区块链课件第一章 概述.pptx
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1、概述区块链是新的科技革命还是骗局?区块链(Blockchain)技术,自从在比特币(Bitcoin)白皮书比特币:一种点对点电子货币系统(Bitcoin:A Peer-to-Peer Electronic Cash System)1一文中被化名为中本聪(Satoshi Nakamoto,音译,也称中本哲史)的作者提出以来,区块链技术就受到许多关注与争议。加密货币的火热为区块链带来更多关注近年来,随着比特币、以太坊(Ethereum)等加密货币的火热,区块链技术在全球范围内得到越来越多地关注。2019年10月24日,中共中央政治局就区块链技术发展现状和趋势进行第十八次集体学习,此后,区块链技术更
2、是吸引了举国上下的目光。区块链技术目前已经应用于多个领域,例如金融、物流、食品安全等。尽管不少人对比特币的未来发展仍然充满疑虑,但大多数技术专家非常认可区块链技术的未来,认为其理念的推广与应用最终会超越加密货币,成为时代的热点前沿。0本章内容1.1 什么是区块链技术1.2 区块链技术的现状1.3 本书的内容1.比特币与区块链的诞生2.比特币与区块链3.区块链的特点4.智能合约与世界计算机5.区块链的分类1什么是区块链技术区块链的出现中本聪在比特币:一种点对点电子货币系统一文中,并未给出“区块链”的具体定义,只是提出了一种基于哈希证明的链式区块结构,即被人称之为“区块链”的数据结构。区块链一词也
3、是来源于此,其中区块(Block)一词指代一个包含了数据的基本结构单元(“块”),而链(Chain)则代表了由区块产生的哈希链表。区块链的定义从狭义上来讲,根据工业和信息化部2016年发布的中国区块链技术和应用发展白皮书所述,区块链技术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链式数据结构,并以密码学方式保证不可篡改和不可伪造的分布式账本技术。从广义来讲,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范式。一般认为,区块链技
4、术是伴随着以“比特币”为首的数字货币而出现的一项新兴技术,是一种以密码学算法为基础的点对点分布式账本技术,是分布式存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。2什么是区块链技术区块链的应用区块链技术作为一项创新型技术,不仅成功应用于加密货币领域,在经济、金融和社会各领域中也存在着广泛地应用场景。区块链的技术核心区块链技术首次从技术上解决了中心化模型带来的信任问题,它基于密码学算法保证价值的安全转移,基于哈希链及时间戳机制保证数据的可追溯、不可篡改特性,基于共识算法保证节点间区块数据的一致性。区块链技术以其分布式、公开透明、安全等特性使得人们可以基于互联网方便快捷、低成本地进
5、行价值交换,是实现价值互联网的基石。它可以在互不信任的环境中实现去信任中介的可信交易。与传统数据库技术相比,区块链技术具有防伪造、不可篡改以及能方便实现智能合约等特点,被誉为一种将引发社会变革的新型技术。3什么是区块链技术区块链的三个基本要素交易:Transaction,一次操作,导致账本状态的一次改变区块: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链:Chain,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区块链是可信的区块链中每个区块保存规定时间段内的数据记录(即交易),并通过密码学的方式,构建一条安全可信的链条,形成一个不可篡改、全员共有的分
6、布式账本。通俗地说,区块链是一个收录所有历史交易的账本,不同节点之间各持一份,节点间通过共识算法确保所有人的账本最终趋于一致。如果想要修改一个已经记录的交易,由于分布式账本的特点,需要所有持有账本的节点同时修改,由于链的特点,需要连带修改后续的区块内容并且被所有人承认,这将是一个工作量巨大到近乎不可能完成的工作。正是从这个角度,区块链具有不可篡改的特性。4比特币与区块链的诞生e-Cash1983年,数字货币先驱David Chaum在论文Blind Signatures for Untraceable Payments提出了基于盲签名技术的e-Cash数字货币系统,该系统能够保持用户匿名并且难
7、以被追踪。由于当时信用卡体系的快速崛起和本身技术的缺陷,很快走向了失败。E-gold1996年,肿瘤学家Douglas Jackson和律师Barry Downey发明了e-gold,该电子货币通过金银作为担保,用户能够完成瞬时转账等操作。由于被犯罪团伙用于洗黑钱、敲诈勒索和遭到黑客攻击而垮台。Hashcash(工作量机制)1997年,密码学家Adam Back发明了Hashcash系统用于限制垃圾邮件和Dos攻击,该系统中提出了工作量证明机制来获取额度,而该机制也为后来的数字货币技术所采用。B-money1998年,计算机工程师戴伟(Dai Wei)提出了B-money,和过去的数字货币的不
8、同,这是首个完全不依赖于中心机构的匿名数字货币方案。在该方案中引入了工作量证明机制来解决如何发行数字货币这个问题,并且有一个初步的P2P网络结构来完成对交易信息的广播。在B-money中没有解决货币的“双花”问题以及如何维护账本的安全,最终该方案也未能实现。其他数字货币的尝试诸如WebMoney、Liberty Reserve、Perfect Money。这些数字货币的问题部分在于中心化的节点一旦被突破,整个信用体系将会无法维持;而基于点对点网络和工作量证明机制的数字货币方案,则难以维持整个系统的安全和稳定。5比特币与区块链的诞生中本聪的比特币比特币的提出:2008年10月31日,一个化名为中
9、本聪的匿名用户在“”网站的密码学邮件列表 中发表了比特币白皮书,开启了比特币与区块链的传奇。论文中描述了如何通过点对点网络实现一种基于密码学原理而不是基于信用的电子支付系统,使得达成交易一致的双方能够直接进行支付,无须第三方中介参与。比特币系统的上线:2009年1月,这个美好的构想比特币网络正式上线,中本聪通过比特币的客户端软件对第一个区块创始区块进行了挖矿,并获得了人类史上的首批50个比特币。比特币的价值:2010年,在比特币论坛“bitcointalk”上,一名用户介绍使用了10,000个比特币购买了一块价值25美元的比萨。这是比特币的首次交易,也意味着比特币第一次拥有了“交换价值”。历时
10、十年的发展,比特币的价格几经起伏从最低0.0025美元到最高19791.90美元。6比特币与区块链区块链是比特币的底层技术、核心、基础架构在没有第三方中心节点的点对点系统中使所有参与者能够承认系统中的交易是比特币系统的核心问题,这一问题通过区块链的结构与挖矿解决。区块链的结构与挖矿通过区块链的哈希链式结构,比特币可以做到很强的抗篡改能力,从而取得所有参与者的信任。对于一个已经完成的账本链表来说,历史记录的变动总是影响到后续的全部,这种特性是哈希链表和消息摘要算法带来的。但是单纯的修改成本极低,系统的安全性得不到保障。为了提高门槛,比特币规定了计算得到的区块哈希必须达到规定的要求,被称作难度。这
11、样一来,虽然每个人都有权利进行账本的修改,但不是随便哪个人都能成功修改账本。同时,由于篡改的过程需要对后续区块逐个重新计算哈希值,越久的记录后面链接的区块越多,越难修改,这种修改的难度是随时间指数级上升的。7比特币与区块链区块链不仅仅是比特币区块链本质上是一种去中心化的数字账本,除了比特币等加密数字货币上的应用,它也可以用于记录其他具有价值的信息而不担心被篡改。相比于传统货币系统,加密数字货币带来了的新的信任方式、去中心化的财富转移模式。在加密数字货币以外,资本市场上的区块链应用正在蓬勃发展,覆盖了支付与汇款、衍生品交易、金融服务、征信管理、数字资产管理、网络安全、审计、供应链金融、物联网等许
12、多领域。区块链是比特币等加密数字货币的支撑技术,它和比特币的关系类似于技术与产品的关系;区块链结构的应用早已超出了数字货币,甚至可以扩展到任何类型的数字交易方式。区块链技术够有效地解决原有行业中信任、安全等多种问题。8区块链的特点去中心化在区块链中,各个节点和矿工遵守一套基于密码算法的记账交易规则,通过分布式存储和算力,共同维护全网的数据,避免了传统中心化机构对数据进行管理带来的高成本、易欺诈、缺乏透明、滥用权限等问题。普通用户之间的交易也无须第三方机构加入,直接点对点进行交易互动。透明性相较于用户匿名性,比特币和区块链系统的交易和历史都是透明的。由于在区块链中,账本是分发到整个网络所有参与者
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