开发区块链应用常用框架
区块链技术与应用开发考核试卷
4.讨论区块链技术面临的主要技术挑战，并提出可能的解决方案。
标准答案
一、单项选择题
1. A
2. D
3. A
4. D
5. A
6. D
7. A
8. B
9. C
10. A
11. C
12. C
13. B
14. C
15. C
16. A
17. C
6. ( ) 7. ( ) 8. ( ) 9. ( ) 10. ( )
11. ( ) 12. ( ) 13. ( ) 14. ( ) 15. ( )
16. ( ) 17. ( ) 18. ( ) 19. ( ) 20. ( )
三、填空题（本题共10小题，每小题2分，共20分，请将正确答案填到题目空白处）
C.高度中心化
D.数据不可篡改
15.区块链技术中的Merkle树主要用于（）
A.数据压缩
B.数据加密
C.数据验证
D.数据存储
16.以下哪个不是联盟链的特点？（）
A.多个组织参与
B.有限的节点数量
C.高度去中心化
D.共同维护
17.区块链技术的哪个特点可以提高信任度？（）
A.去中心化
B.不可篡改
C.透明性
（）
4.目前最流行的区块链共识机制是______，它通过解决复杂的数学问题来确保网络的安全性。
（）
5.区块链的______是指在网络中的所有节点上都有数据的副本，从而保证了数据的透明性和不可篡改性。
（）
6.以太坊是一个开源的有智能合约功能的区块链平台，其货币单位是______。
（）
区块链技术的底层技术栈和开发工具
区块链技术的底层技术栈和开发工具区块链是一种分布式账本技术，通过去中心化的机制保障安全性。
它被广泛应用于金融、制造业和供应链管理等领域。
区块链技术的底层技术栈和开发工具是该技术的重要组成部分，本文将从技术架构、数据结构、一些常见的开发工具和平台以及市场趋势等几个方面介绍区块链技术的底层技术栈和开发工具。
技术架构在区块链技术中，技术架构是区块链的底层基础。
底层技术架构有两类，一类是联合链又叫联盟链，另一类是公有链又叫开放链。
区块链的底层技术栈结构在一定程度上衍生自操作系统的内核。
首先，在技术架构的上层是与业务逻辑相对应的上层链码，然后是与业务逻辑无关的服务层，最后是客户端区块链节点。
物理层和网络层提供了节点通信和交互的设置。
区块链技术的协议层决定了信息和资产的安全性。
数据结构在区块链技术中，用于存储数据的数据结构分为两部分，一部分是区块链交易数据，另一部分是状态数据库。
区块链数据是采用Merkle树来实现的，它能够保证数据的可追溯性和不可篡改性。
在状态数据库的存储方面，以太坊使用了MPT树，Hyperledger Fabric使用了KV存储引擎。
开发工具和平台在区块链技术的开发过程中，开发人员使用一系列工具和平台来简化操作。
区块链技术的开发工具被设计用来使开发人员能够快速地开发出应用程序和智能合约。
开发工具和平台包括以下几种：1. SoliditySolidity是一种专门用于以太坊智能合约编写的编程语言。
它的语法与JavaScript相似，可以用来开发各种以太坊应用程序。
2. RemixRemix是一个在线的智能合约集成开发环境。
它可以帮助开发人员快速编写、部署和测试智能合约，同时还提供了许多有用的调试和分析工具。
3. TruffleTruffle是一个用于以太坊开发的工具套件。
它包括了构建、部署和测试智能合约所需要的一系列工具和框架。
4. Hyperledger ComposerHyperledger Composer是一个基于Hyperledger Fabric的工具套件。
ETH、EOS与BCH智能合约框架的比较
EOS上的超级权限的确会让人顾忌，对于上面运行一个项目主要资产的时候，会有让人会担心超级权限的控制，这个是EOS上需要解决的问题。
公链进展还是属于比较早期，我们需要解决的问题也会比较多，比如隐私性的问题，包括一些数据类型的使用。
EOS： WebAssembly，目前支持最好的是C++未来会支持主流的编程语言，WebAssembly 是一种新的字节码格式，主流浏览器都已经支持 WebAssembly，包括微软、Google、苹果都已经在支持WebAssembly。
Wormhole：我们也使用WebAssembly，我个人并不建议自己开发一种新的语言或者使用自己开发虚拟机技术，区块链行业的研发实力并没有那么强大。WebAssembly的研发基本上聚集了主要大的互联网公司研发力量。
主要数据结构的不同
ETH中的MPT树是其最重要的一个数据结构。
使用前缀树来进行查询拥有共同前缀key的数据时十分高效，例如在字典中查找前缀为pre的单词， 对于哈希表来说，需要遍历整个表，时间效率为O(n);然而对于前缀树来说，只需要在树中找到前缀为pre的节点， 且遍历以这个节点为根节点的子树即可。 但是对于最差的情况(前缀为空串)，时间效率为O(n)，仍然需要遍历整棵树，此时效率与哈希表相同。 相比于哈希表，在前缀树不会存在哈希冲突的问题。
这个不是太好理解，大家明白他很复杂就好了。这棵树有很多的劣势：
直接查找效率低下，且一次查找会有m次IO开销，相比于直接查找，无论是速率、还是对磁盘的压力都比较大。
可能会造成空间浪费，当存在一个节点，当树中没有与他相同前缀的分支时，为了存储该节 点，需要创建许多非叶子节点来构建根节点到该节点间的路径，造成了存储空间的浪费。
能源互联网中的区块链技术框架及应用分析
DOI：10．19392/j．cnki．1671-7341．201925084能源互联网中的区块链技术框架及应用分析蒋志雄上海电机学院上海200240摘要：经济社会的发展以及能源结构调整的深入使我国能源转型成为必然，能源互联网建设是其主要措施，而能源互联网依托的核心技术就是区块链技术。
本文通过研究区块链技术的含义、特点以及内部技术框架，探讨此技术在能源互联网中的运用实绩以及发展前景，以期为推动能源供给侧改革提供资料参考。
关键词：能源互联网；区块链；多能源系统比特币于十年前发行起就备受人们关注，区块链作为核心技术也开始引起广泛注意。
我国能源供给侧改革的深入发展、产业结构调整迈上新阶段，能源互联网建设作为重要内容也有了新的发展方向，大量相关工程逐步发展运行，而区块链作为其中极为重要的一环其发展成为研究的重点。
［1］1区块链1．1含义区块链，即去中心化的，公开且透明的数据库，其去中心化的特点最早应用于货币以及支付手段。
［2］其数据公开透明，具有很高的可信度，在货币及支付手段外也开始在其他类型资产和领域得到应用，如货币、市场外的医疗、学历鉴定、网络安全、公证、租赁等众多领域。
1．2特征1．2．1开放、共识区块链网络不限制界限，任何人都可以参与其中，每台设备都是众多节点中的一部分，其数据库拷贝所有节点共享。
共识机制使整个区块链被各个节点共同维护，即使其中某一节点出现问题也不影响其他节点的运作。
1．2．2去中心化去中心化是区块链最核心的特点之一，因为它作为端到端的网络不需要中心化的设备，也不需要中心化的管理机构，节点之间仅需要通过数字签名进行数据交换，流程也严格遵守系统规则，节点之间根本无法做到互相欺骗，去信任的特点得以体现。
1．2．3透明、匿名区块链中的所有数据都是公开透明的，运行的规则也向所有人公开，这就使得区块链中的所有交易都在大众视野范围内。
且其去中心、去信任的特点使得各节点都是匿名状态，无需公开身份。
区块链技术入门与应用
区块链技术入门与应用随着互联网技术的不断发展，人类社会已经进入了数字化时代，增长了我们对数字化财富的需求。
对于数字化财富的管理和交易需要一个有效的工具，传统的金融系统存在多个问题，如交易速度慢、交易费用高、安全性差等，这使得传统的金融系统无法满足大众的需求。
而区块链技术作为新一代数字化技术的代表之一，具有分布式、去中心化、透明等优点，被越来越多的人关注和探索，现在已经成为了人们密切关注的话题。
本文将从下面几个方面分别进行介绍，帮助大家更好地了解区块链技术。
一、什么是区块链技术区块链技术是一种分布式账本技术，它将交易信息记录到一个分布式的数据库中，每个节点都有同样的副本，这些副本可以通过共识机制来保证准确性和安全性。
这种机制使得去中心化成为了区块链技术的一个核心特征，也就是说，它不像传统的中心化系统那样依赖于单一的机构或个人来管理和控制。
在区块链中，所有的交易都被集中到一个区块中，每个区块包含了前一区块的哈希值，从而形成了一个不断增长的、链式的数据结构，称为区块链。
每个节点都保存着完整的区块链，任何人都可以加入节点并加入到这个分布式系统中。
二、区块链技术的优势1. 去中心化由于区块链技术的去中心化特性，减少了中间环节的干扰，实现了点对点的交易，能够降低交易成本、提高效率。
2. 数据透明性所有的数据都被公开记录，每个节点对于每一笔交易的记录都是相同的，不可篡改，所以数据是透明的。
3. 数据安全性区块链技术使用非对称加密技术（公钥和私钥）来保证交易的安全性。
只有用户本人才能使用自己的私钥对其加密的交易进行操作，任何未经授权的第三方都无法修改或篡改交易记录。
三、区块链技术的应用1. 数字货币比特币是区块链技术为数不多被广泛接受的应用之一，它使用了区块链技术提供的去中心化的特点，使得比特币成为了一种分散、无法追溯和无需中央控制的数字货币。
2. 物联网随着物联网技术的普及，设备之间的互联互通将变得越来越重要。
Java中的区块链技术
Java中的区块链技术区块链技术是一种新兴的分布式账本技术，近年来受到了广泛的关注和应用。
它以去中心化、不可篡改和透明等特点，为各行业带来了革命性的变化。
而在这些行业应用中，Java语言作为一种通用的编程语言，也扮演着重要的角色。
本文将介绍在Java中应用区块链技术的一些方面。
一、概述区块链技术是将数据按照时间顺序以区块（block）的形式进行存储，并通过密码学算法将每个区块与前一个区块链接在一起，形成一个不可篡改的数据链。
在Java中，我们可以利用Java语言的特性和相关的库来实现区块链的构建和应用。
二、区块链数据结构在Java中实现区块链，首先需要定义区块的数据结构。
一个区块一般包括索引（index）、时间戳（timestamp）、数据（data）、前一块的哈希（previous hash）和当前区块的哈希（hash）等信息。
可以使用Java的类来表示一个区块，如下所示：```javapublic class Block {public int index;public long timestamp;public String data;public String previousHash;public String hash;}```这是一个基本的区块结构，可以根据具体需求进行扩展。
在Java中，使用类来表示区块，可以更方便地对区块进行操作和管理。
三、加密算法加密算法是区块链技术的核心，它能够确保区块链的安全性和可靠性。
在Java中，可以使用相关的加密库来实现区块链的加密算法。
常用的加密算法有SHA-256、RSA、ECDSA等，可以根据具体需求选择适合的加密算法。
四、挖矿算法在区块链中，为了保证数据的可靠性和一致性，需要通过挖矿的方式来生成新的区块并将其添加到区块链中。
挖矿是一个耗费计算资源的过程，需要通过解决数学难题来获取新的区块。
在Java中，可以使用多线程来实现挖矿算法，提高挖矿的效率和速度。
描述区块链系统框架及技术的功能
区块链技术是近年来备受关注的新兴技术，它的出现给传统的金融、物流、医疗等领域带来了革命性的变革。
区块链系统框架及技术的功能是其能在不可篡改的分布式账本中记录数据，通过共识机制进行数据确认，并实现数据的安全传输和存储。
本文将从区块链系统的框架和技术功能两个方面来进行介绍。
一、区块链系统框架1. 分布式网络：区块链系统是一个去中心化的分布式网络，其中包含许多节点，每个节点都可以通过共识机制来确认和记录交易数据，保证整个系统的安全和可靠性。
2. 区块链数据结构：区块链是由不断增长的区块组成，每个新区块包含了一定的交易信息，并通过哈希值与前一个区块相连，形成了一个不可篡改的链条。
3. 共识机制：区块链系统采用共识机制来确保数据的一致性，常见的共识机制包括工作量证明（PoW）、权益证明（PoS）等，通过算法来选择出可以生成新区块的节点，防止数据被恶意篡改。
4. 智能合约：区块链系统框架中还包括智能合约，它是一种以代码形式存在的合约，能够在没有第三方干预的情况下执行，实现自动化的合约执行和管理。
5. 加密算法：区块链系统框架中包括了多种加密算法，包括非对称加密、哈希算法等，以保障数据的安全传输和存储。
二、区块链技术的功能1. 安全性：区块链系统通过去中心化、共识机制、加密算法等技术手段，保障数据的安全性，防止数据被篡改或者遭受恶意攻击。
2. 透明度：区块链系统的交易信息都会被公开记录在分布式账本上，任何人都可以查询和核实，确保交易的透明度和可追溯性。
3. 不可篡改：区块链系统中的数据经过哈希算法和时间戳的验证，一旦被写入到链上就无法被修改或删除，确保了数据的不可篡改性。
4. 高效性：区块链系统在数据传输和确认交易方面借助先进的共识机制和智能合约技术，能够实现快速、高效的交易确认和结算。
5. 信任机制：区块链系统通过共识机制和智能合约建立了一种去中心化的信任机制，可以在没有中心化机构的情况下实现信任的建立和交易的进行。
区块链的层级架构介绍
区块链的层级架构介绍区块链是一种分布式账本技术，其层级架构是指在区块链系统中不同层级的组成部分以及它们之间的关系。
一个区块链系统通常由以下几个主要的层级组成：1.应用层：应用层是区块链系统中最顶层的层级，它包括用户与区块链系统进行交互的应用程序接口（API）。
在应用层上可以构建各种应用，如数字货币、供应链管理、智能合约等。
用户通过应用层可以访问和操作区块链系统。
2. 协议层：协议层是区块链系统中的核心，它定义了区块链的共识机制、数据结构以及密码学算法等。
在协议层中，常见的协议有比特币的工作量证明（Proof of Work，PoW）和以太坊的权益证明（Proof of Stake，PoS）。
协议层确保了区块链系统的安全性、可靠性和一致性。
3.网络层：网络层负责在不同的节点之间传输区块链数据。
网络层使用点对点的通信协议，如TCP/IP协议，确保节点之间的通信是安全、可靠和高效的。
网络层还负责处理分布式节点之间的数据同步和共识达成。
4.数据层：数据层是区块链系统中存储数据的地方，它包括区块链的数据库以及相关的存储和索引技术。
数据层可以使用不同的存储技术，如关系数据库、分布式文件系统等。
数据层的设计需要考虑到数据的可扩展性、安全性和隐私保护。
5.硬件层：硬件层是指支撑区块链系统运行的物理设备，包括计算机服务器、网络设备、存储设备等。
硬件层需要提供足够的计算能力和存储空间来支持区块链系统的运行，并确保硬件设备的安全性和可靠性。
这些层级之间相互协作，共同构成了一个完整的区块链系统。
每个层级都有其独特的功能和目标，但它们又相互依赖和影响。
例如，协议层的设计和选择将直接影响到应用层的功能和性能，而网络层的稳定性和安全性将影响到数据层的可靠性和隐私保护。
另外，区块链的层级架构还可以根据不同的需求和场景进行扩展和定制。
例如，在一些特定的区块链应用中可能需要额外的层级来实现特定的功能，如身份验证、数据存证等。
因此，区块链的层级架构是一个灵活可扩展的概念，并根据具体的需求和应用场景进行设计和调整。
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开发区块链应用常用框架
本文档旨在介绍开发区块链应用常用的框架，以帮助开发人员
选择适合他们项目需求的框架。
以下是一些常见的区块链应用框架：
1. Ethereum
以太坊是一个基于区块链技术的开源平台，提供运行智能合约
的能力。
开发人员可以使用Solidity编程语言来编写智能合约，并
使用Truffle框架进行开发、测试和部署。
以太坊还提供了一个名
为Web3的框架，用于与以太坊网络进行交互。
2. Hyperledger Fabric
Hyperledger Fabric是一个开源的企业级区块链平台，专注于开
发和运行分布式应用程序。
它提供了一个可编程的平台，支持使用
智能合约和链码开发区块链应用。
Hyperledger Fabric还提供了Fabric SDK，用于与区块链网络进行交互，并提供了MSP（成员服
务提供商）功能来管理身份验证和访问控制。
3. Corda
Corda是一个开源的分布式账本平台，专门设计用于金融和合
同领域的区块链应用。
Corda框架使用智能合约来记录和验证交易，并提供了一个可扩展的网络层，支持不同参与方之间的数据共享和
通信。
4. Quorum
Quorum是一个基于以太坊构建的企业级私有区块链平台，旨
在支持高度安全和私密性的区块链应用。
它提供了一个可扩展的网
络层，支持私有交易和权限管理。
Quorum还兼容以太坊的智能合
约开发和部署。
5. EOSIO
EOSIO是一个开源的高性能区块链平台，旨在支持分布式应用程序的开发和扩展。
它提供了一个名为EOSIO软件的开发框架，
用于构建和部署智能合约。
EOSIO还提供了一个名为EOSIO.cdt的
工具集，用于开发基于C++的智能合约。
这些是一些常见的区块链应用框架，每个框架都有其独特的特点和适用场景。
开发人员应根据项目需求和技术要求选择合适的框架来开发区块链应用程序。