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《区块链技术》科普报告详情

发布时间:2020-03-18 11:03:49

2019年12月28日,丝绸之路创新设计产业联盟、西安设计联合会(一届五次)理事及代表联席会议上,西安电子科技大学教授、陕西省机械工程学会常务理事刘安利做了《区块链技术》科普报告,以下是报告详情。


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区块链的背景知识

区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。区块链是一种去中心化的分布式账本数据库,简单来说,区块链在本质上就是一种数据库技术,每一个区块就像一个个硬盘,将数据储存起来,用密码学技术进行数据加密,以保证这些数据不会被篡改。

关于货币的知识

货币是购买货物、保存财富的媒介,是财产的所有者与市场关于交换权的契约,本质上是所有者之间的约定。它反映的是个体与社会的经济协作关系。货币本身没有价值,是市场参与者相互之间的共同约定赋予了它相应的价值。现代流通的是轻巧的纸币,纸币实际上就是一张纸,之所以特殊,是因为社会契约赋予它衡量的尺度并且主动或者被动去共同维护它的价值稳定,使得它被赋予了这项功能。

    任何能符合拥有交换媒介、价值尺度等功能的物品,都可被看作是货币,货币不是单一的。只要符合标准,所有的东西都可以成为货币。所以每个国家的货币都是政府以及公民共同维护的社会契约。一旦社会契约遭到破坏,货币的价值尺度就会发生变化,随之标准失衡,产生了我们所说的通货膨胀或者紧缩。

比特币是什么?P2P是怎么回事?

     比特币(BitCoin)是一种P2P形式的数字货币。点对点的传输意味着一个去中心化的支付系统。比特币不依靠特定货币机构发行,它依据特定算法,通过大量的计算产生,比特币经济使用整个P2P网络中众多节点构成的分布式数据库来确认并记录所有的交易行为。P2P的去中心化特性与算法本身可以确保无法通过大量制造比特币来人为操控币值。基于密码学的设计可以使比特币只能被真实的拥有者转移或支付。这同样确保了货币所有权与流通交易的匿名性。 而p2p是英文peer to peer的简称,一般译为个人对个人。运用到网络借贷领域,p2p就是一种个人对个人的借款平台。这种平台由信贷中介公司提供一个交易平台,由借贷双方商议借款要求。一般出借人有利息收益和承担一定风险,借款人按期偿还借款,中介平台向借款人收取服务费。

区块链与比特币之间是什么关系

比特币依据特殊算法计算产生,经由整个P2P网络中众多节点构成的分布式数据库确认并产生交易行为,通过密码学技术来保证货币流通的各个环节的安全性。

通俗地讲,比特币只是区块链中的一种呈现方式,一种应用,区块链是比特币的底层技术和基础架构,这并不意味着区块链技术只能应用在比特币上,因此两者不是划等号的关系。


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区块链构成要素


分布式数据存储

分布式是相对于集中式而言的。其基本思想是将原来集中式数据库中的数据分散存储到多个通过网络连接的数据存储节点上,以获取更大的存储容量和更高的并发访问量。近年来,随着数据量的高速增长,分布式数据库技术也得到了快速的发展,传统的关系型数据库开始从集中式模型向分布式架构发展,基于关系型的分布式数据库在保留了传统数据库的数据模型和基本特征下,从集中式存储走向分布式存储,从集中式计算走向分布式计算。其主要特点有三:

1. 高可扩展性:分布式数据库必须具有高可扩展性,能够动态地增添存储节点以实现存储容量的线性扩展。

2  高并发性:分布式数据库必须及时响应大规模用户的读/写请求,能对海量数据进行随机读/写。

3.  高可用性:分布式数据库必须提供容错机制,能够实现对数据的冗余备份,保证数据和服务的高度可靠性。

共识机制

在区块链系统当中,没有一个我们现在所熟知的如银行一样的中心化记账机构,保证每一笔交易在所有记账节点上的一致性,即让全网达成共识至关重要。共识机制解决的就是这个问题。

     目前主要的共识机制有工作量证明机制PoW 和权益证明机制PoS。PoW 通过评估你的工作量来决定你获得记账权的机率,工作量越大,就越有可能获得此次记账机会。PoS 通过评估你持有代币的数量和时长来决定你获得记账权的机率。

加密算法

     区块链提供了通过机器算法解决参与人之间信任问题的全新方案,其核心的核心就是在不完全信任的各方,通过深度使用密码学算法来保证数据的不可篡改特性。比如:哈希算法、团圆曲线算法、零知识证明等算法。

区块链的核心优势

1. 任何节点都可以创建交易,在经过一段时间的确认之后,就可以合理地确认该交易是否为有效,区块链可有效地防止双方问题的发生。

2. 对于试图重写或者修改交易记录而言,它的成本是非常高的。

3. 区块链实现了两种记录:即交易与区块。交易是被存储在区块链上的实际数据,而区块则是记录确认某些交易是在何时,以及以何种顺序成为区块链数据库的一部分。交易是由参与者在正常过程中使用系统所创建的,而区块则是由我们称之为矿工(miners)的单位负责创建。

区块链的基本特征他

1. 去中心化:由于使用分布式核算和存储,不存在中心化的硬件或管理机构,任意节点的权利和义务都是均等的,系统中的数据块由整个系统中具有维护功能的节点来共同维护。

2. 开放性:系统是开放的,除了交易各方的私有信息被加密外,区块链的数据对所有人公开,任何人都可以通过公开的接口查询区块链数据和开发相关应用,因此整个系统信息高度透明。

3. 自治性:区块链采用基于协商一致的规范和协议(比如一套公开透明的算法)使得整个系统中的所有节点能够在去信任的环境自由安全的交换数据,使得对“人”的信任改成了对机器的信任,任何人为的干预不起作用。

4. 信息不可篡改:一旦信息经过验证并添加至区块链,就会永久的存储起来,除非能够同时控制住系统中超过51%的节点,否则单个节点上对数据库的修改是无效的,因此区块链的数据稳定性和可靠性极高。

5. 匿名性:由于节点之间的交换遵循固定的算法,其数据交互是无需信任的(区块链中的程序规则会自行判断活动是否有效),因此交易对手无须通过公开身份的方式让对方自己产生信任,对信用的累积非常有助益。


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应用行业与场景




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发明成果分享


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