《區(qū)塊鏈技術》第1章區(qū)塊鏈基本概念第1章區(qū)塊鏈的基本概念1.1區(qū)塊鏈的出現(xiàn)與發(fā)展1.2區(qū)塊基本原理1.3區(qū)塊鏈的分類1.4區(qū)塊鏈的價值1.1區(qū)塊鏈的出現(xiàn)與發(fā)展區(qū)塊鏈的興起1、比特幣促進區(qū)塊鏈發(fā)展。2008年，美國政府為了應對次貸危機帶來的金融風暴，實行了量化寬松政策，這一政策加劇了資產(chǎn)的價格泡沫和社會的不平等現(xiàn)象2、2008年11月1日。中本聰《比特幣：一種點對點的電子現(xiàn)金系統(tǒng)》，提出了一個去中心化的電子交易系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于密碼學原理，能使交易雙方在達成一致、不需要第三方參與的情況下直接進行支付，從而實現(xiàn)不通過任何金融機構(gòu)的點對點的交易過程3、2008年11月9日。中本聰在“S”網(wǎng)站注冊了比特幣（bitcoin）項目，并于2009年1月3日在芬蘭赫爾辛基的一個小型服務器上挖出了序號為0的比特幣區(qū)塊——創(chuàng)世區(qū)塊（上帝區(qū)塊），并獲得50個比特幣的挖礦獎勵。緊接著的1月9日，序號為1的比特幣區(qū)塊被挖出，與序號為0的創(chuàng)世區(qū)塊相連后形成了鏈，這標志著比特幣的誕生國際區(qū)塊鏈技術發(fā)展現(xiàn)狀1.1區(qū)塊鏈的出現(xiàn)與發(fā)展區(qū)塊鏈的興起1.1區(qū)塊鏈的出現(xiàn)與發(fā)展1.1區(qū)塊鏈的出現(xiàn)與發(fā)展區(qū)塊鏈的興起1.2區(qū)塊基本原理狹義來講，區(qū)塊鏈是一種按照時間順序?qū)?shù)據(jù)塊以順序相連的方式組合成的一種鏈式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并以密碼學方式保證的不可篡改和不可偽造的分布式賬本廣義來講，區(qū)塊鏈技術是利用塊鏈式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來驗證與存儲數(shù)據(jù)，利用分布式節(jié)點共識算法來生成和更新數(shù)據(jù)、利用密碼學的方式保證數(shù)據(jù)傳輸和訪問的安全、利用由自動化腳自動化腳本代碼組成的智能合約來編程和操作數(shù)據(jù)的一種全新的分布式基礎架構(gòu)和計算范式《中國區(qū)塊鏈技術和應用發(fā)展白皮書(2016)》通俗的說，區(qū)塊鏈是一種數(shù)據(jù)以區(qū)塊（block）為單位產(chǎn)生和存儲，并按照時間順序首尾相連形成鏈式（chain）結(jié)構(gòu)，同時通過密碼學保證不可篡改、不可偽造及數(shù)據(jù)傳輸訪問安全的去中心化分布式賬本。區(qū)塊鏈中的所謂賬本和現(xiàn)實生活中的賬本基本一致，按照一定的格式記錄流水等交易信息。特別是在各種數(shù)字貨幣中，交易內(nèi)容就是各種轉(zhuǎn)賬信息。只是隨著區(qū)塊鏈的發(fā)展，記錄的交易內(nèi)容由各種轉(zhuǎn)賬記錄擴展至各個領域的數(shù)據(jù)比如，在供應鏈溯源應用中，區(qū)塊記錄了供應鏈各個環(huán)節(jié)中物品所處的責任方、位置等信息1.2區(qū)塊基本原理交易(Transaction)：一次操作，導致賬本狀態(tài)的一次改變，如添加一條記錄區(qū)塊(Block)：記錄一段時間內(nèi)發(fā)生的交易和狀態(tài)結(jié)果，是對當前賬本狀態(tài)的一次共識鏈(Chain)：由一個個區(qū)塊按照發(fā)生順序串聯(lián)而成，是整個狀態(tài)變化的日志記錄1.2區(qū)塊基本原理區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)示意圖創(chuàng)世塊時間軸區(qū)塊ID上一區(qū)塊Hash交易數(shù)量交易1…交易n1.2區(qū)塊基本原理完整區(qū)塊格式1.2區(qū)塊基本原理區(qū)塊鏈中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)區(qū)塊頭格式1.2區(qū)塊基本原理以比特幣為例區(qū)塊頭格式1.2區(qū)塊基本原理以比特幣為例區(qū)塊體格式1.2區(qū)塊基本原理以比特幣為例交易的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1.2區(qū)塊基本原理以比特幣為例交易輸入結(jié)構(gòu)1.2區(qū)塊基本原理以比特幣為例交易輸入結(jié)構(gòu)1.2區(qū)塊基本原理以比特幣為例1.去中心化2.共識算法3.智能合約區(qū)塊鏈技術三要素1.2區(qū)塊基本原理區(qū)塊鏈技術三要素-去中心化1.2區(qū)塊基本原理傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫集中部署在同一個集群內(nèi)，由單一機構(gòu)管理和維護；區(qū)塊鏈是區(qū)中心化的，由多方參與者共同管理和維護，每個參與者都可提供節(jié)點并存儲鏈上的數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)了完全分布式的多方間信息共享1.2區(qū)塊基本原理區(qū)塊鏈技術三要素-共識算法如何在分布式系統(tǒng)中高效地達成共識是分布式計算領域的重要研究問題正如社會系統(tǒng)中“民主”和“集中”的對立關系相似，決策權(quán)越分散的系統(tǒng)達成共識的效率越低、但系統(tǒng)穩(wěn)定性和滿意度越高；而決策權(quán)越集中的系統(tǒng)更易達成共識，但同時更易出現(xiàn)專制和獨裁區(qū)塊鏈技術的核心優(yōu)勢之一就是能夠在決策權(quán)高度分散的去中心化系統(tǒng)中使得各節(jié)點高效地針對區(qū)塊數(shù)據(jù)的有效性達成共識1.2區(qū)塊基本原理區(qū)塊鏈技術三要素-共識算法如何在分布式系統(tǒng)中高效地達成共識是分布式計算領域的重要研究問題正如社會系統(tǒng)中“民主”和“集中”的對立關系相似，決策權(quán)越分散的系統(tǒng)達成共識的效率越低、但系統(tǒng)穩(wěn)定性和滿意度越高；而決策權(quán)越集中的系統(tǒng)更易達成共識，但同時更易出現(xiàn)專制和獨裁區(qū)塊鏈技術的核心優(yōu)勢之一就是能夠在決策權(quán)高度分散的去中心化系統(tǒng)中使得各節(jié)點高效地針對區(qū)塊數(shù)據(jù)的有效性達成共識共識機制PoWPoSDPoS三種主流共識機制1.2區(qū)塊基本原理區(qū)塊鏈技術三要素-共識算法比特幣高度以來節(jié)點算力為解決PoW共識機制的資源浪費和安全性缺陷而提出的替代方案權(quán)益證明大幅減少了參與驗證和記賬的節(jié)點數(shù)量可以實現(xiàn)快速共識驗證1.2區(qū)塊基本原理區(qū)塊鏈技術三要素-智能合約智能合約概念最早在1994年由學者NickSzabo提出，最初被定義為一套以數(shù)字形式定義的承諾，包括合約參與方可以在上面執(zhí)行這些承諾的協(xié)議，其設計初衷是希望通過將智能合約內(nèi)置到物理實體來創(chuàng)造各種靈活可控的智能資產(chǎn)。由于計算手段的落后和應用場景的缺失，智能合約并未受到研究者的廣泛關注1.2區(qū)塊基本原理區(qū)塊鏈技術三要素-智能合約區(qū)塊鏈技術的出現(xiàn)重新定義了智能合約智能合約是區(qū)塊鏈的核心構(gòu)成要素（合約層），是由事件驅(qū)動的、具有狀態(tài)的、運行在可復制的共享區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)賬本上的計算機程序，能夠?qū)崿F(xiàn)主動或被動的處理數(shù)據(jù)，接受、儲存和發(fā)送價值，以及控制和管理各類鏈上智能資產(chǎn)等功能由若干機構(gòu)聯(lián)合發(fā)起，介于公有鏈和私有鏈之間，兼具部分去中心化的特性建立在機構(gòu)內(nèi)部，具體規(guī)則由機構(gòu)自己來設定。仍保留真實性和部分去中心化無官方組織及管理機構(gòu)，無中心服務器，參與的節(jié)點按照系統(tǒng)規(guī)則自由接入網(wǎng)絡，節(jié)點間基于共識機制開展工作任何人自由進出個體或公司內(nèi)部特定人群，協(xié)議入盟代表：

FISCO

BCOS

、Fabric代表：比特幣和以太坊區(qū)塊鏈的類型1.3區(qū)塊鏈的分類公有鏈聯(lián)盟鏈私有鏈定義鏈上的所有人都可讀取、發(fā)送交易且能獲得有效確認的共識區(qū)塊鏈，通過密碼掌技術和POW、POS等共識機制來維護整個鏈的安全聯(lián)盟鏈是指有若干個機構(gòu)共同參與管理的區(qū)塊鏈，每個機構(gòu)都運行著一個或者多個節(jié)點，其中的數(shù)據(jù)只允許系統(tǒng)內(nèi)不同的機構(gòu)進讀寫和發(fā)送交易，并且共同來記錄交易數(shù)據(jù)私有鏈是指其寫入權(quán)限僅在—個組織手里的區(qū)塊錨。讀取權(quán)限或者對外開放，或者被任意程度地進行了限制參與者任何人設定條件由中心控制者決定中心化去中心化多中心化中心化激勵需要可選不需要特點1.所有數(shù)據(jù)默認公開；2.交易速度低；1.低成本運行和維護；2.高交易速度及良好的擴展性；

3.可更好的保護隱私1.交易速度非?？?；2.給隱私帶來更好的保障；3.交易成本大幅降低甚是為零代表比特幣、

以太坊Fabric、FISCO

BCOS私有化部署區(qū)塊鏈的類型1.3區(qū)塊鏈的分類1.4區(qū)塊鏈的價值

區(qū)塊鏈在金融領域的廣泛應用為傳統(tǒng)金融體系帶來了革新。數(shù)字貨幣和支付方面，區(qū)塊鏈支持數(shù)字