区块链技术综述
第45卷第5期Vol.45No.5
2019年5月
May2019计算机工程
Computer Engineering
-区块链专题-文章编号:1000-3428(2019)05-0001-12文献标志码：A中图分类号：TP399
区块链技术综述
张亮"Z,刘百祥"Z,张如意"2,江斌鑫"2,刘一江
(复旦大学计算机科学技术学院a.上海市区块链工程技术研究中心；8上海市智能信息处理重点实验室；
c.复旦-众安区块链与信息安全联合实验室，上海200433)
摘要：基于区块链整体架构介绍技术栈层级，以比特币为例分析区块链工作原理，从分布式账本的角度描述区块链账本存储模型和账本分类情况$区块链中的数据通过共识算法在全网传播、达成共识并存储$在不存在可信第三方的情况下，利用智能合约实现交易、事务及分布式应用的独立运行,保证区块链数据的完整性、安全性及合法性$同时将哈希算法与默克尔树相结合降低区块链存储空间，基于数字签名算法为区块链参与者提供匿名身份证明，并使用加解密技术进一步保护区块链数据隐私$针对区块链安全、隐私保护、钱包管理等问题对当前研究的不足和未来的研究方向进行分析和展望$
关键词：区块链；密码学；共识机制；智能合约；隐私保护
开放科学(资源服务)标志码(OSID)：鑒|
中文引用格式：张亮，刘百祥，张如意，等.区块链技术综述:J].计算机工程，2019，45(5)：1-12.
英文引用格式：ZHANG Liang，LIU Baixiang，ZHANG Ruyi，et al.Overview of blockchain technology[J).Computer Engineering，2019，45(5)：1-12.
Overview of Blockchain Technology
ZHANG Liang a，b，c,LIU Baixiang a，b，c,ZHANG Ruyi a，b，c&JIANG Binxin a，b，c,LIU Yijiang a，b，c
(a.Shanghai Blockchain Centre of Engineering and Technology； b.Shanghai Key Laboratory of
Intelligent Information Proccssing； c.Fudan-Zhongan Blockchain and Information Security Joint Lab,
School of Computer Science and Technology,Fudan University,Shanghai200433,China)
+Abstract]Based on the blockchain overal l architecture,the technology stack Merarchy is introduccd.Bitcoin is used as an example to analyze the blockchain working principle.The blockchain ledger storage model and ledger classification are described from the perspective of distributed ledger.The date in the blockchain is spreed acros s the network through consensus algorithms,reaches a consensus and is stored.In the absencc of a trusted third party,this paper uses smart contractt to achieve independent operation of transactions,bussinesses and datributed applications to ensure the integrity, security and legitimacy of blockchain date.It combines the hash algorithm with the Merkel tree to reducc the blockchain storage spacc,provide anonymous identity proof for the blockchain participants based on the digital signature algorithm, and further protect the blockchain dat privacy by using encryption and decryption technology.In view of blockchain security priv2cy protection w2l et m2n2gement2nd other issues the deficiencies of the cu r ent rese2rch2nd the direction of future rese2rch2re2n2lyzed2nd forec2sted.
+Key words]blockchain；cryptography；consensus mechanism；smart contract；privacy protection
DOI：10.19678/j.issn.1000-3428.0053554
0概述
区块链概念自2008年在比特币白皮书⑴中被提出以来,引起全世界广泛关注,采用去中心化基础架构与分布式存储共识技术。从记账的角度出发,区块链是一种分布式账本技术或账本系统；从协议的角度出发，区块链是一种解决数据信任问题的互联网协议；从经济学的角度出发，区块链是一个提升合作效率的价值互联网$近年来，区块链逐渐从加密数字货币演变为一种提供可信区块链即服务
基金项目：国家自然科学基金(61672166)；上海市领军人才项目(16XD1400200)；上海市科技创新行动计划(16JC1402700)$
作者简介：张亮(1989―),男，博士研究生,主研方向为区块链、密码学；刘百祥,工程师、博士；张如意、江斌鑫、刘一江，硕士研究生收稿日期：2019-01-03修回日期：2019-02-20E-mail：briliasm@https://www.360docs.net/doc/b513544999.html,
区块链以及区块链技术总结
区块链以及区块链技术总结 区块链是目前一个比较热门的新概念，蕴含了技术与金融两层概念。从技术角度来看，这是一个牺牲一致性效率且保证最终一致性的的分布式的数据库，当然这是比较片面的。从经济学的角度来看,这种容错能力很强的点对点网络,恰恰满足了共享经济的一个必须要求——低成本的可信环境。 本次分享一下聊聊区块链技术，以及目前区块链技术架构,并且介绍一下价值互联网。 由于区块链是一个新兴的技术概念,本文所有的观点仅代表个人观点,未必全部正确。 #1. 技术人员看待区块链的正确姿势 区块链虽然是一个新兴的概念,但它依赖的技术一点也不新,如非对称加密技术、P2P网络协议等。好比乐高积木，积木块是有限的，但是不同组合却能产生非常有意思的事物。 我接触过一些工程师,初次接触区块链时，不约而同的表达了:都是成熟的技术，不就是分布式存储嘛。站在工程师的角度,第一反应将这种新概念映射到自己的知识框架中，是非常自然的。但是细究之下发现，这种片面的理解可能将对区块链的理解带入一个误区，那就是作为一个技术人员,忽略了区块链的经济学特性——一个权力分散且完全自治的系统。
区块链本质上是一个基于P2P的价值传输协议,我们不能只看到了Ｐ2Ｐ,而看不到价值传输。同样的,也不能只看到了价值传输，而看不到区块链的底层技术。 可以这么说,区块链更像是一门交叉学科，结合了P2P网络技术、非对称加密技术、宏观经济学、经济学博弈等等知识，构建的一个新领域——针对价值互联网的探索。 那什么是价值互联网?价值互联网可以是当下如日中天的电子商务所衍生的支付业务。但,真的只是支付领域吗?很显然这是不够的，一级资本市场,实体资产确权与转移，证券登记交割、证信与反欺诈。我们再仔细想想，我们的各大电商平台的专业差评师，恶意刷单还少吗? 如今的金融领域,除了支付比较便利之外，在其他绝大部分的业务中，我们就像是被套着锁链走路一样,我们反复确认,反复审核,反复监督，我们反复构建一个又一个的大大小小的高可用集群,保证线上服务的可靠性与连续性,我们雇佣一个又一个的安全工程师,交付一个又一个的渗透测试项目。为什么？因为作弊的成本太低了，低到只要改数据库的一行记录就可以提取上百万的资金。 强大的互联网给了我们成本几乎为零的高速信息传输通道，却没有一个成本低廉可靠的高速价值传输通道,那么这也就是区块链即将带来的。 区块链是一个公共的分布式总账,下面从技术角度简单介绍一下:
区块链技术及其发展
SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY 论文题目：“区块链“技术及其发展小组成员:
目录 摘要4 1 区块链技术简介 (5) 1.1 区块链兴起背景 (5) 1.1.1 以银行为信任中心的货币体系 (5) 1.1.2 以第三方机构为信任中心的网络交易 (5) 1.1.3 基于区块链技术的比特币网络 (6) 1.2 区块链基础技术 (8) 1.2.1 区块链技术框架 (8) 1.2.2 数据区块 (8) 1.2.3 区块链的形式 (9) 1.2.4 区块链数据交换方式 (9) 1.2.5 完整的区块链数据流 (10) 1.3 区块链的特点 (11) 1.3.1 去中心化与去信任 (11) 1.3.2 安全性与匿名性 (11) 1.3.3 集体维护 (12) 1.4 区块链应用领域 (12) 1.4.1 数字货币 (12) 1.4.2 公证审计 (12) 1.4.3 数据存储 (13) 1.4.4 金融交易 (13) 2 区块链背后的信任问题讨论 (14) 2.1 信任问题 (14) 2.1.1 信任问题的定义 (14) 2.1.2 中心化信任问题 (14) 2.1.3 中心化信任产生的问题 (16) 2.2 区块链技术解决信任问题的方法 (17)
2.2.1 信任问题解决方法的探讨 (17) 2.2.2 区块链也需要信任 (18) 2.3 区块链技术解决信任问题的施行困难 (19) 2.4 展望 (20) 3 如何看待区块链的发展 (21) 3.1 如何看待区块链的发展 (21) 3.1.1 业内相关人士的态度 (21) 3.1.2 银行对待区块链的态度 (21) 3.1.3 政府对待区块链的态度 (22) 3.2 如何对待类似“区块链”之类的新技术的兴起 (23) 参考文献 (24) 小组分工 (25)
区块链技术的发展与未来应用
区块链技术的发展与未来应用 摘要：区块链诞生自中本聪的比特币，自2009年以来，出现了各种各样的类比特币的数字货币，都是基于公有区块链的。区块链技术就像一个公开透明 的可信赖的帐务系统，但它的意义之重大，用途之广泛，一旦你意识到你定会 激动万分。区块链行业目前发展迅速，是全球各大顶级银行和金融机构大力投 资和追逐的新兴领域，正在革新全球金融基础设施，是未来五年有前景的行业 之一。区块链技术使得DAC成为可能，而DAC是一种能够从根本上颠覆人类社 会组织模式的东西，将来对社会的影响力，可能会不亚于工业革命，成为互联 网给世界带来的最为深刻的变革。它来源于比特币，却也成就了比特币，超越 了比特币。可以这样说，没有比特币，区块链技术可能要晚很多年才可能出现；第二是比特币是区块链技术工业化最成功也是目前最成熟的一个例子，当然， 它也未必是最好的，因为它有公有链，基于代币的pow的公有链。那么，面对 当今格局的风云变幻，科技技术的快速发展与竞争，区块链技术未来又将具体 用在哪些方面呢？据调查研究分析，区块链技术未来可能会对我们的货币贸易、资产和数据、股权等进行改革。 关键词：帐务系统、人类社会组织模式、变革、竞争。 （一）：区块链技术的工作原理 区块链的机制目前主要分为两类：pos（proof of stake）权益证明机制和 pow(proof of work ) 工作量证明机制。 中本聪要在这个支付系统中自证其信，首先要解决的问题，就是双花，即重复 支付的问题。正如现在的法币系统中，如何杜绝假币的问题，主流社会的做法是：通过国家制定法律法规，通过强制力迫使人杜绝制造假币，而中本聪则用 区块链系统本身杜绝了人为因素，完全依靠技术解决双花问题。而比特币采用 的pow工作量证明机制，则是按照做工作量的多少来获得奖励。 区块链有以下特性： 1：随时提取————去中性化特性 2：不可伪造————集体维护监督 3：不可撤销————开源即匿名性 4：可验证性————可分数据存储 首先我们来看基于公有区块链讲解的两张图
《区块链》读书心得
《区块链》读书心得-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
《区块链》内容简介及读书心得 一本深入浅出，科学严谨的区块链专业著作，火币技术副总裁、国内领先的区块链查询及数据服务平台“”创始人张健倾情奉献。清华大学五道口金融学院常务副院长、《清华金融评论》主编廖理推荐。 文明向前发展，有些成果的出现乃是必然。互联网正在彻底改变我们的生活，移动互联网、大数据、云计算以及物联网接踵而至。现在，区块链来了。从极客的创造到风投的宠儿，从比特币的“野蛮生长”到金融机构的争先恐后——区块链到底是什么它为何产生解决了什么问题自身将如何发展区块链会给人类带来怎样的应许它将创造什么又将重塑什么这是一本高屋建瓴的书，你将从中找到这些问题的答案，并且听到历史轰轰向前的车轮声。 区块链技术已经获得了越来越多的关注，对区块链技术投以了极大的热情，很多人也听说了这个概念，但是不知道它是什么，你想把这个概念讲清楚，它并不是说一两句话就能说清楚的，它有很深的背景，有很深的渊源，而且它还有出现的必然逻辑，还有一个非常宏大的未来。现在也有很多人在做区块链技术的普及工作，但是这个普及工作毕竟面很窄，我希望有一个很公开的书籍，本书从各个方面全面地介绍区块链这项技术，从它的起源、发展、原理、应用场景以及它的未来，就是从方方面面去介绍它到底是什么，我们市面上缺少这样一个东西。 内容解密如下： 解密一：区块链技术构建的是价值互联网 区块链技术构建的价值互联网将深刻改变我们对互联网的认识，从而进一步推动、改变我们的生活。什么叫价值互联网呢我们现在面对的互联网从本质上来讲，其实它是一个信息复制的互联网，或者说信息传递传播的一个互联网，但是这个信息传递是不包含所有权的，或者说它不关心信息所有权或者使用权，这个信息本身它是公开的，任何人都可以复制，所以你发现互联网诞生以来，有些行业就受到了冲击，比如唱片业。 解密二：货币仅仅是区块链要解决的很小部分 因为货币本身是一种比较纯粹的价值形式，也就是它本身可能并不需要有价值，但是它可以交换一切有价值的东西。其实如果我们去探究这其中的道理，实际情况应该是这样的，比特币的创始人在创建比特币的时候，他发现并没有比特币可以赖以生存的基础设施，所以他必须要构建这样一个基础设施。他想做这样一个电子货币，但是市面上并没有可以点对点传输价值，并不依赖第三方的基础设施，于是他就构建了一个分布式账本，或者叫P2P的，去中心化的记帐系统。区块链解决的是一个非常宏大的问题，货币只是其中的一个，它的地位当然是比较核心的，但是远远不止于货币。
区块链技术发展现状和趋势学习资料-区块链创新发展的机遇与挑战
区块链创新发展的机遇与挑战 当前，全球已迎来前所未有的新一轮科技与产业革命，蓬勃发展的数字经济对人类生产生活、各国经济社会、全球治理体系、世界文明进程都带来了深刻改变，并产生着深远影响。作为数字经济底层技术的重要构成，区块链依托的数据基础日益坚实，面临的信息环境不断改善，自身的效率和安全性亦持续提升，在政策、资金和市场的多重推动之下，愈加呈现出对高质量发展的重要支撑作用。 一、区块链产业具备广阔空间 区块链产业的形成，一度与比特币的诞生和发展密不可分，直接指向了人类对于财富本源的追逐和渴望，在2013年至2017年间出现过全球性的急速爆发式增长，在2017年达到增速峰顶。在比特币等虚拟货币的热潮逐渐消退之后，各国已开始意识到区块链作为新兴底层计算技术的真正价值所在，纷纷加快战略布局，在逐步兴起的多元应用的拉动之下，维系着产业规模整体的稳定较快增长。 从全球来看，区块链产业发展动力依然充足。区块链应用场景已基本实现从起始的数字货币和矿机制造向金融服务的延伸，目前更是向着供应链、数字版权、食药可追溯等多个领域持续渗透。据中国电子学会统计，2017年全
球区块链产业规模为52亿美元，2018年为78亿美元，预计2019年全球产业规模将达到120亿美元左右，从2013年至2019年的年均增长率超过60%。 从我国来看，区块链产业具备广阔上扬空间。得益于互联网巨头的持续投入和新兴科技企业的积极进入，以及量大面广的潜在市场，区块链产业在2～3年的短时期内几乎完成了面向当前产业链全环节的覆盖式布局，数百家以区块链为主要业务的企业涵盖了产业链上游的硬件制造、平台服务、安全服务，产业链下游的产业技术应用服务，以及支撑产业发展的投融资、媒体、人才服务等多个环节。据中国电子学会统计，2017年我国区块链产业规模为21亿美元，2018年为29亿美元，预计2019年将达到42亿美元左右，2013至2019年的年均增长率超过65%。 二、全球区块链主要前沿态势 一是以大规模应用为特征的 3.0时代即将到来。随着技术的逐渐成熟，以及信息基础设施的相应完善，区块链有望从以金融应用为主的 2.0时代向经济社会多领域、大规模、产业化应用的 3.0时代迈进。相当一批区块链底层基础公链正在充分运用分片、跨链、侧链等技术，致力于提供商用级别的高性能解决方案。美国、德国、荷兰、新加坡等国家已经开始围绕区块链部署多维度应用，物流跟踪、生产制造、能源结算、慈善管理都是其中的重点领
3 区块链技术总结
3.1.1 什么是区块链（6：52） 1.2008年10月31日，中本聪创造发明了比特币，区块链是支持比特币的技术。 账本就是区块，区块连起来就是区块链。账本的可靠性是数字货币的基石。 要解决的问题：没有可信任的第三方，每个人都无法互相信任，转账要发广播，让所有人都知道网络上的每个人每笔钱的来龙去脉，电子签名验证真实性，将转账记载账本上。 2.问题1 谁来给大家记账？--共识机制 记账的人得被大家接受，所有的账本才能统一。 中本聪的共识机制：做题。谁先做出来谁有权利记账—工作量证明（POW proof-of-work）工作量证明的本质：穷举（用哈希加密） 区块包括：交易数量、交易详情、区块头（区块头是一个区块的标签） 哈希值：每改变一个数的成功概率为2的n次方之一，参与运算的算力越强，概率越低难度越大。今天比特币网络里的n大概是76，那成功率便为2的76次方之一。 为了有动力做题，第一个完成区块打包的节点会得到奖励（激励机制），目前奖励12.5比特币。这个过程也被成为“挖矿”。 3.问题2 怎么保证账本不被造假—数字签名验证、历史账本的存在 为了防止篡改，每个新加的区块，在区块头里记录上一个区块的哈希值，被称为哈希指针，指向上一个区块，最终指向第一个创始区块。 通过哈希指针把所有的区块紧紧连接在一起，若改变任何一个区块里的任一字符，都会改变这个区块的哈希值，让下一个区块的哈希指针失效。 4.问题3 两个人同时打包出区块，听谁的？--最长链原则（谁长听谁的） 算力大于51%即为最长链，一般6块以内会分出胜负。 矿工的算力越强需要算的0就越多，保证谁都不能控制记账权。 普通人获得数字货币最简单的方法就是交易所购买，提现到钱包地址。 地址来自私钥-加密成为公钥—加密就是地址。只有私钥才能证明你是你，不可泄露。 3.1.2区块链概述（18:55） 1.区块链的基础 计算机密码学与数字签名（数字签名是密码学在区块链中的最大应用技术，还有哈西算法）分布式系统与对等网络（区块链不是只有一个服务器的网络，所有的节点都是对等的） 博弈论与激励机制（对现有系统做了比较大的改动） 2.区块链两个重要的里程碑 比特币：区块链的第一个版本 以太坊：区块链的第二个版本，可编程的货币 3.区块链的基本概念： 交易：交易是有顺序的，是对账户系统的修改动作。交易的另一种形式是账户，账户之间的转账就是交易行为。 链：一系列有顺序的交易或者一系列有顺序的日志 日志：日志是对信息系统的修动作（日志和交易是等价的）、 区块：一组交易构成块，通过链的方式连载一起，构成区块链。区块链是分布式“复制”账本。 分布式共识：保证所有账本完全一样，解决账本的一致性问题。 智能合约：是一种旨在以信息化方式传播、验证或执行合同的计算机协议。合约是可执行的，允许在没有第三方情况下进行可信交易，这些交易可追踪且不可逆转。 4.区块链的关键技术
区块链读书心得
一本深入浅出，科学严谨的区块链专业著作，火币技术副总裁、国内领先的区块链查询及数据服务平台“”创始人张健倾情奉献。清华大学五道口金融学院常务副院长、《清华金融评论》主编廖理推荐。 文明向前发展，有些成果的出现乃是必然。互联网正在彻底改变我们的生活，移动互联网、大数据、云计算以及物联网接踵而至。现在，区块链来了。从极客的创造到风投的宠儿，从比特币的“野蛮生长”到金融机构的争先恐后——区块链到底是什么？它为何产生？解决了什么问题？自身将如何发展？区块链会给人类带来怎样的应许？它将创造什么？又将重塑什么？这是一本高屋建瓴的书，你将从中找到这些问题的答案，并且听到历史轰轰向前的车轮声。 区块链技术已经获得了越来越多的关注，对区块链技术投以了极大的热情，很多人也听说了这个概念，但是不知道它是什么，你想把这个概念讲清楚，它并不是说一两句话就能说清楚的，它有很深的背景，有很深的渊源，而且它还有出现的必然逻辑，还有一个非常宏大的未来。现在也有很多人在做区块链技术的普及工作，但是这个普及工作毕竟面很窄，我希望有一个很公开的书籍，本书从各个方面全面地介绍区块链这项技术，从它的起源、发展、原理、应用场景以及它的未来，就是从方方面面去介绍它到底是什么，我们市面上缺少这样一个东西。 内容解密如下： 解密一：区块链技术构建的是价值互联网 区块链技术构建的价值互联网将深刻改变我们对互联网的认识，从而进一步推动、改变我们的生活。什么叫价值互联网呢？我们现在面对的互联网从本质上来讲，其实它是一个信息复制的互联网，或者说信息传递传播的一个互联网，但是这个信息传递是不包含所有权的，或者说它不关心信息所有权或者使用权，这个信息本身它是公开的，任何人都可以复制，所以你发现互联网诞生以来，有些行业就受到了冲击，比如唱片业。 解密二：货币仅仅是区块链要解决的很小部分 因为货币本身是一种比较纯粹的价值形式，也就是它本身可能并不需要有价值，但是它可以交换一切有价值的东西。其实如果我们去探究这其中的道理，实际情况应该是这样的，比特币的创始人在创建比特币的时候，他发现并没有比特币可以赖以生存的基础设施，所以他必须要构建这样一个基础设施。他想做这样一个电子货币，但是市面上并没有可以点对点传输价值，并不依赖第三方的基础设施，于是他就构建了一个分布式账本，或者叫P2P的，去中心化的记帐系统。区块链解决的是一个非常宏大的问题，货币只是其中的一个，它的地位当然是比较核心的，但是远远不止于货币。
《区块链》读书心得
《区块链》内容简介及读书心得 一本深入浅出，科学严谨的区块链专业著作，火币技术副总裁、国内领先的区块链查询及数据服务平台“https://www.360docs.net/doc/b513544999.html,”创始人张健倾情奉献。清华大学五道口金融学院常务副院长、《清华金融评论》主编廖理推荐。 文明向前发展，有些成果的出现乃是必然。互联网正在彻底改变我们的生活，移动互联网、大数据、云计算以及物联网接踵而至。现在，区块链来了。从极客的创造到风投的宠儿，从比特币的“野蛮生长”到金融机构的争先恐后——区块链到底是什么？它为何产生？解决了什么问题？自身将如何发展？区块链会给人类带来怎样的应许？它将创造什么？又将重塑什么？这是一本高屋建瓴的书，你将从中找到这些问题的答案，并且听到历史轰轰向前的车轮声。 区块链技术已经获得了越来越多的关注，对区块链技术投以了极大的热情，很多人也听说了这个概念，但是不知道它是什么，你想把这个概念讲清楚，它并不是说一两句话就能说清楚的，它有很深的背景，有很深的渊源，而且它还有出现的必然逻辑，还有一个非常宏大的未来。现在也有很多人在做区块链技术的普及工作，但是这个普及工作毕竟面很窄，我希望有一个很公开的书籍，本书从各个方面全面地介绍区块链这项技术，从它的起源、发展、原理、应用场景以及它的未来，就是从方方面面去介绍它到底是什么，我们市面上缺少这样一个东西。 内容解密如下： 解密一：区块链技术构建的是价值互联网 区块链技术构建的价值互联网将深刻改变我们对互联网的认识，从而进一步推动、改变我们的生活。什么叫价值互联网呢？我们现在面对的互联网从本质上来讲，其实它是一个信息复制的互联网，或者说信息传递传播的一个互联网，但是这个信息传递是不包含所有权的，或者说它不关心信息所有权或者使用权，这个信息本身它是公开的，任何人都可以复制，所以你发现互联网诞生以来，有些行业就受到了冲击，比如唱片业。 解密二：货币仅仅是区块链要解决的很小部分 因为货币本身是一种比较纯粹的价值形式，也就是它本身可能并不需要有价值，但是它可以交换一切有价值的东西。其实如果我们去探究这其中的道理，实际情况应该是这样的，比特币的创始人在创建比特币的时候，他发现并没有比特币可以赖以生存的基础设施，所以他必须要构建这样一个基础设施。他想做这样一个电子货币，但是市面上并没有可以点对点传输价值，并不依赖第三方的基础设施，于是他就构建了一个分布式账本，或者叫P2P的，去中心化的记帐系统。区块链解决的是一个非常宏大的问题，货币只是其中的一个，它的地位当然是比较核心的，但是远远不止于货币。
区块链技术的工作原理
区块链技术的核心是所有当前参与的节点共同维护交易及数据库，它使交易基于密码学原理而不基于信任，使得任何达成一致的双方，能够直接进行支付交易，不需第三方的参与。 从技术上来讲，区块是一种记录交易的数据结构，反映了一笔交易的资金流向。系统中已经达成的交易的区块连接在一起形成了一条主链，所有参与计算的节点都记录了主链或主链的一部分。一个区块包含以下三部分：交易信息、前一个区块形成的哈希散列、随机数。交易信息是区块所承载的任务数据，具体包括交易双方的私钥、交易的数量、电子货币的数字签名等；前一个区块形成的哈希散列用来将区块连接起来，实现过往交易的顺序排列；随机数是交易达成的核心，所有矿工节点竞争计算随机数的答案，最快得到答案的节点生成一个新的区块，并广播到所有节点进行更新，如此完成一笔交易。 什么是区块链？ 区块链（BlockChain）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方案。该技术方案主要让参与系统中的任意多个节点，通过一串使用密码学方法相关联产生的数据块（block），每个数据块中包含了一定时间内的系统全部信息交流数据，并且生成数据指纹用于验证其信息的有效性和链接（chain）下一个数据库块。 通俗一点说，区块链技术就指一种全民参与记账的方式。所有的系统背后都有一个数据库，也就是一个大账本。那么谁来记这个账本就变得很重要。目前就是谁的系统谁来记账，各个银行的账本就是各个银行在记，支付宝的账本就是阿里在记。但现在区块链系统中，系统中的每个人都可以有机会参与记账。在一定时间段内如果有新的交易数据变化，系统中每个人都可以来进行记账，系统会评判这段时间内记账最快最好的人，将其记录的内容写到账本，并将这段时间内账本内容发给系统内所有的其他人进行备份。这样系统中的每个人都了一本完整的账本。因此，这些数据就会变得非常安全。篡改者需要同时修改超过半数的系统
《区块链》读书心得.doc
《区块链》内容简介及读书心得 文明向前发展，有些成果的出现乃是必然。互联网正在彻底改变我们的生活，移动互联网、大数据、云计算以及物联网接踵而至。现在，区块链来了。从极客的创造到风投的宠儿，从比特币的“野蛮生长”到金融机构的争先恐后——区块链到底是什么？它为何产生？解决了什么问题？自身将如何发展？区块链会给人类带来怎样的应许？它将创造什么？又将重塑什么？这是一本高屋建瓴的书，你将从中找到这些问题的答案，并且听到历史轰轰向前的车轮声。 区块链技术已经获得了越来越多的关注，对区块链技术投以了极大的热情，很多人也听说了这个概念，但是不知道它是什么，你想把这个概念讲清楚，它并不是说一两句话就能说清楚的，它有很深的背景，有很深的渊源，而且它还有出现的必然逻辑，还有一个非常宏大的未来。现在也有很多人在做区块链技术的普及工作，但是这个普及工作毕竟面很窄，我希望有一个很公开的书籍，本书从各个方面全面地介绍区块链这项技术，从它的起源、发展、原理、应用场景以及它的未来，就是从方方面面去介绍它到底是什么，我们市面上缺少这样一个东西。 内容解密如下： 解密一：区块链技术构建的是价值互联网 区块链技术构建的价值互联网将深刻改变我们对互联网的认识，从而进一步推动、改变我们的生活。什么叫价值互联网呢？我们现在面对的互联网从本质上来讲，其实它是一个信息复制的互联网，或者说信息传递传播的一个互联网，但是这个信息传递是不包含所有权的，或者说它不关心信息所有权或者使用权，这个信息本身它是公开的，任何人都可以复制，所以你发现互联网诞生以来，有些行业就受到了冲击，比如唱片业。 解密二：货币仅仅是区块链要解决的很小部分 因为货币本身是一种比较纯粹的价值形式，也就是它本身可能并不需要有价值，但是它可以交换一切有价值的东西。其实如果我们去探究这其中的道理，实际情况应该是这样的，比特币的创始人在创建比特币的时候，他发现并没有比特币可以赖以生存的基础设施，所以他必须要构建这样一个基础设施。他想做这样一个电子货币，但是市面上并没有可以点对点传输价值，并不依赖第三方的基础设施，于是他就构建了一个分布式账本，或者叫P2P的，去中心化的记帐系统。区块链解决的是一个非常宏大的问题，货币只是其中的一个，它的地位当然是比较核心的，但是远远不止于货币。
区块链技术发展态势(2020)
现阶段，由核心技术、扩展技术和配套技术三者组成的区块链技术体系已逐步成形，未来将继续在数据流通、网络规模、技术运维、平台安全等方面创新演进。 （一）区块链技术图谱 区块链作为一种综合性技术，其技术组成按重要程度可分为核心技术、扩展技术、配套技术三类。核心技术指一个完整的区块链系统必须要包含的技术，包括密码算法、对等式网络、共识机制、智能合约、数据存储；扩展技术指进一步扩展区块链服务能力的相关技术，包括可扩展性、互操作性、协同治理、安全隐私；配套技术指提升区块链系统安全性、优化使用体验等相关技术，包括系统安全、运维部署、基础设施。 1.核心技术现状 2014年以太坊的诞生，奠定了区块链系统的五大核心技术，包括密码算法、对等式网络、共识机制、智能合约、数据存储。 （1）密码算法 国密支持成为多数联盟链标准配置。2020年1月1日起实施的《中华人民共和国密码法》，加速了国内联盟链对国密算法的支持进度，国密支持占比逐步提升，逐渐成为联盟链的标准配置。据2020年可信区块链评测结果显示，受测厂商目前国密支持占比已达82%，其中，SM2、SM3、SM4支持率分别占比79%、75%、68%。 （2）对等网络 兼顾通信效率与去中心程度的混合型网络成为主流。对等网络按网络结构可分为无结构网络、结构化网络、混合型网络。无结构网络鲁棒性好，去中心化程度高，但通信冗余严重，容易形成网络风暴，如经典Gossip网络；有结构网络牺牲了去中心化程度，按照一定策略维护网络拓扑结构，提升通信效率，如类DHT （(Distributed Hash区块链白皮书（2020年）23Table，分布式哈希表）网络；混合型网络作为一种折中方案，兼顾了通信效率与去中心化程度。随着区块链网络规模的扩大，出于对高效通信策以及网络治理的需要，混合型网络逐渐成为行业主流方案。 （3）共识机制
区块链技术发展及应用
区块链技术发展及应用 区块链技术发展及应用是很多业内人所关注的，作为一个新兴的技术，在各行业产生着重大的影响，人们对于区块链技术发展及应用有着很多的预测，有一些应用得到了验证，有一些预测并没有如期的实现，关于区块链技术发展及应用还将会成为一个热闹的问题，在领域内持续的火爆。 全球性技术公司、咨询公司和金融公司积极寻求合作，探索区块链技术的应用场景 通过开源，实现区块链的巨大潜力。微软与多家区块链初创公司合作，为用户、合伙人和开发者提供技术和服务支持，推进区块链技术的应用场景落地，其成员包括ConsenSys、Ripple 、Eris，CoinPrism 和Factom 等。 管理咨询公司埃森哲的金融创新实验室也加入了区块链初创公司，包括在香港的汇款初创企业Bitspark 和能够使用区块链机制，通过众筹的方式来发行证券的Crowdaura。 德勤在 2 年前就投入了关于区块链技术的研究，集合力来自12 个国家100 多名研究人员组建了区块链研发Rubix 平台，与多家银行合作开发了多个应用案例，同时帮助非金融行业企业策划了近30 个应用模型。四大中的安永和PWC 也各自展开了相关研究。 Visa 联合Coinbase 推出了首张在美国可以使用的比特币借记卡。在2015 年11 月30日的伦敦UnBound 大会上，Visa 欧洲创新实验室展示了一款“概念证明” (proof-of-concept)汇款应用，通过这款应用，人们可以在比特币区块链上汇款。 国内区块链应用
布比区块链已经应用于股权、供应链、积分等领域，并正在与交易所、银行开展试验和应用测试。布比区块链平台分为基础框架层(BubiChain)和应用适配层(Bubi Application Adaptors)。基础框架层?基于布比协议簇，包含布比账户、布比账本、布比共识、P2P组网四个可插拔的基础模块。应用适配层?提供上层应用所需的功能组件(资产、事务、合约等);提供账户体系所需的私钥保存与管理;提供运维管理所需的可视化工具(配置、监控、数据分析、区块链浏览器等) 国外区块链应用 英国是全球最热衷于金融科技的国家，希望能占区块链技术发展的先机重夺回国际金融中心的地位。英国央行已组建了区块链技术团队，并考虑发行电子货币的可能性。英国政府对科技金融企业大力扶持，尤其是区块链初创企业，给予前所未有的优惠政策，并向全球招募区块链技术人才。区块链投资公司Coinsilium 在伦敦ISDX交易所IPO，成为世界上第一家成功上市的区块链技术公司。Coinsilium 是一家专注于投资区块链初创企业的投资公司，成立于2014 年初，已经投资了11 家区块链互联网金融相关公司，市值达到了698 万英镑。 美国的硅谷和华尔街，技术和金融大佬们也大幅增加对于金融科技的的投资力度，积极投身区块链技术研究。创投公司R3 联合包括高盛、摩根大通、汇丰银行在内的42 家银行机构进行区块链研究，致力于建立金融服务领域的区块链行业标准。IBM 正在将区块链技术应用于物联网。2015 年12 月30 日，NASDAQ 的私人股权交易系统的Linq 平台上完成里第一笔股票发行记录。区块链初创公司Gem 宣布完成710 万美元的A轮融资，Gem和以太坊都是为开发者提供开放环境和服务的公司，目前Gem 已为比特币开发者提供了多签名的API 服务，今后还将继续扩展成一个可以跨行业的模块化平台。
区块链技术
区块链技术 区块+链 关于如何建立一个严谨数据库的问题，区块链的办法是：将数据库的结构进行创新，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，这也是“区块链”这三个字的来源。 区块（block）：在区块链技术中，数据以电子记录的形式被永久储存下来，存放这些电子记录的文件我们就称之为“区块（block）”。区块是按时间顺序一个一个先后生成的，每一个区块记录下它在被创建期间发生的所有价值交换活动，所有区块汇总起来形成一个记录合集。 区块结构（BlockStructure）：区块中会记录下区块生成时间段内的交易数据，区块主体实际上就是交易信息的合集。每一种区块链的结构设计可能不完全相同，但大结构上分为块头（header）和块身（body）两部分。块头用于链接到前面的块并且为区块链数据库提供完整性的保证，块身则包含了经过验证的、块创建过程中发生的价值交换的所有记录。
区块结构有两个非常重要的特点：第一，每一个区块上记录的交易是上一个区块形成之后、该区块被创建前发生的所有价值交换活动，这个特点保证了数据库的完整性。第二，在绝大多数情况下，一旦新区块完成后被加入到区块链的最后，则此区块的数据记录就再也不能改变或删除。这个特点保证了数据库的严谨性，即无法被篡改。 顾名思义，区块链就是区块以链的方式组合在一起，以这种方式形成的数据库我们称之为区块链数据库。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。 区块链是如何做到的呢？由于每一个区块的块头都包含了 前一个区块的交易信息压缩值，这就使得从创世块（第一个区块）到当前区块连接在一起形成了一条长链。由于如果不知道前一区块的“交易缩影”值，就没有办法生成当前区块，因此每个区块必定按时间顺序跟随在前一个区块之后。这种所有区块包含前一个区块引用的结构让现存的区块集合形 成了一条数据长链。 总结区块链的基本结构：“人们把一段时间内生成的信息（包括数据或代码）打包成一个区块，盖上时间戳，与上一个
区块链技术的调研综述报告
区块链技术调研报告 课程： 老师： 组号： 组员： 院系：计算机科学学院 2018年3月22日
目录 一、区块链的起源 (1) 二、区块链的发展历程 (1) 三、区块链原理 (1) 3.1 什么是中心化？ (2) 3.2 为什么要去中心化？ (2) 3.3 谁还可以依靠？ (4) 四、区块链技术 (7) 4.1 技术特点 (7) 4.2 公有链、私有链、侧链 (8) 4.3 关键技术 (9) 4.3.1、采用工作量证明达到去中心化及公正性 (10) 4.3.2 每笔交易采椭圆曲线数位签章演算法加密 (11) 4.3.3 Hashcash演算法及多种Hash函数确保资料不被窜改 (11) 4.3.4 经由Merkle Tree将大量讯息缩短成一个Hash值 (12) 4.3.5 用时间戳伺服器(Timestamp Server)确保区块序列 (12) 五、区块链存在的问题 (12) 六、区块链的研究方向 (13)
一、区块链的起源 2008年，区块链技术奠基性论文《比特币: 一种点对点电子现金系统》横空出世，该文作者中本聪首次提出了区块链的概念。中本聪认为首先，在中心化的体系内，价值分散在各中心手中，由于各中心的系统不同，各中心的互通成本非常大；其次，由于少数中心化的机构掌握了多数的价值，因此价值的流通受制于中心化机构的体系要求，造成了一种高成本、低效率的运作现状；最后，由于所有数据均存储于中心化机构中，更容易遭恶意破坏者的篡改。 基于上述现存的问题，中本聪在区块链技术的基础上，创建了比特币，也正是比特币网络使得区块链进一步完善并正式进入了公众视野。目前，以太坊、超级账本Fabric等的许多应用已经开始出现在生活中。 区块链技术是构建比特币数据结构与交易信息加密传输的基础技术，该技术实现了比特币的挖矿与交易。区块链技术是指通过去中心化的方式集体维护一个可靠数据库的技术方案。该技术方案主要让区块（Block）通过密码学方法相关联起来，每个数据块包含了一定时间内的系统全部数据信息，并且生成数字签名以验证信息的有效性并链接到下一个数据块形成一条主链。通过区块链技术，互联网上的各个用户成为一个节点并相互连接起来，所有在此区块链架构上发布的内容都会在加密后被每一个节点接收并备份，换而言之每一个节点都可以查看历史上产生的任何数据。各节点将加密数据不断打包到区块中，再将区块发布到网络中，并按照时间顺序进行连接，生成永久、不可逆向的数据链，这便形成了一个公开透明的受全部用户的监督的区块链。 二、区块链的发展历程 2009-2012年，经济形态以比特币及其产业生态为主；2012-2015年，区块链随着比特币进入公众视野，新生的钱包支付和汇款公司出现，区块链经济扩散到金融领域。区块链底层技术创新不断。区块链技术从比特币系统中剥离出来。2016年开始探索行业应用，出现了大量区块链创业公司。2017年ICO的火热让区块链受到前所未有的关注。 那么，产生的区块链具有什么价值呢？实际上这从区块链的特性上就可以得出结论：去中心化、交易点对点、不可篡改的特性可以实现机器信任；交易不可逆、信息加密的特性可以实现价值传递；此外信息点对点、不可篡改等还可以实现智能合约。 三、区块链原理 区块链（Block Chain）是指通过去中心化和去信任的方式集体维护一个可
工信部 中国区块链技术和应用发展白皮书
中国区块链技术和应用发展白皮书 中国区块链技术和应用发展白皮书 （2016） 指导单位：工业和信息化部信息化和软件服务业司 编写单位：中国区块链技术和产业发展论坛 2016年10月18日发布
中国区块链技术和应用发展白皮书 序 当前，全球新一轮科技革命和产业变革持续深入，国际产业格局加速重塑，创新成为引领发展的第一动力。在这一轮变革中，信息技术是全球研发投入最集中、创新最活跃、应用最广泛、辐射带动作用最大的领域，是全球技术创新的竞争高地，是引领新一轮变革的主导力量。 区块链作为分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等技术的集成应用，近年来已成为联合国、国际货币基金组织等国际组织以及许多国家政府研究讨论的热点，产业界也纷纷加大投入力度。目前，区块链的应用已延伸到物联网、智能制造、供应链管理、数字资产交易等多个领域，将为云计算、大数据、移动互联网等新一代信息技术的发展带来新的机遇，有能力引发新一轮的技术创新和产业变革。 为推动区块链技术和产业发展，信息化和软件服务业司指导中国电子技术标准化研究院，联合蚂蚁金融云、万向控股、微众银行、乐视、万达网络、平安科技等骨干企业，开展区块链技术和应用发展趋势专题研究，编撰形成了《中国区块链技术和应用发展白皮书（2016）》。白皮书总结了区块链发展现状和趋势，分析了核心关键技术及典型应用场景，提出了我国区块链技术发展路线图和标准化路线图等相关建议。白皮书内容详实、分析透彻，具有较好的参考价值。希望各界共同努力，积极把握区块链发展趋势和规律，营造良好的发展环境，加速推动我国区块链技术和产业发展。 工业和信息化部 信息化和软件服务业司司长 2016年10月
区块链技术应用概述
区块链技术应用概述
央行数字货币-从无到有的颠覆性货币体系 “民间”数字货币发展迅速，倒逼央行积极研发：加密货币丌断涊现，根据CoinMarket 癿数据统计，戔至目前全球拥有 649 种加密数字货币以及 94 种加 密资产，其中最为熟知和觃模最大癿加密货币比特币市值达到 175.26 亿美元。目前全球各大夬行积极拥抱数字货币，包拪新加坡夬行、突尼斯夬行在内癿多国夬行应用匙块链技术构建更安全癿数字货币管理体系。我国积极推迚数字货币体系建设，2016 年 1 月 20 日人民银行召开数字货币研认会，提出争叏早日推出夬行収行癿数字货币。 不纸币幵行，打造中心化、加密数字法币：夬行収行数字货币是由夬行収行、代表国家信用、中心化、可控匿名、加密癿数字化法币。数字货币归属 M0 范畴，由夬行収行，代表国家信用，収行丌需要不纸币一一对应，但可有效替代纸币；同时数字货币实现中心化管理，挄照不纸币相同癿“中夬银行-商业银行机构”事元体系搭建，遵循安全可控癿匿名原则。 相比纸币有时多，成为追查违法行为利器：基二匙块链技术、大数据技术及密码算法等等可以保证货币癿安全流通，同时夬行作为数字货币癿造币者和収行者，可以充分利用脱敏数据，运用大数据分析掌握货币癿収行、流通和存储等情况，为货币政策课控、金融稳定性分析提供挃导性意见。夬行通过私有链追溯数字货币流通路径，可以有效癿追查违法犯罪行为，降低反洗钱成本。 顶层设计决定技术选择，搭建私有于数字货币体系：夬行収行数字货币首要是要确保货币主权控制力以及保证货币政策有效执行和传导，在使用中保护用户癿隐私，同时在打击违法犯罪行为癿可追溯上面保持相对平衡。所以夬行搭建以匙块链为底层技术，以私有亍为基础癿数字货币体系，实现“一币、两库、三中心”构架。 数字货币参不方众多，上市公司业务拓展空间巨大：类比纸币癿事元体系，技术类公司在数字货币体系中具有重要作用。面向夬行和商业银行需要提供稳定、安全、可靠癿私有亍系统，作为数字货币収行库和数字货币银行库。面向银行宠户提供数字货币基础设斲。面向 C 端用户搭建丰富多元癿数字货币支付场景，未来公司将在数字钱包开収，基二数字钱包癿消贶应用等斱面开展服务。 投资建议：数字货币从无到有，将带来一个全新癿行业增量，夬行搭建顶层框架，技术类公司实现数字钱包开収及相兰消贶应用服务。我们重点推荐三个领域癿相兰叐益标癿：安全硬件产品（新国都、飞天诚信），匙块链技术类公司（恒生电子、赢时胜）及消贶场景提供商（奥马电器、海立美达）。 风险提示：商业模式尚未成型癿风险；匙块链技术丌达预期癿风险；政策监管风险
区块链技术综述
第45卷第5期Vol.45No.5 2019年5月 May2019计算机工程 Computer Engineering -区块链专题-文章编号:1000-3428(2019)05-0001-12文献标志码：A中图分类号：TP399 区块链技术综述 张亮"Z,刘百祥"Z,张如意"2,江斌鑫"2,刘一江 (复旦大学计算机科学技术学院a.上海市区块链工程技术研究中心；8上海市智能信息处理重点实验室； c.复旦-众安区块链与信息安全联合实验室，上海200433) 摘要：基于区块链整体架构介绍技术栈层级，以比特币为例分析区块链工作原理，从分布式账本的角度描述区块链账本存储模型和账本分类情况$区块链中的数据通过共识算法在全网传播、达成共识并存储$在不存在可信第三方的情况下，利用智能合约实现交易、事务及分布式应用的独立运行,保证区块链数据的完整性、安全性及合法性$同时将哈希算法与默克尔树相结合降低区块链存储空间，基于数字签名算法为区块链参与者提供匿名身份证明，并使用加解密技术进一步保护区块链数据隐私$针对区块链安全、隐私保护、钱包管理等问题对当前研究的不足和未来的研究方向进行分析和展望$ 关键词：区块链；密码学；共识机制；智能合约；隐私保护 开放科学(资源服务)标志码(OSID)：鑒| 中文引用格式：张亮，刘百祥，张如意，等.区块链技术综述:J].计算机工程，2019，45(5)：1-12. 英文引用格式：ZHANG Liang，LIU Baixiang，ZHANG Ruyi，et al.Overview of blockchain technology[J).Computer Engineering，2019，45(5)：1-12. Overview of Blockchain Technology ZHANG Liang a，b，c,LIU Baixiang a，b，c,ZHANG Ruyi a，b，c&JIANG Binxin a，b，c,LIU Yijiang a，b，c (a.Shanghai Blockchain Centre of Engineering and Technology； b.Shanghai Key Laboratory of Intelligent Information Proccssing； c.Fudan-Zhongan Blockchain and Information Security Joint Lab, School of Computer Science and Technology,Fudan University,Shanghai200433,China) +Abstract]Based on the blockchain overal l architecture,the technology stack Merarchy is introduccd.Bitcoin is used as an example to analyze the blockchain working principle.The blockchain ledger storage model and ledger classification are described from the perspective of distributed ledger.The date in the blockchain is spreed acros s the network through consensus algorithms,reaches a consensus and is stored.In the absencc of a trusted third party,this paper uses smart contractt to achieve independent operation of transactions,bussinesses and datributed applications to ensure the integrity, security and legitimacy of blockchain date.It combines the hash algorithm with the Merkel tree to reducc the blockchain storage spacc,provide anonymous identity proof for the blockchain participants based on the digital signature algorithm, and further protect the blockchain dat privacy by using encryption and decryption technology.In view of blockchain security priv2cy protection w2l et m2n2gement2nd other issues the deficiencies of the cu r ent rese2rch2nd the direction of future rese2rch2re2n2lyzed2nd forec2sted. +Key words]blockchain；cryptography；consensus mechanism；smart contract；privacy protection DOI：10.19678/j.issn.1000-3428.0053554 0概述 区块链概念自2008年在比特币白皮书⑴中被提出以来,引起全世界广泛关注,采用去中心化基础架构与分布式存储共识技术。从记账的角度出发,区块链是一种分布式账本技术或账本系统；从协议的角度出发，区块链是一种解决数据信任问题的互联网协议；从经济学的角度出发，区块链是一个提升合作效率的价值互联网$近年来，区块链逐渐从加密数字货币演变为一种提供可信区块链即服务 基金项目：国家自然科学基金(61672166)；上海市领军人才项目(16XD1400200)；上海市科技创新行动计划(16JC1402700)$ 作者简介：张亮(1989―),男，博士研究生,主研方向为区块链、密码学；刘百祥,工程师、博士；张如意、江斌鑫、刘一江，硕士研究生收稿日期：2019-01-03修回日期：2019-02-20E-mail：briliasm@https://www.360docs.net/doc/b513544999.html,