區(qū)塊鏈技術(shù)與發(fā)展目錄CONTENT01020304背景概述Introduction發(fā)展現(xiàn)狀Development技術(shù)與安全Technology應用展望ApplicationsPart1背景概述比特幣簡史比特幣系統(tǒng)比特幣術(shù)語比特幣特點背景概述：比特幣簡史PartOneBitcoin:APeer-to-PeerElectronicCashSystem比特幣：一種點對點的電子現(xiàn)金系統(tǒng)設計白皮書（中本聰）2008-10-31中本聰從創(chuàng)世區(qū)挖到50枚比特幣比特幣第一人2009-01-03第一次比特幣交易比特幣披薩2010-05-21第一個比特幣平臺成立2010-07-17第一次便攜設備交易2010-12-072011～今2011年，驚人新高后半年熊途2012年，一年震蕩2013年，瘋狂暴漲后理性回歸2014-2015，絕望拋售2016年，漲幅超200%2017年，一路高漲20倍達歷史新高背景概述：比特幣系統(tǒng)PartOne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。交易由一個個區(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。鏈chain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)的一次共識區(qū)塊ID交易1，交易2…交易n上個區(qū)塊ID下個區(qū)塊ID其他信息區(qū)塊1區(qū)塊3區(qū)塊2交易id記錄1、記錄2。。。大規(guī)模長時間自治運行的系統(tǒng)背景概述：比特幣術(shù)語PartOne挖礦生產(chǎn)比特幣的過程每十分鐘全網(wǎng)礦工一起計算一到算術(shù)題，誰算出答案，就相當于挖到了這個區(qū)塊，該礦工可以獲得系統(tǒng)新生的比特幣獎勵。（礦工之間比拼算力，算力越多，挖到比特幣的概率越大）礦池聯(lián)結(jié)礦工和礦場的算力算力不斷上漲，單個設備或少量的算力很難挖到別特幣；礦池負責信息打包，接入的礦場負責競爭記賬權(quán)；比特幣獎勵按照每個礦工貢獻算力的占比進行分配礦機挖礦專業(yè)設備比特幣礦機是通過運行大量計算爭奪記賬權(quán)從而獲得比特幣獎勵的專業(yè)設備。難度系數(shù)保證比特幣不被太快挖完為了保證比特幣穩(wěn)定在約10分鐘挖出一個區(qū)塊，中本聰設計礦工挖礦獲得比特幣的難度每過2016個區(qū)塊（約2周時間）動態(tài)調(diào)整一次，令調(diào)整后的難度使得每生成一個區(qū)塊的預期時間為10分鐘。礦場集中管理礦機的場所電費便宜、穩(wěn)定；通風、隔塵；溫度濕度控制競爭記賬去中心化記賬，保持賬本一致全網(wǎng)礦工共同參與算力競爭，算力高的礦工計算能力更強，更容易獲得記賬權(quán)。成功搶到記賬權(quán)的礦工負責記賬，并將賬本信息同步給整個網(wǎng)絡。作為回報，礦工將獲得系統(tǒng)新生成的比特幣獎勵。背景概述：比特幣資產(chǎn)特點PartOne全球流通匿名性不可復制去中心化別人無法知道你的區(qū)塊鏈資產(chǎn)有多少；無法知道你和誰進行了轉(zhuǎn)賬；只能查轉(zhuǎn)賬記錄，查不到地址背后是誰。有互聯(lián)網(wǎng)的地方，區(qū)塊鏈資產(chǎn)就可以流通；轉(zhuǎn)賬手續(xù)費非常低；資產(chǎn)到賬時間快。1.資產(chǎn)傳遞通過加密技術(shù)而不是拷貝，不可復制。轉(zhuǎn)賬不會因為記賬機構(gòu)放假而延遲；不會因為記賬機構(gòu)作弊而受損失；賬本全網(wǎng)維護，每個節(jié)點備份背景概述:區(qū)塊鏈簡介PartOne背景概述：區(qū)塊鏈定義PartOne概念區(qū)塊鏈（BlockChain）是一種分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)。在典型的區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)以區(qū)塊（block）為單位生產(chǎn)和存儲，并按照時間順序連成鏈式（chain）的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。所有節(jié)點共同參與區(qū)塊鏈系統(tǒng)的數(shù)據(jù)驗證、存儲和維護。（By《中國信息通信研究院》）分布式數(shù)據(jù)存儲、點對點傳輸、共識機智、加密算法等計算機技術(shù)的新型應用模式。（By《中國區(qū)塊鏈技術(shù)和應用發(fā)展白皮書》）Ablockchain—originally,blockchain—isadistributeddatabasethatmaintainsacontinuously-growinglistofdatarecordshardenedagainsttamperingandrevision.Itconsistsofdatastructureblocks—whichholdexclusivelydataininitialblockchainimplementations,andbothdataandprogramsinsomeofthemorerecentimplementations—witheachblockholdingbatchesofindividualtransactionsandtheresultsofanyblockchainexecutables.Eachblockcontainsatimestampandinformationlinkingittoapreviousblock.12wikipedia背景概述：區(qū)塊鏈理解PartOne

區(qū)塊鏈不是新發(fā)明的一種技術(shù)，而是一系列技術(shù)的集成，包括非對稱加密技術(shù)、時間戳、共識機制等。

以比特幣為例，區(qū)塊鏈通過時間戳（Timestamp）和工作量證明（ProofofWork）機制解決了雙重支付（DoubleSpending）和拜占庭將軍問題（ByzantineGenerals’Problem），即保證同一筆比特幣不可能被花費2次，并且在整個去中心化的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡中，在所有節(jié)點間保持一致。非對稱加密機制保證私鑰的安全性，時間戳保證區(qū)塊按順序連接成鏈，工作量證明機制解決了在去中心化系統(tǒng)中如何公平地分發(fā)2100萬個比特幣的問題。制造信用的機器——匿名性、去中心化、公開透明等特點背景概述：區(qū)塊鏈理解PartOne放在非安全環(huán)境中的分布式數(shù)據(jù)庫（系統(tǒng)）12采用密碼學方法保證已有數(shù)據(jù)不可能被篡改3采用共識算法對新增數(shù)據(jù)達成共識分布式非安全環(huán)境哈希函數(shù)非對稱加密拜占庭將軍問題核心在于如何解決某個變更在網(wǎng)絡中是一致的，是被大家都承認的，同時這個信息是被確定的，不可推翻的。（第一個試圖自帶信任化和防止篡改的分布式記錄系統(tǒng)）背景概述：區(qū)塊鏈理解誤區(qū)PartOne區(qū)塊鏈不是數(shù)據(jù)庫雖然區(qū)塊鏈也可以用來存儲數(shù)據(jù)，但它要解決的問題是多方的互信問題。單純從存儲數(shù)據(jù)角度，它的效率可能不高，不推薦把大量的原始數(shù)據(jù)放到區(qū)塊鏈上。塊鏈不是顛覆現(xiàn)有技術(shù)區(qū)塊鏈跟現(xiàn)有技術(shù)的關(guān)系是一脈相承的，在解決多方合作和可信處理上多走了一步，但并不意味著它將徹底顛覆已有的商業(yè)模式。Part2發(fā)展現(xiàn)狀演進路徑發(fā)展生態(tài)信息技術(shù)各國態(tài)度發(fā)展現(xiàn)狀：演進路徑PartTwo技術(shù)起源P2P網(wǎng)絡加密數(shù)據(jù)庫技術(shù)電子現(xiàn)金區(qū)塊鏈1.0分布式賬本塊鏈式數(shù)據(jù)梅克爾樹工作量證明區(qū)塊鏈2.0智能合約虛擬機去中心化應用依托于現(xiàn)有技術(shù)獨創(chuàng)性組合及創(chuàng)新從前未實現(xiàn)的功能發(fā)展現(xiàn)狀：演進路徑PartTwoP2P網(wǎng)絡技術(shù)技術(shù)起源P2P網(wǎng)絡模式各節(jié)點的計算機地位平等各節(jié)點有相同的網(wǎng)絡權(quán)力共享部分計算資源、信息內(nèi)容發(fā)展現(xiàn)狀：演進路徑PartTwo非對稱加密算法技術(shù)起源非對稱加密解密過程發(fā)展現(xiàn)狀：演進路徑PartTwo數(shù)據(jù)庫技術(shù)技術(shù)起源傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫分布式數(shù)據(jù)庫網(wǎng)狀機構(gòu)層次機構(gòu)嚴密關(guān)系代數(shù)二維表格以健值對基礎(chǔ)+發(fā)展現(xiàn)狀：演進路徑PartTwo數(shù)字貨幣技術(shù)起源數(shù)字貨幣使用過程發(fā)展現(xiàn)狀：演進路徑PartTwo區(qū)塊鏈1.0以區(qū)塊為單位的鏈狀數(shù)據(jù)塊結(jié)構(gòu)全網(wǎng)共享賬本非對稱加密源代碼開源典型特征技術(shù)架構(gòu)發(fā)展現(xiàn)狀：演進路徑PartTwo區(qū)塊鏈2.0智能合約分布式應用（DAPP）虛擬機

典型特征技術(shù)架構(gòu)發(fā)展現(xiàn)狀：演進路徑PartTwo區(qū)塊鏈類型發(fā)展現(xiàn)狀：發(fā)展生態(tài)PartTwo發(fā)展現(xiàn)狀：發(fā)展生態(tài)PartTwo開源社區(qū)比特幣、以太坊、超級賬本項目（HyperledgerProject）產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟骨干企業(yè)初創(chuàng)公司R3區(qū)塊鏈聯(lián)盟、分布式總賬基礎(chǔ)協(xié)議聯(lián)盟、金聯(lián)盟萬云(WanCloud)、萬向創(chuàng)新聚能城、普惠金融、聯(lián)盟鏈云服務支付匯款、智能債券、資產(chǎn)發(fā)行、交易后清結(jié)算；數(shù)字存證、供應鏈投資機構(gòu)金融機構(gòu)監(jiān)管機構(gòu)發(fā)展現(xiàn)狀：各國態(tài)度PartTwo中國政府英國政府美國特拉華州俄羅斯央行區(qū)塊鏈技術(shù)可改進交易后流程歐洲市場管理局新加坡政府銀行應持續(xù)關(guān)注技術(shù)變革研究區(qū)塊鏈在金融領(lǐng)域的潛在應用區(qū)塊鏈技術(shù)簡化企業(yè)注冊成本區(qū)塊鏈及分布式賬本技術(shù)有著顛覆性潛力積極探討推動區(qū)塊鏈技術(shù)和應用發(fā)展發(fā)展現(xiàn)狀：區(qū)塊鏈與新一代信息技術(shù)PartTwo推動區(qū)塊鏈從金融業(yè)向更多領(lǐng)域拓展大數(shù)據(jù)提升區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)的價值和使用空間區(qū)塊鏈進一步規(guī)范數(shù)據(jù)的使用，精細化授權(quán)范圍滿足區(qū)塊鏈系統(tǒng)的部署和運營要求對建立區(qū)塊鏈系統(tǒng)的共識機制具有重要的支持作用區(qū)塊鏈的去中心化特性為物聯(lián)網(wǎng)的自我治理提供了方法5G網(wǎng)絡理論傳輸速度可達數(shù)十Gb每秒，讓區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)達到極速同步，減少不一致數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，提高共識算法的效率現(xiàn)代密碼學的發(fā)展推動了區(qū)塊鏈技術(shù)區(qū)塊鏈技術(shù)推動密碼體系創(chuàng)新并帶來新的發(fā)展契機區(qū)塊鏈技術(shù)對數(shù)字證書的發(fā)展和應用有極大的促進作用基于區(qū)塊鏈的人工智能網(wǎng)絡有利于提高人工智能設備的用戶體驗及安全性Part

3技術(shù)與安全技術(shù)架構(gòu)核心技術(shù)技術(shù)發(fā)展趨勢區(qū)塊鏈安全PartThree技術(shù)與安全區(qū)塊鏈技術(shù)架構(gòu)技術(shù)架構(gòu)PartThree共識機制PoWPoSDPoSPaxosFBET依賴機器進行數(shù)學運算來獲取記賬權(quán)節(jié)點記賬權(quán)的獲得難度與節(jié)點持有的權(quán)益成反比節(jié)點選舉若干代理人，由代理人驗證和記賬領(lǐng)導者節(jié)點擁有絕對權(quán)限，并允許強監(jiān)管節(jié)點參與

采用許可投票、少數(shù)服從多數(shù)來選舉領(lǐng)導者進行記賬評價維度合規(guī)監(jiān)管性能效率資源消耗容錯性基于哈希運算競爭獲取記賬權(quán)的方式技術(shù)與安全核心技術(shù)PartThree數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)以區(qū)塊的方式永久儲存1.區(qū)塊按時間順序逐個先后生成并連接成鏈；2.區(qū)塊頭用于鏈接到前一個區(qū)塊并且通過時間戳特性保證歷史數(shù)據(jù)的完整性；3.區(qū)塊體則包含了經(jīng)過驗證的、區(qū)塊創(chuàng)建過程中產(chǎn)生的所有交易信息；區(qū)塊頭header區(qū)塊體bodyKey-Value型關(guān)系型單機型分布式數(shù)據(jù)存儲技術(shù)與安全核心技術(shù)PartThreeP2P網(wǎng)絡協(xié)議P2P網(wǎng)絡模式各節(jié)點的計算機地位平等各節(jié)點有相同的網(wǎng)絡權(quán)力共享部分計算資源、信息內(nèi)容注：不同的區(qū)塊鏈系統(tǒng)會根據(jù)需要制定獨自的P2P網(wǎng)絡協(xié)議技術(shù)與安全核心技術(shù)PartThree加密算法散列算法非對稱加密算法(1)如果某兩段信息是相同的，那么字符也是相同的(2)即使兩段信息十分相似，但只要是不同的，那么字符串將會十分雜亂隨機并且兩個字符串之間完全沒有關(guān)聯(lián)將一段信息轉(zhuǎn)換成一個固定長度并具備以下特點的字符串對應的一對唯一性密鑰(即公開密鑰和私有密鑰)組成的加密方法(1)任何獲悉用戶公鑰的人都可用用戶的公鑰對信息進行加密與用戶實現(xiàn)安全信息交互(2)只有用戶本身才能解密該信息技術(shù)與安全核心技術(shù)PartThree加密算法典型散列算法的特點非對稱加密算法的特點技術(shù)與安全核心技術(shù)PartThree隱私保護智能合約一段部署在區(qū)塊鏈上可自動運行的程序涵蓋范圍編程語言編譯器虛擬機事件狀態(tài)機容錯機制通過“偽匿名”的方式對交易雙方進行一定的隱私保護，不符合業(yè)務規(guī)則和監(jiān)管要求零知識證明環(huán)簽名同態(tài)加密技術(shù)技術(shù)與安全核心技術(shù)PartThree寫入數(shù)據(jù)的安全性

讀取數(shù)據(jù)的安全性分布式拒絕服務(DDOS)攻擊抵抗安全特性技術(shù)與安全區(qū)塊鏈安全PartThree網(wǎng)絡公開不設防

隱私算力安全挑戰(zhàn)數(shù)據(jù)安全應用系統(tǒng)安全密鑰安全安全體系物理安全風控機制技術(shù)與安全區(qū)塊鏈安全Part4應用展望典型應用未來展望PartFour典型應用區(qū)塊鏈應用場景概覽典型應用PartFour行業(yè)痛點金融服務支付領(lǐng)域資產(chǎn)管理領(lǐng)域證券領(lǐng)域清算結(jié)算領(lǐng)域身份識別領(lǐng)域?qū)~、清算、結(jié)算成本高手工流程支付業(yè)務費用高小額支付業(yè)務難以開展不同中介機構(gòu)托管提高交易成本憑證被偽造流程耗時長后臺業(yè)務成本增加不同人基礎(chǔ)設施結(jié)構(gòu)人工處理業(yè)務成本增加易出現(xiàn)差錯不同機構(gòu)數(shù)據(jù)難以交互重復認證成本高用戶數(shù)據(jù)泄漏風險區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)不可篡改數(shù)據(jù)可追溯特性點對點的價值轉(zhuǎn)移實施精準監(jiān)管、及時監(jiān)管、多維度監(jiān)管提升清算、結(jié)算流程效率；降低成本；解決支付現(xiàn)存問題支付領(lǐng)域資產(chǎn)數(shù)字化智能證券清算結(jié)算客戶識別典型應用PartFour行業(yè)痛點供應鏈管理區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)不可篡改數(shù)據(jù)可追溯特性根除供應鏈內(nèi)產(chǎn)品流轉(zhuǎn)過程中的假冒偽劣問題時間戳的存在性物流溯源防偽信息不透明、不流暢導致鏈條上的各參與主體難以準確了解相關(guān)事項的狀況及存在的問題，從而影響供應鏈的效率供應鏈各主體間出現(xiàn)糾紛時，舉證和追責均耗時費力，甚至在有些情況下變得不可行供應鏈管理中的物流環(huán)節(jié)往往表現(xiàn)出多區(qū)域、長時間跨度的特征，使得假冒偽劣產(chǎn)品這樣的難題很難徹底消除交易記錄公開透明形成完整且流暢的信息流，確保各方及時發(fā)現(xiàn)供應鏈問題解決供應鏈體系糾紛，實現(xiàn)輕松舉證與追責典型應用PartFour行業(yè)痛點文化娛樂知識產(chǎn)權(quán)侵權(quán)現(xiàn)象嚴重網(wǎng)絡著作權(quán)官司糾紛頻發(fā)侵蝕原創(chuàng)精神行政保護力度較弱舉證困難改變音樂市場格局文化眾籌維權(quán)成本過高區(qū)塊鏈通過時間戳、哈希算法對作品進行確權(quán)，證明一段文字、視頻、音頻等存在性、真實性和唯一性將文化娛樂價值鏈的各個環(huán)節(jié)進行有效整合、加速流通，縮短價值創(chuàng)造周期實現(xiàn)數(shù)字內(nèi)容的價值轉(zhuǎn)移，并保證轉(zhuǎn)移過程的可信、可審計和透明典型應用PartFour行業(yè)痛點智能制造區(qū)塊鏈組建和管理工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)制造過程的智能化管理在現(xiàn)實中，由于制造設備和信息系統(tǒng)涉及多個廠家，原本中心化的系統(tǒng)主要采用人工或中央電腦控制的方式，實時獲得制造環(huán)節(jié)中所有信息的難度大所有的訂單需求、產(chǎn)能情況、庫存水平變化以及突發(fā)故障等信息，都存儲在各自獨立的系統(tǒng)中，這些系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)、通訊協(xié)議、數(shù)據(jù)存儲格式等各不相同，嚴重影響了互聯(lián)互通的效率，制約了智能制造在實際生產(chǎn)制造過程中的應用有效采集和分析在原本孤立的系統(tǒng)中存在的所有傳感器和其他部件所產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)透明化使研發(fā)審計、生產(chǎn)制造和流通更為有效，降低運營成本和制造成本、提升良品率有助于提高價值鏈的透明度、靈活性，能夠更敏捷地應對生產(chǎn)、物流、倉儲、營銷、銷售、售后等環(huán)節(jié)存在的問題典型應用PartFour行業(yè)痛點社會公益區(qū)塊鏈公益基金會愛心捐贈平臺公益信息不透明不公開，是社會輿論對公益機構(gòu)、公益行業(yè)的最大質(zhì)疑用共信力助力公信力，讓區(qū)塊鏈真正成為“信任的機器”，助力社會公益的快速健康發(fā)展數(shù)據(jù)高可靠且不可篡改，可以有條件的公示公益流程中的相關(guān)信息利用智能合約管理復雜的公益場景，杜絕過程中的貓膩行為公益透明度影響了公信力，公信力決定了社會公益的發(fā)展速度