区块链技术原理详解PPT课件.ppt

1、目录，区块链的概要，1，特征和分类，2，区块链网络，3，数据结构，4，核心问题，5，前景展望，6，1，1 .区块链技术与比特币区块链网络因为这是基于密码学原理，不基于信用，所以协议双方可以直接支付，不需要第三方中介的参加。 因特网上的贸易大部分需要通过可信的第三方信用机构处理电子支付信息。 这种系统仍然被内在的“基于信用的模型”束缚。 背景，2，1 .区块链的概要，区块链是分散票据，是一种以中心化、不可靠的方式集中维护可靠数据库的技术方案。 按钮。 从数据的角度来看，区块链是一个几乎不能修改的分布式数据库。 这里的“分布式”不仅用作数据的分布式存储，还用作数据的分布式记录(即，由系统参与者共同

2、管理)。 从技术上看，区块链不是单个技术，而是多个技术集成的结果。 这些技术以新结构进行组合，形成了新的数据记录、存储、表现方式。 3、1 .区块链概要、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了区块链技术对世界产生影响。 创业公司R3与摩根大通、美国银行、汇丰银行、花旗银行、富国银行、三菱UFJ金融集团、伯克利银行、高盛、德国银行等世界42家顶级银行合作建立了连锁联盟。 动态、4、目录、区块链的概要、1、特征和分类、2、区块链的网络、3、数据结构、4、核心问题、5、未来展望、6、5、2 .特征和分类、特征、中心、信任区块链在许多节点上节点之间的数据交换由数字签名技术来验证，并

3、且不需要相互信任，并且只要系统制定的规则，就不能在节点之间欺骗其他节点。 每个人都可以加入块链网络，每个设备都充当节点，每个节点都可以获得数据库的完整副本。 节点之间基于共识机制，通过冲突计算共同保持整个块链。 即使其中一个节点故障，其馀节点仍正常工作。 6、2 .特征和分类、特征、不可篡改、一个或多个节点几乎不会同时更改整个网络中51%以上的节点，除非一个或多个节点对其他节点的数据库产生影响。 因为区块链中的所有交易都用密码学方式与两个相邻的区块相耦合，所以可以追溯到哪个交易的前世。 由于交易是透明的，双方匿名块链的执行规则是公开透明的，所有数据信息也是公开的，所以所有的交易都在所有节点上可

4、见。 由于节点和节点之间是可信的，所以不需要在节点之间公开身份，加入的节点是匿名的。 7、2 .特征和分类、分类、联盟链由几个机构共同启动，介于公共链和私有链之间，兼具部分不中心化的特性。 私有链建立在某企业内部，系统的运营规则是根据企业的要求设定的，在修改、将读取权限限制在少数节点的同时，还保持着区块链的完整性和部分中心化的特性。 公共链没有官方组织和管理机构，没有中心服务器，参与的节点根据系统规则自由地访问和控制网络，在节点之间根据共识机制开展工作。8、目录、块链概要、1、特征和分类、2、块链网络、3、数据结构、4、核心问题、5、前景展望、6、9、3 .块链网络、科学普及、数字签名数字签名

5、是散列函数、发送者数字签名有两个作用。 一种方式是确认该消息是由发送者的签名发出的。 二是数字签名决定了消息的完整性。如果根据工作原理发送消息，发送者从消息文本用散列函数生成消息摘要，然后用自己的私钥加密摘要，加密的摘要与消息的数字签名和消息一起发送给接收者，并且， 接收方首先根据用与发送方相同的哈希函数接收的原始消息计算消息摘要，然后用发送方的公开密钥对附加在消息上的数字签名进行解密，如果这两个摘要相同，则接收方确认该数字签名是发送方的10、3 .分块链网络，科学普及，确定SHA256哈希值的加密算法。 工作原理将数据输入到SHA256时，得到256位哈希值(哈希值)。 其特征：同样的数据输

6、入也能得到同样的结果。 只要输入数据发生微小的变化(例如一个变为0 )，就会得到千差万别的结果，结果是无法预先预测的。 前向计算(根据数据计算相应的哈希值)很容易。 逆计算(通称“裂化”，也就是根据散列值计算与其对应的数据)极其困难，在现在的技术条件下是不可能的。 11、3 .块链路网络，MerkleTree是散列二叉树，可以用来快速验证大型数据的完整性。 在比特币网络中，Merkle树用于汇总一个块中的所有交易信息，最终为此块中的所有交易信息生成统一的散列值，块中的所有交易信息的修改使Merkle树发生变化。 另外，协，工作原理非叶节点值的计算方法是通过对该节点的所有子节点进行组合的结果进行

7、混列计算而获得的混列值。 另外，12、3 .块链路网络和时间戳服务器大多用于匹配和验证处理，时间戳服务器是基于公钥加密基础结构(PKI )技术的时间戳授权，向外部提供准确可靠的时间戳服务。 它采用精确的时源、高强度标准的安全机制，确认系统处理数据在一段时间内的存在性和相关操作的相对时间顺序，为防止信息系统中的时间否认提供基础服务。 COP，13，3 .块链网络，节点网络，本章的后续内容，在比特币网络的特性中展开并描述了14，3 .块链网络，节点网络，在任何机器上都可以运行完整的比特币节点。 完整的比特币节点包括以下功能：钱包、用户允许在区块链网络中进行交易，记录所有的交易历史，以特殊结构保证历

8、史交易的安全性，并且矿工为了验证新交易的合法性，记录交易， 只要可以通过对数学问题进行解码来创建新块，获得附加根功能，并且可以将诸如从其它节点所发送的交易数据之类的信息传送到更多节点，则不需要根功能以外的功能。 15、3 .区块链网络、交易流程、16、3 .区块链网络、交易流程、第二步骤：将a对帐单广播到所有网络，向b发送比特币，各节点将收到的交易信息发送到一个区块第一步：所有者a使用他的私钥数字签名上次交易(比特源)和下一个所有者b，将此签名附加在此货币的末尾，创建对帐单，要点： b以公钥作为收件人的地址，要点：对b来说，这个比特币立即显示在比特币的钱包中现在比特币从支付成功最终确认，得到6

9、个区块确认后才确定。 17、3 .分块链网络，交易过程，第三步：各节点通过解决数学难题，获得制作新分块的权利，获得比特币的奖励(新的比特币在这个过程中发生)，要点：节点是这个数值，分块链在将交易单据的三部分发送给SHA256算法之后，反复尝试找到数学难题的解决方案，其中散列值X(256位)满足某些条件(例如，前20位全部为0 )。由此，答案并不唯一，第四步骤：当一个节点找到解时，将该块记录的所有复盖时间戳交易广播到所有网络上，并由所有网络上的其他节点来检查。 要点：时间戳证明特定的块一定存在于特定的时间。 比特硬币网络从5个以上的节点取得时间，取中间值的方式作为时间戳。 18、3 .块链网络、

10、交易过程、第五步骤：所有网络上的其它节点检查该块计费的正确性，如果没有错误，他们将在该合法块之后竞争下一块，以形成合法计费的块链。 要点：每个块的创建时间约为10分钟。 随着网络整体的计算能力的不断变化，各块的发生时间随着计算能力的增强而变短，随着计算能力的减弱而变长。 该原理基于最近发生的2016年块的时间差(约2周)，自动调整各块的生成难易度(例如，减少或增加目标值中的0的个数)，从而各块的生成时间为10分钟。 19、目录、区块链的概要、1、特征和分类、2、区块链网络、3、数据结构、4、核心问题、5、前景展望、6、20、4 .数据结构、区块链、区块链按区块组织数据所有网络的所有交易记录都以

11、交易发票的形式存储在所有网络固有的区块链中。 21、4 .数据结构、块是记录交易的数据结构。 每个块由块头和块主体构成，块主体只记录上一个期间的所有交易信息，块链的大部分功能由块头来实现。块、22、4 .数据结构、块标题、版本号、软件和协议的版本信息的父块哈希值、参考块链的父块标题的哈希值通过该值来组成块链， 该值是在区块链的安全性中发挥重要作用的merkleroot根，该值是从区块主体中的所有交易的散列值进一步逐步计算出两个散列值的值，主要是为了验证交易在该区块中是否存在时间戳，其准确地记录到秒的难易度值，记录与该块相关的数学问题的难易度目标随机数(Nonce )，记录用于解码与该块相关的数

12、学问题的答案的值，23，4 .数据结构为，在当前块加入到块链后，所有矿工立即在下一个块将本地存储器内的事务处理信息记录在块主体中的块主体中生成该块内的所有事务处理信息的标记树中，将Merkle树的根值保存在块标题中，将之前生成的块的块标题的数据记录在SHA256算法将哈希值插入当前块的父哈希值并在时间戳字段中保存当前时间的难易度字段，根据上一时间块的平均生成时间进行调整，与网络整体持续变化的总计算量相对应，计算总量增加时， 提高数学题难易度预定完成下一个区块的时间还在一定时间内，区块形成过程，24，目录，区块链的概要，1，特征和分类，2，区块链网络，3，数据结构，4，核心问题，5，前景展望，6

13、，25，5 . 节点通过反复试行错误找到该随机数，构筑了工作量的证明机制。 工作量证明、工作量证明机制的本质是CPU一票，“大多数”的决定表现为最长的链，最长的链包含最大的工作量。 如果许多CPU是诚实的节点控制，则诚实链以最快的速度延长并超过其他竞争链。 为了修改已经出现的块，攻击者必须重新完成该块的功能和该块之后的所有块的功能，最终赶上诚实节点的功能。 26、5 .核心问题是，网络上的多个节点可在同一时间段计算随机数。 换言之，多个节点在网络上广播各自封装的临时块。另外，在分支中，如果一个节点接收到同一前块的多个后续临时块，那么该节点在本地块链中产生分支，且多个临时块对应于多个分支。 这种

14、僵局的消除要等到发现下一份工作量的证明。 一旦证明一条链是长的，在另一条分支链上工作的节点就会改变阵营，在长的链上工作。 其他分支将被完全抛弃在网络中。 27、5 .核心问题，双重花，也就是双重支付，意味着攻击者几乎同时把相同的钱用于不同的交易。 双花在将节点新接收的对帐单放入区块之前，按照交易的发源的公钥进行检查，检查当前交易中使用的货币实际上是否属于当前交易的发源，该检查到达该货币的第一个出生点(即，该区块源) 多个说明书可以以任何顺序播放，但每当最终加入到块中时，就必须指示一定顺序。 具有区块间哈希值的区块确定回溯，所述回溯可以在任何交易资源上识别。 28、5 .核心问题、高能耗、数据库存储空间、处理大型交易的压力能力、安全性、29、目录、块链概要、1、特征和分类、2、块链网络、3、数据结构、4、核心问题、 6 .前景展望，从2008年比特币开始，区块链经历了可编程货币、可编程金融、可编程社会三大应用时代，其应用范围逐渐扩展到社会生活的各个方面。 从需求上看，金融、医疗、公证、通信、供应链、域名、投票等领域意识到了区块链的重要性，开始尝试将技术与现实社会结合起来。 从投资目的地看，区块链投资资金供给逐渐上升，风投投资热情也越来越高，投资密度越来越大，供给方的资金供给有望推动技术进一