自当时的英国财政大臣达林：财政大臣正处于实施第二轮银行紧急援助的边缘,12,2025/1/5 周日,区块链的出现建立了完全分布式的信用体系,完全分布式,任一节点的损坏或者失去都不会影响整个系统的运作。,可靠性和不可篡改性,破坏区块链系统需要攻击,51%,以上的节点。,去信任性,参与整个系统中的每个节点之间进行数据交换是无需互相信任的，因为每个节点都有这个网络的所有数据。,集体维护,系统中的数据块由整个系统中所有具有维护功能的节点来共同维护，而这些具有维护功能的节点是分布式的，任何人都可以参与。,完全透明,整个系统的运作规则（算法）、数据（账本）都是公开透明的，可即时审计的。,13,2025/1/5 周日,1.Why is,区块链？,2.,What is,区块链？,3.Challengers Forward,4.,总结,3.,How,区块链,does,？,14,2025/1/5 周日,区块链的工作原理,区块,简单地说，区块链就是不再依赖中心化的记账，而是通过一种密码学计算让全网节点随机争夺记账权，争夺到记账权的节点就会被奖励比特币，而记完后的账本发布给全网所有节点保存。,15,2025/1/5 周日,区块链的重要概念,概念,解释,公钥,相当于账号，全网每个节点都有一个公钥，别人付钱时都是付给这个公钥,私钥,相当于你的账号的身份证明，私钥可以解开公钥加密的数据，说明付款方确实是你。私钥必须妥善保存，一旦丢失，就丢失了账户内的所有数据也就是所有财产。,交易,节点之间发生的支付就是交易,区块,一段时间内的所有交易会打包成一个区块,这个区块还会记录上一个区块的,hash,值，使得上一个区块不可篡改。,区块会包含时间戳，这个时间戳解决了“双花”问题，也就是一个货币不能被支付两次，区块链技术中承认时间戳在前的交易的有效性。,区块链,由于每个区块都有上一个区块的,hash,值，造成每生成一个新区快，就会造成老区块的不可篡改，从而形成全部数据的不可篡改。,记账权,/,挖矿,所谓记账权，也就是比特币中的挖矿，其实就是把从上次区块生成后到现在为止的所有交易打包再打上时间戳，向全网公示，,51%,的节点确认区块有效则该区块就加入到区块链的末端，成为账本的一部分。,由于不存在中心，所以记账权是全网争夺的，大家通过计算一道密码学难题，谁先解出来，并获得全网共识，谁就争夺到记账权。,因为要鼓励大家参与记账，所以争夺到记账权会有报酬，就是若干比特币。,共识机制,就是所有分布式节之间怎么达成共识，通过算法来生成和更新数据，去认定一个记录的有效性，这既是认定的手段，也是防止篡改的手段。以比特币为例，采用的是“工作量证明”（,Proof Of Work,，简称,POW,）。工作量是需要算力的，通过工作量证明，有效的防止了篡改和伪造，因为如果要达到伪造和篡改的工作量，大概需要上亿元成本跟的算力。,16,2025/1/5 周日,原始社会的共识机制,17,2025/1/5 周日,区块链的重要特性,-,分布式记账,(1/2),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,区块链技术的本质是通过密码学建立了一个不依赖任何中心的、完全分布式的数据库,18,2025/1/5 周日,区块链的重要特性,-,分布式记账,(2/2),对一个分布式系统来说，存在,CAP,定理（,CAP theorem,）又被称作布鲁尔定理（,Brewers theorem,），它指出一个分布式系统不可能同时满足以下三点：,一致性（,Consistence),：在分布式系统中的所有数据备份，在同一时刻是否同样的值。,可用性（,Availability,）：在集群中一部分节点故障后，集群整体是否还能响应客户端的读写请求。,分区容忍性（,Partition tolerance,）：集群中的某些节点在无法联系后，集群整体是否还能继续进行服务。,由于当前的网络硬件肯定会出现延迟丢包等问题，所以分区容忍性是我们必须需要实现的。换句话说，,CAP,定理表明我们必须在一致性（,C,）和可用性（,A,）之间进行权衡。具体到区块链和大数据来说，,大数据是以牺牲一致性（,C,）来换取可用性（,A,）和分区容忍性（,P,）的，而区块链却优先保证了一致性（,C,）。,19,2025/1/5 周日,区块链的网络架构,公有区块链,A,网络中的节点可任意接入，网络中数据读写权限不受限制，任何人都能参与共识过程，比特币属于典型的公有链。,私有区块链,B,共识机制、验证、读取等行为被限定在一个范围内，由一个实体控制，仅对实体内部开放。,联盟区块链,C,介于公有链和私有链之间，更符合大部分行业场景，适度对外开放，受到了包括,R3CEV,在内的推崇。,20,2025/1/5 周日,区块链的应用分类,区块链,1.0,应用：数字货币,区块链,2.0,应用：智能合约,+,数字货币，例如：跨境支付、反洗钱、证券发行与交易、数字化资产等。,区块链,3.0,应用：扩展到金融行业以外其他行业,隐私数据存储：区块链的高冗余存储、去中心化、高安全性和隐私保护等特点，使其特别适合存储和保护重要隐私数据。,防伪溯源：善款进入系统后，整个生命周期都将记录在区块链上，没有人工拨付等环节，每一笔款项的去向很难人工更改。这样就可以促进公益捐款全过程的开放和透明。,身份认证：区块链数字身份识别证书,能源管理：去中心化网络，让网内用户在其屋顶太阳能发电超过需求时，可卖给社区的邻居，可以彼此互通有无，并以区块链虚拟货币来结算。,投票：开源在线投票。,21,2025/1/5 周日,区块链的优点,完全分布式,：任意节点宕机不会导致网络崩溃。,去信任性,：每一笔交易都由全网节点共同背书，所以不需要知道对方的身份，可以接受对方的交易。,解决了数字货币的“双花”问题。,大大降低交易成本,：因为不需要查清对方的信用，也就不需要征信，所以,大大降低交易成本,大大提高了可靠性和不可篡改性,：只有全网,51%,的节点被攻破才能篡改账本，作假成本极高，需要很大的算力，,瞬间公证、清算、审计、财务公开,：由于所有数据全网都有，所以随时随刻可以清算、审计，完全公开，这解决了人类财务体系的痛点。,私密性,：由于不需要对方的信用，所以可以匿名交易，交易的数据也可以加密，所以交易的私密性可以得到保障。,私密性,22,2025/1/5 周日,区块链的局限性,性能与容量问题：,去中心化程度与共识机制效率的矛盾：去中心化程度越高，共识机制效率越低，交易时延越长，交易吞吐越低，因此两者必须平衡。,账本存储容量和处理性能的矛盾：账本规模的增长，会带来节点的硬件资源门槛的提高。,安全性局限,51%,攻击：需要引入大量节点，如果节点太少，,51%,攻击很容易。,私钥与终端安全：私钥存储在用户终端本地，如果私钥被窃取，就会出现资金损失。,共识机制安全：,PoW,、,PoS,的共识机制是否真正安全，缺乏严格的证明和试验。,23,2025/1/5 周日,区块链的国际联盟和重点关注公司,区块链主要联盟,R3,联盟：全球最大的区块链联盟，,2015,年,9,月，甶,9,家银行创建成立，但现在有多家银行退出。,Hyperleger,联盟：,Linux,基金会发起，,IBM,捐献的源码，非盈利，目标是共同建立并维系一个跨产业的、透明公开、去中心化的超级账本项目。,EEA,：企业以太坊联盟，,2017,年,2,月,28,日，甶摩根大通等银行，,intel,、微软等,30,多家企业宣布成立，以开发相关的标准和技术，让企业更加便利使用新崛起的以太坊区块链技术。,区块链重点关注公司：,IBM,：,IBM,把,Blockchain,的所有源代码（约,44000,行）捐给了,Linux,基金会的,Hyperledger,项目，成为了开源代码的主要组成部分，,IBM,的公有云和私有云都有对于区块链的技术支持。,英特尔：,Hyperledger,早期成员之一，为,Hyperledger,提供各种选项和共识算法。早期还开发比特币的挖矿机芯片。,微软：在它的,Azure,云上提供了,BaaS,（区块链即服务）。,24,2025/1/5 周日,区块链的中国联盟和重点关注公司,中国三大区块链联盟,ChinaLedger,：,2016,年,4,月,19,日，中国首个区块链联盟成立。全称是中国分布式总账基础协议联盟，主要任务研究开源的分布式总账系统及衍生技术。,金链盟：,2016,年,5,月,31,日，由微众锒行、平安银行等发起成立，有腾讯、华为、京东金融等知名企业。金链盟的成员中，七成是金融机构，三成是金融科技企业和互联网企业。金链盟是非盈利性联盟体，以技术标准为纽带。,区块链研究联盟：乐视金融任理事长，万向控股也是发起人之一。是一个学术研究平台，尤其强调推动整个区块链应用的规范化、标准化，打造区块链技术的市场应用。,值得关注的中国企业,万向集团,中国最早开始关注和布局区块链技术的大型企业之一。从,2014,年开始关注。,2015,年,9,月，万向成立了万向区块链实验室，建立了国内首个区块链云平台万云（,Wancloud),。,截至,2016,年,8,月，万向已在全球范围内投资,29,个区块链初创公司累计投资超,2000,万美金。,2016,年,3,月，万向集团也开始提供区块链即服务,(Baas),平台。,2016,年,9,月，万向集团宣布未来,7,年还将投资,2000,亿人民币在杭州建设以新能源汽车为核心产业的“万向创新聚能城”，该项目将全方位大规模应用区块链技术，成为迄今为止全球最大的区块链应用项目。,乐视金融,2016,年,3,月，乐视金融发起区块链实验室项目。,2016,年,10,月，乐视金融区块链实验室与,Stellar,基金会正式签约，使用,Stellar,技术建立一套独特的区块链网络进行跨境付款，监控各个设备及平台上的用户信用，以支持乐视生态多个商圏应用和交易的运行。,微众银行：由腾讯、百业源和立业等多家知名企业发起设立的民营银行，,2014,年,12,月正式上线。,25,2025/1/5 周日,区块链和比特币的区别,比特币是应用，是一种数字货币，可以看做和,QQ,币其实差不多，只不过是完全分布式发行的，不依赖任何中央银行，而区块链是一系列技术的统称。,区块链技术是随着比特币诞生的。,比特币是区块链的第一个应用，但绝不是唯一的应用。,区块链作为互联网的革命性技术，可能对世界的影响要远大于比特币本身。,26,2025/1/5 周日,目录,一、区块链概念,二、核心技术,三、以太坊,-,区块链,2.0,四、,区块链应用,五、现存问题,六、总结,27,2025/1/5 周日,对等网络结构,区块链的底层结构是对等网络,-,Kademlia(简称Kad)。,Kad,属于一种典型的结构化P2P覆盖网络(Structured P2P Overlay Network)。,在Kademlia网络中，所有信息均以的哈希表条目形式加以存储，这些条目被分散地存储在各个节点上，从而以全网方式构成一张巨大的分布式哈希表。,我们可以形象地把这张哈希大表看成是一本字典：只要知道了信息索引的key，我们便可以通过Kademlia协议来查询其所对应的value信息，而不管这个value信息究竟是存储在哪一个节点之上。,Kad,网络中每个节点都有一个,160bit,的,ID,值作为标志符，,Key,也是一个,160bit,的标志符，每一个加入,Kad,网络的计算机都会在,160bit,的,key,空间被分配一个节点,ID,（,node ID,）值（可以认为,ID,是随机产生的），,对的数据就存放在,ID,值最接近,key,值的节点上。,28,2025/1/5 周日,所有节点都被当作一颗二叉树的叶子,每一个节点位置都由其,ID,值的最短前缀唯一的确定,判断两个节点,x,y,的距离远近是基于数学上的异或运算,d(x,y)=x,y,e.g.d(010101,b,110001,b,)=100100,b,d(21,10,49,10,)=36,10,1111,0000,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,Space of 160-bit numbers,对等网络结构,29,2025/1/5 周日,30,/16,对于任意一个节点，都可以把这颗二叉树分解为一系列连续的，不包含自己的子树。,每个节点至少知道子树中的一个节点。,方框部分就是各子树，由上到下各层的前缀分别为,1,，,01,，,000,，,0010,。,1111,0000,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,Space of 160-bit numbers,图,2,：节点,0011,的子树划分,2025/1/5 周日,只有第一步查询的节点,101,，是节点,0011,已经知道的，后面各步查询的节点，都是由上一步查询返回的更接近目标的节点，这是一个递归操作的过程。,1111,0000,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,节点,0011,通过连续查询来找到节点,1110,对等网络结构,31,2025/1/5 周日,挖矿,：,所谓挖矿，实际上是,穷举随机数,算法，把上一个区块的哈希值加上,10,分钟内的全部交易,打包,，再加上一个随机数，算出一个,256,位的,字符哈希值,，输入的随机数,Nonce,使哈希值满足一定条件就获得这个区块的交易,记账权,。,交易,：,区块链中节点之间相互发生的支付就是交易。在比特币系统中，某笔交易的输入必须是另一笔交易未被使用的输出，同时这笔交易也需要上一笔输出地址所对应的私钥进行签名。,共识机制,就是所有分布式节之间怎么达成共识，通过算法来生成和更新数据，去认定一个记录的有效性，这既是认定的手段，也是防止篡改的手段。以比特币为例，采用的是“工作量证明”（,Proof Of Work,，简称,POW,）。工作量是需要算力的，通过工作量证明，有效的防止了篡改和伪造，因为如果要达到伪造和篡改的工作量，大概需要上亿元成本跟的算力。,名词解释,32,2025/1/5 周日,名词解释,工作量证明,：,工作量证明系统主要特征是客户端需要做一定难度的工作得出一个结果，验证方却很容易通过结果来检查出客户端是不是做了相应的工作。这种方案的一个核心特征是不对称性：工作对于请求方是适中的，对于验证方则是易于验证的。它与验证码不同，验证码的设计出发点是易于被人类解决而不易被计算机解决。,33,2025/1/5 周日,交易过程,第,2,步：,A,将交易单广播至全网，,比特,币就发送给了,B,，每个节点都将收到的交易信息纳入一个区块中,第,1,步：所有者,A,利用他的私钥对前一次交易,（比特货来源）,和下一位所有者,B,签署一个,数字签名,，并将这个签名附加在这枚,货,币的末尾，制作成交易单,要点：,B,以,公钥,作为接收方地址,要点：,对,B,而言，该枚比特币会即时显示在比特币钱包中，但直到区块确认成功后才可用。目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。,交易过程,34,2025/1/5 周日,交易过程,第,3,步：每个节点通过解,一道,数学难题,，从而去获得,创建新,区块,权利,，并争取得到比特币的奖励（新比特币会在此过程中产生）,要点：,节点反复尝试寻找一个数值，使得将该数值、区块链中最后一个区块的,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,），即找到数学难题的解。由此可见，答案并不唯一,第,4,步：当一个节点找到解时，它就向全网广播该区块记录的,所有盖时间戳交易,，并由全网其他节点核对,要点：,时间戳用来证实特定区块必然于某特定时间是的确存在的。比特币网络采取从,5,个以上节点获取时间，然后取中间值的方式作为时间戳。,交易过程,35,2025/1/5 周日,交易过程,第,5,步：全网其他节点,核对该区块记账的正确性,，没有错误后他们将在该合法区块之后竞争下一个区块，这样就形成了一个合法记账的区块链,。,要点：,每个区块的创建时间大约在,10,分钟。随着全网算力的不断变化，每个区块的产生时间会随算力增强而缩短、随算力减弱而延长。其原理是根据最近产生的,2016,年区块的时间差（约两周时间），自动调整每个区块的生成难度（比如减少或增加目标值中,0,的个数），使得每个区块的生成时间是,10,分钟。,36,2025/1/5 周日,区块链分类,联盟链（,ConsortiumBlockChains,）,由若干机构联合发起，介于公有链和私有链之间，兼具部分去中心化的特性。,私有链（,P,rivateBlockChains,）,建立在某个企业内部，系统的运作规则根据企业要求进行设定，修改甚至是读取权限仅限于少数节点，同时仍保留着区块链的真实性和部分去中心化的特性。,公有链（,PublicBlockChains,）,无官方组织及管理机构，无中心服务器，参与的节点按照系统规则自由接入网络、不受控制，节点间基于共识机制开展工作。,37,2025/1/5 周日,数据区块,数据区块,比特币的交易记录会保存在数据区块中，每个区块一般包括,区块头,（Header）和,区块体,（Body）两部分。,38,2025/1/5 周日,区块头部信息,39,2025/1/5 周日,区块形成过程,在当前区块加入区块链后，所有矿工就立即开始下一个区块的生成工作。,把在本地内存中的交易信息记录到区块主体中,在区块主体中生成此区块中所有交易信息的,Merkle,树，把,Merkle,树根的值保存在区块头中,把上一个刚刚生成的区块的区块头的数据通过,SHA256,算法生成一个 哈希值填入到当前区块的父哈希值中,把当前时间保存在时间戳字段中,难度值字段会根据之前一段时间区块的平均生成时间进行调整以应对整个网络不断变化的整体计算总量，如果计算总量增长了，则系统会调高数学题的难度值，使得预期完成下一个区块的时间依然在一定时间内,40,2025/1/5 周日,区块链网络,节点网络,41,2025/1/5 周日,节点网络,任何机器都可以运行一个完整的比特币节点，一个完整的比特币节点包括如下功能：,钱包，允许用户在区块链网络上进行交易,完整区块链，记录了所有交易历史，通过特殊的结构保证历史交易的安全性，并且用来验证新交易的合法性,矿工，通过记录交易及解密数学题来生成新区块，如果成功可以赚取奖励,路由功能，把其它节点传送过来的交易数据等信息再传送给更多的节点,区块链网络,42,2025/1/5 周日,同一时间段内全网不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的临时区块（都是合法的）。,分叉,某一节点若收到多个针对同一前续区块的后续临时区块，则该节点会在本地区块链上建立分支，多个临时区块对应多个分支。该僵局的打破要等到下一个工作量证明被发现，而其中的一条链条被证实为是较长的一条，那么在另一条分支链条上工作的节点将转换阵营，开始在较长的链条上工作。其他分支将会被网络彻底抛弃。,区块链网络,43,2025/1/5 周日,交易过程的公钥、私钥应用,44,2025/1/5 周日,交易过程的公钥、私钥应用,1.,交易的原始数据包括“转账数额”和“转入钱包地址”，但是仅有这些是不够的，因为无法证明交易的生成者对“转出钱包地址”余额有动用的权利。所以需要用,私钥,对原始数据进行签名。,2.,生成“转出钱包公钥”，这一过程与生成,钱包地址,的第,2,步是一样的。,3.,将“转出签名”和“转出公钥”添加到原始交易数据中，生成了正式的交易数据，这样它就可以被广播到比特币网络进行转账了。,45,2025/1/5 周日,目录,一、区块链概念,二、核心技术,三、以太坊,-,区块链,2.0,四、,区块链应用,五、现存问题,六、总结,46,2025/1/5 周日,比特币作为一种数字货币，是区块链,1.0,的应用。,以太坊作为一个基础架构，是在数字货币的基础上加上了智能合约，是区块链,2.0,的应用。,相同点：,1.作为一条区块链,2.公开并且无需许可的,3.工作量证明（POW）挖矿,4.有一种内置的数字货币,以太坊,-,区块链,2.0,不相同点：,1.以太坊的区块时间更短,2.以太坊有更小的区块,3.以太坊虚拟机上可以运行智,能合约,47,2025/1/5 周日,智能合约,智能合约是一个运行在安全环境下的计算机程序。可以控制数字资产。,法律合约,：我承诺,X,发生的话，就给你,1000,元；,智能合约,：我将,1000,元发送给一个计算机程序，如果,X,发生了，这个程序会把,1000,元给你，否则就返回给我。,优点,：（,1,）,自动处理 （,2,）扩展到非金融领域（,3,）一定程度人工智能,以太坊,-,区块链,2.0,48,2025/1/5 周日,智能合约部署流程,总的来说，在以太坊上部署和运行智能合约需要以下几个步骤：,1.,启动一个以太坊节点（如,geth,）。,2.,使用智能合约语言编写智能合约（如,Solidity,）。,3.,使用,solc,编译器将编写好的合约代码转换成以太坊虚拟机位码。,4.,将编译好的合约代码部署到网上。,5.,使用,web3.js,库所提供的,JavaScript API,接口来调用合约。,以太坊的,gas,：,合约执行会在所有节点中被,多次重复,，这个事实得使得合约执行的消耗变得昂贵，所以这也促使大家将能在链下进行的运算都不放到区块链上进行。,对于每个被执行的命令都会有一个,特定的消耗,，用单位gas计数。,以太坊,-,区块链,2.0,49,2025/1/5 周日,创建一个 Hello mshk.top 的合约并编译,1.,在contracts目录中新建一个Hello_mshk_top.sol文件,：,以太坊部署实例,50,2025/1/5 周日,创建一个 Hello mshk.top 的合约并编译,2.,在,geth,私链中部署,：,使用 RPC 方式运行 Geth,以太坊部署实例,51,2025/1/5 周日,创建一个 Hello mshk.top 的合约并编译,3.,解锁账号并进行挖矿来得到以太币,：,以太坊部署实例,52,2025/1/5 周日,创建一个 Hello mshk.top 的合约并编译,4.geth,中进行部署,：,将编译的,json,文件中的,abi,部分进行转义，并且赋值给私链中的账户：,以太坊部署实例,53,2025/1/5 周日,创建一个 Hello mshk.top 的合约并编译,5.geth,中再次开启挖矿,-,以进行合约交付,：,将花费部署合约的账户中的以太币，将其赋给将合约公布到链上的用户。,以太坊部署实例,54,2025/1/5 周日,目录,一、区块链概念,二、核心技术,三、以太坊,-,区块链,2.0,四、区块链应用,五、现存问题,六、总结,55,2025/1/5 周日,区块链产业分布,区块链产业应用,56,2025/1/5 周日,ICO,金融,ICO是最近从加密货币及区块链行业衍生出的众筹项目概念。,ICO全称Initial Coin Offering，我们将之称为首次代币公开预售。当某公司以融资为目的，发行加密货币，通常会发行一定数量的加密代币，接着向参与项目的人出售这些代币;并且通常这些代币被用于兑换比特币，当然也可以兑换法币。,区块链产业应用,ICO最大的特点即：非股非债，无关所有权，仅和使用权相关，无收益分配权和剩余价值追索权。,57,2025/1/5 周日,ICO,金融,ICO在一定范围公开项目，玩家以比特币、以太币认购某新型币，ICO发布者获取的比特币、以太币变现（一般通过新加坡、美国等地，换成美金存入在国外设立的公益基金账户内），再通过国内合法成立的SPV公司或贸易公司，将美金或在离岸市场换成人民币流回中国实际经营ICO所称项目的公司或公司群。资金流向如上，合同关系不赘述。,其实，ICO的重要功能就是为了创业者使用众筹而来的社会各类资金，而设计出来的渠道。,区块链产业应用,58,2025/1/5 周日,供应链管理,区块链产业应用,59,2025/1/5 周日,新能源模式,区块链产业应用,60,2025/1/5 周日,智能社区,区块链产业应用,61,2025/1/5 周日,区块链产业应用,62,2025/1/5 周日,区块链的发展进程,1.,区块链1.0应用：数字货币,2.,区块链2.0应用：智能合约+数字货币，例如：跨境支付、反洗钱、证券发行与交易、数字化资产等。,3.,区块链3.0应用：扩展到金融行业以外其他行业,隐私数据存储：区块链的高冗余存储、去中心化、高安全性和隐私保护等特点，使其特别适合存储和保护重要隐私数据。,防伪溯源：善款进入系统后，整个生命周期都将记录在区块链上，没有人工拨付等环节，每一笔款项的去向很难人工更改。这样就可以促进公益捐款全过程的开放和透明。,区块链产业应用,63,2025/1/5 周日,从,2008,年的比特币开始，区块链经历了可编程货币、可编程金融与可编程社会三大应用时代，其应用范围逐步扩展到社会生活的方方面面。,从需求端来看,，金融、医疗、公证、通信、供应链、域名、投票等领域都开始意识到区块链的重要性并开始尝试将技术与现实社会对接。,从投资端来看,，区块链的投资资金供给逐步上升，风投的投资热情也不断高涨，投资密度越来越大，供给端的资金供给有望推动技术的进一步发展。,从市场应用来看,，区块链能成为一种市场工具，帮助社会削减平台成本，让中间机构成为过去；区块链将促使公司现有业务模式重心的转移，有望加速公司的发展。,区块链产业应用,64,2025/1/5 周日,从社会结构来看,，区块链技术有望将法律与经济融为一体，彻底颠覆原有社会的监管模式；组织形态会因其而发生改变，区块链也许最终会带领人们走向分布式自治的社会。,从底层技术来看,，区块链有望促进数据记录、数据传播及数据存储管理方式的转型；区块链本身更像一种互联网底层的开源 式协议，在不远的将来会触动甚至最后彻底取代现有互联网的底层基础协议。,区块链产业应用,65,2025/1/5 周日,基于区块链的智慧农业电商应用（系统原型开发阶段）,区块链产业应用,66,目录,一、区块链概念,二、核心技术,三、以太坊,-,区块链,2.0,四、区块链应用,五、现存问题与未来前景,六、总结,67,2025/1/5 周日,性能与容量问题：,去中心化程度与共识机制效率的矛盾：去中心化程度越高，共识机制效率越低，交易时延越长，交易吞吐越低，因此两者必须平衡。,账本存储容量和处理性能的矛盾：账本规模的增长，会带来节点的硬件资源门槛的提高。,现存问题,安全性局限,51%,攻击：需要引入大量节点，如果节点太少，,51%,攻击很容易。,私钥与终端安全：私钥存储在用户终端本地，如果私钥被窃取，就会出现资金损失。,共识机制安全：,PoW,、,PoS,的共识机制是否真正安全，缺乏严格的证明和试验。,68,2025/1/5 周日,应用问题：,1.尚未建立统一的标准,没有清晰统一的概念界定，又缺少权威的机构对区块链产品进行评定，这极易造成在涉及区块链的项目谈判、实施过程中出现问题，更谈不上区块链的大规模推广和应用。,2.衍生市场混乱,处于炒作高峰期的区块链技术不仅受到社会大众的关注，而且存在着被不法分子所利用进行欺诈的情况。假数字货币的流通，影响区块链行业的正常有序发展。,现存问题,69,2025/1/5 周日,应用问题：,从企业项目角度：,1.,没有找到大的落地运用场景。,2.,区块链技术目前不够成熟，无法支撑某些业务领域。,3.,行业人才匮乏，一般公司无法组建区块链技术团队开发产品。,4.,公众的认知相对较少，接受度不高。,现存问题,高能耗,数据库存储空间,处理大规模交易的抗压能力,70,2025/1/5 周日,总结,1.,“区块链,+,”时代已经到来，将改变互联网生态圈；,2.,技术基本成熟，应用标准尚待确立；,3.,性能瓶颈亟待突破；,区块链，大数据，云计算能够有机融合；,创业人员、技术人员、决策人员如何应对？,71,2025/1/5 周日,