区块链—企业内训资料

区块链2019-11为什么要了解区块链？区块链基本原理区块链主要技术区块链发展现状区块链未来展望为什么要了解区块链？国内外金融巨头投身区块链技术的应用和研发IBM、微软等主流技术公司也全面介入区块链领域的投资更是呈现出爆发式增长2016:“区块链元年”；2017:“区块链战略元年”国家“十三五”战略规划中也提出了区块链概念世界上已有如此多的资源在关注区块链，那么，不管区块链是真技术还是假技术，确实都有必要了解一下了区块链区块链是一个分布式账本，一种通过去中心化、去信任的方式集体维护一个可靠数据库的技术方案。定义为什么需要去中心化、去信任？现有网络信息系统都是基于一个对中心信任的前提•银行存贷款信息系统、网银APP，是基于对银行的无条件信任•房地产登记信息系统，是基于对房产交易中心的无条件信任•公积金信息管理系统，是基于对公积金管理中心的无条件信任•......为什么需要去中心化、去信任？但这些中心真的值得无条件信任吗？——答案是否定的•银行?2015年，我国多地频频出现银行储户存款“失踪”案件：浙江杭州42位银行储户发现，自己的数百万元存款仅剩少许甚至被“清零”；泸州老窖等知名企业存款也出现“异常”，甚至还出现3个月内农业银行、工商银行的5亿元不知去向...当你在银行账户的存款莫名消失时，当你在银行的所有信息记录全部被人恶意删除时，银行里上至行长下至柜员会一口断定：“你在我行确实没有存款，不信你看，我行系统里没有你的记录”在银行不主动配合调查的情况下，你要追回损失，难于登天！为什么需要去中心化、去信任？但这些中心真的值得无条件信任吗？——答案是否定的•房地产交易中心?艾女士居住在洪都拉斯，她住在自家房子很多年，某天，艾女士遭到法院传讯。C向法院申请驱逐艾女士，原来国家产权局登记的是C的名字。而后房屋被拆毁...但后来经过法院查证，房子其实就是人家艾女士的，但不动产已经毁了，艾女士只能默默流泪……现在我国的产权登记制度是在房地产交易中心登记，并给产权人发一个本子（不动产权证），如果有人（内鬼、黑客）在房地产登记信息系统中删除了某产权人的记录，那么：*如果产权人手里的本子也弄丢了，那房产就实打实凭空消失了*如果产权人手里的本子还在，房地产交易中心会本着以系统信息为主的，要求产权人先证明手里的本子不是假的、再证明产权取得的过程有据可查...产权人将踏上漫漫维权路为什么需要去中心化、去信任？现实中的很多系统，事实上是存在数据信任问题的，当前只是依靠着数据管理者的自觉，使系统在“可信”运营着。比如，某系统中，上海人民广场站2018-01-02的一条安全评估，由XX公司的项目经理甲填写，并评估为安全；所有使用某系统的用户都能看到这一条信息，并信任这条信息是由甲评估的，几年下来一直如此，大家不觉得有什么问题；但事实上呢，XX公司的员工乙可以通过操作数据库修改这条安全评估，一般人发现不了，而通常情况下没有人通过数据库去修改这条记录，是因为XX公司制定了服务器、数据库管理制度，要求员工遵守，并假设员工肯定会遵守，如果有员工不遵守一旦查出来将给予严厉处罚；怎么查出来，需要通过其他技术手段，如登录日志、数据库日志、机房视频监控等，但不是保证一定能查出来；假如修改一条安全评估能获得千万收益，估计就会有不少人铤而走险；如果发生几次数据被修改事件，数据将会不再被客户信任。为什么需要去中心化、去信任？现实社会中有大量的系统，其数据其实是处于不安全的、可被修改的状态，那些系统之所以仍然在安全运行着，是依靠组织的、企业的、法律的制度、规范在约束着（如守则、道德）、震慑着（如罚款、判刑）、牵制着（如多人连坐责任、备份数据比对）。这种保障系统数据安全、可信任性的方式终究是人治的、脆弱的、不可靠的。互联网上的贸易，几乎都需要借助可信赖的第三方信用机构来处理电子支付信息。这类系统仍然内生性地受制于“基于信用的模式”。区块链是什么？区块链是一种技术区块链技术就是希望解决数据的绝对安全问题：它用签名加密技术从发起者开始保证数据不可被修改它保证数据的可信任不依靠制度、不依靠人的管理，而是建立在完全自治的平等的、分布式的节点网络上它保证数据的可靠性不依赖任何中心化的机构、组织区块链技术是构建比特币区块链网络与交易信息加密传输的基础技术。它基于密码学原理不基于信用，使得任何达成一致的双方直接支付，从而不需要第三方中介的参与。国际权威杂志《经济学人》、《哈佛商业周刊》、《福布斯杂志》等相继报道区块链技术将影响世界。创业公司R3联合全球42家顶级银行成立区块链联盟，包括摩根大通、美国银行、汇丰银行、花旗银行、富国银行、三菱UFJ金融集团、巴克莱银行、高盛、德意志银行等。为什么要了解区块链？2019年10月24日，习近平在中央政治局会议上指出，区块链技术应用已延伸到数字金融、物联网、智能制造、供应链管理、数字资产交易等多个领域。目前，全球主要国家都在加快布局区块链技术发展。我国在区块链领域拥有良好基础，要加快推动区块链技术和产业创新发展，积极推进区块链和经济社会融合发展我国不认可虚拟货币如比特币，但是肯定区块链技术为什么要了解区块链？区块链基本原理区块链主要技术区块链发展现状区块链未来展望区块链基本原理从数据的角度来看区块链是一种几乎不可能被更改的分布式数据库。这里的“分布式”不仅体现为数据的分布式存储，也体现为数据的分布式记录（即由系统参与者共同维护）。从技术的角度来看区块链并不是一种单一的技术，而是多种技术整合的结果。这些技术以新的结构组合在一起，形成了一种新的数据记录、存储和表达的方式。区块链是一个分布式账本，一种通过去中心化、去信任的方式集体维护一个可靠数据库的技术方案。区块链基本原理去中心，去信任区块链由众多节点共同组成一个端到端的网络，不存在中心化的设备和管理机构。节点之间数据交换通过数字签名技术进行验证，无需互相信任，只要按照系统既定的规则进行，节点之间不能也无法欺骗其它节点。特征开放，共识任何人都可以参与到区块链网络，每一台设备都能作为一个节点，每个节点都允许获得一份完整的数据库拷贝。节点间基于一套共识机制，通过竞争计算共同维护整个区块链。任一节点失效，其余节点仍能正常工作。区块链基本原理特征不可篡改，可追溯单个甚至多个节点对数据库的修改无法影响其他节点的数据库，除非能控制整个网络中超过51%的节点同时修改，这几乎不可能发生。区块链中的每一笔交易都通过密码学方法与相邻两个区块串联，因此可以追溯到任何一笔交易的前世今生。交易透明，双方匿名区块链的运行规则是公开透明的，所有的数据信息也是公开的，因此每一笔交易都对所有节点可见。由于节点与节点之间是去信任的，因此节点之间无需公开身份，每个参与的节点都是匿名的。区块链基本原理分类联盟链由若干机构联合发起，介于公有链和私有链之间，兼具部分去中心化的特性。私有链建立在某个企业内部，系统的运作规则根据企业要求进行设定，修改甚至是读取权限仅限于少数节点，同时仍保留着区块链的真实性和部分去中心化的特性。公有链无官方组织及管理机构，无中心服务器，参与的节点按照系统规则自由接入网络、不受控制，节点间基于共识机制开展工作。区块链基本原理节点网络——区块链由对等连接的无数节点组成节点网络，任一节点都可自主加入或拆除这里以比特币网络为例阐述，其他区块链节点网络基本类似区块链基本原理节点网络任何机器都可以运行一个完整的比特币节点，一个完整的比特币节点包括如下功能：1.钱包，允许用户在区块链网络上进行交易2.完整区块链，记录了所有交易历史，通过特殊的结构保证历史交易的安全性，并且用来验证新交易的合法性3.矿工，通过记录交易及解密数学题来生成新区块，如果成功可以赚取奖励4.路由功能，把其它节点传送过来的交易数据等信息再传送给更多的节点除了路由功能以外，其它的功能都不是必须的。区块链基本原理交易过程——任一节点都可发起交易，任一节点都有记账权，没有具有特权的节点区块链基本原理交易过程第2步：A将交易单广播至全网，比特币就发送给了B，每个节点都将收到的交易信息纳入一个区块中第1步：所有者A利用他的私钥对前一次交易（比特货来源）和下一位所有者B签署一个数字签名，并将这个签名附加在这枚货币的末尾，制作成交易单要点：B以公钥作为接收方地址要点：对B而言，该枚比特币会即时显示在比特币钱包中，但直到区块确认成功后才可用。目前一笔比特币从支付到最终确认成功，得到6个区块确认之后才能真正确认到帐。区块链基本原理交易过程第3步：每个节点通过解一道数学难题(解题是控制共识的一个过程，并非题有多难，题的难度是由一个系数设定的)，从而去获得创建新区块权利，并争取得到比特币的奖励（新比特币会在此过程中产生）要点：节点反复尝试寻找一个数值，使得将该数值、区块链中最后一个区块的Hash值以及交易单三部分送入SHA256算法后能计算出散列值X（256位）满足一定条件（比如前20位均为0），即找到数学难题的解。由此可见，答案并不唯一第4步：当一个节点找到解时，它就向全网广播该区块记录的所有盖时间戳交易，并由全网其他节点核对要点：时间戳用来证实特定区块必然于某特定时间是的确存在的。比特币网络采取从5个以上节点获取时间，然后取中间值的方式作为时间戳。区块链基本原理要点：每个区块的创建时间大约在10分钟。随着全网算力的不断变化，每个区块的产生时间会随算力增强而缩短、随算力减弱而延长。其原理是根据最近产生的2016年区块的时间差（约两周时间），自动调整每个区块的生成难度（比如减少或增加目标值中0的个数），使得每个区块的生成时间是10分钟。交易过程第5步：全网其他节点核对该区块记账的正确性，没有错误后他们将在该合法区块之后竞争下一个区块，这样就形成了一个合法记账的区块链。区块链基本原理区块链区块链以区块为单位组织数据。全网所有的交易记录都以交易单的形式存储在全网唯一的区块链中。区块链基本原理区块是一种记录交易的数据结构。每个区块由区块头和区块主体组成，区块主体只负责记录前一段时间内的所有交易信息，区块链的大部分功能都由区块头实现。区块区块链基本原理区块头1.版本号，标示软件及协议的相关版本信息2.父区块哈希值，引用的区块链中父区块头的哈希值，通过这个值每个区块才首尾相连组成了区块链，并且这个值对区块链的安全性起到了至关重要的作用3.Merkle根，这个值是由区块主体中所有交易的哈希值再逐级两两哈希计算出来的一个数值，主要用于检验一笔交易是否在这个区块中存在4.时间戳，记录该区块产生的时间，精确到秒5.难度值，该区块相关数学题的难度目标6.随机数(Nonce)，记录解密该区块相关数学题的答案的值区块链基本原理在当前区块加入区块链后，所有矿工就立即开始下一个区块的生成工作。1.把在本地内存中的交易信息记录到区块主体中2.在区块主体中生成此区块中所有交易信息的Merkle树，把Merkle树根的值保存在区块头中3.把上一个刚刚生成的区块的区块头的数据通过SHA256算法生成一个哈希值填入到当前区块的父哈希值中4.把当前时间保存在时间戳字段中5.难度值字段会根据之前一段时间区块的平均生成时间进行调整以应对整个网络不断变化的整体计算总量，如果计算总量增长了，则系统会调高数学题的难度值，使得预期完成下一个区块的时间依然在一定时间内区块形成过程区块链基本原理区块头包含一个随机数，使得区块的随机散列值出现了所需的0个数。节点通过反复尝试来找到这个随机数，这样就构建了一个工作量证明机制。工作量证明——是一种共识机制，在比特币、以太坊中采用。工作量证明机制的本质是一CPU一票，“大多数”的决定表达为最长的链，因为最长的链包含了最大的工作量。如果大多数的CPU为诚实的节点控制，那么诚实的链条将以最快的速度延长，并超越其他的竞争链条。如果想要修改已出现的区块，攻击者必须重新完成该区块的工作量外加该区块之后所有区块的工作量，并最终赶上和超越诚实节点的工作量。区块链基本原理同一时间段内全网不止一个节点能计算出随机数，即会有多个节点在网络中广播它们各自打包好的临时区块（都是合法的）。分叉某一节点若收到多个针对