区块链基础知识及未来发展

区块链基础知识及未来发展区块链基础知识及未来发展第1页目录区块链介绍1特征及分类2区块链网络3

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前景展望7区块链基础知识及未来发展第2页1.区块链介绍区块链技术是构建比特币区块链网络与交易信息加密传输基础技术。它基于密码学原理而不基于信用，使得任何达成一致双方直接支付，从而不需要第三方中介参加。互联网上贸易，几乎都需要借助可资信赖第三方信用机构来处理电子支付信息。这类系统依然内生性地受制于“基于信用模式”。背景区块链基础知识及未来发展第3页1.区块链介绍区块链是一个分布式账本，一个经过去中心化、去信任方式集体维护一个可靠数据库技术方案。定义从数据角度来看区块链是一个几乎不可能被更改分布式数据库。这里“分布式”不但表达为数据分布式存放，也表达为数据分布式统计（即由系统参加者共同维护）。从技术角度来看区块链并不是一个单一技术，而是各种技术整合结果。这些技术以新结构组合在一起，形成了一个新数据统计、存放和表示方式。区块链基础知识及未来发展第4页1.区块链介绍国际权威杂志《经济学人》、《哈佛商业周刊》、《福布斯杂志》等相继报道区块链技术将影响世界。创业企业R3联合全球42家顶级银行成立区块链联盟，包含摩根大通、美国银行、汇丰银行、花旗银行、富国银行、三菱UFJ金融集团、巴克莱银行、高盛、德意志银行等。动态区块链基础知识及未来发展第5页目录区块链介绍1特征及分类2区块链网络3数据结构4

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前景展望7区块链基础知识及未来发展第6页2.特征及分类特征去中心，去信任区块链由众多节点共同组成一个端到端网络，不存在中心化设备和管理机构。节点之间数据交换经过数字署名技术进行验证，无需相互信任，只要按照系统既定规则进行，节点之间不能也无法坑骗其它节点。开放，共识任何人都能够参加到区块链网络，每一台设备都能作为一个节点，每个节点都允许取得一份完整数据库拷贝。节点间基于一套共识机制，经过竞争计算共同维护整个区块链。任一节点失效，其余节点仍能正常工作。区块链基础知识及未来发展第7页2.特征及分类特征不可篡改，可追溯单个甚至多个节点对数据库修改无法影响其它节点数据库，除非能控制整个网络中超出51%节点同时修改，这几乎不可能发生。区块链中每一笔交易都经过密码学方法与相邻两个区块串联，所以能够追溯到任何一笔交易前世今生。交易透明，双方匿名区块链运行规则是公开透明，全部数据信息也是公开，所以每一笔交易都对全部节点可见。因为节点与节点之间是去信任，所以节点之间无需公开身份，每个参加节点都是匿名。区块链基础知识及未来发展第8页

2.特征及分类分类联盟链由若干机构联合发起，介于公有链和私有链之间，兼具个别去中心化特征。私有链建立在某个企业内部，系统运作规则依据企业要求进行设定，修改甚至是读取权限仅限于少数节点，同时仍保留着区块链真实性和个别去中心化特征。公有链无官方组织及管理机构，无中心服务器，参加节点按照系统规则自由接入网络、不受控制，节点间基于共识机制开展工作。区块链基础知识及未来发展第9页目录区块链介绍1特征及分类2区块链网络3

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前景展望7区块链基础知识及未来发展第10页3.区块链网络科普数字签名数字署名包括到一个哈希函数、发送者公钥、发送者私钥。数字署名有两个作用，一是能确定消息确实是由发送方署名并发出来。二是数字署名能确定消息完整性。工作原理发送报文时，发送方用一个哈希函数从报文文本中生成报文摘要，然后用自己私钥对摘要进行加密，加密后摘要将作为报文数字署名和报文一起发送给接收方，接收方首先用与发送方一样哈希函数从接收到原始报文中计算出报文摘要，接着再用发送方公钥来对报文附加数字署名进行解密，假如这两个摘要相同、那么接收方就能确认该数字署名是发送方。区块链基础知识及未来发展第11页3.区块链网络科普SHA256一种求Hash值加密算法。工作原理将任何一串数据输入到SHA256将得到一个256位Hash值（散列值）。其特点：相同数据输入将得到相同结果。输入数据只要稍有改变（比如一个1变成了0）则将得到一个千差万别结果，且结果无法事先预知。正向计算（由数据计算其对应Hash值）十分轻易。逆向计算（俗称“破解”，即由Hash值计算出其对应数据）极其困难，在当前科技条件下被视作不可能。区块链基础知识及未来发展第12页3.区块链网络MerkleTree一种哈希二叉树，使用它能够快速校验大规模数据完整性。在比特币网络中，Merkle树被用来归纳一个区块中全部交易信息，最终生成这个区块全部交易信息一个统一哈希值，区块中任何一笔交易信息改变都会使得使得Merkle树改变。科普工作原理非叶子节点value计算方法是将该节点全部子节点进行组合，然后对组合结果进行hash计算所得出hashvalue。区块链基础知识及未来发展第13页3.区块链网络时间戳服务器大多用来进行比对以及验证处理，时间戳服务器是一款基于PKI（公钥密码基础设施）技术时间戳权威系统，对外提供准确可信时间戳服务。它采取精确时间源、高强度高标准安全机制，以确认系统处理数据在某一时间存在性和相关操作相对时间次序，为信息系统中时间防抵赖提供基础服务。科普区块链基础知识及未来发展第14页3.区块链网络节点网络本章节后续内容，均以比特币网络特征展开阐述区块链基础知识及未来发展第15页3.区块链网络节点网络任何机器都能够运行一个完整比特币节点，一个完整比特币节点包含以下功能：钱包，允许用户在区块链网络上进行交易完整区块链，统计了所有交易历史，经过特殊结构确保历史交易安全性，而且用来验证新交易正当性矿工，经过统计交易及解密数学题来生成新区块，假如成功能够赚取奖励路由功效，把其它节点传送过来交易数据等信息再传送给更多节点除了路由功效以外，其它功效都不是必须。区块链基础知识及未来发展第16页3.区块链网络交易过程区块链基础知识及未来发展第17页3.区块链网络交易过程第2步：A将交易单广播至全网，比特币就发送给了B，每个节点都将收到交易信息纳入一个区块中第1步：所有者A利用他私钥对前一次交易（比特货起源）和下一位全部者B签署一个数字署名，并将这个署名附加在这枚货币末尾，制作成交易单关键点：B以公钥作为接收方地址关键点：对B而言，该枚比特币会即时显示在比特币钱包中，但直到区块确认成功后才可用。当前一笔比特币从支付到最终确认成功，得到6个区块确认之后才能真正确认到帐。区块链基础知识及未来发展第18页3.区块链网络交易过程第3步：每个节点经过解一道数学难题，从而去取得创建新区块权利，并争取得到比特币奖励（新比特币会在此过程中产生）关键点：节点重复尝试寻找一个数值，使得将该数值、区块链中最终一个区块Hash值以及交易单三个别送入SHA256算法后能计算出散列值X（256位）满足一定条件（比如前20位均为0），即找到数学难题解。由此可见，答案并不唯一第4步：当一个节点找到解时，它就向全网广播该区块统计全部盖时间戳交易，并由全网其它节点核对关键点：时间戳用来证实特定区块必然于某特定时间是确实存在。比特币网络采取从5个以上节点获取时间，然后取中间值方式作为时间戳。区块链基础知识及未来发展第19页3.区块链网络交易过程第5步：全网其它节点查对该区块记账正确性，没有错误后他们将在该正当区块之后竞争下一个区块，这么就形成了一个正当记账区块链。关键点：每个区块创建时间大约在10分钟。伴随全网算力不停改变，每个区块产生时间会随算力增强而缩短、随算力减弱而延长。其原理是依据最近产生年区块时间差（约两周时间），自动调整每个区块生成难度（比如降低或增加目标值中0个数），使得每个区块生成时间是10分钟。区块链基础知识及未来发展第20页目录区块链介绍1特征及分类2区块链网络3数据结构4

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前景展望7区块链基础知识及未来发展第21页4.数据结构区块链区块链以区块为单位组织数据。全网所有交易统计都以交易单形式存放在全网唯一区块链中。区块链基础知识及未来发展第22页4.数据结构区块是一个统计交易数据结构。每个区块由区块头和区块主体组成，区块主体只负责记录前一段时间内全部交易信息，区块链大个别功效都由区块头实现。区块区块链基础知识及未来发展第23页4.数据结构区块头版本号，标示软件及协议相关版本信息父区块哈希值，引用区块链中父区块头哈希值，经过这个值每个区块才首尾相连组成了区块链，而且这个值对区块链安全性起到了至关主要作用Merkle根，这个值是由区块主体中全部交易哈希值再逐层两两哈希计算出来一个数值，主要用于检验一笔交易是否在这个区块中存在时间戳，统计该区块产生时间，准确到秒难度值，该区块相关数学题难度目标随机数(Nonce)，统计解密该区块相关数学题答案值区块链基础知识及未来发展第24页4.数据结构在当前区块加入区块链后，全部矿工就马上开始下一个区块生成工作。把在当地内存中交易信息统计到区块主体中在区块主体中生成此区块中全部交易信息Merkle树，把Merkle树根值保留在区块头中把上一个刚才生成区块区块头数据经过SHA256算法生成一个哈希值填入到当前区块父哈希值中把当前时间保留在时间戳字段中难度值字段会依据之前一段时间区块平均生成时间进行调整以应对整个网络不停改变整体计算总量，假如计算总量增加了，则系统会调高数学题难度值，使得预期完成下一个区块时间依然在一定时间内区块形成过程区块链基础知识及未来发展第25页目录区块链介绍1特征及分类2区块链网络3

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前景展望7区块链基础知识及未来发展第26页5.关键问题区块头包含一个随机数，使得区块随机散列值出现了所需0个数。节点经过重复尝试来找到这个随机数，这么就构建了一个工作量证实机制。工作量证实工作量证实机制本质是一CPU一票，“大多数”决定表示为最长链，因为最长链包含了最大工作量。假如大多数CPU为老实节点控制，那么老实链条将以最快速度延长，并超越其它竞争链条。假如想要修改已出现区块，攻击者必须重新完成该区块工作量外加该区块之后全部区块工作量，并最终赶上和超越老实节点工作量。区块链基础知识及未来发展第27页5.关键问题同一时间段内全网不止一个节点能计算出随机数，即会有多个节点在网络中广播它们各自打包好临时区块（都是正当）。分叉某一节点若收到多个针对同一前续区块后续临时区块，则该节点会在本地域块链上建立分支，多个临时区块对应多个分支。该僵局打破要等到下一个工作量证实被发觉，而其中一条链条被证实为是较长一条，那么在另一条分支链条上工作节点将转换阵营，开始在较长链条上工作。其它分支将会被网络彻底抛弃。区块链基础知识及未来发展第28页5.关键问题双花，即二重支付，指攻击者几乎同时将同一笔钱用作不一样交易。双花每当节点在把新收到交易单加入区块之前，会顺着交易发起方公钥向前遍历检验，检验当前交易所用币是否确实属于当前交易发起方，此检验可遍历到该币最初诞生点（即产生它那块区块源）。即使多份交易单能够任意序广播，不过它们最终被加入区块时必定展现一定次序。区块之间以Hash值作为时间戳则区块，这决定了任意一笔交易资金起源都能够被确定回溯。区块链基础知识及未来发展第29页5.关键问题高能耗数据库存放空间处理大规模交易抗压能力安全性区块链基础知识及未来发展第30页目录区块链介绍1特征及分类2区块链网络3

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前景展望7区块链基础知识及未来发展第31页区块链应用现实状况高盛研究汇报中区块链应用《Blockchain:PuttingTheoryintoPractice》.5.24工信部白皮书中区块链应用《中国区块链技术和应用发展白皮书》.10.18乐视金融，万向控股，蚂蚁金服，微众银行，平安科技，万达网络科技及中国电子技术标准化研究院我国外区块链应用案例区块链应用展望区块链基础知识及未来发展第32页高盛研究汇报中区块链应用共享经济中信用系统房地产交易优化反洗钱监控流程优化证券交易清算和结算流程个人电力能源交易区块链基础知识及未来发展第33页高盛《区块链，从理论走向实践》共享经济中信用系统引入安全且无法篡改数字化资质和信用管理系统，并与共享经济和其它领域网站评价和评分等系统衔接适用企业：Airbnb、HomeAway、OneFineStay等，市场规模为30-90亿美元房地产交易将房地产产权证书保留于区块链之中，购房者将能更轻易确认卖方对房屋全部权，降低承保产权保险交易成本，节约20-40亿美元优化反洗钱监控流程客户全部交易历史统计都能自动追溯，有利于银行识别异常交易并预防欺诈；机构间共享客户信息可降低客户审核方面重复劳动，节约30-50亿美元区块链基础知识及未来发展第34页高盛《区块链，从理论走向实践》优化证券交易清算和结算流程美国股票交易不到1秒即可完成，但结算流程需花上3天(T+3)，多方包括单笔交易时，交易会被各方使用多个不一样系统统计无需在交易后要求多个参加方核验并同意，在美国将能每年节约20亿美元成本个人电力能源交易

伴随屋顶太阳能以及高容量电池技术到来，个人就有可能自行发电并在网络上售卖适用企业：TransActiveGrid、GridSingularity，市场规模为25-70亿美元区块链基础知识及未来发展第35页工信部《中国区块链技术和应用发展白皮书》区块链基础知识及未来发展第36页工信部白皮书中区块链应用区块链与金融服务区块链与供给链管理区块链与文化娱乐区块链与智能制造区块链与社会公益区块链与教育就业区块链基础知识及未来发展第37页区块链与金融服务支付领域：降低金融机构间对账成本及争议处理成本，从而显著提升支付业务处理速度及效率，在跨境支付领域实现点到点交易，降低中间费用资产数字化：如股权、债券、票据、收益凭证、仓单等均可被整合进区块链中，成为链上数字资产，资产全部者无需经过各种中介机构就能直接发起交易，行业机构确保资产真实性与合规性智能证券：金融资产交易是相关各方之间基于一定规则达成合约，区块链能用代码充分地表示这些业务逻辑，如固定收益证券、回购协议、各种掉期交易以及银团贷款等，进而实现合约自动执行工信部《中国区块链技术和应用发展白皮书》区块链基础知识及未来发展第38页区块链与金融服务清算和结算：经过基于区块链技术法定数字货币与数字资产对接，即可完成点对点实时清算与结算，从而显著降低价值转移成本，缩短清算、结算时间客户识别：传统方式下，客户识别非常耗时，缺乏自动验证消费者身份技术工信部《中国区块链技术和应用发展白皮书》区块链基础知识及未来发展第39页区块链与供给链管理物流：快递交接需要双方私钥署名，是否签收或交付只需要查一下区块链即可，杜绝快递员经过伪造署名来逃避考评行为，预防货物冒领误领。而收件人不需在快递单上直观展示实名制信息溯源防伪：数据不可篡改、交易可完整追溯以及时间戳功效，可有效处理食品、艺术品、收藏品、奢侈品等假冒伪劣工信部《中国区块链技术和应用发展白皮书》区块链基础知识及未来发展第40页区块链与文化娱乐音乐版权、视频版权：作品全部交易都会被实时统计，文化娱乐业全生命周期可追溯、可追踪，能有效确保音乐人直接从其作品销售中获益。音乐人跨过出版商和发行商，经过区块链平台自行公布和推广作品文化众筹：消费者能够参加知识产权创作、生产、传输和消费全流程，添加信任确实权节点，进行IP及其相关权利交易，以及权益分配等功效，可处理交易不透明、内容不公开等问题工信部《中国区块链技术和应用发展白皮书》区块链基础知识及未来发展第41页区块链与智能制造物联网：区块链技术利用P2P组网技术和混合通信协议，处理异构设备间通信，同时能够将计算和存放需求分散到组成物联网网络各个设备生产过程智能化管理：将制造企业中传感器、控制模块和系统、通信网络、ERP系统等系统连接起来并统计在统一账本设施。区块链账本统计可追溯性和不可篡改性也有利于企业审计工作开展工信部《中国区块链技术和应用发展白皮书》区块链基础知识及未来发展第42页区块链与社会公益年7月，支付宝与公益基金会合作，设置了第一个基于区块链公益项目“听障儿童重获新声”在进行了必要隐私保护基础上，捐赠人能够看到自己捐款从支付宝平台划拨到基金会账号，以及最终进入受助人指定账号整个过程区块链与教育就业利用分布式账本统计学生信息，方便追踪学生在校园时期全部正面以及负面行为统计，能帮助有良好统计学生取得更多激励办法，并构建起一个良性信用生态工信部《中国区块链技术和应用发展白皮书》区块链基础知识及未来发展第43页我国外区块链应用案例ShoCard电子身份证EverLedger钻石防伪DocuSign汽车租赁FollowMyVote在线投票Gem医疗健康Onchain小蚁资产数字化系统布比区块链微众银行WeBank公信宝个人征信数据服务区块链基础知识及未来发展第44页ShoCard电子身份证经过一款电子身份证App，将用户个人信息储存在区块链ShoCard正与SITA旅游资讯科技企业（其与90％航空业具合作关系）共同思索机场过境堵塞处理方案，以加紧护照检验程序区块链基础知识及未来发展第45页EverLedger钻石防伪Everledger开发了一个基于区块链技术钻石防伪验证数字账本，包含了98万个钻石规格信息年10月Everledger成为第一个赢取Meffy奖项区块链初创企业德国保险业巨头安联旗下分企业与Everledger合作，探索区块链技术区块链基础知识及未来发展第46页DocuSign汽车租赁VISA和DocuSign合作经过区块链和智能合约来实现租车项目消费者仅凭一张VISA卡就能租车，其在车内配置租赁、保险和天天日常采购项目（如停车费、通行费）/v_show/id_XMTM3MTY1MzM1Mg==.html区块链基础知识及未来发展第47页FollowMyVote在线投票基于区块链端到端透明、可验证在线投票系统依据区块链审计线索，选民能够审核自己投票区块链基础知识及未来发展第48页Gem医疗健康医疗健康数据保留，可防止大规模医疗数据泄露医疗付费过程，让保险企业、医院结算部门、贷款人和病人共同使用一个区块链来管理支付，能够在整个行业中大规模降低冗余病人医疗统计过程，病历能够被多方进行创建、共享，而且能够让多方进行追加更新，重塑整个行业效率和透明度区块链基础知识及未来发展第49页Onchain小蚁资产数字化系统小蚁是用来发行、管理、交易各种权益份额区块链协议。早期会以非上市企业股权作为切入点。为初创企业提供数字化股权激励方案，为股权众筹企业提供股权管理方案，未来会过渡到股权可交易，即“区块链IPO”，逐步含糊非上市企业和上市企业界限。区块链基础知识及未来发展第50页Vechain防伪平台提供一套面向全球真假校验和透明供给链管理处理方案以应对全球泛滥假货问题，同时使得消费客户愈加关注产地，材料质地，设计理念，品牌小说等。区块链基础知识及未来发展第51页个人征信数据服务成立于年，是一家专注于提供个人授权下抓取用户数据金融科技企业。公信宝采取爬虫技术和区块链存放和验证技术，用户一次授权即可享受自动对账、全网共享、失信用户监控等特色功效，为各大银行、消费金融、网络贷款、汽车金融等企业提供优质征信基础数据服务。区块链基础知识及未来发展第52页微众银行WeBank年9月微众银行副行长马智涛透露，微众银行与华瑞银行联合开发了一套区块链应用系统，可用于两家银行微粒贷联合贷款结算、清算，该系统已在9月投入试运行。未来合作银行能够选择将个别信息写入到区块链中，由微众银行提供统一标准链上对账服务与统一操作视图和交互接口，让合作银行可全方面实时高效地了解信贷及资金交易信息，进行实时头寸监控，免去依赖日终对账文件进行清算对账繁重工作。区块链基础知识及未来发展第53页布比区块链开发了高可扩展高性能区块链基础服务平台，具备快速构建上层应用业务能力，满足亿级用户规模场景快速应用构建、海量用户支撑、可视化操作管理、隐私权限策略、内置智能合约、区块链即服务区块链基础知识及未来发展第54页Viewfin区块链PROMETHEUS股权管理链GAEA土地流转链HERMES商业积分链THEMIS监管科技链ATHENA维优数字资产评级区块链基础知识及未来发展第55页传统行业年12月，纳斯达克首次在个股交易商使用区块链技术，其合作搭档C在对一位私人投资者发行股票时首次使用了纳斯达克基于区块链技术交易平台Linq。普华永道已经开始组建其区块链技术团体，并开始调查普华永道客户对于区块链技术潜在应用，以及推进金融行业对于该技术了解程度。R3CEV宣告其首个分布式账本试验将会使用以太坊平台和微软云服务Azure上BaaS。R3CEV是一家总部位于纽约区块链创业企业，由其发起R3