搜索
区块链：共记网络流水账——从医食住行等方面浅析区块链的应用前言无法篡改自动执行电子追溯全员所有Tamper-proofE-traceabilityAutomaticPeer-to-Peer真实的记忆膝跳反射植入组织器官协调目录TAPETamper-proofAutomaticPeer-to-PeerE-traceability医食住行医疗行业痛点患者陈子箐脑瘫是饥饿引起的医院护理记录母亲给陈子箐和他的双胞胎哥哥都喂过奶病程记录母亲平躺在床上新生儿喂养规定，标准的喂养姿势应该是“胸贴胸、腹贴腹、下颌贴肚脐”本质：个人电子病历由集中式的医疗信息系统管理，发生医疗纠纷时，容易被利益攸关方进行篡改，而很难进行证伪。电子病历的改良方案（一）问题一：医院自己修改，然后抵赖怎么办？电子病历的改良方案（二）十分钟问题二：明文发送，不就泄露了病人的隐私和医院的专利治疗技术？P2P网络解决方案：把所有人的病历，每十分钟写入一页病历里，并广播所有人，病历样本最多的病历才是真病历广播电子病历的改良方案（三）十分钟问题三：如果医院窜通半数以上的人来造假，怎么办？解决方案：给病历的每条记录加上锁，每个人只能打开自己对应记录的锁，医院也能保护自己的专利。非对称加密Sybil攻击电子病历的改良方案（四）（a）十分钟非对称加密核心本质一：可以直接修改以前的病历，没有设置难度。核心本质二：每个人都具有投票权，过多的投票权不宜管控。电子病历的改良方案（四）（b）十分钟非对称加密解决方案：让病历前后相互验证，增加修改难度。有人想篡改，就得把从篡改病历开始，直到最新病历的数据全部修改。增加难度：工作量证明机制，基于数学难题的计算，让节点自证清白。假设病历内容对应的起始数是65，病历内容哈希值为576557=？*？（83*79）8383=？*？（101*83）65831015783解决方案：让第一个算出工作量证明机制的人（矿工，已自证清白的人）来记录最新十分钟产生的病历记录，通过这种方法，限制了投票权。电子病历的改良方案（五）十分钟非对称加密问题四：工作量证明机制消耗大量的算力和电力。节点费时费力来记录病历，有什么好处么？解决方案：P2P网络中广播的病历记录，都是原生态脱敏过的电子病历，对于学术科研机构，是高价值的、天生的大数据池。电子病历的改良方案（六）十分钟麦克尔树解决方案：将每十分钟的病历增加数，用麦克尔树来合并病历记录，用户可以选择全量样本或只用存一串字符串就行。6583101问题五：让所有节点都存储电子病历的全部样本，占用存储太多了。麦克尔树非对称加密区块链的特点定义：区块链是一种分布式数据库，通过去中介化、去信任的方式，集体维护一个可靠数据库。CRCreate创建读取ReadUDUpdate更新删除DeleteCROSSCreate创建可溯RetrieveOpen开放安全SecurityStable稳定去中心化去中介信用背书直接支付去中介化公开透明开放共识安全可靠区块链的技术原语区块链主要运用了四个基础技术，分别是哈希运算（SHA256）、数字签名、P2P网络和工作量证明（PoW）。12345678bb0cf6eb9b17d0f……5dc088487fb50502……1234568SHA-256区块链00000091b4d142823f7d2……..+0，SHA-25600000093f7d20c5f……..+123456，SHA-256(举例)…….……区块链的数据结构钱包区块链挖矿路由网络结构版本号上一区块哈希值Merkle根节点时间戳难度值随机数交易数据区块N版本号上一区块哈希值Merkle根节点时间戳难度值随机数交易数据新区块SHA2562区块头SHA2562区块链结构区块体交易记录结构SHA2562交易内容节点B的地址哈希值节点A的数字签名节点A的公钥节点A的私钥签名验证交易内容节点C的地址哈希值节点B的数字签名节点B的公钥从A到B的交易从B到C的交易必须匹配SHA2562节点B的私钥签名验证Merkle树的根节点哈希值交易0交易1交易2交易2交易0的哈希值交易1的哈希值交易2的哈希值交易2的哈希值交易01的哈希值交易22的哈希与值串联后哈希串联后哈希Merkle树结构区块链实例来源：蚂蚁矿池业务流程用户A用户B其他用户矿工A其他矿工数字签名，发起交易生成公私钥，形成新地址计算数学难题，工作量证明计算数学难题，工作量证明验证计算Merkle根节点哈希值，填充区块头相关字段验证验证验证形成新区块，链入原区块链末尾领取挖矿奖励计算Merkle根节点哈希值，填充区块头相关字段形成新区块，链入原区块链末尾形成新区块，链入原区块链末尾形成新区块，链入原区块链末尾形成新区块，链入原区块链末尾广播消息广播消息广播消息广播消息广播消息广播消息获得授权，广播消息①①②②③④④③区块链的分叉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）。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。BLOCK1BLOCK2BLOCK3BLOCK4BLOCK6BLOCK5工作量最多（区块高度最高）的主链双花和51%攻击双花问题，即双重支付问题，是指同一笔钱同时用作不同交易。建模成二项式随机过程（binomialrandomwalk）。一个诚实节点创建新区块的概率为p，攻击者创建新区块的概率为q，p+q=1.区块高度差进行的轮次（假设6区块延迟）双花攻击成功概率攻击者哈希比率51%的由来延迟6个区块确认的由来区块链的分类记录价值信息①记录比特币的所有历史交易信息②记录代币中的虚拟资产记录商品服务的交易和位置信息③为管理产品交易和服务交易开发应用程序④为记录物权交易开发应用程序⑤记录智能合约的处理规则制定未来的规则区块链1.0区块链2.0区块链记录的对象工作量证明机制记录价值信息记录商品服务和权利智能合约PoW其他证明机制BitCoin•Abra•Everledger•BitHealth•FilamentaltCoin•Litecoin•monacoinNxt•VoxelnautsOrbPeercoinRippleStellarNEMBitsharesmijinCounterparty•Getgems•storjColoredCoins•Swarm•Colu•VotososialOmniSideChainLiquidEris•EverledgerEthereum•Augur•Filament联盟链/私有链混合链目录TAPETamper-proofAutomaticPeer-to-PeerE-traceability医食住行存证的痛点和解决方案学历管理的行业痛点存证溯源效率堪忧以前的学历证书查询需要经过学校和第三方机构的配合运维昂贵为了维护庞大的数据库，每年需要支付不小的系统运维开销基于区块链的解决方案接入生成哈希创建哈希值和时间戳经过区块验证之后返还用户哈希和时间戳都嵌入到区块链中将哈希值存储在加密货币的OP_RETURN域中Originstamp.orgc9b4bfdcf6c9b4bfdcf6电子证书用户e.g.SHA256银行汇款时的交易附言存证的技术视角c9b4bfdcf6生成哈希用户复制请求者1请求者2数据26c2eb123请求者n数据769fc60910···生成哈希生成哈希c9b4bfdcf626c2eb123769fc609109e8c28797发送发送发送生成哈希1DpsR91YmH生成聚集哈希合并哈希+1Satoshi比特币地址1HI5XMLmzF-1Satoshi比特币钱包c9b4bfdcf626c2eb123769fc609109e8c28797聚集哈希合并哈希1DpsR91YmH比特币地址推特立即发布每个哈希值存储信息被存储发布用于验证时间戳···hash12hash23hash1hash2······1DpsR91YmH+1Sat1HI5XMLmzF-1SatTx2···比特币区块链使用Originstamp.org网站接口或比特币区块链进行验证用邮件发送执行比特币交易将一个Satoshi传到新的地址数据存证溯源存证的应用场景（一）存证溯源存证的问题及改进存证的存在问题容量有限OP_RETURN内置代码每笔交易允许的最大数据容量是80字节，存储更多元数据有挑战，在导致“区块链膨胀”的同时，且效率较低。功能受限OP_RETURN里存储元数据，不支持用户的关联查找和交互操作。版本升级如果升级SHA-256为SHA-512，如何进行全网的版本升级和前后兼容。改进方向存证溯源供应链的行业痛点存证溯源销量的痛点沃尔玛10家分店从2010年1月至2011年8月共购进“绿色猪”25143公斤，销售量却达到84192公斤，进销差达59049公斤。总代的作假某知名内存品牌，国内行货出现的“真内存假标签、真标签假内存、真PCB假颗粒、真颗粒假PCB”，北京一家代理商直接被封。供应链的痛点销售的痛点卖家原材料vmi制造商买家销售购买销售购买运输销售购买运输123451、买家无法清楚看到供应链的运转流程2、卖家需要筹集资金来购买原材料，并承担风险3、制造商需要确保不会因为库存堆积而影响运转4、VMI（供应商库存管理）系统需要适时调整5、成品和半成品需要进行追踪现在的供应链买卖双方建立关系，银行收集所有相关方的信息未来的供应链维持现有关系，并增加彼此信任，买卖双方能够实时查看商品流和资金流供应链的演进存证溯源商品流基于比特币的信息流IT基础设施溯源的应用场景存证溯源可证可溯的未来憧憬食品溯源的行业背景2015年4月24日，新修订的食品安全法经十二届全国人大常委会第十四次会议表决通过，被称为“史上最严”食品安全法。食品溯源的行业痛点生产许可生产环节①职能重叠卫计委质量技术监督局食药监②监管“真空带”流通环节市场销售环节农牧业部门监管食药监部门监管食品溯源的未来憧憬农业生产环节物品ID交通物流环节物品ID市场销售环节物品ID销售地点和用户ID事中事后监管跨部门协同产业链全生命周期目录TAPETamper-proofAutomaticPeer-to-PeerE-traceability医食住行OpenBazaar的体系架构连接协作技术原理物权交割A的公钥B的公钥A的私钥B的私钥数字资产交割信息公开透明无平台导向价值传递直联高效微电网交易的应用场景连接协作在美国纽约布鲁克林，创业公司LO3和区块链技术开发商ConsenSys共同开发的TransActiveGrid项目。LO3已成功获得了美国专利商标局授予的点对点能源转移专利。太阳能转化器供暖供暖供暖电表电表电表缓冲区热电联产源蓄电池群体通信住宅充电桩电动汽车电动汽车充电桩低压配电网低压配电网电表电表电表供暖供暖供暖缓冲区热电联产源蓄电池群体通信太阳能转化器电力通信供热返热住宅连接协作安装智能电表基于P2P网络的微网能源交易市场微电网交易的技术视角未来的憧憬：一带一路以美元为主导的货币体系邻国之间缺乏信任信息不公开不透明邻国之间建立信任信息公开透明多元的货币体系区块链区块链区块链区块链区块链目录TAPETamper-proofAutomaticPeer-to-PeerE-traceability医食住行区块链1.0的局限非图灵完整不支持循环修改区块链结构划分为逻辑节点和物理节点运行机制划分为创建合约、请求合约和接受合约智能合约的技术视角来源：李赫《区块链技术详解》部署原