完整版区块链介绍内容课件.pptx

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1、区块链介绍,CONTENTS,区块链技术概念,PART ONE,PART ONE 区块链技术概念,互联网（Internet） 网络与网络之间所串连成的庞大网络，这些网络以一组标准的网络TCP/IP协议族相连，连接全世界几十亿个设备，形成逻辑上的单一巨大国际网络。 它是由从地方到全球范围内私人的、学术界的、企业的和政府的网络所构成，通过电子，无线和光纤网络技术等等一系列广泛的技术联系在一起。,互联网价值体现 互联网价值体现在自身的数据与为其尺度的数字（虚拟）货币之上。一：互联网价值是通过数字货币来体现。二：互联网价值是对每一次流量所产生的价值计算，更加透明、精准的计算网络上真实流量信息价值。,P

2、ART ONE 区块链技术概念,互联网1.0 信息互联网,信息互联网主要是利用互联网技术完成信息的处理、存储和传输，完成信息资源的数字化。中国的“BAT”（百度、阿里巴巴和腾讯）典型的互联网企业，实际上做的都是信息传播的生意。,互联网2.0 价值互联网,价值互联网是互联网价值（数字货币或商品）基于区块链协议上，形成价值互联链，实现互联网价值的真实体现与透明转移。核心特征是实现资金、合约、数字化资产等价值的互联互通。,区块链的本质,区块链技术是由多方共同记录和维护的一个1分布式数据库，该数据库通过哈希索引形成一种链状结构，其中数据的记录和维护通过密码学技术来保护其完整性，使得任何一方难以篡改、抵

3、赖、造假。,定义,区块链的特点,区块链的内涵,全网分布保存-防丢失多方共识记账-防篡改块的链式结构-易追溯,共享账本,智能合约,隐私保护,共识,去中心化、可共享的分布式交易记录系统,交易条款和交易状态内嵌在区块链脚本中，驱动交易执行,保证交易真实和可验证的同时通过匿名性来保护用户的隐私,所有参与者一致同意才意味着交易在网络中通过验证,区块链的技术特征,区块链技术三项核心技术：密码学原理、分布式存储和共识机制。核心技术决定了区块链的四个特点：1、去中心化；2、开放性；3、信息不可伪造和篡改；4、自治性,区 块 链 核 心 技 术,密码学原理,共识机制,分布式存储,特点,去中心化,开放性,信息不可

4、伪造和篡改,自治性,分布式核算和储存，共享交易账本，共同维护,对所有节点开放，数据可随时下载提取,设置共识协议规范，在验证和可信条件下进行交易，信息永久地存储,交易条件和状态内嵌，不需要人为干预,区块链的技术演进,所有数据上链,关键数据上链,单链,多链协同,单链信息孤岛,跨链信息互联,有形“区块+链”,分布式账本技术,Bitcoin:Lignting NetworkEthereum:Radien Network,性能,融合,演化,适配,Piasma : root blockchain & sub blockchainRSCoin : high level block & lower-level

5、 block,Cosmos : TendermintPolkadot : Relay chain & Parachains,IOTA : directed Acyclic GraphCorda : “No block chain”,区块链的基础技术架构,区块链采用五层架构，从下到上分别是数据层、网络层、共识层、激励层、智能合约层。,应用层主要由客户端完成记账转账功能激励层包括发行机制、激励机制，激励的来源为交易费共识层主要解决拜占庭将军问题和工作量证明机制，双花问题，51%攻击等。网络层是使用P2P网络，其每个节点以区块链的形式全量存储着所有的全部交易记录数据层解决交易数据包含哪些信息，数据信

6、息加密算法等问题,智能合约层,虚拟机,DAPP,激励层,发行机制,分配机制,共识层,PBFT,POS,DPOS,POW,网络层,P2P网络,验证机制,传播机制,数据层,区块数据,哈希函数,链式结构,Merkle树,数字签名,非对称加密,区块链2.0基础技术架构图,区块链的分类,BLOCKCHAIN,公有链,私有链,联盟链,允许任何人阅读、彻底去中心化任何人均可自由参加和退出,仅单独个体或机构享有该区块链的使用权和控制权权利完全控制在一个组织中,介于公有链和私有链之间，由一定数量的特定成员组成加入和退出需要经过联盟授权,分布式比去中心化更能诠释区块链与金融的结合。在目前环境中去中心化是不现实的，

7、多中心的分布式体系更适合目前的中国金融现状。孙立林,这几年区块链技术在私有链、联盟链的应用已经有初步的进展，但不是没有中心，还是有中心的，只是分布式的。中行前行长 李林辉,区块链发展阶段,区块链行业正处在从1.0到2.0的过渡阶段。,2020年,2030年,2009年,区块链2.0-智能合约,区块链1.0-数字货币,区块链3.0-去中心化互联网,加密数字货币,加密数字货币+智能合约,成为成熟的数字经济基础设施,分布式商业,Token经济,数字孪生城市,个人信用体系,互助保险,供应链,版权,可编程货币，是与转账、汇款和数字化支付相关的密码学货币应用。区块链技术还在探索的过程，并没有大型的金融区块

8、链应用（非数字货币类）上线，尝试很多，普及尚早。,可编程金融，是经济、市场和金融领域的区块链应用，例如股票、贷款、抵押、产品、智能财产和智能合约。区块链不仅仅是技术，所以这一轮技术革命中区块链的影响要远大于其他技术，可能会有颠覆性的业务、技术或者企业出现。,可编程社会，是超越货币、金融和市场的应用，特别是在政府、健康、科学、文化和艺术领域的应用。应用生态决定最后的赢家。目前公链和私链（或联盟链）都有一些金融应用，但还不成气候，应该胜负未分，这里面大公司不一定有优势，开源力量不可小觑。,区块链国内外政策,国内：在区块链迅速发展的背景下，中国顺应全球化需求，紧跟国际步伐，积极推动国内区块链的相关领

9、研究、标准化制定以及产业化发展,国际：对推动区块链技术和应用的发展较为积极，区块链在各国快速发展,工信部发布区块链参考架构，给予行业发展政策指导。意味着区块链基础性标准确立,国务院发布十三五国家信息规划，区块链写入“十三五”规划，首次提到支持区块链技术的发展，两次提及“区块链”关键词,工信部发布中国区块链技术和应用发展白皮书，首提标准化路线图和标准框架体系。总结国内外区块链发展现状和趋势，指出区块链的核心技术路径。,2015.12,2016.12,2017.5,美国：2015年1月，批准比特币交易所成立，2015年6月，数字货币公司监管框架最终版本Biticense发布，2016年6月，国土安

10、全部对6家致力于政府区块链应用开发的公司发布补贴,日本：2016年5月，日本首次批准数字货币监管法案，并定义为财产；成立首个区块链行业组织区块链合作联盟（BCCC）,欧盟：2016年12月，欧盟委员会将加密数字货币放在快速发展目标领域的首位；2016年4月，央行计划对区块链和分类账簿技术与支付、证券托管以及抵押等银行业务的相关性进行评估,俄罗斯：2014年，俄罗斯财政部建议禁止比特币及加密电子货币的操作；2016年初，央行烤炉比特币合法化和交易监管；2017年1月，关于“合法化”区块链技术的发展战略线图提交总统批准,区块链的标准化,国内：中国区块链的标准化进程处于起步阶段，需未来不断完善,国际

11、：IOS/IEC JTC1、W3C、机构贸易支流国际证券协会的欧洲分部等组织都对区块链标准化及其重点方向也提建议,中国首个可信区块链标准已由中国信息通信研究院编制完成，并开展测评业务。标准供包括三个内容：可信区块链第1部分：区块链技术参考框架可信区块链第2部分：总体要求和评价指标可信区块链第3部分：评测方法,针对14个评价指标，涵盖了功能、技术、安全、性能等54项测评点,数据处理基本功能,节点管理功能,身份认证功能,查询历史记录功能,共识机制有效性,数据私密性,最小硬件要求,故障恢复能力,数据可审计性,核心技术自主可控,密码技术合规性,吞吐率要求,应用层稳定性,妥善的私钥管理措施,让区块链用户

12、全方面了解一个区块链产品等情况,1,2,3,标准技术委员会举办第一次会议，成立工作组与研究组。ISO/TC307已有全权成员国16个、观察国17个。,澳大利亚标准协会提出全新国家标准化方案，并提交ISO,ISO成立标准技术委员会ISO/TC307,区块链的应用和发展,部分互联网、互联网初创企业以及传统金融企业开始在部分项目进行尝试应用。,互联网及初创企业,传统金融,项目仍多半属于非核心项目，而一旦涉及传统核心项目，现实业务与制度、技术规则等障碍横亘于前；项目大多具有实验性质，离大规模全面使用尚有距离；传统大型金融企业面临较大的改造成本。,百度首发国内基于区块链的ABS项目,以太坊提供开发的智能

13、合约区块链平台,阿里巴巴云优商城：提供基于区块链的积分及消费金融分期场所,腾讯金链盟推出面向金融的区块链Baas云服务，共享区块链底层设施,金股链区块链+股权管理，构建股权资产网络,众安科技基于区块链+物联网+智能防伪技术，打破农产品信任问题,民生银行加入R3，搭建区块链服务云平台,中国平安已落地资产交易和征信两大应用场景,招商银行直联清算系统将正式投产,中国邮储银行落地资产托管业务,PART ONE 区块链技术概念,价值互联网发展历程,（1）初步发展阶段： 价值互联网的雏形可以追溯到 20 世纪 90 年代，美国安全第一网络银行 (SFNB) 在 1996 年开始网上金融服务，中国在 199

14、8 年也有了第一笔网络支付。 其后，很多金融机构借助互联网技术来拓展支付业务，并出现了第三方支付、大数据金融、网络金融门户等模式，以互联网金融为代表的价值互联网相关产业不断发展，价值互联网特征逐渐显现。 尤其是 2010 年以来，随着互联网金融呈现爆发式增长，价值互联互通的范围和程度逐渐加大，价值互联网的规模和功能有了初步的发展。,PART ONE 区块链技术概念,互联网发展历程,（2）全网发展阶段：区块链的出现，为价值互联网带来了新的发展空间，触发了一个新的发展阶段。可以说，在区块链出现之前，价值互联网处于一个非常初级的发展阶段，基本上是以一些中介化机构为中心的碎片化发展模式。而区块链在技术

15、上具有去中心化、透明可信、自组织等特征，使得其应用更容易扩散为全球范围内的无地域界限的应用，为价值互联网注入了新的内涵。随着应用的逐渐发展，区块链将推进形成规模化的、真正意义上的价值互联网。,PART ONE 区块链技术概念,价值互联网的主要特征,PART THREE 区块链技术,合约层,数据层,激励层,网络层,共识层,以太坊合约的部署和调用,PART THREE 区块链技术,PART THREE 区块链技术,PART THREE 区块链技术,PART THREE 区块链技术,区块链发展基石,PART TWO,区块链技术在金融领域的应用价值,价值,成本,安全,机制,监管,实现高效低成本的交易模

16、式：区块链通过点对点交易模式，大幅降低信息传递过程中出现错误的可能。通过计算机程序自动确认执行双方交易结果，大幅度提高了金融交易和结算效率。,实现个人隐私保护：区块链技术通过基于节点的授权机制，通过隐私权限设计完善用户个人信息保护制度。,重构信用创造机制：区块链技术基于非对称加密算法，实现了信用创造机制的重构，交易双方可直接进行可信任的价值交换。,降低金融监管成本：区块链技术，以其防篡改、高透明的特性，保证数据的真实性和可追责性，减少审计流程，降低了金融监管的成本。,国内金融机构积极试水区块链应用,基本上都处于概念验证阶段，尚未大规模商用；金融机构纷纷开展区块链试点项目。,区块链应用特点：,外

17、围,核心,低频,高频,部分金融机构的区块链试点项目,区块链在金融领域应用全景图,数字货币,支付清算,数字票据,资产证券化,供应链金融,银行征信,贷款业务,资产转让及股权交易,KYC,.,01金融区块链-系统架构图,核心,CRM,银联,互联互通平台,01金融区块链-网点设备智能化,设备端加装人脸识别摄像头，柜面及自助设备增加人脸采集绑定流程后台部署人脸识别系统,设备端加装阵列麦克风，后台部署语音识别系统,指静脉识别（活体检测）声纹识别等,二维码扫描,01金融区块链-网点设备智能化_刷脸交易,用户,设备,摄像头,刷脸取款,输入手机号,人脸比对,人脸比对系统,账号选择,密码验证,出钞,输入金额,01

18、金融区块链-网点设备智能化_语音交互场景,用户,设备,设备展示,语音识别,语音识别系统,请说：取款转账取款500,欢迎光临请说出您要办理的业务,靠近,展示,取款500,指静脉识别,指静脉设备（活体样例）,出钞,数据应用现状分析-总体情况,行领导,？,综合业务系统,信贷管理,国际业务系统,债券管理系统,数据交换平台,综合报表平台,财务会计部,信贷管理部,国际业务部,资金计划部,.,业务职能不清晰或相互重叠，观察数据视角不尽相同，缺少数据标准与业务统一定义，语轨不一致,IT架构中中都是以部门级应用为主（如计财、资金计划部等），缺乏从大的管理职能（财务、风险、运营等）综合方面的数据整合、数据标准和统

19、一业务定义,缺乏数据梳理，造成行领导看到的数据相互冲突和矛盾,由于业务系统输入的随意性，导致部分关键业务数据质量较差,业务人员,X?567,数据应用现状分析-数据架构方面,由于全行的数据散落在各个业务系统中，没有进行有效整合，形成竖井式架构，造成多个信息孤岛，整体架构缺少一个稳定的、抗源变化的保存最细粒度历史数据的数据层。无法支撑未来共享性应用。,集市层,客户风险,客户一部,中间业务,汇总数据层,主题层,报表应用共用主题数据,客户风险报表,客户一部报表,中间业务报表,支付报表,支付业务,ODS层,DEP层,BDS层,其它报表,业务表现信息孤岛数据冗余共享性差历史数据缺失问题数据分散，难以管理没

20、有一个稳定的，抗源变化的数据层,综合业务,信贷管理,国际结算,债券核算,源系统,竖井式架构，造成信息孤岛,缺少一个稳定的、抗源变化的数据层,客户管理,绩效考核,没有进行整合，无法共享，不能支持如客户管理等共享性应用,数据应用现状分析-数据应用难题,业务表现各集市系统指标存在重复各集市系统在保有存量的同时，不断产生新的指标（增量）集市指标派生无法实现指标逻辑视图（指标分类）不一致问题重复投入数据不一致指标设计、口径不一致指标难以共享,客户风险集市,客户一部集市,资金计划部,借据号,期末余额,。,借据编号,期末贷款余额,总资产,用户,我想看本期贷款余额，看哪个呢？,主营业务收入,负债总额,活期存款

21、流水采集单,G21流动性期限缺口统计表,。,我想看客户经营情况信息，有哪些呢？,用户,活期存款指标数据怎么不一致呢？,活期存款,缺少统一的应用分析标准,数据应用现状分析-数据应用难题,业务表现各系统存在冗余数据各系统存在业务含义一致，名称定义不一致的属性各系统存在含义不一致，名称定义一致的情况业务代码定义混乱问题重复投入数据不一致、不准确难以利用和管理各系统数据难以共享,缺少统一的基础数据标准,核心贷款分户账表,贷款主档代码,贷款余额,。,五级分类标志,计息方式,信贷管理借据表,贷款账号,贷款余额,。,5级分类标志,借据计息周期,业务含义一致，名称定义不一致,数据冗余,相同业务代码定义不一致,

22、数据应用现状分析-数据质量方面,没有归纳并总结数据质量问题，缺少反馈机制,导致长期存在各类数据质量问题。,业务表现指标难以共享数据不一致、不准确问题部分关键业务数据缺失源系统校验关系缺失及业务人员操作随意,35,非现场监管报表,统计各省分支机构每笔借据的五级分类,信贷管理源系统操作错误,贷款质量五级分类情况简表,信贷管理客户表,核心客户表,由于信贷管理系统业务人员没有填写或填写错误借据的五级分类信息，导致报表数据不准确，需要手工补录修改,不同系统相同客户号对应的客户简称不一致,数据应用现状分析-总结,随着业务的不断发展和信息化的不断深入，需建设的业务系统越来越多，随着业务系统的数据种类不断丰富

23、完善，数据量的不断增大，如果不采取有效手段解决数据架构、数据标准、数据质量问题，随着信息化建设的深入，这些问题将像雪球一样越滚越大，越积越多。,02金融区块链-线下渠道精准营销,后台建设精准营销系统线下渠道设备通过前置对接精准营销系统,精准营销广告投放精准营销产品购买入口,02金融区块链-线下渠道精准营销场景,用户,设备,身份识别,精准营销系统,大堂经理,推送重要客户,排队机,取号机,用户,设备,身份识别,自助设备,营销展示,营销交易入口,03金融区块链-线上线下渠道融合,后台部署互联互通平台服务器构建网点设备群组,手机银行、微信银行等线上渠道与线下自助渠道通过互联互通平台对接打造高效客户体验

24、,03金融区块链-线上线下渠道融合场景,用户,手机,开卡申请,开卡,资料填写,生成二维码,发卡区,扫码二维码,提交申请,身份证核查,拍照,电子签名,发卡,线上申请开卡,04金融区块链-线下渠道互联互通,线下渠道对接互联互通平台，成为群组一员通过互联互通平台实现消息传递与数据共享,实现线下渠道统一部署和管理线下渠道共用同一套业务功能APP,业务流程模块化、参数化,04金融区块链-线下渠道互联互通场景,用户,设备,选择金额,非现金设备,大额取款,10000,20000,30000,40000,50000,身份审核,生成取款二维码,大额取款区,扫码二维码,输入密码,出钞,05金融区块链-相关技术方案

25、,跨操作系统：支持Windows、Linux、Android运行渠道统一：同一套平台及应用代码，无需重复开发和测试部署灵活：支持CS、BS及混合架构部署模式极致客户体验：UI独立运行，支持跨浏览器,线上线下渠道全打通支持集群部署设备端业务流程时序数据同步,05金融区块链-相关技术方案,统一管理各类型自助设备集成各类管理系统：无纸化、冠字号、安全管理统一用户入口：PC、智能手机、pad,开放性接入接出：支持多种协议、多种报文格式、支持交易透传多渠道交易共享：实现渠道无关性高效开发工具,真正意义上的跨平台,05金融区块链-统一应用平台,PART TWO 区块链发展基石,目前大部分人已经认同，区块链

26、是“价值互联网”的基础协议，其地位与当前“信息互联网”的HTTP协议相当，两者都是建立在TCP/IP协议之上的应用协议，同是互联网的两大基础协议，因而二者呈现一个互补的关系,世界经济论坛正式对外发布白皮书实现区块链的潜力(Realizing the Potential of Blockchain)，指出区块链(分布式账本技术)即将开创更具颠覆性与变革性的互联网时代。,PART TWO 区块链发展基石,中本聪首次提出区块链的概念。,第一个区块，被称为“创世区块”诞生，比特币称为区块链的首个应用。,瑞波币协议系统发布，在比特币去中心化的思想基础上，创造了去中心化的支付和清算系统，利用区块链进行跨国

27、转账，试图挑战国际银行间支付清算的SWIFT系统的地位,3月，比特币区块链出现硬分叉，强迫大型矿池返回0.7旧版本后，分叉重新合并 ，问题被解决。,开始在比特币区块链基础上打造侧链，建立比特币区块链与其他类型区块链之间的连接；以太坊项目启动众筹，把区块链技术应用到货币以外的领域，用于对任何智能资产的注册、存储和交易；Tilecoin团队发布首个集成区块链技术的物联网实验设备,进入区块链发展元年，世界各地的银行、证券公司、投资机构开始进行区块链的应用测试。首届全球区块链峰会在上海举办。,快速发展和传播，中国区块链技术和应用发展白皮书(2016)正式亮相，区块链技术终于迎来了第一个官方指导文件。,

28、7月，夏季达沃斯论坛辽宁举行，世界经济论坛正式对外发布白皮书实现区块链的潜力指出区块链(分布式账本技术)即将开创更具颠覆性与变革性的互联网时代。,区块链相关的事件,PART TWO 区块链发展基石,区块链什么？,首先，区块链是一项技术,关键技术，P2P动态组网、基于密码学的共享账本、共识机制（拜占庭将军问题，即一种分布式场景下的一致性问题）智能合约技术等。,第二，区块链是一个账务系统,第三，区块链是一种互联网新系统,从互联网经济角度看，区块链是网络空间中各类互联网资产的分布式管理系统，一段时间内任何数字化。智能化的资产的注册、存储和交易信息都被加密打包成区块，一个个区块相互链接形成分布式资产管

29、理系统。,从货币学的角度看，区块链是数字货币系统的分布式共享账本系统，一段时间内的账务交易信息被加密打包成一个区块，盖上时间戳，一个个区块顺序链接形成一个账本，这是一个去中心化的、网内用户共同维护的账本系统。,总的来看区块链就是基于区块链技术形成的公共数据库（或公共账本）。,PART TWO 区块链发展基石,为什么说区块链被称作价值互联网基石？,区块链符合互联网经济时代的一些基本特征：,一是共享开放系统对所有参与者开放，所有参与者都享有知情权，人人平等地享有这些区块信息。,二是全民共识所有参与者对全网交易记录的事件顺序和当前状态建立共识，大家共同信任区块链机制。,三是公平竞争谁的算力强或谁的股

30、份大，谁就拥有记账的权利，谁就能获得更多收益。劳动创造财富，这一思想，在网络空间也得到了贯彻。,四是真实完整每个交易数据都在大家的监督下被真实、完整地记录，有迹可循，证据充分。,五是安全可靠所有数据都被加密，用密码学保证了数据的不可纂改性和不可伪造。通过复杂的校验机制，区块链能够保持数据的完整性、连续性和一致性，即使部分参与人作假也无法改变区块链的完整性，更无法篡改区块链中的数据。,PART TWO 区块链发展基石,拜占庭将军问题,问题描述： 一组拜占庭将军分别各率领一支军队共同围困一座城市。为了简化问题，将各支军队的行动策略限定为进攻或撤离两种。因为部分军队进攻部分军队撤离可能会造成灾难性后

31、果，因此各位将军必须通过投票来达成一致策略，即所有军队一起进攻或所有军队一起撤离。因为各位将军分处城市不同方向，他们只能通过信使互相联系。在投票过程中每位将军都将自己投票给进攻还是撤退的信息通过信使分别通知其他所有将军，这样一来每位将军根据自己的投票和其他所有将军送来的信息就可以知道共同的投票结果而决定行动策略。 系统的问题在于，将军中可能出现叛徒，他们不仅可能向较为糟糕的策略投票，还可能选择性地发送投票信息。,拜占庭将军问题是由著名计算机科学家莱斯利.兰伯特（Leslie Lamport）在1982年提出的。该问题被用来研究分布式对等网络通信容错问题。,PART TWO 区块链发展基石,数学

32、家替他们设计了一套算法，让将军在接到上一位将军的信息之后，加上自己的签名再转发给处发给自己信息之外的其他将军，在这样的信息连环周转后，让将军们得以在不找出叛徒的情况下达成共识，从而能保证得到的信息和做出的决策的是正确的。,区块链正是基于这一算法进行设计的。它构建在点对点通信网络（P2P）上，用非对称加密算法和时间戳实现将军们的“签名转发”机制，保证了区块链无须信任单个节点，却能创建共识网络。区块链不关心参与者是不是叛徒，每个参与者无须了解其他人的背景资料，也无须借助第三方机构来担保或保证，但区块链技术保障了最后的共识结果是可信的。 区块链是用纯数学的方法来建立各方的信任关系，交易各个方信任关系

33、的简历完全不需要借助第三方，建立信任关系的成本几乎降到了零。区块链的精髓。,PART TWO 区块链发展基石,区块链的分类：公共链（Public Blockchain）、联盟链（Consortium Blockchain）和私有连（Private Blockchain）,公共链对外公开，用户不用注册就能匿名参与，无需授权即可访问网络和区块链。节点可选择自由出入网络。公共链上的区块可以被任何人查看，任何人也可以在公共链上发送交易，还可以随时参与网络上形成共识的过程，即决定哪个区块可以加入区块链并记录当前的网络状态。,联盟链仅限于联盟人员参与，区块链上的读写权限、参与记账权限按联盟规则来制定。由4

34、0多家银行参与的区块链联盟R3和Linux基金会支持的超级账本项目都属于联盟链架构。联盟链是一种需要注册许可的区块链，这种区块链也称为许可链。,私有链仅在私有组织使用，区块链上的读写权限、参与记账权限按私有组织规则来制定。私有链的应用一般是企业内部的应用，如数据库管理、审计等。,PART TWO 区块链发展基石,区块链的应用价值,PART TWO 区块链发展基石,比特币和和区块链的关系？,区块链是伴随比特币诞生的， 是比特币的基础技术架构。 可以将区块链理解为一个基于互联网的去中心化记账系统。,区块链是比特币的底层技术，比特币是一种区块链的典型应用。,PART TWO 区块链发展基石,1.数据

35、区块 每一个数据块中记录了一组采用哈希算法组成的树状交易状态信息，这样保证了每个区块内的交易数据不可篡改，区块链里链接的区块也不可篡改。 比特币的交易记录会保存在数据区块中，比特币系统中大约每10分钟会产生一个区块，每个数据区块一般包含区块头部（Header）和去块体（Body）两部分.,区块链的基本概念,区块链的本质上是一个对等网络的分布式账本数据库，基础结构上讲就是“区块+链”。比特币的底层就采用了区块链的技术架构。,PART TWO 区块链发展基石,2.挖矿与分叉问题 所谓的挖矿，实际上是穷举随机数算法，把上个区块的哈希值加上10分钟内的全部交易单打包，在加上一个随机数，算出一个256位

36、的字符串哈希值，输入的随机数Nonce使哈希值满足一定条件就获得这个区块的交易记账权。 新产生的区块需要快速广播出去，以便其他节点进行对其验证，以防造假。每个区块存着上一个区块的哈希值，可以溯源到源头，只要经过验证后才最终获得区块的记账交易权。 比特币系统会让挖矿的矿工竞争记账（在主链上链接区块的权利），这个竞争机制就是工作量证明机制。挖矿需要付出大量的能源和时间，谁付出的工作量多就能以更大的概率获得一个区块的记账权。获取记账权的矿工将当前区块链接到前一区块，形成最新的区块主链，该矿工也会得到系统奖励一定数量（2009年-2013年每10分钟产生50个比特币，2014年至今每10分产生的比特币

37、减半成25个）的比特币。所有的区块链接在一起形成了区块链的主链，从创世区块到当前区块，在区块链之上的所有数据历史都是可以追溯和查询的。,区块链的基本概念,PART TWO 区块链发展基石,分叉问题 挖矿的时候可能会出现不同地区的两个矿工同时“挖出”两个新区块加以链接的情况，这时主链上就会出现“分叉”。系统并不会马上确认那个区块不合理，而是约定后续矿工总是选择累积工作量证明最大的区块链。因此，当主链分叉以后，后续区块的矿工将通过计算和比较，将其区块链接到当前累积工作量最大化的备选链上，形成更长的新主链，并自动抛弃分叉的短链，从而解决分叉问题。,区块链的基本概念,PART TWO 区块链发展基石,

38、区块链的基本概念,3.时间戳和不可篡改性 时间戳是指从格林威治时间1970年01月01日00时00分00秒（北京时间1970年01月01日08时00分00秒）起至现在的总秒数， 通常是一个字符序列， 唯一地标识某一刻的时间。 在比特币系统中， 获得记账权的节点在链接区块时需要在区块头中加盖时间戳， 用于记录当前区块数据的写入时间。 每一个随后区块中的时间戳都会对前一个时间戳进行增强， 形成一个时间递增的链条。,时间戳技术本身并没有多复杂， 但在区块链技术中应用时间戳却是一个重大创新， 时间戳为未来基于区块链的互联网和大数据增加了一个时间维度， 使得数据更容易追溯， 重现历史也成为可能。 同时，

39、 时间戳可以作为存在性证明（Proof ofExistence） 的重要参数， 它能够证实特定数据必然在某特定时刻是的确存在的， 这保证了区块链数据库是不可篡改和不可伪造的。,PART TWO 区块链发展基石,区块链的基本概念,4.分布式数据库 比特币系统中的区块就像一个记账本一样， 记录了所有比特的交易信息， 每一个比特币用户的比特币收支情况都被永久地嵌入了数据区块中以供别人查询。 这些数据区块中的交易数据存放在每一个比特币用户的客户端节点中， 所有的这些节点则组成了比特币及其坚韧的分布式数据库系统。 任何一个节点的数据被破坏都不会影响整个数据库的正常运转， 因为其他的健康节点中都保存了完整

40、的数据库。,PART TWO 区块链发展基石,区块链的基本概念,5.UTXO交易模式UTXO（Unspent Transaction Outputs） 是未花费的交易输出， 它是比特币交易过程中的基本单位。 除创世区块以外， 所有区块中的交易（Tx） 会存在若干个输入（Tx_in， 也称资金来源） 和若干个输出（Tx_out， 也称资金去向） ， 创世区块和后来挖矿产生的区块中给矿工奖励的交易没有输入， 除此之外，在比特币系统中， 某笔交易的输入必须是另一笔交易未被使用的输出， 同时这笔输入也需要上一笔输出地址所对应的私钥进行签名。 当前整个区块链网络中的UTXO会被储存在每个节点中， 只有满

41、足了来源于UTXO和数字签名条件的交易才是合法的。 所以区块链系统中的新交易并不需要追溯整个交易历史， 就可以确认当前交易是否合法。,PART TWO 区块链发展基石,区块链的基本概念,6.哈希函数哈希函数在比特币系统中也有着重要的应用， 区块链中的数据并不只是原始数据或者交易记录， 还包括它们的哈希函数值， 即将原始数据编码为特定长度的、 由数字和字母组成的字符串后， 记入区块链。,哈希函数有着很多适合存储区块链数据的优点：1） 哈希函数处理过的数据是单向性的， 通过处理过的输出值几乎不可能计算出原始的输入值；2） 哈希函数处理不同长度的数据所耗费的时间是一致的， 输出值也是定长的；3） 哈

42、希函数的输入值即使只相差一个字节， 输出值的结果也会迥然不同。,比特币系统中最常采用的哈希函数是双SHA256哈希函数， 通俗来说就是将不同长度的原始数据用两次SHA256哈希函数进行处理， 再输出长度为256的二进制数字来进行统一的识别和存储。,PART TWO 区块链发展基石,区块链的基本概念,7.Merkle树 Merkle树是数据结构中的一种树， 可以是二叉树， 也可以是多叉树， 它具有树结构的所有特点 比特币区块。链系统中的采用的是Merkle二叉树， 它的作用主要是快速归纳和校验区块数据的完整性， 它会将区块链中的数据分组进行哈希运算，向上不断递归运算产生新的哈希节点， 最终只剩下

43、一个Merkle根存入区块头中， 每个哈希节点总是包含两个相邻的数据块或其哈希值。,在比特币系统中使用Merkle树有诸多优点： 首先是极大地提高了区块链的运行效率和可扩展性， 使得区块头只需包含根哈希值而不必封装所有底层数据， 这使得哈希运算可以高效地运行在智能手机甚至物联网设备上； 其次是Merkle树可支持“简化支付验证协议”（SPV） ， 即在不运行完整区块链网络节点的情况下， 也能够对交易数据进行检验。,PART TWO 区块链发展基石,区块链的基本概念,8.双重支付 利用货币的数字特性用“同一笔钱”完成两次或者多次支付。 在传统的金融和货币体系中， 由于金钱货币是物理实体具有客观唯

44、一存在的属性， 所以可以避免双重支付的情况。 但在其他的电子货币系统中， 则需要可信的第三方管理机构提供保证。 区块链技术则在去中心化的系统中不借助任何第三方机构而只通过分布式节点之间的相互验证和共识机制， 有效地解决了双重支付问题， 在信息传输的同时完成了价值转移。 区块链技术通过区块链接形成的时间戳技术加上验证比特币是否满足UTXO（未花费交易） 和数字签名， 有效避免了双重支付的问题。,PART TWO 区块链发展基石,区块链的基本概念,9.P2P网络,P2P网络（peer-to-peer network， 对等网络） 是一种在对等者（peer） 之间分配任务和工作负载的分布式应用架构，

45、 是对等计算模型在应用层形成的一种组网或网络形式。 全节点的优点是进行数据校验时不需要依靠别的节点， 仅依靠自身就可以完成校验更新等操作， 缺点是硬件成本较高。 轻量级节点只需要存储部分数据信息， 当需要别的数据时可以通过简易支付验证方式（Simplified Payment Verification， SPV） 向邻近节点请求所需数据来完成验证更新。,PART TWO 区块链发展基石,区块链的基本概念,10.加密算法 比特币系统中使用的就是一种非常典型的非对称加密算法椭圆曲线加密算法（ECC）。,11.数字签名 数字签名就是在信息后面加上另一段内容， 作为发送者的证明并且证明信息没有被篡改。

46、 一般是发送者将信息用哈希算法处理得出一个哈希值， 然后用私钥对该哈希值进行加密， 得出一个签名。 然后发送者再将信息和签名一起发送给接收者。 接收者使用发送者的公钥对签名进行解密， 还原出哈希值， 再通过哈希算法来验证信息的哈希值和解密签名还原出来的哈希值是否一致， 从而可以鉴定信息是否来自发送者或验证信息是否被篡改。,PART TWO 区块链发展基石,区块链的基本概念,12. 比特币的隐私模型,比特币的隐私模型,传统隐私模型,准匿名机制,区块链技术,PART THREE,1.0,2.0,3.0,区块链架构演进,智能合约、数字资产、各行业的应用,电子现金、去中心化交易,去中心化互联网，价值互

47、联网，去中心化社会治理,PART THREE 区块链技术,应用层,数据层,激励层,网络层,共识层,3.1 区块链基础架构,PART THREE 区块链技术,PART THREE 区块链技术,应用层,数据层,激励层,网络层,共识层,3.1 区块链基础架构,应用层：主要由客户端完成记账和转账的功能,PART THREE 区块链技术,应用层,数据层,激励层,网络层,共识层,3.1 区块链基础架构,发行机制，激励机制,另一个激励的来源则是交易费 所有交易都需要支付手续费给记录区块的矿工，如果某笔交易的交易费不足，那么矿工将拒绝执行。,以比特币为例，所有的比特币均通过奖励给那些创建新区块的矿工的方式生产

48、，该奖励大约每四年减半。目前比特币系统10分钟产生一个新区块，每个区块奖励12.5个比特币给矿工，这是货币发行的方式。,PART THREE 区块链技术,应用层,数据层,激励层,网络层,共识层,3.1 区块链基础架构,共识机制,类似比特币这样的去中心化数字货币系统， 要求在没有中心节点的情况下保证各个诚实节点记账的一致性， 就需要区块链来完成。 所以区块链技术的核心是在没有中心控制的情况下， 在互相没有信任基础的个体之间就交易的合法性等达成共识的共识机制。,PART THREE 区块链技术,应用层,数据层,激励层,网络层,共识层,3.1 区块链基础架构,优点： 完全去中心化， 节点自由进出，

49、避免了建立和维护中心化信用机构的成本。 只要网络破坏者的算力不超过网络总算力的50%， 网络的交易状态就能达成一致。缺点： 目前比特币挖矿造成大量的资源浪费；另外挖矿的激励机制也造成矿池算力的高度集中， 背离了当初去中心化设计的初衷。 更大的问题是PoW机制的共识达成的周期较长， 每秒只能最多做7笔交易， 不适合商业应用。,PoW 工作证明,类似比特币的挖矿机制， 矿工通过把网络尚未记录的现有交易打包到一个区块。然后不断遍历尝试来寻找一个随机数，使得新区块加上随机数的哈希值满足一定的难度条件， 例如前面10位是零。 找到满足条件的随机数， 就相当于确定了区块链最新的一个区块，也相当于获得了区块

50、链的本轮记账权。 矿工把满足挖矿难度条件的区块在网络中广播出去， 全网其他节点在验证该区块满足挖矿难度条件， 同时区块里的交易数据符合协议规范后，将各自把该区块链接到自己版本的区块链上， 从而在全网形成对当前网络状态的共识。,PART THREE 区块链技术,应用层,数据层,激励层,网络层,共识层,3.1 区块链基础架构,挖矿工作量证明,SHA256（SHA256（Version+HashPreBlock+Merkle_root+Timestamp+Bits+Nonce）= 难度数难度数：目标哈希值，根据全网算力动态变化Nonce：矿工不断尝试的随机数，小于TargetHash的Nonce就是