最新区块链技术及其发展汇编.docx

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最新区块链技术及其发展汇编

SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITY

论文题目：

“区块链“技术及其发展

小组成员:

目录

摘要4

1区块链技术简介5

1.1区块链兴起背景5

1.1.1以银行为信任中心的货币体系5

1.1.2以第三方机构为信任中心的网络交易5

1.1.3基于区块链技术的比特币网络6

1.2区块链基础技术8

1.2.1区块链技术框架8

1.2.2数据区块8

1.2.3区块链的形式9

1.2.4区块链数据交换方式9

1.2.5完整的区块链数据流10

1.3区块链的特点11

1.3.1去中心化与去信任11

1.3.2安全性与匿名性11

1.3.3集体维护12

1.4区块链应用领域12

1.4.1数字货币12

1.4.2公证审计12

1.4.3数据存储13

1.4.4金融交易13

2区块链背后的信任问题讨论14

2.1信任问题14

2.1.1信任问题的定义14

2.1.2中心化信任问题14

2.1.3中心化信任产生的问题16

2.2区块链技术解决信任问题的方法17

2.2.1信任问题解决方法的探讨17

2.2.2区块链也需要信任18

2.3区块链技术解决信任问题的施行困难19

2.4展望20

3如何看待区块链的发展21

3.1如何看待区块链的发展21

3.1.1业内相关人士的态度21

3.1.2银行对待区块链的态度21

3.1.3政府对待区块链的态度22

3.2如何对待类似“区块链”之类的新技术的兴起23

参考文献24

小组分工25

摘要

区块链作为一种数字货币的底层技术，近几年来引发了全球的广泛关注，特别是在今年达到了一个关注的高潮，本文作为中国特色社会主义理论与实践课程课堂展示的课程报告，主要从区块链的技术简介，区块链背后的信任问题及如何看待区块链的发展三个部分对区块链技术及其背后的经济与社会问题进行了较全面的讨论。

关键词：

区块链数字货币去中心化信任问题

1区块链技术简介

1.1区块链兴起背景

1.1.1以银行为信任中心的货币体系

如果生活中没有银行的存在，那么我们人一人之间如何才能进行可靠、公平的交易呢？

在熟人之间可能会进行熟人之间的交易，但是如果要在陌生人之间呢？

在没有互信基础的团体之间呢？

很多时候，这种交易是很难完成的。

陌生人之间完全缺少必要的互信，双方之间都对对方保持不信任。

那么扩展到整个社会的交易关系，每个人形成了一个信任孤岛，整个社会形成了如下松散、无联系的关系图，社会经济也必然会衰败。

这也是所有的拜占庭将军问题，军队虽大，但是将军之间没有互信，最终也无法攻占一个小城池。

当银行的出现后，经济交易关系就不同了。

银行作为一个充分稳定、可信的第三方权威机构坐落于两两交易双方，此时银行就充当了陌生人交易之间的信任中介。

交易双方都是认同银行不可动摇的信用度，并将自己的资金流和银行交互，而银行作为一个中间人沟通陌生人之间的资金流，从而完成陌生人之间的可靠交易。

此时银行成了整个社会交易关系的中心点，每个人都和银行产生联系，进而间接的和其他人发生可靠的交易。

而至于银行发行的货币其实就是银行可靠信任度的代表，是银行信任的凭证。

1.1.2以第三方机构为信任中心的网络交易

当前互联网高速发展下，网络交易频繁、交易额巨大，这已经成为国家GDP重要组成部分。

保证网络交易的可靠就显得格外的重要。

当前的网络交易都需要依赖于第三方可信机构。

网络环境和现实环境下的交易关系是很相似的，卖家和买家之间缺少必要的可靠信任，那么设计到各自利益的交易就不是那么容易完成。

买卖双方的互信依赖于第三方机构的保证和维持。

买家将所需资金存储第三方可信机构，卖家在这个事件驱动下为买家提供商品、服务。

当双方都确定得到了双方开始的承诺，第三方机构完成资金流的转移，交易完成。

而这些第三方机构有：

微信、支付宝、网银、亚马逊美团、Uber等提供各种特定交易服务的平台。

1.1.3基于区块链技术的比特币网络

当前的共享经济严重依赖于第三方信任中心，这种高度集中的交易关系网络必然有自己的劣势：

1）过于集中。

集中式机构的安全性是比较弱的。

当外界对机构产生严重冲击，就容易崩溃，无法对外提供稳定的可用服务，容灾能力较差。

2）信任中心不是总是可靠的。

信任中心是有团体维护的，必然会内部人员出于自身利益而偷偷在机构内部发生攻击，损害用户利益。

同时信任中心可能会考虑自身整体利益采取极端措施。

3）增加交易成本。

基于第三方信任中心的交易为了提高信任度，必然要付出额外的信任代价，从而增加交易成本。

为了克服信任中心的劣势，学者中本聪在2009年发表文章《比特币:

一种点对点电子现金系统》，旨在发展一种去信任中心的完全分布式的点对点电子货币系统，比特币。

而区块链技术是比特币的底层基础技术，从此区块链和比特币走入大众视野。

从google搜索趋势看，在最近五年内，区块链技术的关注度迅速上升，在今年达到巅峰。

当前在各大互联网公司、证券交易所、银行等都开始发力区块链技术，抢占新技术的话语权。

另外从关注的区域看，欧美国家和俄罗斯对区块链技术的关注度很好，而中国的关注度较少，因此本小组决定介绍关于区块链的一些知识和看法。

1.2区块链基础技术

1.2.1区块链技术框架

区块链技术其实不是什么新技术。

就像乐高积木一样，形状不同的积木通过创造性的组合可以产生非常有艺术性的作品。

区块链是对现有成熟技术上的巧妙组合，从而构造出适合于分布式对等电子货币系统。

如下图所示是区块链技术的核心技术组成。

下面分别介绍。

1.2.2数据区块

区块链与书本起始是类似的。

区块链的区块对应于书本的一页纸。

页眉的标题对应于区块的区块头，描述了区块的整体信息；纸的具体内容对应于区块的去块体，描述了区块的具体交易信息；而页码对应于区块的数字签名，说明了区块在区块链中的相对位置。

下图是具体的区块的具体数据结构。

区块头包含了前区块数字签名，描述区块的相对位置；时间戳描述了本区块的产生时间，保证时序性；其他用于区块体数据的描述。

而区块体就是经过SHA256加密后的交易信息，其中第一个基础交易对应的资金流是对产生本区块的节点的奖励。

对整个区块进行SHA256加密得到区块的数字签名，用于区块链的链条构造。

1.2.3区块链的形式

书本通过页码将描述具体内容的页面串联起来，达到有意义的描述事物的意图。

区块链使用了相同的思想：

不同的区块内包含了不同的交易信息，将这些区块通过数字签名连接起来，完整描述了随着时间以来的交易记录。

区块链的本质是一串有序的、有具体意义的、可追溯的交易数据的集合。

1.2.4区块链数据交换方式

传统的互联网应用大部分是基于客户端/服务器（Client/Server）的模式进行设计的。

服务器存储所有必要的数据，客户端通过网络从服务器上存取所需数据。

但是区块链技术不采用这样的模式。

Utorrent，Bittorrent等文件共享软件使用对等网络（PeerToPeer）实现各个节点用户之间无中心节点的数据共享功能。

区块链也是基于这样的对等网络来时间数据交换的。

在对等网络中，没有中心节点，每个节点都可以充当服务器和客户端，区块链中所需要的数据部分或者全部存储到对等网络的各个节点，整个网络包含完整区块链的多个副本，达到了高度的数据冗余性，那么相对于传统的中心化C/S模式，就不太需要考虑数据损坏或者丢失带来的潜在风险。

1.2.5完整的区块链数据流

如下过程是区块链数据的完整流程：

1）用户产生交易信息后，将加密后的交易信息广播到对等网络中。

2）对等网络中的节点将交易信息保存到本地，验证数据有效性后，添加到自己创建的区块。

3）节点不断的产生随机数解决特定的数学问题（双SHA256），直到得到满足要求的随机数。

4）节点将自己计算得到的满足要求的区块数据广播到对等网络中，其他节点进行区块的验证。

5）在所有产生的区块中，选择工作量最大（ProofofWork）的区块数据链入到主区块链中，网络中其他节点同步主链数据。

1.3区块链的特点

1.3.1去中心化与去信任

区块链技术是基于对等网络的，网络中没有中心化节点，所有节点都可以直接进行通讯而不需要经过某个中心节点。

这样就克服了中心化节点的过度集中带来的不安全性；另外，通信的双方的互信是基于一个整个网络都认同的共识算法，因此所谓的去信任不是完全的去信任，而是去信任中心而转变为信任通用的、集体认同的共识算法

1.3.2安全性与匿名性

1）密码学的SHA256算法保证交易信息的匿名性，不可逆推。

2）时间戳保证数据的时序性，可以有效的得到从特定时间到现在的详细交易信息，保证可追溯性。

3）奖励机制：

每生成一个区块，整个对等网络会产生一个包含特定比特币的交易来奖励生成该区块的节点，后期比特币达到饱和后，则通过奖励交易税收来进行奖励，保证了对等网络节点积极参与数据的验证和区块的产生。

4）计算能力（PoW）：

通过奖励机制，对等网络会包含成千上万的分布式节点，总的计算能力是非常强大。

就目前的比特币网络来说，网络的的整体计算能力远远超过了Top500超级计算机的计算能力总和。

为了达到伪造或者篡改数据，攻击者至少要超过整体网络一半的计算能力，优先在网络产生若干个新的区块链入到主链才能起到攻击的效果。

但是这样的攻击需要非常大的代价的。

1.3.3集体维护

新产生的区块需要经过对等网络大部分节点验证数据有效性，保证区块链数据的冗余性和一致性，这种集体维护防止了集权式的管理可能带来的专政。

大大提高了数据的透明度和可靠性。

1.4区块链应用领域

1.4.1数字货币

当前全球数字加密货币超过300多种，而这些大都是在区块链技术基础上的。

比较出名的是比特币、以太币、瑞波币等。

排名第一的比特币目前市场占有率就超过100多亿美元，可见区块链技术的潜在市场价值非常庞大。

1.4.2公证审计

区块链数据带有时间戳、由共识节点共同验证和记录、不可篡改和伪造，这些特点使得区块链可广泛应用于各类数据公证和审计场景。

例如区块链可以永久地安全存储由政府机构核发的各类许可证、登记表、执照、证明、认证和记录等，并可在任意时间点方便地证明某项数据的存在性和一定程度上的真实性。

1.4.3数据存储

区块链的高冗余存储（每个节点存储一份数据）、去中心化、高安全性和隐私保护等特点使其特别适合存储和保护重要隐私数据，以避免因中心化机构遭受攻击或权限管理不当而造成的大规模数据丢失或泄露。

目前，利用区块链来存储个人健康数据（如电子病历、基因数据等）是极具前景的应用领域。

1.4.4金融交易

区块链技术与金融市场应用有非常高的契合度。

区块链可以在去中心化系统中自发地产生信用，能够建立无中心机构信用背书的金融市场，从而在很大程度上实现了金融脱媒，这对第三方支付、资金托管等存在中介机构的商业模式来说是颠覆性的变革；在互联网金融领域，区块链特别适合或者已经应用于股权众筹、P2P网络借贷和互联网保险等商业模式；证券和银行业务也是区块链的重要应用领域，传统证券交易需要经过中央结算机构、银行、证券公司和交易所等中心机构的多重协调，而利用区块链自动化智能合约和可编程的特点，能够极大地降低成本和提高效率，避免繁琐的中心化清算交割过程，实现方便快捷的金融产品交易。

2区块链背后的信任问题讨论

2.1信任问题

2.1.1信任问题的定义

信任是相信对方是诚实、可信赖、正直的。

由于信任概念过于抽象，然而本文是基于区块链上讨论的信任问题，同时，由于区