区块链基础知识学习讲义资料最新PPT课件.ppt

1、区块链基础知识学习区块链介绍区块链介绍从比特币谈区块链从比特币谈区块链区块链基础区块链基础区块链架构区块链架构区块链应用区块链应用区块链展望区块链展望比特币介绍比特币背景及定义比特币背景及定义2008年爆发金融危机，中本聪描述了比特币的模式比特币是用户自治的、全球通用的加密电子货币比特币特点比特币特点? 数字货币? 去中心化，利用计算机技术独立发行?通过P2P分布式技术实现，无中心点? 所有人均可自由的参与? 总量有限，不可再生? 本身机制开源，可以被山寨比特币和传统货币对比：去中心化传统模式传统模式：中心化账本（银行）银行是一个中心化账本，账本存储在银行的中心数据库，上面写着：张三的A账号余

2、额3000元，李四的B账号余额2000元。当张三想要通过A账号转账1000元给李四的B账号时：张三到银行，向银行提交转账要求。银行通过银行卡密码等方式确认张三身份，并检查张三的A账号是否有足够余额。检查通过后，银行增加一条转账记录：A账号向B账号转账1000元，并修改余额：A账号余额=3000-1000=2000元，B账号余额=2000+1000=3000元创新模式创新模式：去中心化账本（比特币）假设有这样的一个小村庄，大家不是靠银行，而是自己用账本来记录谁有多少钱，每个人的账本上都写着：张三的A账号余额3000元，李四的B账号余额2000元。当张三想要通过A账号转账1000元给李四的B账号时

3、：张三大吼一声：大家注意啦，我用A账号给李四的B账号转1000块钱。张三附近的村民听了确实是张三的声音，并且检查张三的A账号是否有足够余额。检查通过后，村民往自己的账本上写：A账号向B账号转账1000元，并修改余额：A账号余额=3000-1000=2000元，B账号余额=2000+1000=3000元。张三附近的村民把转账告诉较远村民，一传十十传百，直到所有人都知道这笔转账，以此保证所有人账本的一致性。比特币和传统货币对比：全部节点参与比特币用户在电脑上运行比特币客户端软件，这样的电脑称为一个样的节点（节点（P2P（点对点）网络（点对点）网络node），大量节点电脑互相连接，形成一张像蜘蛛网一

4、。当张三想要通过要通过A账号转账A账号转账1比特币给李四的1比特币给李四的B账号时：B账号时，当张三想张三向周围节点广播转账交易要求：号，并用的密码，只要知道A账号的私钥签名。（A账号的私钥就能使用A账号的私钥可简单理解为A账号转账1比特币给A账号上的比特币）A账号B账张三周围的节点通过查张三的A账号是否有足够余额。A账号的公钥检查交易签名的真伪，并且检检查通过后，节点往自己的账本上写：特币元，并修改余额：A账号向B账号转账1比账号余额=2比特币+1比特币A账号余额=3比特币。=3比特币-1比特币=2比特币，B节点把这个交易广播给周围的节点，一传十十传百，直到所有节点都收到这笔交易。P2P网络

5、技术比特币技术原理：交易单? 比特币的存在是通过交易单来体现? 交易单类似于银行的对账单，其通过记录货币的去留来证明你有多少货币? 交易单记录一笔交易的具体信息，比如付款人（交易发起方的公钥）、收款人（交易接收方的公钥）、付款金额（上一笔交易信息）、付款人签名（加密后的Hash值）等。比特币技术原理：数字签名数字签名数字签名非对称加密算法假设有三个交易单，代表用户1给用户2支付钱款“交易单1”，用户2给用户3支付钱款“交易单2”，用户3给用户4支付钱款“交易单3”。比特币技术原理：区块、挖矿、矿工? 区块（账簿）:记录交易单的数据单元叫做Block，一个Block上会记录很多交易单。? Blo

6、ck有很多份，每个Block只记录比特币全网10分钟内的交易信息，每约10分钟产生一个新的Block。? 每生成一个Block，生产者获得50个比特币奖励，每4年生产出21万个Block后奖励减半。? 生产Block的过程，被形象的称为“挖矿”，生产工也被称为“矿工”。比特币技术原理：区块链? 区块链：所有的Block以双向链表的方式链接起来，且每个每个Block都会保存其上一个都会保存其上一个Block的的Hash值值（这样（这样Block之间的顺序一旦确定就无法更改）之间的顺序一旦确定就无法更改）。? 只有一个Block无上一节点，即：创世Block（第一个第一个Block)。? Bloc

7、k链全网唯一，每个节点都有相同的备份。Block链一旦有更新则全网通知。区块链介绍区块链介绍从比特币谈区块链从比特币谈区块链区块链基础区块链基础区块链架构区块链架构区块链应用区块链应用区块链前景展望区块链前景展望区块链定义区块链定义背景背景互联网上的交易，几乎都需要借助可资信赖的第三方信用机构来处理电子支付信息。这类系统仍然内生的受制于”基于信用的模式”。区块链区块链是一个分布式账本分布式账本，一种通过去中心化和去信任的方式集体维护一个可靠数据库的技术方案。它基于密码学原理而不基于信用，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。区块链基本概念? 交易（Transaction）

8、：一次操作，导致账本状态的一次改变，如添加一条记录；? 区块（Block）：记录一段时间内发生的交易和状态结果，是对当前账本状态的一次共识；? 链（Chain）：由一个个区块按照发生顺序串联而成，是整个状态变化的日志记录。区块链演进区块链交易过程区块链交易过程第第下一位所有者1步步：所有者A利用他的私钥对前一次交易（比特币来源）和并将这个签名附加在这枚货币的末尾，制作成交易单B（B以公钥作为接受方地址）签署一个数据签名，第第点都将收到的交易信息纳入一个区块中（得到2步步：A将交易单广播至全网，比特币就发送给了B，每个节才可使用）6个区块确认后第第块权利，并争取得到比特币的奖励（新比特币会在此过

9、程中产3步步：每个节点通过解一道数学难题，从而去获得创建新区生）第第所有盖时间戳交易（取4步步：当一个节点找到解时，它就向全网广播该区块记录的点核对5个节点的中间值），并由全网其他节第第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5步步：全网其他节点核对该区块记账的正确性，没有错误后合法记账的区块链（约的生成时间自动调整难度值）。10分钟产生一个，基于最近2016个区块节点网络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：整的比特币节点包括：? 钱包 : 允许用户在区块链网络上进行交易。? 完整区块链 : 记录

10、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。? 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。? 路由功能 : 把其它节点传递过来的交易数据等信息再传送给更多的节点。区块链类型区块链介绍区块链介绍从比特币谈区块链从比特币谈区块链区块链基础区块链基础区块链架构区块链架构区块链应用区块链应用区块链前景展望区块链前景展望区块链1.0技术架构区块链1.0应用局限性以比特币为代表的区块链1.0产生了很多应用，主要以各种特色的电子货币为主，最多的行业应用是小额支付、外汇兑换、博彩和洗钱。区块链2.0技术架构区块链架构2.0之应用层应用层主要由客户端

11、完成记账、转账、智能合约等功能区块链架构2.0之智能合约智能合约是由事件驱动的、具有状态的、获得多方承认的、运行在一个可信、共享的区块链账本之上的、且能够根据预设条件自劢处理账本上资产的程序。智能合约的优势是利用程序算法替代人仲裁和执行合同。区块链架构2.0之智能合约运行原理区块链架构之应用层以太坊虚拟机（以太坊虚拟机（EVM）以太坊虚拟机（EVM） 以太坊中智能合约的运行环境。如果做比喻的话智能合约运行更像是JAVA程序，JAVA程序通过JAVA虚拟机（JVM）将代码解释字节迚行执行，以太坊的智能合约通过以太坊虚拟机（EVM）解释成字节码执行。区块链架构2.0之应用层智能合约和其他IT系统对

12、接RPC接口接口以太坊节点程序Geth在8545端口提供了JSON RPC API ，数据传输采用JSON格式，可以执行Web3库的各种命令，可以向前端，比如Mist等图形化客户端提供区块链的信息，默认访问地址为http:/localhost:8545 区块链2.0架构之DAPP智能合约相当于服务器后台，要实现不用户的友好RPC接口不后台对+前台交亏界面的组合体，称为DAPP DAPP体验，还需要一个前台页面，通过接，实现网页访问，部署在服务器上，拥有完整的智能合约区块链架构之激励层发行机制，激励机制发行机制，激励机制以比特币为例，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产生，该奖励

13、大约每四年减半。目前比特币系统每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，这是货币収行的方式。另一个激励的来源则是交易费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区块链架构之共识层共识机制共识机制：区块链系统中各个节点达成一致的策略和方法根据系统类型及应用场景的不同灵活选取常用的共识机制主要有PoW、PoS、DPoS、Paxos、PBFT等PoW 工作量证明（Proof of Work）PoS 权益证明（Proof of Stake）DPoS 股份授权证明（Delegate Proof of Stake）P

14、BFT 实用拜占庭容错（Practical Byzantine Fault Tolerance）?区块链架构之共识层PBFT（拜占庭将军问题 ）刘备，关羽，张飞，赵于和魏延，任意两人都不是吕布的对手，所以必需三人联手才能打败吕布，所以迚攻时必需三员将领同时上阵才能取胜，但是在将领中有叛徒，叛徒会假传命令，拜占庭问题实质就是在分布式的网络中如何在有不明数量的作恶节点的情况下仍然达成共识。区块链架构之共识层挖矿挖矿-工作量证明工作量证明? SHA256(SHA256(Version+HashPreBlock + Merkle_root + Timestamp + Bits + Nonce ) 难度

15、数? 难度数：目标哈希值，根据全网算力劢态变化? Nonce：矿工不断尝试的随机数，小于 TargetHash的Nonce就是答案。? Merkle Tree：一种哈希二叉树 ,使用它可以快速校验大觃模数据的完整性。区块链架构之共识层“双花双花”问题问题简单的说就是如何保证每一笔数字现金都只会被花掉一次，避免重复支出。块链为每一笔交易加入了时间戳，使用了UTXO模型51%攻击攻击51%攻击并不能修改数据，但是可以产生“双花”攻击区区块链架构之网络层P2P网络网络又称点对点技术，是没有中心服务器、依靠用户群交换信息的互联网体系。P2P架构天生具有耐攻击、高容错的优点。由于服务是分散在各个结点之间

16、迚行的，部分结点或网络遭到破坏对其它部分的影响很小。实际就是我们经常下电影的BT技术 。数据存储层：区块链数据结构? 区块链数据在运行期以块链式数据结构存储在内存中，最终会持久化到数据库? 对于较大的文件，也可存储在链外的文件系统区块链开源技术国外项目国外项目?Hyperledger （超级账本）?Ethereum（以太坊）?Lisk?Rootstock?Eris 维优-Metaverse布比联盟链小蚁数字资产BitSE-vechain国内项目国内项目?区块链介绍区块链介绍从比特币谈区块链从比特币谈区块链区块链基础区块链基础区块链架构区块链架构区块链应用区块链应用区块链前景展望区块链前景展望R

17、3区块链联盟摩根士丹利、富国银行、高盛、汇丰银行、法国外贸银行、加拿大丰业银行、中国平安集团、中国外汇交易中心等五十多家全球顶级金融机构组成R3区块链联盟区块链应用生态圈区块链最重要应用领域：金融传统金融模式区块链模式最重要的应用领域是金融。金融业属于强监管，应用一定要注意合规！区块链2.0金融应用区块链应用场景区块链应用场景头脑风暴区块链在京东集团可以有哪区块链在京东集团可以有哪些方面的应用？些方面的应用？区块链介绍区块链介绍从比特币谈区块链从比特币谈区块链区块链基础区块链基础区块链架构区块链架构区块链应用区块链应用区块链前景展望区块链前景展望区块链的Gartner图Gartner副总裁：区块链将造就区块链将造就万亿级别市场万亿级别市场区块链的前景展望区块链与新一代信息技术的关系? 云计算具有资源弹性伸缩、低成本、高可靠性等特质，将推动区块链从金融业向更多领域拓展大数据具备海量数据存储技术，极大提升区块链数据的价值和使用空间? 区块链的去中心化特性为物联网的自我治理提供了方法，实现对分布式物联网的去中心化控制? 基于区块链的人工智能可设定有效的设备注册、授权等机制，提高人工智能设备的用户体验及安全性?区块链的前景展望