【区块链】复习二之区块链概述

1、概念

区块+链=区块链
区块链是借由密码学串接并保护内容的链式数据记录(维基百科)
区块链是一个信息技术领域的术语。从本质上讲,它是一个共享数据库,存储于其中的数据或信息,具有“不可伪造”“全程留痕”“可以追溯”“公开透明”“集体维护”等特性(百度百科)

2、发展历史

发展历史

2.1密码朋克

是一个由全球密码天才和黑客组成的额松散联盟。
2008年金融危机,比特币登上历史舞台。

2.2哈希现金

由亚当·贝克发明。哈希现金用到了工作量证明(POW),最初是为了解决垃圾邮件问题(为了避免其他人发送包含相同信息的邮件)。解决了如何保证数字货币不被交易过很多次的问题。

2.3比特币诞生

2009年比特币发行、交易和账户管理系统开始运行。
中本聪对Ecash进行了优化,综合了时间戳、工作量证明机制、非对称加密技术、UTXO结构,最终发明了比特币。人们把比特币的底层技术称为区块链。

2.4比特币与世界产生联系

比特币:一种货币,可以用来进行商品交易
比特币在现实世界中的第一笔交易:比特币购买披萨

2.5比特币与法币

1)比特币是加密数字货币,不需要任何第三方证明,只要拥有密钥,就拥有对应的资产。
去中心化、跨国交易成本低、匿名(一个人可以拥有多个比特币主账户,转账时只留下一串哈希地址)、供应总量不变(总量只有2100万枚)、交易不可逆
2)法币是由政府发行并由中央机构监督的货币,是否持有法币是由第三方重要机构等证明。

2.6比特币与区块链

1)比特币是一种加密数字货币,不能脱离区块链运行
2)区块链本质是一种分布式账本技术,不仅仅可以用于加密数字货币
请添加图片描述
比特币成功的主要原因是解决了困扰数字货币发展的三大难题:重复支付问题(双花问题),依赖第三方中心问题与发行量控制问题

3、区块链技术的三个阶段

3.1技术起源

1)P2P网络技术
2)非对称加密算法
公私密钥不同
3)分布式数据库
4)数字货币
如Ecash,B-money

3.2区块链1.0

1)加密数字货币
2)分布式账本
每个节点保持完整一致的账本
3)块链式数据结构
防止历史区块数据被篡改
4)工作量证明
比特币奖励机制
5)默克尔树
防止区块内加以数据被篡改

3.3区块链2.0

1)企业应用
2)智能合约
以数字形式定义的承诺
自动执行的计算机程序
体现特定应用系统业务逻辑
3)去中心化应用
区块链技术在数字货币之外的应用
分布式身份证明
分布式自治组织

4、区块链的技术结构&体系结构

区块链1.0

区块链2.0

4.1区块链1.0运行过程

①节点发起交易
②交易广播给节点(矿工)
③验证交易(矿工收到交易之后,加盖时间戳,记入当前区块,争取合法记账权,获得奖励,然后公布交易,其他矿工核对)
④添加区块

4.2区块链类型

根据节点加入或者退出是否需要批准,区块链可以分为公有链、联盟链和私有链
区块链类型
1)公有链
公共区块链,所有人都可以参与的区块链。被认为是“完全去中心化”的区块链,代表有比特币,以太坊,EOS
2)联盟链
多中心化或者部分去中心化的区块链,共识机制受某些节点控制,介于公有链和私有链之间。代表有超级账本
3)私有链
一般用在企业内部,系统的运作规则根据企业要求进行设定。

5、区块链特征

1)去中心化
2)透明性——信任基础
区块链系统的数据记录对全网节点是透明的
3)开放性——对参与节点公开
任何参与节点都可以通过公开的接口查询区块链的数据记录或者开发相应应用
4)自治性——基于共识协议
把对个人或机构的信任改成对体系的信任
5)不宜篡改性——两套加密机制防篡改
①默克尔树加密交易记录,当底层数据被篡改时,默克尔树的根哈希值也会发生改变
②链式hash指针,当前区块存有前一个区块的哈希值,形成链接关系
6)匿名性——哈希加密
数据交换和交易都是在匿名的情况下进行的,交易是通过地址进行的。

6、区块链关键技术

6.1密码学

构建区块链信任体系的基石
哈希算法、非对称加密算法

6.1.1非对称加密算法

用公钥对信息加密,只有对应的私钥才能解密(公钥加密私钥解密)
公钥私钥使用不同的密钥
常用的非对称加密算法有:RSA ECC SM2

6.1.2哈希算法

任意输入,固定输出
信息相同,哈希值才会一样。
常用的hash算法:MD5 SHA1 SHA256 SM3
比特币中使用的是SHA256
用途:信息查询,数据校验,哈希指针,数据摘要
默克尔树:区块链基本组成部分之一

6.2共识算法

实现在无信任环境中确定交易唯一性,进行交易合法性规则验证等

6.2.1POW工作量证明

是比特币的奖励机制:区块奖励,交易费
提交运算结果,其他人通过验证确信已完成
根据运算资源分配记账权
但是哈希运算资源消耗高

6.2.2POS权益证明

所有权证明,通过其获得产生新区块的权利
减少了运算你拿度和资源小号

6.2.3DPOS委托权益证明

解决了POW和POS的不足,可产生N个见证人进行签名,权益所有者保留了控制权使系统实现去中心化

6.2.4PBTF实用拜占庭容错算法

6.3智能合约

在没有第三方的情况下进行可信交易,这些交易可追踪且不可逆转
以太坊智能合约
超级账本智能合约

6.4P2P网络

进行节点发现和数据共享

6.5分布式账本

是分布在多个节点或计算设备上的数据库,分布式网络中的每个节点复制并存储一份相同的账本副本
参与者共同更新,各节点账本完整一致

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