区块链技术发展与应用
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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
+
20
来源
技术原理
优势与缺陷
现状与展望
区块链技术的特点
区块链技术的特点
5
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
1
透明世界背后的匿名性 保护隐私
4
数据信息完整透明 符合法律和便于追踪
2
全球一个数据库 高包容性业务模式
优势与缺陷
现状与展望
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。
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 ——账本 页码
9
来源
技术原理
优势与缺陷
现状与展望
Merkle Hash Tree 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
14
来源
技术原理
优势与缺陷
现状与展望
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
25
来源
技术原理
优势与缺陷
现状与 展望
现状与展望
需求广泛：
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。
26
来源
技术原理
优势与缺陷
现状与 展望
现状与展望 区块链在金融服务领域的项目一览表
核心技术4：可编程的智能合约—脚本
本质：众多指令的列表 作用：记录价值转换条件 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。
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）。
19
来源
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
23
现状与展望
Part
4
来源
技术原理
优势与缺陷
现状与 展望
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。
优势与缺陷
现状与展望
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
8
来源
技术原理
27
来源
技术原理
优势与缺陷
现状与 展望
现状与展望
区块链相关投资情况（单位：百万美元）
28
来源
技术原理
优势与缺陷
现状与 展望
29
谢谢！
区块链技术发展与应用
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
区块链来源
Part
1
来源
技术原理
优势与缺陷
现状与展望
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）
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
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
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
6
技术原理
Part
2
来源
技术原理
“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
13
来源
技术原理
优势与缺陷
现状与展望
核心技术1：区块+链 Merkle根
如何检验交易的真实性？
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
Merkle树的叶子节点 上的value：数据的 Hash值
16
来源
技术原理
优势与缺陷
现状与展望
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。
17
来源
技术原理
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
5
来源
技术原理
优势与缺陷
现状与展望
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。
优势与缺陷
现状与展望
核心技术3：所有权的信任基础—数学
Bob用Alice的公钥对汇款详情加密
非对称加密作用示例：“Bob汇一笔款给Alice”
Alice用私钥解密，查阅详情
Alice 汇款 详情
Bob
Bob用私钥进行数字签名（加密）
Alice、各节点用Bob公钥进行认证
18
来源
技术原理
优势与缺陷
现状与展望
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…
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
核心技术1：区块+链
比特币中的区块结构图
10
来源
技术原理
优势与缺陷
现状与展望
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。
头哈希：该区块地址 父哈希：该区块父节点的 地址，找到这个地址链接 在后面 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
中心化的弊端
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
创新源于对现实问题的解决—— 中心化
4
来源
技术原理
优势与缺陷
现状与展望
信息去中心化
信用去中心化
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…
来源
技术原理
优势与缺陷
现状与展望
核心技术1：区块+链
区块链如何解决分叉问题？
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
15
来源
技术原理
优势与缺陷
现状与展望
核心技术3：所有权的信任基础—数学
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
非对称加密原理：
公钥：信息的真实性 私钥：信息的安全性
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。
3
21
分布式记账与存储 高容错性
优势与缺陷
Part
3
来源
技术原理
优势与缺陷
现状与展望
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
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
大量的中介成本
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
11
来源
技术原理
优势与缺陷
(哈希函数)
现状与展望
核心技术1：区块+链 区块由谁来记录？
流程示例： 标识字符串
父哈希
（前一区块的交易缩影）
交易清单+上一账单编号
争夺记账权 Nonce值 头哈希 √
12
全网所有节点/记录员
公告、验证、更新账簿
技术原理
优势与缺陷
现状与展望
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
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？
+
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来源
技术原理
优势与缺陷
现状与展望
区块链技术的特点
区块链技术的特点
5
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
1
透明世界背后的匿名性 保护隐私
4
数据信息完整透明 符合法律和便于追踪
2
全球一个数据库 高包容性业务模式
优势与缺陷
现状与展望
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。
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 ——账本 页码
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来源
技术原理
优势与缺陷
现状与展望
Merkle Hash Tree 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
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来源
技术原理
优势与缺陷
现状与展望
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
25
来源
技术原理
优势与缺陷
现状与 展望
现状与展望
需求广泛：
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。
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来源
技术原理
优势与缺陷
现状与 展望
现状与展望 区块链在金融服务领域的项目一览表
核心技术4：可编程的智能合约—脚本
本质：众多指令的列表 作用：记录价值转换条件 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。
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）。
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来源
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
23
现状与展望
Part
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来源
技术原理
优势与缺陷
现状与 展望
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。
优势与缺陷
现状与展望
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
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来源
技术原理
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来源
技术原理
优势与缺陷
现状与 展望
现状与展望
区块链相关投资情况（单位：百万美元）
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来源
技术原理
优势与缺陷
现状与 展望
29
谢谢！
区块链技术发展与应用
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
区块链来源
Part
1
来源
技术原理
优势与缺陷
现状与展望
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）
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
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
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
6
技术原理
Part
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来源
技术原理
“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
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来源
技术原理
优势与缺陷
现状与展望
核心技术1：区块+链 Merkle根
如何检验交易的真实性？
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
Merkle树的叶子节点 上的value：数据的 Hash值
16
来源
技术原理
优势与缺陷
现状与展望
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。
17
来源
技术原理
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
5
来源
技术原理
优势与缺陷
现状与展望
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。
优势与缺陷
现状与展望
核心技术3：所有权的信任基础—数学
Bob用Alice的公钥对汇款详情加密
非对称加密作用示例：“Bob汇一笔款给Alice”
Alice用私钥解密，查阅详情
Alice 汇款 详情
Bob
Bob用私钥进行数字签名（加密）
Alice、各节点用Bob公钥进行认证
18
来源
技术原理
优势与缺陷
现状与展望
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…
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
核心技术1：区块+链
比特币中的区块结构图
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来源
技术原理
优势与缺陷
现状与展望
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。
头哈希：该区块地址 父哈希：该区块父节点的 地址，找到这个地址链接 在后面 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
中心化的弊端
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
创新源于对现实问题的解决—— 中心化
4
来源
技术原理
优势与缺陷
现状与展望
信息去中心化
信用去中心化
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…
来源
技术原理
优势与缺陷
现状与展望
核心技术1：区块+链
区块链如何解决分叉问题？
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
15
来源
技术原理
优势与缺陷
现状与展望
核心技术3：所有权的信任基础—数学
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
非对称加密原理：
公钥：信息的真实性 私钥：信息的安全性
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。
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21
分布式记账与存储 高容错性
优势与缺陷
Part
3
来源
技术原理
优势与缺陷
现状与展望
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
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
大量的中介成本
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
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来源
技术原理
优势与缺陷
(哈希函数)
现状与展望
核心技术1：区块+链 区块由谁来记录？
流程示例： 标识字符串
父哈希
（前一区块的交易缩影）
交易清单+上一账单编号
争夺记账权 Nonce值 头哈希 √
12
全网所有节点/记录员
公告、验证、更新账簿
技术原理
优势与缺陷
现状与展望
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
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？