第1章 区块链的兴起发展

第1章区块链的兴起发展区块链概论高等职业教育科普教育系列教材“区块链”一词的产生1.11.2区块链的演变历程1.3区块链面临的挑战本章节内容1.1“区块链”一词的产生比特币的产生2008年11月1日中本聪（化名）在“”网站的密码学家的邮件列表中发表了论文《比特币：一种点对点的电子现金系统》2009年1月中本聪在SourceForge网站发布了区块链的应用案例—比特币系统的开源软件2009年1月3日中本聪在位于芬兰赫尔辛基的一个小型服务器上“挖”出了比特币的第一个区块—创世区块（GenesisBlock），并获得了首批“挖矿”奖励—50枚比特币2009年1月12日中本聪发送了10枚比特币给密码学专家哈尔·芬尼，这成为比特币史上的第一笔交易。在中本聪的比特币白皮书里根本没有区块链（Blockchain）这个词，只有链（chain）。链（chain）只是比特币系统的子集。后来出现了各种山寨系统，为了将所有系统抽象出一个总的概念，就约定俗成地造出了一个新单词—Blockchain（区块链）。比特币被发明之后，很多人参考比特币中的区块链，使用类似的技术实现各种应用，这类技术统称为区块链技术。区块链的解释1.2区块链的演变历程区块链时代区块链4.0时代区块链3.0时代区块链2.0时代区块链1.0时代1234区块链1.0时代比特币分布式分散的数据库将货币、支付、数据和信息存储分散化，以及通过分布式的数据库存储信息。数字货币生成、交易、存储形成庞大的产业链区块链2.0时代智能合约引入了图灵完备的智能合约，允许多个微事务发生，可处理更大的事务量，例如在以太坊，比特币每秒的交易次数从7次提高到15次，这是一个显著的提高分布式虚拟机在区块链层之上构建分布式的应用程序区块链3.0时代新一代信息技术随着区块链技术应用的不断深入，将为云计算、大数据、物联网、人工智能等新一代信息技术的发展创造新的机遇。经济社会转型升级随着区块链技术广泛应用于金融服务、供应链管理、文化娱乐、智能制造、社会公益以及教育等经济社会各领域，其必将优化各行业的业务流程，降低运营成本。新的创业创新机会随着区块链技术的广泛运用，新的商业模式会大量涌现，为创业创新制造新的机遇社会管理和治理水平提升有效提升公众参与度，降低社会运营成本，提高社会管理的质量和效率，对社会管理和治理水平的提升起到重要的促进作用。Web3.0的网路环境不再是由中心化机构（如：企业、政府）所控制，而是让用户和生态创建者共同分配所有权；Web3.0的特点之一是公开透明，所有的交易数据都被公开记录在区块链上，这意味着任何人都可以查看和验证区块链上的交易。任何人都有参与Web3.0的平等权限，不会因身份、种族、经济状况等个人因素而限制Web3.0的访问权。区块链4.0时代-Web3.0去中心化公开透明无需许可区块链4.0时代-元宇宙区块链4.0时代-元宇宙（1）数字资产和所有权（2）虚拟经济（3）支付结算（4）去中心化身份认证（5）安全和隐私（6）去中心化治理1.3区块链面临的挑战基于密码学基于点对点通信基于顶层应用构建基于智能合约基于共识算法1.3.1安全挑战密码学加密解密技术的天然漏洞如MD5算法，已经被山东大学王小云教授成功破解算力提升对密码学算法带来冲击比特币所采用的SHA-256算法和椭圆加密算法，尽管目前尚不存在破解方法，随着量子计算的不断发展，计算力的指数级提升将会对所有密码学算法带来冲击。点对点通信日食攻击日食攻击是通过建立大量的恶意连接来使某个节点被孤立、隔离在恶意网络中。分割攻击改变节点消息的路由途径，从而将整个区块链网络分割为两个或多个，待攻击结束后，区块链重新整合为一条链，其余链将被废弃延迟攻击攻击者通过边界网关协议来控制对某些节点新消息的接收，从区块链概论而延迟其“挖矿”程序的监听时间，使得“矿工”损失大量时间和算力。分布式拒绝服务攻击攻击者通过发送大量恶意消息并且不进行握手确认，占用大量接收信息节点的计算存储资源和网络通信资源，从而使得区块链网络瘫痪交易延展性攻击攻击者通过微调签名并使用不同的交易ID即可实现对同一笔交易的“双重支付”共识算法概念在区块链系统中，如何让每个节点通过一个规则将各自的数据保持一致是一个很核心的问题，这个问题的解决方案就是制定一套共识算法。共识算法其实就是一个规则，每个节点都按照这个规则去确认各自的数据。攻击方式51%攻击、女巫攻击、短距离攻击、长距离攻击、币龄累计攻击和预计算攻击。常见共识算法工作量证明（PoW，ProofofWork）权益证明（PoS，ProofofStake）延迟工作量证明（dPoW，DelayedProof-of-Work）授权PoS（DPoS，DelegatedProof-of-Stake）智能合约概念智能合约只是存储在区块链上的程序，在满足预先确定的条件时会运行这些程序。智能合约通常用于自动执行协议，以便所有参与者都可以立即确定结果，而无需任何中间人参与，也不会浪费时间。智能合约还可以自动完成工作流程，在满足条件时触发下一个操作。攻击方式逃逸漏洞攻击、逻辑漏洞攻击、堆栈溢出漏洞攻击、资源滥用漏洞攻击。顶层应用构建常见顶层应用数字货币交易平台、区块链移动数字钱包App、去中心化应用存在风险管理漏洞、技术漏洞等1.3.2人才储备社会认知困难需要复合型人才15年产生发展，时间有限，社会认知不足区块链需要复合型人才，人才起点高1.3.3观念区块链本身的复杂技术点，需要进一步普及概念，提升社会认知价值。币圈乱象，积累大众的负面印象1.3.4标准其架构、网络通信、密码学算法、共识机制等标准的不同为互联互通带来了极大的障碍，影响了区块链行业的落地进程自起炉灶目前国家