【区块链专题】区块链技术介绍及应用

一、简介

区块链是目前比较流行的一个新概念。 作为比特币的底层技术，它包含了技术和金融两个概念。 从技术角度看，这是一个牺牲一致性、效率、保证最终一致性的分布式数据库。 当然，这是比较片面的。 从经济学的角度来看，这种容错能力强的点对点网络恰好满足了共享经济的一个必要条件——低成本的可信环境。

2.比特村的故事

一、比特村的货币历史

易货比特村

实物货币

因为以物易物非常不便，所以采用的都是以黄金为一般等价物的实物货币，比特村此时进入了实物货币时代。

符号货币

实物货币（黄金）的劣势是显而易见的，如黄金容易磨损、难以开采和提炼等。 有人提议让老村长发钞票，大家把黄金都放在老村长那里换成钞票简述比特币的挖矿过程，可以用来交易。 此时比特村进入了符号货币（纸币）时代，老村长承担了政府和银行的职责。

中央系统虚拟货币

过了几年，老村长积劳成疾，不幸驾车西行。 比特村再次召开全体会议，商讨对策。 这时，老村长的儿子二狗子自告奋勇接过父亲的笔，承担起发行货币的重任。 年轻的村长二狗子很聪明。 他工作了几天，发现好像没必要发那么多钞票。 完全可以这样：村民们把纸币全部上交销毁，但是二狗子会记录每户上交的纸币数量。 如果以后要付钱，比如老张要跟老李换一克黄金换一只羊，他就把二狗子一起叫来，说明要转老张手下的1克黄金以老李的名字命名。 ，二狗子拿出账本，看看老张名下有没有一克黄金，有的话，老张名下减去一克，老李名下加一克，付款就完成了。 老李在电话里听到二狗子确认转账已经完成，这才放心，老张一定会把羊带走的。 此时，比特村已经进入了中央系统虚拟货币时代。 每个村民都不需要实物支付，支付过程变成了二狗子维护的账本上的数字变更。

分布式虚拟货币

新上任的二狗子很聪明，但有时聪明也被自己的聪明误会了。 一天，二狗子盯着账本，想着村里每户有多少钱我说了算，我岂不是……。 于是他就一时冲动，私自将老张账户上的十克黄金转到了自己的名下。

本以为完美，没想到老张也有记账的习惯。 有一天他正要付钱，二狗子却告诉他账户没钱了。 老账查了他的账本，还有十克，就拿着账本去找二狗子理论。 查了一下，发现是未经老张同意的转账。

发生了一些事！ 比特村炸了。 二狗子被弹劾在所难免，但通过这件事，大家发现了中心化账本掌握在一个人手中的弊端。 就在人们一头雾水之际，村里一位名叫中本聪的宅男科学家走上讲台，告诉大家他设计了一种不依赖任何中央处理器的虚拟货币系统比特币，可以解决之前遇到的问题。 所有问题。

2. 中本聪的比特币

书打开

账本不再记录每个村民的余额，只记录每一笔交易； 同时，账本完全公开，所有人都可以看到完整的账本。 [分布式公共账本，账本只支持添加和查看，不支持修改和删除]

身份和签名机制（匿名交易）

因为每个人都可以看到完整的账本，为了保护隐私，所有交易都是匿名的，通过私钥签名机制实现。 【支付方匿名，保护隐私】

支付交易流程

第一步，付款人在交易单上签字

为了支付10个比特币，老张首先需要向老李要他的标识串（为了匿名），比如“ABCDEFG”，而老张也有标识串比如“HIJKLMN”，然后老张写了一个list简述比特币的挖矿过程，内容是“HILKLMN支付10个比特币给ABCDEFG”，然后盖上自己的保密印章（用私钥签名），将这份清单交给老李。 另外，为了便于追溯资金来源，还需要在清单中注明资金来源记录在哪一页。 比如这个列表中，老张的10个比特币来自系统在建立账本时的赠送，记录在账本的第一页。

第二步，收款人确认单据签字人

验证签名的有效性。

第三步，收款人确认付款人余额

这一步需要矿工上台。 任何人都可以成为矿工，而矿工的工作是整个系统的核心，也是复杂度最高的地方。 矿工的工作方式如下：

(1) 收集交易订单，即每笔交易都会发送给所有矿工；

(2) 填写账本，账本长度类似下图：

其中，单号=hash（交易列表+上一页号+幸运号），交易列表为每笔交易的交易数据，最后一个账号为上一页号，幸运号随意填写. 账号是以上三个值一起计算出来的。

对于合法的账本，中本聪规定，只有票号的前10位为0，该票据才有效。由于这个票号只与交易列表、最后的票号、幸运数字有关； 并且交易清单和最后的账单号码不能更改，唯一可以修改的是幸运号码。 矿工必须不断尝试不同的幸运数字才能获得合法页面（共识算法）。 获得合法账本，即拥有记账权，可相应获得一定数量的比特币（挖矿）。

(3)确认账簿。 当矿工获得合法的账本后，将账本进行广播。 其他矿工将确认账本的合法性。

三、比特币的现状

并发：每秒约7笔交易

当前书籍大小：大于100GB

Q. 账簿可以伪造吗？

A. 可以，但是有一个前提：至少要获得系统51%的算力。 按照目前的比特币，即使使用最先进的超级计算机，也远达不到51%的算力。

4.几个误区

比特币天生具有去中心化、匿名、分发等优良属性。 不过，一直被人们诟病的“无法监管”、“不适合高频交易”等问题，随着区块链的不断发展，都得到了很好的解决。

三、区块链技术的特点、架构及发展

1.一句话解释区块链

我如何创建一个没有人可以阻止我花自己的钱的系统？

1.没有人能做到（去中心）

2. 钱不能宣告无效（去中心化）

3. 不能让我起床（匿名）

4.系统不能被破坏（分布式）

5.账户必须绝对安全（密码算法）

6. 没有双花欺诈

2. 区块链架构

数据层：完成区块存储、加密、签名等；

网络层：对等网络，依赖广播，去中心化；

共识层：比特币使用 POW（工作证明）作为其共识算法。 2.2.3章节，矿工不断尝试幸运数字，这是一种工作量证明机制；

激励层：对于一个去中心化的系统，激励是非常重要的； 比特币通过矿工挖矿获得比特币来激励大家；

应用层：实现业务逻辑。

3. 区块链的发展

4. 区块链2.0

5. 区块链应用

区块链最早应用于数字货币和金融行业。 随着区块链的不断完善，目前区块链已经渗透到各行各业。 有人将区块链比作网络通信中的 TCP/IP 协议。

4。结论

世界经济论坛（即达沃斯论坛）创始人克劳斯·施瓦布（Klaus Schwab）表示，自蒸汽机、电力和计算机发明以来，我们迎来了第四次工业革命——数字革命，而区块链技术是第四次工业革命的产物！