最新区块链四大核心技术的研究与应用讲课稿
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区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法、智能合约 等计算机技术的新型应用模式，是多种技术有机结合的技术体系。这些技 术以新的架构组合在一起，形成一种可信的数据记录、存储、表达和安全 的价值转移方式，将成为下一代互联网的核心基础。
1.4 区块链的发展（三个阶段）
第一阶段：区块链 1.0，可编程货币。区块链技术伴随比特币的产生而产生， 其最初的应用范围完全聚集在数字货币上，主要包括以比特币为代表的虚 拟货币，是区块链技术目前最成功的应用。
互联网发展到现在已经出现诸多问题限制其快速发展，给现有产业带来了 很多隐患。而区块链多中心、分布式的存储与决策架构，能够有效地解决 当前互联网不能处理的价值转移问题。同互联网一样，未来区块链将会深 入应用到社会经济和产业的各个角落，对互联网下半场的社会经济和产业 带来不可估量的价值与意义。
1.3 为什么这么重视区块链？
虽然现有的互联网解决了信息的低成本、高效率传输的问题，但没有解决 信息的信任问题。现有互联网的信任需要依靠中心化的机构来建立和维持， 由此派生出来的问题就是互联网日益中心化。中心化的问题是容易形成垄 断，特别是数据垄断和隐私侵犯问题，同时也会出现单点故障、易受攻击 等安全问题。
1.2 为什么会出现区块链？
1.4 区块链的发展（三个阶段）
第三阶段：区块链 3.0，可编程社会。随着区块链技术的进一步发展，其 “去中心化”功能及“数据防伪”功能在其他领域逐步受到重视。人们开 始认识到，区块链的应用也许不仅局限在金融领域，还可以扩展到任何有 需求的领域中去，让更广阔的应用场景覆盖人类社会生活的方方面面，涵 盖备案管理、知识产权存证、物联网、教育应用和政府管理等诸多方面。 在各类社会活动中，区块链可以实现信息的自证明，不再依靠某个第三方 机构获得信任或建立信用，从而提高整个系统的运转效率。
第二阶段：区块链 2.0，可编程金融。受到数字货币的影响，人们开始将区 块链技术的应用范围扩展到其他金融领域。基于区块链技术可编程的特点， 人们尝试将“智能合约”的理念加入到区块链中，形成了可编程金融。有 了合约系统的支撑，区块链的应用范围开始从单一的货币领域扩大到涉及 合约功能的其他金融领域，如银行间结算、跨境支付、股权登记转让等。
现有互联网的局限性催生了下一代互联网，下一代互联网必须突破的问题 是：如何去中心化地建立一个全球范围内的互联网信任机制；如何让互联 网演进到保证信息、价值安全，传递可靠的价值互联网。基于信任机制的 交易将形成信用，信用的流通可以形成价值。价值互联网正是建立在基于 去中心化算法信任的数字货币基础之上。
区块链四大核心技术的研 究与应用
Contents
பைடு நூலகம்
目录
1
区块链简介
2 区块链四大核心技术的简介
3 区块链四大核心技术的应用
4
区块链的一些误解
1
区块链简介
1.1 什么是区块链？
从狭义上来讲，区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式 组合成的一种链式数据结构， 并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造 的分布式账本。
与以往的科学技术主要改变生产力不一样，区块链是一种可以改变生产关 系的技术。它将信用公证的权利从中心机构转到每个个体手中，建立分布 式的透明公共账本，由互联网的各个节点记账和公证，搭建分布式的共识 体系来建立信任和监控。区块链的出现预示着下一代互联网（价值互联网） 即将诞生，可以更深层次变革现有的社会生产关系，进一步适应和促进生 产力的发展。
2.3 什么是共识机制？
共识机制，就是所有记账节点之间怎么达成共识去认定一个记录的有效性 的 一 种 机制 ，这 种机 制 既是认定的手段，也是防止篡改的手段。区块链提出 了 多 种 不同的共识机制，适用于不同的应用场景，在效率和安全性之间取得 平衡。区块链的共识机制主要有工作量证明机制、权益证明机制、授权股权 证明机制。
从 广义 上 来讲，区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利 用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传 输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数 据的一种全新的分布式基础架构与计算方式。
1.2 为什么会出现区块链？
随着计算机科学技术的飞速发展，互联网已经成为信息社会发展的重要保 证，但也引发了各种各样的隐患，如网络安全漏洞、黑客攻击威胁、隐私 信息泄露、数据造假、版权侵犯、电信诈骗以及网络治理难以统筹等问题， 这些都限制着互联网的进一步发展。
2.4 什么是智能合约？
从用户角度来讲，智能合约通常被认为是一个自动担保账户，例如，当特 定的条件满足时，程序就会释放和转移资金。
从技术角度来讲，智能合约被认为是网络服务器，只是这些服务器并不是 使用IP地址架设在互联网上，而是架设在区块链上，从而可以在其上面运行特 定的合约程序。但是与网络服务器不同的是，智能合约不依赖某个特定的硬 件设备，所有人都可以看到智能合约，因为这些智能合约的代码和状态都在 区块链上（假设区块链是公开的），并由所有参与挖矿的设备来执行。
1.5 区块链的社会价值和意义
进一步发展了分布式计算技术； 解决了价值转移的问题； 解决了中心化的信用风险和信用成本的问题； 升级了社会经济模式。
2 区块链四大核心技术的简介
2.1 区块链四大核心技术
分布式记账 共识机制
四大 核心 技术
智能合约 非对称加密技术
2.2 什么是分布式记账？
分布式记账，就是交易记账由分布在不同地方的多个节点共同完成，而且 每一个节点都记录 了 完整的账目，因此它们都可以监督交易 的 合法性，同时 也可以共同为其作证。不同于传统的中心化记账方案， 分 布 式 记 账 没有任何 一个节点可以单独记录账目，从而避免了单一记账人被控制或者被贿赂而记 假账的可能性。另一方面，由于记账节点足够多，理论上讲除非所有的节点 被破坏，否则账目就不会丢失，从而保证了账目数据的安全性。
区块链是推动分布式大规模协作的最佳技术。因此从社会学来看，将来以 区块链的算法信任为基础的数字货币体系，将可以在全球经济体系中扮演 重要的价值公平交换角色。区块链作为下一代的互联网应用协议，在数字 经济时代数据权益的确立和保护，建立诚信的商业和社会体系方面将发挥 重要作用。
1.3 为什么这么重视区块链？
1.4 区块链的发展（三个阶段）
第一阶段：区块链 1.0，可编程货币。区块链技术伴随比特币的产生而产生， 其最初的应用范围完全聚集在数字货币上，主要包括以比特币为代表的虚 拟货币，是区块链技术目前最成功的应用。
互联网发展到现在已经出现诸多问题限制其快速发展，给现有产业带来了 很多隐患。而区块链多中心、分布式的存储与决策架构，能够有效地解决 当前互联网不能处理的价值转移问题。同互联网一样，未来区块链将会深 入应用到社会经济和产业的各个角落，对互联网下半场的社会经济和产业 带来不可估量的价值与意义。
1.3 为什么这么重视区块链？
虽然现有的互联网解决了信息的低成本、高效率传输的问题，但没有解决 信息的信任问题。现有互联网的信任需要依靠中心化的机构来建立和维持， 由此派生出来的问题就是互联网日益中心化。中心化的问题是容易形成垄 断，特别是数据垄断和隐私侵犯问题，同时也会出现单点故障、易受攻击 等安全问题。
1.2 为什么会出现区块链？
1.4 区块链的发展（三个阶段）
第三阶段：区块链 3.0，可编程社会。随着区块链技术的进一步发展，其 “去中心化”功能及“数据防伪”功能在其他领域逐步受到重视。人们开 始认识到，区块链的应用也许不仅局限在金融领域，还可以扩展到任何有 需求的领域中去，让更广阔的应用场景覆盖人类社会生活的方方面面，涵 盖备案管理、知识产权存证、物联网、教育应用和政府管理等诸多方面。 在各类社会活动中，区块链可以实现信息的自证明，不再依靠某个第三方 机构获得信任或建立信用，从而提高整个系统的运转效率。
第二阶段：区块链 2.0，可编程金融。受到数字货币的影响，人们开始将区 块链技术的应用范围扩展到其他金融领域。基于区块链技术可编程的特点， 人们尝试将“智能合约”的理念加入到区块链中，形成了可编程金融。有 了合约系统的支撑，区块链的应用范围开始从单一的货币领域扩大到涉及 合约功能的其他金融领域，如银行间结算、跨境支付、股权登记转让等。
现有互联网的局限性催生了下一代互联网，下一代互联网必须突破的问题 是：如何去中心化地建立一个全球范围内的互联网信任机制；如何让互联 网演进到保证信息、价值安全，传递可靠的价值互联网。基于信任机制的 交易将形成信用，信用的流通可以形成价值。价值互联网正是建立在基于 去中心化算法信任的数字货币基础之上。
区块链四大核心技术的研 究与应用
Contents
பைடு நூலகம்
目录
1
区块链简介
2 区块链四大核心技术的简介
3 区块链四大核心技术的应用
4
区块链的一些误解
1
区块链简介
1.1 什么是区块链？
从狭义上来讲，区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式 组合成的一种链式数据结构， 并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造 的分布式账本。
与以往的科学技术主要改变生产力不一样，区块链是一种可以改变生产关 系的技术。它将信用公证的权利从中心机构转到每个个体手中，建立分布 式的透明公共账本，由互联网的各个节点记账和公证，搭建分布式的共识 体系来建立信任和监控。区块链的出现预示着下一代互联网（价值互联网） 即将诞生，可以更深层次变革现有的社会生产关系，进一步适应和促进生 产力的发展。
2.3 什么是共识机制？
共识机制，就是所有记账节点之间怎么达成共识去认定一个记录的有效性 的 一 种 机制 ，这 种机 制 既是认定的手段，也是防止篡改的手段。区块链提出 了 多 种 不同的共识机制，适用于不同的应用场景，在效率和安全性之间取得 平衡。区块链的共识机制主要有工作量证明机制、权益证明机制、授权股权 证明机制。
从 广义 上 来讲，区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利 用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传 输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数 据的一种全新的分布式基础架构与计算方式。
1.2 为什么会出现区块链？
随着计算机科学技术的飞速发展，互联网已经成为信息社会发展的重要保 证，但也引发了各种各样的隐患，如网络安全漏洞、黑客攻击威胁、隐私 信息泄露、数据造假、版权侵犯、电信诈骗以及网络治理难以统筹等问题， 这些都限制着互联网的进一步发展。
2.4 什么是智能合约？
从用户角度来讲，智能合约通常被认为是一个自动担保账户，例如，当特 定的条件满足时，程序就会释放和转移资金。
从技术角度来讲，智能合约被认为是网络服务器，只是这些服务器并不是 使用IP地址架设在互联网上，而是架设在区块链上，从而可以在其上面运行特 定的合约程序。但是与网络服务器不同的是，智能合约不依赖某个特定的硬 件设备，所有人都可以看到智能合约，因为这些智能合约的代码和状态都在 区块链上（假设区块链是公开的），并由所有参与挖矿的设备来执行。
1.5 区块链的社会价值和意义
进一步发展了分布式计算技术； 解决了价值转移的问题； 解决了中心化的信用风险和信用成本的问题； 升级了社会经济模式。
2 区块链四大核心技术的简介
2.1 区块链四大核心技术
分布式记账 共识机制
四大 核心 技术
智能合约 非对称加密技术
2.2 什么是分布式记账？
分布式记账，就是交易记账由分布在不同地方的多个节点共同完成，而且 每一个节点都记录 了 完整的账目，因此它们都可以监督交易 的 合法性，同时 也可以共同为其作证。不同于传统的中心化记账方案， 分 布 式 记 账 没有任何 一个节点可以单独记录账目，从而避免了单一记账人被控制或者被贿赂而记 假账的可能性。另一方面，由于记账节点足够多，理论上讲除非所有的节点 被破坏，否则账目就不会丢失，从而保证了账目数据的安全性。
区块链是推动分布式大规模协作的最佳技术。因此从社会学来看，将来以 区块链的算法信任为基础的数字货币体系，将可以在全球经济体系中扮演 重要的价值公平交换角色。区块链作为下一代的互联网应用协议，在数字 经济时代数据权益的确立和保护，建立诚信的商业和社会体系方面将发挥 重要作用。
1.3 为什么这么重视区块链？