数字素养与技能 课件 第7、8章 物联网概述、区块链技术与应用

第7章 物联网概述深圳市磅旗科技智能发展有限公司（简称“磅旗科技”）是一家以AI智能为核心的“智慧物流物联网+柔性智慧物流+RAAS服务”平台型方案解决商，通过构建智慧工厂智慧物流全域物联网平台，提供一站式从产线物流到仓储物流的全场景、全流程自动化智慧物流整体解决方案；解决安案覆盖智慧物流、厂区无人驾驶及智慧清洁三大场景，涵盖月台自动装卸货、AGV线边搬运、自动化立体库存储、线内精准配送、成品下仓、厂（仓）间物流无人驾驶（产业园、物流园）、厂区智慧清洁等在内的智慧工厂全场景。

磅旗科技以AI智能及物联网为核心，构建智慧物流物联网+柔性智慧物流+RAAS服务平台，打造覆盖智慧工厂全场景、全流程的智慧物流整体解决方案，目前已经在国内外新能源、医药、3C/半导体、新零售等行业头部企业中广泛应用。学习目标了解物联网的基本概念熟悉物联网的感知技术了解物联网的定位技术在当今时代的发展下,网络已经成为大多数人们生活中,不可或缺的一部分。而网络与物体之间的联系,也正在快速充斥我们生活中的方方面面，共享单车是我们最常见的网络与物体之间联系的生活场景之一。当人们需要使用共享单车的时候，用手机扫码即可完成单车的解锁和计费。在使用完共享单车之后，可以自动完成扣费。所谓网络与物体之间的联系，就是物联网。物联网（InternetofThings，简称IoT）即“万物相连的互联网”，是指通过各种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在连接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。物联网是一个基于互联网、传统电信网等的信息承载体，它让所有能够被独立寻址的普通物理对象形成互联互通的网络。学习情境一：熟悉物联网的起源、发展及相关概念一、物联网的起源学习情境一：熟悉物联网的起源、发展及相关概念比尔盖茨在《未来之路》一书已经提及物联网概念美国麻省理工学院创造性地提出了当时被称作EPC系统的“物联网”的构想。美国Auto-ID首先提出“物联网”的概念美国《技术评论》提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首。信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）发布了《ITU互联网报告2005：物联网》，正式提出了“物联网”的概念。中国互联网协会发布了《中国互联网发展报告（2021）》，物联网市场规模达1.7万亿元工信部等八部门印发《物联网新型基础设施建设三年行动计划（2021-2023年）》1995年1998年1999年2003年2005年2021年7月2021年9月二、物联网的特点学习情境一：熟悉物联网的起源、发展及相关概念1.广泛连接物联网可以将各种物品互相连接，包括智能家居、物流仓储、医疗健康、交通运输等各个领域。2.智能互联通过传感器、通讯设备等技术手段将各种物品进行互联，实现物品之间的智能交互和数据共享。3.广泛应用物联网技术应用范围广泛，包括工业自动化、城市管理、智能家居、智慧医疗、智慧农业等领域。4..海量数据物联网设备产生的数据量庞大，需要采用大数据技术进行处理和分析，从而提高系统的智能化水平。5.网络安全物联网涉及到大量隐私数据的传输和存储，需要采取有效的安全措施保护数据的安全性。工业物联网（IndustrialInternetofThings，IIoT）：是指应用于工业领域的物联网技术，用于提高工业生产的自动化、智能化、效率和安全性。车联网（ConnectedCar）：是指将汽车与互联网和其他车辆进行连接，实现车辆之间的信息交流、数据共享、互动控制等，提高驾驶体验、安全性和绿色环保。智慧城市（SmartCity）：是指整合物联网、云计算、大数据等技术手段，实现城市的智能化建设和运营，提高城市的生态环境、交通、安全、教育、医疗等各方面的管理和服务水平。边缘计算（EdgeComputing）：是指在物联网架构中，将计算和存储的功能从云端移到物品端，降低系统延迟和网络负载，提高数据响应时间和安全性。5G网络：是第五代移动通信技术的缩写，其超高带宽和低延迟的特性为物联网技术的发展提供了良好的基础。三、泛化的物联网概念学习情境一：熟悉物联网的起源、发展及相关概念传感器模块：传感器是物联网技术的核心之一，可以将环境信息转化为数字信号，并与物联网专用协议进行通信。其应用包括环境监测、智能家居、工业自动化等。通信模块：物联网需要进行通信才能进行数据交换和控制，通信模块负责将来自传感器的数据通过无线网络或者有线网络传输到中心节点。其应用包括物联网通信设备的开发和设计。数据处理模块：在物联网中，数据处理模块负责将传感器所得到的数据进行处理和分析、压缩、编码和解码，并实现数据的存储、同步和共享。其应用包括大数据分析。控制模块：控制模块通过与物联网通信模块连接，控制传感器或执行器的行为，实现远程监控和控制物联网设备。其应用包括智能家居的控制、智能车辆的管理等。能源管理模块：在物联网中，能源管理模块通过实时监控能源消耗情况，如电、水、气等，通过智能化调控，优化物业管理，降低能耗，减少人工干预和损失。其应用包括智能楼宇的能源管理、智慧城市的能源管理等。四、物联网技术模块的应用学习情境一：熟悉物联网的起源、发展及相关概念感知层：主要实现物理世界信息的采集、自动识别和智能控制。包括传感器、RFID等数据采集设备，也包括在数据传送到接入网关之前的小型数据处理设备和传感网络。传输层：将感知层获取的各种不同信息传递到处理中心进行处理。传输层是基于既有的通信网络和互联网建立的，包括各种无线、有线网络、接入网、核心网，主要实现感知层数据据和控制信息的双向传递、路由和控制。应用层：物联网应用涉及行业众多，涵盖面宽泛，总体可分为身份相关应用，信息汇聚型应用，协同感知类应用和泛在服务应用。物联网常见的应用场景有智慧家居、智慧医疗、智慧城市、智慧交通、智慧农业、智慧物流等。五、物联网层次结构学习情境一：熟悉物联网的起源、发展及相关概念从真实运用场景中出发，将项目的场景在云端进行数字化展示。一个场景下可以挂接多个设备，汇集“采集”和“上传数据”，实现数据的集成、处理和分析，实现数据点的报警联动和组态管理。下面以智慧农场场景为例，展开搭建。学习情境一：熟悉物联网的起源、发展及相关概念六、仿真智慧农业应用场景1、登录平台：在浏览器中打开有人云官网，注册新账号并登录有人云控制台，进入有人云控制台主界面，如右图所示；学习情境一：熟悉物联网的起源、发展及相关概念2、登录平台：（1）在有人云控制台左侧菜单栏中单击“网关管理”→“网关列表”→“添加”→“单个添加”选项，跳转至添加网关界面，如右图所示；（2）在“添加网关”界面修改网关名称（如“气象监控”），选择所属组织，输入设备SN、MAC/IMEI等识别码（由于本任务为仿真，故直接单击“SN不支持，点这里”即可添加离线设备），如右图所示；（3）并以同样方法添加“土壤监控”网关学习情境一：熟悉物联网的起源、发展及相关概念3、添加设备：在有人云控制台左侧菜单栏中单击“设备管理”→“设备列表”→“添加设备”按钮，在“添加设备”界面中修改设备名称（如“气象监控”），选择所属组织为“根组织”，选择任务2添加的“气象监控”关联网关；学习情境一：熟悉物联网的起源、发展及相关概念4、设备配置：（1）在任务3中的“添加设备”界面，在“数据设置”栏中，单击“选择模板”，弹出“选择模板”窗口，单击“新建模版”，修改变量名称（如“空气温度湿度监控”）→“传感器”→“温湿度传感器”→“温湿度传感器（任意品牌）”→“确定”，自动返回“添加设备”界面，单击“保存”按钮，如右图所示；学习情境一：熟悉物联网的起源、发展及相关概念（2）重复任务3，以同样的方法添加土壤监控设备，并完成“土壤温度湿度监控”配置，所有设备添加完成后，可以在“设备列表”界面中查看已添加的设备，如图所示；学习情境一：熟悉物联网的起源、发展及相关概念5、添加场景模型：在有人云控制台左侧菜单栏中单击“场景管理”→“场景模型”→“添加”按钮，在弹出的“添加场景模型”窗口中，填写模型名称、所属组织等信息（模型名称如“智慧农业”，所属组织选择“根组织”，如右图所示），单击“配置”按钮，跳转至“编辑场景模型”界面；学习情境一：熟悉物联网的起源、发展及相关概念6、场景模型添加数据源：1）在添加场景模型信息后，页面自动跳转至“编辑场景模型”界面，在“配置信息栏”选择“模板变量”，在选择设备模板栏中点击“添加”按钮，添加任务4已添加的“空气温度湿度监控”与“土壤温度湿度监控”的模板，单击“保存”按钮，如右图所示；（2）在场景模型界面即可查看“智慧农业”场景模型，如图所示；学习情境一：熟悉物联网的起源、发展及相关概念7、添加应用场景：在有人云控制台左侧菜单栏中单击“场景管理”→“场景列表”→“添加”按钮，在弹出的“添加场景”窗口中，设置“场景名称”为“智慧农场”，“所属组织”为“根组织”，“创建方式”为“选择模型创建”单击“确认”按钮，进入场景配置界面，如图所示；学习情境一：熟悉物联网的起源、发展及相关概念8、配置应用场景：在场景配置界面中，选择任务5、6中创建的“智慧农业”模型，界面将自动弹出已绑定设备模板信息，为“空气温度湿度监控”模板选择绑定“气象监控”设备，为“土壤温度湿度监控”模板绑定“土壤监控”设备，单击“保存”按钮，如图所示；学习情境一：熟悉物联网的起源、发展及相关概念9、查看应用场景：在有人云控制台左侧菜单栏中单击“场景管理”→“场景列表”，可查看“智慧农场”场景信息栏，点击“查看”，即可查看当前场景下空气和土壤的实时温度与湿度；湿度传感器温度传感器电位计加速度传感器人体红外传感器学习情境二

：熟悉物联网的感知技术一、熟悉感知技术感知和标识技术是物联网的基础，它负责采集物理世界中发生的物理事件和数据，实现对外部世界信息的感知和识别。感知层是物联网的基础，它是由大量的具有感知、通信、识别（或执行）能力的智能物体与感知网络组成，主要用于感知和采集物理世界中发生的物理事件和数据。感知层至关重要，是物物相连的基础，是实现物联网的最底层技术。传感器是物联网的核心元件，用于感测物理现象、环境参数和运动状态等信息，并将这些信息转换成数字信号，通过互联网传送到物联网平台。根据不同的感测原理和应用场景，物联网传感器可以分为很多种类，如下所示：学习情境二

：熟悉物联网的感知技术传感与检测技术是研究如何从自然信源获取信息，并对之进行处理（变换）和识别的一门多学科交叉的现代科学与工程技术，它涉及传感器、检测技术、信息转换和处理等技术等。传感器作为物联网感知的主要设备之一，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求的检测装置。通常由敏感元件和转换元件组成，可以获取温湿度、指纹、重量等多种数据。学习情境二

：熟悉物联网的感知技术二、仿真环境温度检测1、解压缩linkboy安装文件压缩包，双击安装文件。2、安装完linkboy软件后，在linkboy管理界面中添加主控板，在左侧导航栏中单击“模块”→“Arduino主控板”→“Arduinonano/UNO”→“控制器(型号nano)”选项学习情境二

：熟悉物联网的感知技术3、添加温度传感器，在linkboy管理界面左侧导航栏中单击“模块”选项卡，单击“传感输入模块”→“温湿度传感器”→“温度传感器（ds18b20）”选项学习情境二

：熟悉物联网的感知技术4、添加字符串，在linkboy管理界面左侧导航栏中单击“模块”选项卡，单击“软件模块”→“数据处理”→“字符串”选项学习情境二

：熟悉物联网的感知技术5、按照连线提示将设备相连6、单击“控制器”，在弹出的窗口中选择“反复执行”按钮学习情境二

：熟悉物联网的感知技术7、在图形界面中编写程序，实现环境温度检测并显示效果。将鼠标移到事件框中，单击事件框前面出现的箭头，添加并设置指令，如右图所示学习情境二

：熟悉物联网的感知技术8、单击linkboy管理界面菜单栏中“仿真”按钮，然后修改温度传感器的值，模拟温度发生变化，可以看到环境温度检测并显示的效果，如右图所示学习情境二

：熟悉物联网的感知技术三、了解标识技术物联网是通过各种智能设备之间的互联互通结合形成的一个包含亿万物体的巨大网络。因此，在物联网的应用过程中首先需要解决的是“物”的识别，实现“物”的数字化编码过程。标识技术(IdentificationTechnology)是通过RFID、条形码等设备所感知到的目标外在特征信息来证实和判断目标本质的技术。目标标识过程是将感知到的目标外在特征信息转换成属性信息的过程。二维条码是用某种特定的几何图形按一定规律在相应元素位上

用“点”表示二进制“1”,用“空”表示二进制“0”，由“点”和“空”的排列组成的代码。QR码是由日本电装（Denso）公司于1994年9月研制的一种矩阵二维码符号，QR码横向纵向都存有信息，具有信息容量大、可靠性高、保密防伪性强等优点，可表示字母、数字、汉字、照片、指纹等大量信息，相当一个可移动的数据库。学习情境二

：熟悉物联网的感知技术四、制作二维码1、在浏览器中搜索草料二维码生成器，进入草料二维码生成器主页，在“文本”框中输入并编辑文本，制作个人简历2、选择样式对呈现内容进行美化，制作属于自己的个人简历二维码学习情境二

：熟悉物联网的感知技术五、了解定位技术定位技术(LocationTechnology)是测量目标的位置参数、时间参数、运动参数等时空信息的技术，它利用信息化手段来得知某一用户或者物体的具体位置，目前常见的定位技术包括卫星定位、蜂窝定位、室内定位技术等。卫星定位导航系统是利用卫星来测量物体位置的系统。由于对科技水平要求较高且耗资巨大，所以世界上只有少数的几个国家能够自主研制卫星定位导航系统。目前已投入运行的主要包括：美国的全球定位系统（GPS），于1994年全面建成，发展最早。俄罗斯的格洛纳斯系统（GLONASS），于2011年1月1日在全球正式运行。中国的北斗导航系统（COMPASS），是我国自行研制的全球卫星导航系统，2018年12月27日，北斗系统服务范围由区域扩展为全球，北斗系统正式迈入全球时代（图1为利用北斗系统导航）。欧盟的伽利略系统（GALILEO），2019年8月18日恢复正常运行。学习情境二

：熟悉物联网的感知技术五、如何查询位置1、使用手机搜索系统自带的指南针App2、打开指南针App即可获取自己所在经纬度信息学习情境三：物联网的相关应用一、物联网应用场景物联网应用已经深入到我们的生活中，以下是一些常见的物联网应用。智能家居：我们可以使用智能家居设备，如智能门锁、智能照明、智能音响、智能家电等，通过手机或声音控制等方式来自动化控制居家环境。智慧城市：物联网技术可以应用于城市管理，包括智能交通、城市照明、环境监测、停车管理等，提高城市管理效率和居民生活质量。医疗保健：物联网技术可以应用于医疗保健，如智能医疗设备、健康监测器等，帮助人们监测疾病、提高健康水平。物流管理：物联网技术可以应用于物流管理，如智能物流跟踪、库存管理、运输管理等，提高物流效率和准确率。智能农业：物联网技术可以应用于农业生产，如自动化灌溉、环境监测、智能农机等，提高农业生产效率和质量。学习情境三：物联网的相关应用物联网在数字商业中的应用场景也非常广泛。以下列举一些常见的应用场景:智慧旅游：物联网可以为旅游行业带来更智能的服务和管理。例如，通过连接导航系统、景区设施和旅游者设备，提供个性化的旅游路线规划、电子导览以及实时推送活动和优惠信息。智能零售：智能零售通过物联网技术实现商品库存、交易记录、顾客行为等数据的实时监控和分析，提高运营效率。智能安防：结合物联网和人工智能技术，可以实现更智能化的安全监控和预警。例如，通过安防摄像头、传感器和智能分析系统，实现人脸识别、异常行为监测等。工业物联网：工业物联网通过将工厂设备、生产线、产品等联网，实现生产数据、设备状态实时监控和优化，提高生产效率和产品质量。智慧酒店：物联网技术可以为酒店行业提供更智能化的服务。例如，通过连接设备实现自动化办理入住手续、智能客房控制等。学习情境三：物联网的相关应用在智能物流中，物联网的应用主要体现在以下几个方面:货物追踪和管理：货物可以被标记和追踪，每个包裹的位置、状态和路线都可以实时监控。车队管理：对运输车队与驾驶员进行实时监控，包括定位、运输路线、车速等信息在线交付：通过物联网来通知客户，并且可以实现自动化的在线签收和付款，方便快捷、准确无误。仓库管理：对仓库内物品、库存、仓库环境等进行实时监控，提高仓库管理效率、减少库存损失、以及降低库存成本。学习情境三：物联网的相关应用在智慧旅游中，物联网的应用主要体现在以下几个方面:景区智能化：实现对游客和景区资源的智能化管理。游客智能化：游客可以通过手机等设备获取景区的相关信息，并进行在线预订、购票等操作。旅游数据分析：获取旅游过程中游客的行为数据，进行数据分析和挖掘平台服务：搭建智慧旅游云平台，将物联网数据、旅游信息等进行整合

学习情境三：物联网的相关应用物联网技术在智慧物业管理中的应用主要体现在以下几个方面。智能安全管理：通过传感器和摄像头对物业的状态进行实时监测。能源管理：通过传感器，对物业内的电力、水、气的用量进行实时监测和管理。智能报修：通过移动应用程序，物业管理人员可以实时接收业主的报修信息，并及时派遣技术人员进行维修，提高物业的反应速度和效率。智能环境管理：利用物联网技术和自动化控制技术，对物业内环境进行实时监控和自动化调节。智慧服务：通过智能门铃、智能语音助手等技术，为业主提供更加便捷、智能化的服务，如快递自提、上门维修等服务。大数据分析：物联网技术的应用可以实现海量数据的采集、分析和挖掘，提高数据的价值和应用，在决策和综合管理方面提供科学依据。学习情境三：物联网的相关应用1、在linkboy管理界面中选择左侧导航栏“模块”选项卡，单击“Arduino主控板”

→“Arduinonano/UNO”→“控制器(型号nano)”选项二、仿真语音开关灯的逻辑实现学习情境三：物联网的相关应用2、添加黄灯，在linkboy管理界面中选择左侧导航栏“模块”选项卡，单击“LED灯和数码点阵”→“LED灯”→“黄灯”选项学习情境三：物联网的相关应用2、添加黄灯，在linkboy管理界面中选择左侧导航栏“模块”选项卡，单击“LED灯和数码点阵”→“LED灯”→“黄灯”选项学习情境三：物联网的相关应用3、添加语音识别模块，在linkboy管理界面中选择左侧导航栏“模块”选项卡，单击“传感输入模块”→“探测传感器”

→“语音识别模块”选项学习情境三：物联网的相关应用4、按照连线提示将设备相连学习情境三：物联网的相关应用5、在图形界面编写程序，实现语音识别控制开关灯效果：（1）单击“控制器”，在弹出的窗口中选择“初始化”按钮，如右图所示；学习情境三：物联网的相关应用（2）然后将鼠标移到事件框中，单击事件框前面出现的箭头，添加指令，设置指令，如右图所示学习情境三：物联网的相关应用6、在图形界面编写程序，实现语音识别控制开关灯效果：（1）单击“语音识别模块”，在弹出的窗口中选择“成功识别语音时”按钮，如右图所示；（2）然后将鼠标移到事件框中，单击事件框前面出现的箭头，添加指令，设置指令，在设置指令时需要用到“如果”指令选项，可以在linkboy管理界面左侧导航栏“指令”处找到，设置如右图所示学习情境三：物联网的相关应用（2）然后将鼠标移到事件框中，单击事件框前面出现的箭头，添加指令，设置指令，在设置指令时需要用到“如果”指令选项，可以在linkboy管理界面左侧导航栏“指令”处找到，设置如右图所示学习情境三：物联网的相关应用7、单击linkboy管理界面菜单栏中的“仿真”按钮，然后单击“语音识别模块”中的紫色麦克风，发送语音消息，模拟识别到语音，可以看到语音识别控制开关灯的效果，如右图所示第8章 区块链技术与应用在当今数字化时代，信息的安全和可信度成为了人们最为关注的问题之一。区块链技术作为一种新兴的技术手段，被广泛应用于保护信息安全和实现可信交易。但是，对于许多非计算机相关专业的学生来说，区块链仍然是一个相对陌生的概念。本章将通过深入浅出的方式，介绍区块链技术的基本概念和原理，及基于区块链技术的软件系统的运用，以及区块链技术在不同领域中的应用场景和优缺点等。第8章区块链技术与应用学习目标第8章区块链技术与应用1.理解区块链的概念、原理及其发展趋势；2.理解区块链中去中心化技术的实现原理；3.了解现实生活、工作中常见的区块链应用程序；4.了解现实生活、工作中常见的区块链应用程序；5.了解区块链电子发票程序应用的基本使用。学习情境一：简单分辨软件是否基于区块链技术的应用程序一、区块链的概念第8章区块链技术与应用

区块链是一种去中心化、不可篡改、分布式的数据库，具有安全、可靠、透明等特点。其核心是采用哈希算法和加密技术，将交易数据分块记录在不同的节点上，通过共识算法达成信息一致，并实现对数据的有效验证、存储和控制。区块链可简单理解成是一种分布式数据库技术，由时间戳和哈希值链接形成的块构成，每个块包含上一个块的哈希值，使数据在区块链上不可更改，如图8-1区块链结构示意图所示。学习情境一：简单分辨软件是否基于区块链技术的应用程序一、区块链的概念第8章区块链技术与应用其中，区块链涉及的相关概念如下：（1）区块(Block)：代表交易数据的基本单位，包含交易信息、时间戳、哈希值等。多个区块构成区块链。（2）链(Chain)：由区块依据加密哈希关系连接而成的数据结构，形成了一个不可篡改、可信、分布式的数据库。（3）共识机制(Consensus)：为了保证区块链安全、可靠和一致性，需要采用一致的共识机制，如工作量证明(ProofofWork)、权益证明(ProofofStake)、拜占庭容错等。学习情境一：简单分辨软件是否基于区块链技术的应用程序一、区块链的概念第8章区块链技术与应用（4）智能合约(SmartContract)：基于区块链技术实现的自动化合约，可以进行设定预期结果的交易，避免了中央机构的干预，提高了交易效率，并保证了交易的公开透明和安全。（5）分布式应用(DistributedApplication)：基于区块链技术构建的去中心化应用程序，利用区块链技术和智能合约实现信息传输、交易处理、数据存储等操作。（6）共享经济(SharingEconomy)：利用区块链技术，实现资源共享、分布式交互和去中心化管理，促进了生产、交流、交易和公共管理的全球化发展。

总之，区块链作为一种创新的分布式技术，其具有高度安全可靠、去中心化、防篡改、透明和无需信任第三方等特点。学习情境一：简单分辨软件是否基于区块链技术的应用程序第8章区块链技术与应用区块链结构示意图学习情境一：简单分辨软件是否基于区块链技术的应用程序第8章区块链技术与应用区块链技术发展的阶段划分0102区块链1.0区块链1.0是区块链技术在数字加密货币的应用，为解决货币和制度手段的去中心化问题，实现货币的区块链支付、流通等功能。03区块链2.0区块链2.0是引入智能合约或可理解为“可编程金融”，是对金融领域的使用场景和流程进行梳理、优化的应用。区块链3.0区块链3.0是区块链技术在社会领域应用场景的视线，讲区块链技术拓展到金融领域之外，为各行业提供去中心化解决方案的“可编程社会”和“数字经济社会”。学习情境一：简单分辨软件是否基于区块链技术的应用程序二、区块链程序应用去中心化第8章区块链技术与应用

在区块链技术中，信息被记录在一个称为“区块”的数据结构中，并且通过使用密码学技术进行保护和验证。每个新的区块都会包含前一个区块的哈希值，从而形成了一个不断扩展的区块链。由于任何试图修改通道中某个区块的操作都会影响后面所有区块的内容，所以区块链是不可逆的。这种安全性与去中心化的特征使得许多应用场景开始采用区块链技术，例如数字货币、智能合约等。区块链结应用范围示意图学习情境一：简单分辨软件是否基于区块链技术的应用程序三、区块链程序应用中分布式账本和共识机制第8章区块链技术与应用

分布式账本是指将所有参与者关于某一特定事物的数据集中存储在一起，形成一个被称为“账本”的数据库。该数据库通过密码学算法保护，并且每项数据被记录在一个称为“区块”的数据结构中。由于区块之间有密切的链接关系，因此任何人要破坏其中的数据都需要付出巨大的代价，从而使得这种账本具备了高度安全性、可信性和不可篡改性。学习情境一：简单分辨软件是否基于区块链技术的应用程序四、区块链程序应用通过加密算法和共识机制来确保数据的安全性和隐私性第8章区块链技术与应用

首先，区块链利用密码学算法对数据进行加密保护，这包括数据传输过程中的通信加密、存储加密以及数字签名等技术。这些加密技术可以防止未经授权的访问、篡改和伪造账本数据。其次，区块链利用共识机制来保证数据的安全性和隐私性。共识机制要求各节点必须达成一致，确保所有节点记录的交易信息都是一致且正确的。学习情境一：简单分辨软件是否基于区块链技术的应用程序五、区块链应用程序最大的特点是去中心化第8章区块链技术与应用

区块链采用分布式存储和共识机制来实现去中心化，使得数据和交易信息可以在整个网络中广泛传播和复制，而不需要一个集中式的第三方机构来进行管理或控制。中心化带来了多个优点。提高了数据的安全性和可靠性提高了透明度和可追溯性提高了系统的灵活性和应用性学习情境一：简单分辨软件是否基于区块链技术的应用程序五、区块链应用程序最大的特点是去中心化第8章区块链技术与应用

区块链采用分布式存储和共识机制来实现去中心化，使得数据和交易信息可以在整个网络中广泛传播和复制，而不需要一个集中式的第三方机构来进行管理或控制。中心化带来了多个优点。提高了数据的安全性和可靠性提高了透明度和可追溯性提高了系统的灵活性和应用性学习情境一：简单分辨软件是否基于区块链技术的应用程序怎样识别一个程序应用是否属于区块链程序应用？第8章区块链技术与应用

区块链是由多个区块组成的，每个区块包含了前一个区块的哈希值，这种链式的结构赋予了区块链应用程序高度的安全性和可靠性。

在新的区块加入到链上时，需要经过一定的验证和共识机制，确保该区块包含的交易信息是真实、无法篡改和不可逆转的。因为区块链应用程序采用分布式账本技术，所以即使某个节点崩溃或者被攻击，其它节点仍然能够保留所有的交易信息并进行验证。

同时，更多的节点参与到区块链网络中来，增加了数据安全性和稳定性，防止因为少数节点出现问题而导致整个网络崩溃的风险。

虽然区块链应用程序最大特点是去中心化，但在表面看来，它最大的特点是“链式结构”，表现出来的是块与块之间的哈希值，这种结构使得区块链具有高度的安全性和可靠性，并且可以有效防止数据篡改和攻击行为。学习情境一：简单分辨软件是否基于区块链技术的应用程序第8章区块链技术与应用区块链已经得到应用于金融、供应链、医疗、能源、交通、物流、投票等领域。涉及一些名词，基本解释如下：（1）哈希：将任意大小的数据通过哈希算法变成固定长度的值，具有唯一性、不可逆、不可篡改的特点。（2）公钥密码学：一种加密技术，由公钥和私钥组成，公钥用于加密，私钥用于解密。（3）分布式：一种系统结构，将计算机和数据分散在不同的位置，通过网络协作完成任务。（4）智能合约：一种自动执行的合约，由代码编写，根据指定条件自动执行。学习情境一：简单分辨软件是否基于区块链技术的应用程序第8章区块链技术与应用区块链已经得到应用于金融、供应链、医疗、能源、交通、物流、投票等领域。涉及一些名词，基本解释如下：（5）加密货币：一种数字资产，可以用于交易，采用区块链技术实现去中心化的交易流程。（6）挖矿：指在区块链上运行的节点，通过计算哈希值来添加新的区块，并获得加密货币的奖励。（7）共识算法：确保网络中的所有节点对数据的一致性，比如比特币和以太坊使用的工作量证明算法（POW）和权益证明算法（POS）。（8）可溯源性：区块链的透明性和不可篡改性使得交易和物品的来源可以追溯到源头，有助于打击假冒伪劣和防止不法行为。学习情境二：注册并体验深圳市区块链电子发票第8章区块链技术与应用一、深圳市区块链发票

深圳区块链电子发票是在国家税务总局的指导下，国家税务总局深圳市税务局主导落地，由腾讯区块链提供底层技术支撑，高灯科技等提供行业解决方案，是全国范围内首个“区块链+发票”生态体系应用研究成果。

区块链电子发票具有“分布式”存储、可追溯、不可篡改的优势，通过“资金流、发票流”二流合一达到按需供票，实现了“交易即可开票”，使发票回归到作为商事活动交易凭证的本源，真正实现让开票更简单。学习情境二：注册并体验深圳市区块链电子发票第8章区块链技术与应用一、深圳市区块链发票

对于商家而言，区块链电子发票为企业提供了个性化的开票服务，大型企业可自行开发打通系统后提供多种开票场景，中小企业可开通微信回执开票功能，无需进行抄报税流程，不需再为购票往返税务局，只需使用手机或普通连通互联网的计算机即可实现开票。对于消费者而言，手机自助开票，无需排队，免去向商家索票的烦恼，开具的发票可选择插入微信卡包或发送电子邮箱，用票体验更优。学习情境二：注册并体验深圳市区块链电子发票第8章区块链技术与应用二、智慧出行-两步在线开具区块链电子发票从用户的实际体验而言，使用乘车码搭乘地铁开具区块链电子发票将比以往更加方便，用户可以通过以下三个路径，简单两步即可在线开具区块链电子发票：方法一：第一步：行程结束后，通过微信支付扣费凭证页面，进入“乘车记录”；第二步：选择需要开具发票的行程记录，即可进行开票；方法二：第一步：搜索“乘车码”微信小程序刷码乘坐深圳地铁，再次使用时，下拉微信聊天框点击乘车码，进入“乘车码”小程序；第二步：通过主页面右下角“我的-乘车记录”，选择需要开具发票的行程记录，即可进行开票。方法三：第一步：使用深圳地铁APP的用户可通过点击“我-电子发票”；第二步：进入“乘车记录”页面，选择具体行程后，即可成功开票。学习情境二：注册并体验深圳市区块链电子发票第8章区块链技术与应用三、区块链电子发票解决方案相关知识学习

为贯彻落实国家税务总局关于优化营商环境、推进“放管服”改革的系列工作部署区块链电子发票解决方案，进一步适应市场经济发展需要，税务现代化，国家税务总局深圳市税务局以“建设智慧税务”为目标区块链电子发票解决方案，组织试点应用通过区块链系统开具的电子普通发票。学习情境二：注册并体验深圳市区块链电子发票第8章区块链技术与应用

区块链电子发票是电子发票据服务平台的一个子功能，区块链电子发票使用到区块链技术，如图所示。国家电子发票据服务平台与区块链电子发票的关系图学习情境二：注册并体验深圳市区块链电子发票第8章区块链技术与应用

另一方面，招商银行深圳分行推出银行业务区块链发票，在为客户办理贵金属购买业务后，通过系统直联深圳市税务局区块链平台，成功为客户开出了首张区块链电子发票。招商银行成为首批通过系统直接接入深圳市区块链电子发票平台的机构，也成为全国首个区块链电子发票的试点银行。2018年11月1日早上，招行开出银行业首张区块链电子发票，如图所示。学习情境二：注册并体验深圳市区块链电子发票第8章区块链技术与应用

招商银行App上支持在线开区块链发票和在线开票、报销、查询和核销等流程，如图区块链电子发票开具业务流程所示。学习情境二：注册并体验深圳市区块链电子发票第8章区块链技术与应用

区块链电子普通发票是“互联网+税收”深度融合的产物，是实现“科技创新+”税收管理现代化的新尝试。区块链技术具有全程可追溯、信息不可篡改的特点。与发票逻辑和需求高度吻合，能有效避免假发票，完善发票监管流程。区块链电子普通发票连接各个发票利益相关方，方便发票的溯源、真伪和报销，有效解决发票多报、虚报假到、真伪难辨等问题。以及发票流通过程中的虚假。为纳税人有效降低运营成本和税务风险。

在公司法人的小程序端也有区块链发票管理开票员、绑定和管理等功能，如图所示为区块链电子发票法人端绑定功能。学习情境二：注册并体验深圳市区块链电子发票第8章区块链技术与应用

绑定纳税人识别号和身份后，具有权限的人员可以在线开区块链电子票和查验功能。开出来的发票和普通的电子发票信息基本是一致的，如图8-7所示为全国首张基于区块链的电子发票，如图8-7除了密码区显示区块链的哈希值，扫描二维码能显示发票的加密信息和哈希值信息；使用用微信等二维码扫码工具，扫全国首张基于区块链的电子发票的二维码扫描结果，如图所示为全国首张基于区块链的电子发票的二维码扫描结果。学习情境二：注册并体验深圳市区块链电子发票第8章区块链技术与应用

判断一款软件是否是区块链程序应用，先查看是否使用了区块链技术的相关术语，例如“区块链”、“分布式账本”、“去中心化”等；第二，查看该软件是否使用了区块链技术的底层技术，例如公链（比如比特币、以太坊等）或联盟链（比如HyperledgerFabric）；第三，看该软件是否具有去中心化的特点，即是否没有中央机构控制或管理该软件的运作；第四，看该软件是否提供了一些与区块链技术相关的功能，例如去中心化的身份验证、不可篡改的数据存储、智能合约等；需要注意的是，并非所有基于区块链技术的软件都是“真正的”区块链应用程序，因为区块链技术还有许多局限性和问题需要解。学习情境二：注册并体验深圳市区块链电子发票第8章区块链技术与应用四、区块链常见应用领域区块链技术可以用于很多领域，以下是一些示例。（1）数字货币：比特币、以太坊、莱特币等数字货币都是基于区块链技术的。区块链的去中心化特性可以保障数字货币的安全性和不可篡改性。（2）智能合约：以太坊等区块链平台可以运行智能合约，通过编写代码实现自动化的合约条件执行，例如物流、金融等行业的合约。（3）数字资产管理：区块链技术可以用于数字资产的存证、溯源和交易管理，例如艺术品、土地、房产等。学习情境二：注册并体验深圳市区块链电子发票第8章区块链技术与应用四、区块链常见应用领域（4）供应链管理：通过区块链技术的透明度和可追溯性，可以实现对供应链各个环节的管理和监控，例如食品安全、药品溯源等领域。（5）物联网：通过区块链技术，可以实现对物联网设备的身份验证、数据安全和互联操作。(6其他领域：区块链技术还可以应用于身份认证、投票系统、能源交易、医疗保险等领域。总的来说，区块链技术的应用范围非常广泛，可以帮助改善许多行业的安全性、效率和信任度。学习情境二：注册并体验深圳市区块链电子发票第8章区块链技术与应用五、区块链在数字商业中的应用场景区块链技术在数字商业中的应用场景包括以下几个方面.（1）数字货币支付：区块链技术可用于支付领域，例如比特币、以太币等数字货币可以用于在线支付等场景。（2）数字版权：区块链技术可以用于数字版