个人理解_区块链发展与展望

介绍人：彭媛媛目录论文概况区块链技术是什么区块链技术存在的问题1《区块链技术发展与展望》1关键词：区块链，比特币，共识机制，智能合约，自动化学报，2016，42（4）作者：袁勇中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室副研究员王飞跃中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室研究员国防科技大学军事计算实验与平行系统技术中心主任《区块链技术发展与展望》2一种数字加密货币区块链是以比特币为代表的数字加密货币体系的核心支撑技术3什么是区块链技术？定义：利用加密链式区块结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识性算法来生成和更新数据、利用自动化脚本代码（智能合约）来编程和操作数据的一种全新的去中心化基础架构与分布式计算范式《区块链技术发展与展望》4数据块数据块数据块5《区块链技术发展与展望》交易1交易2交易3交易4交易5交易6……Hash1Hash2Hash3Hash4Hash5Hash6……Hash12Hash34Hash56Hash1234Hash1-8区块体交易数量Merkle根前一区块地址时间戳随机数目标哈希版本号区块头前一区块后一区块•区块之间：链式结构•时间戳：区块生成时间，各区块以时间顺序排列•Merkle树：快速归纳和校验区块数据的存在性和完整性•区块加密：非对称加密6《区块链技术发展与展望》7组网方式：对等式网络（P2P网络）来组织全部参与数据维护的节点各个节点之间：1.地位对等2.以扁平式拓扑结构相互连通交互，不存在层级结构3.均会承担网络路由、验证区块数据、传播区块数据、发现新节点等功能4.全网数据同时存储于所有的节点上去中心化高度冗余《区块链技术发展与展望》节点之间的数据传输协议8任一区块数据生成后，由生成该区块的节点将区块广播到全网区块其他节点收到该区块后，对区块中的数据进行验证足够多的节点验证该区块有效后，将该区块写入到主链中《区块链技术发展与展望》比特币交易节点将新生成的交易数据向全网节点广播每个节点将收到的交易数据存到区块中节点依靠自身算力在区块中找到一个足够难度的工作量证明后，向全网广播此块仅当区块中的所有交易数据有效且之前未存在过，其他节点才认同其有效足够多的节点认定有效后，将区块写入到主链中比特币中数据生成与验证的过程9《区块链技术发展与展望》共识层要解决的是各个节点如何对数据的有效性达成共识（拜占庭将军问题）。共识机制：工作量证明机制（比特币采用该方法PoW）、权益证明共识（PoS）等。PoW：各个节点利用区块中数据去解决一个求解复杂验证容易的数学难题（这一行为可称为挖矿），最快解决该难题的节点可将区块广播到其他节点。而收到区块的节点则停止计算来验证该区块。这样便可保证每个节点收到的是相同的区块，从而达成共识。10《区块链技术发展与展望》区块链通过共识过程汇聚大规模的共识节点对区块链中的数据进行打包、验证和存储，其本质是一种共识节点间的任务众包过程。在无中心指挥的条件下，各个节点之所以要消耗自身的资源参与到这样一个共识机制中去，是为了实现最大化的自身收益。自身收益则来自于区块链生成过程中的各项奖励制机制。例：PoW中，各个节点争先挖矿，最先成功解决难题的节点将获得奖励。11《区块链技术发展与展望》12《区块链技术发展与展望》合约层封装区块链系统的各类脚本代码、算法以及由此生成的更为复杂的智能合约。合约层是建立在区块链之上的商业逻辑和算法，是实现区块链系统灵活编程和操作数据的基础。例如：比特币脚本13《区块链技术发展与展望》《区块链技术发展与展望》14去中心化时序数据集体维护可编程安全可信1安全性问题：非对称的加密问题，节点之间未完全匿名2效率问题：每个节点保存一份完整的数据备份，这对日益增长的海量数据存储来说极为困难。3资源问题：例如在PoW中，每个节点在争先解决数学难题时，一旦某个节点成功解决那么其他节点之前的算力是被“浪费”掉了。4博弈问题：节点之间的相互竞争。15区块链技术具有分布式高冗余存储、时序数据且不可篡改和伪造、去中心化信用、自动执行的智能合约、安全和隐私保护等显著的特点，这使得区块链技术不仅可以成功应用于数字加密货币领域，同时在经济、金融和社会系统中也存在广泛的应用场景。16