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区块链学习分享数据平台团队PRESENTBY刘正目录CONTENT01020304背景概述Introduction发展现状Development技术与安全Technology应用展望ApplicationsPart1背景概述比特币简史比特币系统比特币术语比特币特点背景概述：比特币简史PartOneBitcoin:APeer-to-PeerElectronicCashSystem比特币：一种点对点的电子现金系统设计白皮书（中本聪）2008-10-31中本聪从创世区挖到50枚比特币比特币第一人2009-01-03第一次比特币交易比特币披萨2010-05-21第一个比特币平台成立2010-07-17第一次便携设备交易2010-12-072011～今2011年，惊人新高后半年熊途2012年，一年震荡2013年，疯狂暴涨后理性回归2014-2015，绝望抛售2016年，涨幅超200%2017年，一路高涨20倍达历史新高背景概述：比特币系统PartOne区块block记录一段时间内发生的交易和状态结果，是对当前账本状态的一次共识。交易由一个个区块按照发生顺序串联而成，是整个状态变化的日志记录。链chain记录一段时间内发生的交易和状态结果，是对当前账本状态的一次共识区块ID交易1，交易2…交易n上个区块ID下个区块ID其他信息区块1区块3区块2交易id记录1、记录2。。。大规模长时间自治运行的系统背景概述：比特币术语PartOne挖矿生产比特币的过程每十分钟全网矿工一起计算一到算术题，谁算出答案，就相当于挖到了这个区块，该矿工可以获得系统新生的比特币奖励。（矿工之间比拼算力，算力越多，挖到比特币的概率越大）矿池联结矿工和矿场的算力算力不断上涨，单个设备或少量的算力很难挖到别特币；矿池负责信息打包，接入的矿场负责竞争记账权；比特币奖励按照每个矿工贡献算力的占比进行分配矿机挖矿专业设备比特币矿机是通过运行大量计算争夺记账权从而获得比特币奖励的专业设备。难度系数保证比特币不被太快挖完为了保证比特币稳定在约10分钟挖出一个区块，中本聪设计矿工挖矿获得比特币的难度每过2016个区块（约2周时间）动态调整一次，令调整后的难度使得每生成一个区块的预期时间为10分钟。矿场集中管理矿机的场所电费便宜、稳定；通风、隔尘；温度湿度控制竞争记账去中心化记账，保持账本一致全网矿工共同参与算力竞争，算力高的矿工计算能力更强，更容易获得记账权。成功抢到记账权的矿工负责记账，并将账本信息同步给整个网络。作为回报，矿工将获得系统新生成的比特币奖励。背景概述：比特币资产特点PartOne全球流通匿名性不可复制去中心化1.别人无法知道你的区块链资产有多少；2.无法知道你和谁进行了转账；3.只能查转账记录，查不到地址背后是谁。1.有互联网的地方，区块链资产就可以流通；2.转账手续费非常低；3.资产到账时间快。1.资产传递通过加密技术而不是拷贝，不可复制。1.转账不会因为记账机构放假而延迟；2.不会因为记账机构作弊而受损失；3.账本全网维护，每个节点备份背景概述:区块链简介PartOne背景概述：区块链定义PartOne概念区块链（BlockChain）是一种分布式数据库技术。在典型的区块链系统中，数据以区块（block）为单位生产和存储，并按照时间顺序连成链式（chain）的数据结构。所有节点共同参与区块链系统的数据验证、存储和维护。（By《中国信息通信研究院》）分布式数据存储、点对点传输、共识机智、加密算法等计算机技术的新型应用模式。（By《中国区块链技术和应用发展白皮书》）Ablockchain—originally,blockchain—isadistributeddatabasethatmaintainsacontinuously-growinglistofdatarecordshardenedagainsttamperingandrevision.Itconsistsofdatastructureblocks—whichholdexclusivelydataininitialblockchainimplementations,andbothdataandprogramsinsomeofthemorerecentimplementations—witheachblockholdingbatchesofindividualtransactionsandtheresultsofanyblockchainexecutables.Eachblockcontainsatimestampandinformationlinkingittoapreviousblock.12wikipedia背景概述：区块链理解PartOne区块链不是新发明的一种技术，而是一系列技术的集成，包括非对称加密技术、时间戳、共识机制等。以比特币为例，区块链通过时间戳（Timestamp）和工作量证明（ProofofWork）机制解决了双重支付（DoubleSpending）和拜占庭将军问题（ByzantineGenerals’Problem），即保证同一笔比特币不可能被花费2次，并且在整个去中心化的区块链网络中，在所有节点间保持一致。非对称加密机制保证私钥的安全性，时间戳保证区块按顺序连接成链，工作量证明机制解决了在去中心化系统中如何公平地分发2100万个比特币的问题。制造信用的机器——匿名性、去中心化、公开透明等特点背景概述：区块链理解PartOne放在非安全环境中的分布式数据库（系统）12采用密码学方法保证已有数据不可能被篡改3采用共识算法对新增数据达成共识分布式非安全环境哈希函数非对称加密拜占庭将军问题核心在于如何解决某个变更在网络中是一致的，是被大家都承认的，同时这个信息是被确定的，不可推翻的。（第一个试图自带信任化和防止篡改的分布式记录系统）背景概述：区块链理解误区PartOne区块链不是数据库虽然区块链也可以用来存储数据，但它要解决的问题是多方的互信问题。单纯从存储数据角度，它的效率可能不高，不推荐把大量的原始数据放到区块链上。块链不是颠覆现有技术区块链跟现有技术的关系是一脉相承的，在解决多方合作和可信处理上多走了一步，但并不意味着它将彻底颠覆已有的商业模式。Part2发展现状演进路径发展生态信息技术各国态度发展现状：演进路径PartTwo技术起源•P2P网络•加密•数据库技术•电子现金区块链1.0•分布式账本•块链式数据•梅克尔树•工作量证明区块链2.0•智能合约•虚拟机•去中心化应用依托于现有技术独创性组合及创新从前未实现的功能发展现状：演进路径PartTwoP2P网络技术技术起源P2P网络模式各节点的计算机地位平等各节点有相同的网络权力共享部分计算资源、信息内容发展现状：演进路径PartTwo非对称加密算法技术起源非对称加密解密过程发展现状：演进路径PartTwo数据库技术技术起源传统的关系型数据库分布式数据库网状机构层次机构严密关系代数二维表格以健值对基础+发展现状：演进路径PartTwo数字货币技术起源数字货币使用过程发展现状：演进路径PartTwo区块链1.0以区块为单位的链状数据块结构全网共享账本非对称加密源代码开源典型特征技术架构发展现状：演进路径PartTwo区块链2.0智能合约分布式应用（DAPP）虚拟机典型特征技术架构发展现状：演进路径PartTwo区块链类型发展现状：发展生态PartTwo发展现状：发展生态PartTwo开源社区比特币、以太坊、超级账本项目（HyperledgerProject）产业联盟骨干企业初创公司R3区块链联盟、分布式总账基础协议联盟、金联盟万云(WanCloud)、万向创新聚能城、普惠金融、联盟链云服务支付汇款、智能债券、资产发行、交易后清结算；数字存证、供应链投资机构金融机构监管机构发展现状：各国态度PartTwo中国政府英国政府美国特拉华州俄罗斯央行区块链技术可改进交易后流程欧洲市场管理局新加坡政府银行应持续关注技术变革研究区块链在金融领域的潜在应用区块链技术简化企业注册成本区块链及分布式账本技术有着颠覆性潜力积极探讨推动区块链技术和应用发展发展现状：区块链与新一代信息技术PartTwo推动区块链从金融业向更多领域拓展大数据提升区块链数据的价值和使用空间区块链进一步规范数据的使用，精细化授权范围满足区块链系统的部署和运营要求对建立区块链系统的共识机制具有重要的支持作用区块链的去中心化特性为物联网的自我治理提供了方法5G网络理论传输速度可达数十Gb每秒，让区块链数据达到极速同步，减少不一致数据的产生，提高共识算法的效率现代密码学的发展推动了区块链技术区块链技术推动密码体系创新并带来新的发展契机区块链技术对数字证书的发展和应用有极大的促进作用基于区块链的人工智能网络有利于提高人工智能设备的用户体验及安全性Part3技术与安全技术架构核心技术技术发展趋势区块链安全PartThree技术与安全区块链技术架构技术架构PartThree共识机制PoWPoSDPoSPaxosFBET依赖机器进行数学运算来获取记账权节点记账权的获得难度与节点持有的权益成反比节点选举若干代理人，由代理人验证和记账领导者节点拥有绝对权限，并允许强监管节点参与采用许可投票、少数服从多数来选举领导者进行记账评价维度合规监管性能效率资源消耗容错性基于哈希运算竞争获取记账权的方式技术与安全核心技术PartThree数据存储数据库数据以区块的方式永久储存1.区块按时间顺序逐个先后生成并连接成链；2.区块头用于链接到前一个区块并且通过时间戳特性保证历史数据的完整性；3.区块体则包含了经过验证的、区块创建过程中产生的所有交易信息；区块头header区块体bodyKey-Value型关系型单机型分布式数据存储技术与安全核心技术PartThreeP2P网络协议P2P网络模式各节点的计算机地位平等各节点有相同的网络权力共享部分计算资源、信息内容注：不同的区块链系统会根据需要制定独自的P2P网络协议技术与安全核心技术PartThree加密算法散列算法非对称加密算法(1)如果某两段信息是相同的，那么字符也是相同的(2)即使两段信息十分相似，但只要是不同的，那么字符串将会十分杂乱随机并且两个字符串之间完全没有关联将一段信息转换成一个固定长度并具备以下特点的字符串对应的一对唯一性密钥(即公开密钥和私有密钥)组成的加密方法(1)任何获悉用户公钥的人都可用用户的公钥对信息进行加密与用户实现安全信息交互(2)只有用户本身才能解密该信息技术与安全核心技术PartThree加密算法典型散列算法的特点非对称加密算法的特点技术与安全核心技术PartThree隐私保护智能合约一段部署在区块链上可自动运行的程序涵盖范围编程语言编译器虚拟机事件状态机容错机制通过“伪匿名”的方式对交易双方进行一定的隐私保护，不符合业务规则和监管要求零知识证明环签名同态加密技术技术与安全核心技术PartThree写入数据的安全性读取数据的安全性分布式拒绝服务(DDOS)攻击抵抗安全特性技术与安全区块链安全PartThree网络公开不设防隐私算力安全挑战数据安全应用系统安全密钥安全安全体系物理安全风控机制技术与安全区块链安全Part4应用展望典型应用未来展望PartFour典型应用区块链应用场景概览典型应用PartFour行业痛点金融服务支付领域资产管理领域证券领域清算结算领域身份识别领域对账、清算、结算成本高手工流程支付业务费用高小额支付业务难以开展不同中介机构托管提高交易成本凭证被伪造流程耗时长后台业务成本增加不同人基础设施结构人工处理业务成本增加易出现差错不同机构数据难以交互重复认证成本高用户数据泄漏风险区块链数据不可篡改数据可追溯特性点对点的价值转移实施精准监管、及时监管、多维度监管提升清算、结算流程效率；降低成本；解决支付现存问题支付领域资产数字化智能证券清算结算客户识别典型应用PartFour行业痛点供应链管理区块链数据不可篡改数据可追溯特性根除供应链内产品流转过程中的假冒伪劣问题时间戳的存在性物流溯源防伪信息不透明、不