区块链技术及应用 课件 第二章 区块链的基础理论

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titlestyle第二章区块链的基础理论第一节先导概念第二节区块链的基本原理第三节区块链的分类第四节共识算法扩展阅读：Libra的逻辑与野心本章小结&思考题CONTENTS先导概念01第一节先导概念一、一个描述所有权的案例区块链和账本之间的关系可以表述为以下几点:单个账本存储在一个点对点系统中的节点上;区块链的运转模式保证了在每一次投票之后,单个节点能够同步运行;区块链系统采用密码学来确保身份认证、鉴定和授权以及确保数据的安全性。第一节先导概念二、中心化信息系统中心化的设计思想其实很简单,整个系统可以被简单分为两种角色,一种是中心节点,一种是其他节点。在中心化信息系统中,中心节点拥有大部分的信息,大部分的交

易都通过中心节点完成,因此中心节点的地位天然高于其他节点。第一节先导概念三、点对点信息系统传统的网络服务架构大部分是客户端/服务端(client/server,C/S)架构,即通过一个中心化的服务端节点,对许多个申请服务的客户端进行应答和服务。C/S架构也称主从式架构,其中服务端是整个网络服务的核心,客户端之间通信需要依赖服务端的协助。第一节先导概念四、签名技术与验证在科技迅速发展的当下,人们可以使用基于公钥基础设施(public

keyinfrastructure,PKI)的公钥密码技术的数字签名,可以使用和生物识别技术结合的数字签名,可以使用基于量子力学的计算机的数字签名。第一节先导概念五、信息加密与验证信息加密技术是利用数学或物理手段,对电子信息在传输过程中和存储体内进行保护以防止泄漏的技术。保密通信、计算机密钥、防复制软盘等都属于信息加密技术。通信过程中的加密主要采用密码,在数字通信中可利用计算机采用加密法,改变负载信息的数码结构。计算机信息保护则以软件加密为主。区块链的基本原理02第二节区块链的基本原理一、区块链的三个基本概念区块链包含三个基本概念:交易、区块、链。先来解释交易,一笔交易即导致一次对账本的操作,如果发生一笔转账即添加一条转账记录,导致账本状态的一次转变。区块记录一段时间内发生的所有交易和状态结果,是对当前账本情况的一次共识。链则是指将区块串连起来,记录整个账本状态的变化。第二节区块链的基本原理二、区块链的关键特征(一)系统高可靠(二)开放性信息系统(三)信息匿名性(四)信息的不可篡改和可追溯区块链的分类03第三节区块链的分类一、根据参与者分类第三节区块链的分类二、根据部署环境与对接类型分类(一)根据部署环境分类区块链可以被划分为主链和测试链(二)根据对接类型分类根据对接类型,区块链可以被划分为单链、侧链和互联链。扩展阅读04扩展阅读：Libra的逻辑与野心2019年6月18日，市值为5395亿元、全球用户达26.6亿的社交巨头Facebook发布白皮书，计划于2020年推出新的全球数字货币Libra。“Libra”译为天秤座，象征公平与公正，同时也是古罗马的货币计量单位。在Libra的白皮书中，可以看出libra的野心，它企图融合诸多全球数字货币探索的最新经验构建一套简单的、无国界的货币和为数十亿人服务的金融基础设施。Libra的诞生具有深刻的时代、行业以及公司背景。Libra诞生于一个数字经济深化、变革加速的信息时代，互联网、区块链、金融等行业都被挟裹于新一轮的数字浪潮之中，区块链作为一个涵盖计算机、金融、数学、法律、管理学在内的复合型技术，更易与其他行业产生共振联动。本章小结&思考题05本章小结&思考题本章小结本章作为本书的第二章,主要介绍了区块链的基础理论,从区块链的几个基础概念———中心化信息系统、点对点信息系统、签名技术和信息加密出发,详细阐述了这些基础理论实现区块链透明可信、防篡改、防追溯、隐私安全保障、系统高可靠等特性的原理。然后按不同标准将区块链分类,详细阐述了公有链、私有链和联盟链的特性。同时在扩展阅读中增加了全球数字货币Libra的介绍,让读者了解到最新的数字货币趋势。本章小结&思考题思考题1.随着比特币得到越来越多人的认可和使用,在比特币网络上发生的交易数量也与日俱增。随着交易的增多,兑换就成为一个刚性的需求,因此交易所是比特币产业链上不可缺少的重要一环。请同学们查阅相关资料,描述一下比特币历史中一些重要的交易所以及目前交易所的格局。2.比特币作为数字货币中的翘楚,全球影响力较大,使用人群也较多。发行作为比特币产业链中的最上游,也就是中本聪所定义的“挖矿”,值得了解一下。请同学们查阅相关资料,了解并描述一下“挖矿”的历史和现况。