〔优质课件〕区块链技术发展与应用课件

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 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
关键
去中 集体 时间
技术原理
区块链
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
VS
2.部分节点崩溃下系统正常运行
信用去中心
没有“中介”的信用背 信用交易：银行，结算
中心化带来的成本与日
能否在互联网中创造一种技 保证人们互相信任的前提下 换的活动？
区块链技
区块链
“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 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 法、P2P文件传输等）整合的结果。
优势
缺陷
高耗能问题 数据库存储空 处理大规模交 安全性问题
现状与展望
现状
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 侧链：实现公共区块链上价值与其他账簿上价值 私有区块链：参与的节点只有用户自己，数据的
Alice
核心技术4：可编
本质：众多指令的列表
作用：记录价Baidu Nhomakorabea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
救设备；
2、贷款的钱只可用来交学 值再转移的条件）。
核心技术4：可编
关于脚本的一个简单例子：
现状
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
区块链2.0：可编程金融：股票、清算、私募股权等 区块链3.0：可编程社会：公证、仲裁、审计、物流
现状
区块链相关投资情况（单位：百万美元）
现状
谢谢！
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69.累了，就去看海吧，你会发现自己 的烦恼 其实有 多么的 渺小。
•
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70.人生中不可挽回的几样东西：说出 去的话 ，消逝 的时间 ，失去 的机会 。
流程示例：
Nonce值
头哈希
交
争夺记账权
√
公告、验证、更新账簿
核心技术
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
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
极高。
没
假
在
数
找
任
值
要 链 块 是
“短块链”：被淘汰的分叉区，价值交换活动将被重新加入到
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、 3.所有权的信任基础——数 4.脚本——可编程的智能合
核心技术
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
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 他需要在TX2的输入中
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
其他节点如何验证
+
区块链
区块链技术的特点
1 纯数学方法建立信任关系，去中心
如何检验交易的真实性？
核心技术 Merkle根
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
Merk 上的
Hash
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 新区块上的MerkleTree的根节点值是否一致
中央电脑VS分布式节点
信息分散在各中心手中，打 信息要按照中心化机构的体
作（全球汇款） 内部人员的篡改，黑客攻击
信息去中心化
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…
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
化结构—高运作效率、低运营成本
2
数据信息完整透明 符合法律和便于追踪
5
透明世界
保护隐私
4
全球 高包
3 分布式记账与存储 高容错性
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 大量的中介成本
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
区块链技术发展与应
主要内容
去中心化的革命
P1.区块链来源
P2.技术原理
P3.优势与缺陷
区块链来源
为什么会有
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）
创新源于对现实问题的解决—— 中心化
中心化的弊端
比特币中的区块结构图
核心技术
核心技术
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 块链的网络中来。
头哈希：该区块地址
M
父哈希：该区块父节点的
原
地址，找到这个地址链接
检
在后面
难度：该区块相关数学题难度指标
Nonce:该区块数学题的答
(哈希函数)
父哈希
（前一区块的交易缩影）
核心技术 区块由谁
核心技术2
分布式记账—— 分布式传播——
网络中的所有节 分布式存储——
极高
核心技术3：所有
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 到我的密码是什么，但要让他们都 一密码。
常见的非对称加密算法包括RSA、Elga （椭圆曲线加密算法）等。
公、私钥的生成过程详解
核心技术3：所有
密钥对：1、对信息用其中
只能用另一个密钥才能解开
2、“非对称密钥对”：
开后，根据公开的密钥别人
个，公开的密钥称为公钥， 为私钥。
非对称加密作用示例：“Bob汇一笔款给Alice”
Alice 汇款 详情
Bob
核心技术3：所有
Bob用Alice的公钥对汇款详情
Bob用私钥进行数字签名（
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71.没有人会喜欢孤独，只是比起失望 、随欲 ，以及 冷热交 替后的 纵横来 说，孤 独会让 人更踏 实。