区块链技术原理知识详解

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1、目录 区块链简介 1 特点与分类 2 区块链网络 3 数据结构 4 核心问题 5 展望 6 1. 区块链技术简介 区块链技术是构建比特币区块链加密传输的基础技术网络和交易信息。它基于密码学原理而不是信用，因此任何达成协议的双方都直接付款，无需第三方中介的参与。互联网上的几乎所有交易都需要受信任的第三方信用机构的帮助来处理电子支付信息。这样的系统仍然内生地受制于“基于信用的模型”。背景1.区块链介绍区块链是一种分布式账本，一种以去中心化和去信任的方式共同维护可靠数据库的技术解决方案。定义从数据的角度来看，区块链是一个几乎不可能改变的分布式数据库。这里的“分布式”不仅体现在数据的分布式存储上，还体现在数据的分布式记录（即系统参与者共同维护）上。从技术的角度来看，区块链不是单一的技术，而是多种技术融合的结果。这些技术以新的结构结合在一起，形成了一种记录、存储和表达数据的新方式。1.区块链介绍国际权威杂志《经济学人》、《哈佛商业周刊》、《福布斯》等。先后报道区块链技术将影响世界。Startup R3与摩根大通、美国银行、汇丰银行、花旗银行、富国银行、三菱日联金融集团、巴克莱银行等全球42家顶级银行建立了区块链联盟。

2、银行、高盛、德意志银行等动态目录区块链简介 1 特征与分类 2 区块链网络 3 数据结构 4 核心问题 5 前景 6 2. 特征与分类 特征 去中心化、去信任的区块链是由许多节点共同组成端到端，没有集中的设备和管理组织。节点之间的数据交换通过数字签名技术进行验证，无需相互信任。只要按照系统既定的规则进行，节点就不能也不能欺骗其他节点。开放、共识 任何人都可以参与区块链网络，每个设备都可以作为一个节点，每个节点都可以获取数据库的完整副本。基于共识机制，节点通过竞争计算共同维护整个区块链。如果任何一个节点发生故障，其余节点仍然可以正常工作。2.特征和分类特征不可篡改，可以追溯到单个甚至多个节点。对数据库的修改不能影响其他节点的数据库，除非可以控制全网51%以上的节点同时修改，这几乎是不可能的。区块链中的每一笔交易都通过密码学方法与两个相邻的区块相连，因此可以追溯到任何一笔交易的过去和现在。交易是透明的。双方匿名区块链的运行规则是公开透明的，所有数据信息也是公开的，所以每一笔交易对所有节点都是可见的。由于节点之间不存在信任，因此节点之间无需公开身份，每个参与节点都是匿名的。2.特性与分类联盟链由多家机构联合发起引入。

3、在公链和私链之间，具有部分去中心化的特点。私有链建立在某个企业内部，系统的运行规则根据企业的要求设置，修改甚至读取权限仅限于少数节点，同时仍然保留了区块链的真实性和部分去中心化。区块链。公链没有官方组织和管理机构，没有中央服务器，参与节点按照系统规则自由接入网络，不受控制，节点之间的工作基于共识机制。目录 区块链介绍 1 特征与分类 2 区块链网络 3 数据结构 4 核心问题 5 展望 6 3. 区块链网络科普数字签名数字签名涉及哈希函数、发送者的公钥、发送者的私钥。数字签名有两个作用，一是确认消息确实由发送者签名并发送出去。其次，数字签名可以确定消息的完整性。工作原理 发送者在发送消息时，使用哈希函数从消息文本中生成消息摘要，然后用自己的私钥对摘要进行加密。加密的摘要将作为消息和消息的数字签名一起使用。发送给接收方，接收方首先使用与发送方相同的哈希函数，从收到的原始消息中计算出消息摘要，然后使用发送方' s 用于解密附加到消息的数字签名的公钥。如果两个摘要相同，则接收方可以确认数字签名是发送方的。3.区块链网络普及SHA256是一种哈希值加密算法。它是如何工作的 将任何数据字符串输入 SHA256 将导致 2。

4、56 位哈希值（哈希值）。其特点：相同的数据输入会得到相同的结果。只要输入数据稍有变化（比如一个1变成0）），就会得到天差地别的结果，而且无法提前预测结果。前向计算（从数据中计算出其对应的 Hash 值）非常容易。逆向计算（俗称“破解”，即从Hash值中计算出对应的数据）难度极大，在目前的技术条件下被认为是不可能的。3.区块链网络MerkleTree是一棵哈希二叉树，可以用来快速验证大规模数据的完整性。在比特币网络中，默克尔树用于汇总一个区块中的所有交易信息，最后生成该区块中所有交易信息的统一哈希值。交易信息的任何变化都会改变 Merkle 树。科普工作原理非叶子节点的值的计算方法是将该节点的所有子节点组合起来，然后对组合后的结果进行hash计算得到hash值。3.区块链网络时间戳服务器主要用于比较和验证处理。时间戳服务器是基于PKI（Public Key Cryptography Infrastructure）技术的时间戳权威系统，向外界提供准确可靠的时间戳服务。。采用精确的时间源，

5、。科普3.区块链网络节点网络本章后续内容根据比特币网络的特点进行讲解3.区块链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，一个完整的比特币节点包括以下功能：1.钱包，允许用户在区块链网络上进行交易2.完整的区块链，记录所有的交易历史，通过特殊的结构保证历史交易的安全性。用于验证新交易的合法性3.矿工通过记录交易和解密数学问题来生成新块。如果成功，他们可以获得奖励4.路由功能，该功能从其他节点传输数据。除了路由功能之外，其他功能都不需要将交易数据等信息传输到更多节点。3.区块链网络交易流程3.区块链网络交易流程第二步：A向全网广播交易订单，比特币发给B，每个节点将收到的交易信息包含在一个堵塞。步骤一：所有者A用自己的私钥在上一笔交易（比特币的来源）和下一笔交易的所有者B上签署一个数字签名，并将这个签名附加到货币的末尾，制作一个交易列表点：B使用公钥作为接收地址 点：对于B，比特币将立即显示在比特币钱包中，但直到区块确认成功后才可用。现在，一个比特币从支付到最终确认成功，需要经过6个区块的确认才能被确认。3.区块链网络交易流程第三步：每个节点通过解决一个数学问题获得创造。

比特币网络从超过 5 个节点获取时间，然后取中间值作为时间戳。3.区块链网络交易流程第五步：全网其他节点检查区块记账的正确性，如果没有错误区块链哈希值交易记录查询，就会竞争合法区块之后的下一个区块，从而形成具有法律会计的区块链。要点：每个区块的创建时间大约 10 分钟。随着全网算力的不断变化，每个区块的生成时间会随着算力的增加而缩短，随着算力的减弱而延长。原理是根据2016年最近出块的时间差来计算的。（两周左右），自动调整每个区块的生成难度（如减少或增加目标值中0的数量），使每个区块的生成时间为10分钟。目录 区块链介绍 1 特征与分类 2 区块链网络 3 数据结构 4 核心问题 5 前景 64.

7、.数据结构区块链区块链以块的形式组织数据。全网所有交易记录以交易单的形式存储在全网独有的区块链中。4.数据结构块是记录事务的数据结构。每个块由块头和块体组成。块体只负责记录上一期的所有交易信息。区块链的大部分功能都是通过区块头来实现的。Block4.数据结构块头1.版本号，表示软件和协议的相关版本信息2.父块的哈希值，父块头的哈希值在引用区块链的价值，每个区块通过它首尾相连形成区块链，而这个值对区块链的安全性起着至关重要的作用3.Merkle root，这个值是由区块中所有交易的哈希值决定的主体是通过二乘二散列计算得到的值，主要用于检查某笔交易在该区块​​中是否有4.时间戳，并记录该区块的生成时间，精确到秒< @5.难度值，区块内相关数学题的难度目标6.随机数（Nonce），记录解密本区块内相关数学题答案的值4.数据当前区块加入区块链后，所有矿工立即开始生成下一个区块。1.

8、该方法生成一个哈希值，并将其填充到当前区块的父哈希值中4.将当前时间保存在时间戳字段中<@5.难度值字段将根据调整前一段时间块的平均生成时间，以应对全网不断变化的整体计算量。如果计算量增加，系统会增加数学问题的难度值，这样完成下一个区块的预期时间仍然是恒定的。时间 区块形成过程目录 区块链简介 1 特征与分类 2 区块链网络 3 数据结构 4 核心问题 5 展望 6 <@5. 核心问题 区块头包含一个随机数，这使得块的随机分散列值出现了所需的0个数。节点通过反复试验找到这个随机数，从而建立了工作量证明机制。工作量证明 工作量证明机制的本质是一个 CPU，一票，“多数”决定表示为最长链，因为最长的链包含的工作量最大。如果大多数 CPU 都由诚实节点控制，那么诚实链将扩展最快，并优于竞争链。要修改一个已经出现的区块，攻击者必须重做该区块的工作加上该区块之后所有区块的工作，最终赶上并超越诚实节点的工作。<@5. 核心问题 全网不止一个节点可以计算同一时间段内的随机数，即网络中会有多个节点广播自己打包的临时区块（都是合法的）。如果一个节点分叉接收到同一个前一个块的多个后续临时块，则该节点将在此。

9、在本地区块链上建立一个分支，多个临时区块对应多个分支。僵局被打破，直到下一个工作量证明被发现，并且其中一条链被确认为较长的一条，然后在另一条分支链上工作的节点将切换阵营并开始在较长的链上工作。. 其他分支将被网络完全抛弃。BLOCK1BLOCK2BLOCK3BLOCK4BLOCK5BLOCK6<@5.核心问题是双花，即双花，即攻击者几乎同时用同一份钱进行不同的交易。双花 每次节点将新收到的交易票据加入区块，它将沿着交易发起者的公钥向前遍历，以检查当前交易中使用的货币是否真的属于当前交易发起者。这个校验可以遍历到币的原始诞生点（也就是产生它的区块源）。虽然多个交易订单可以以任意顺序广播，但最终加入区块时必须以一定的顺序出现。Hash值作为区块之间的时间戳，决定了可以确定任何交易的资金来源的回溯。<@5. 核心问题 高能耗 数据库 存储空间 压缩 大规模交易容量 安全 目录 区块链简介 1 特征与分类 2 区块链网络 3 数据结构 4 核心问题 5 前景 66.@ > 前景 2008年从比特币开始，区块链已经经历了可编程货币、可编程金融、可编程社会三大应用时代，其应用范围逐渐扩展到社会生活的方方面面。从需求端看，金融。

10、，医疗、公证、通讯、供应链、域名、投票等领域开始意识到区块链的重要性，开始尝试将技术与现实社会连接起来。从投资角度看区块链哈希值交易记录查询，区块链投资资金供给逐渐增加，风险投资的投资热情也在不断攀升，投资密度不断提升。供给侧资金供给有望推动技术进一步发展。从市场应用来看，区块链可以成为市场工具，帮助社会降低平台成本，让中介成为历史；区块链将推动公司现有业务模式重心的转变，有望加速公司发展。6. 展望 从社会结构来看，区块链技术有望将法律与经济融合，彻底颠覆原有的社会监管模式；组织形式会因此而改变，区块链最终可能会引领人们走向分布式自治社会。谢谢收看。从底层技术看，区块链有望推动数据记录、数据传播和数据存储管理的变革；区块链本身更像是互联网底层的开源协议，在不久的将来会触及甚至终结。彻底替代现有互联网底层基础协议。. 彻底颠覆原有的社会监督模式；组织形式会因此而改变，区块链最终可能会引领人们走向分布式自治社会。谢谢收看。从底层技术看，区块链有望推动数据记录、数据传播和数据存储管理的变革；区块链本身更像是互联网底层的开源协议，在不久的将来会触及甚至终结。彻底替代现有互联网底层基础协议。. 彻底颠覆原有的社会监督模式；组织形式会因此而改变，区块链最终可能会引领人们走向分布式自治社会。谢谢收看。从底层技术看，区块链有望推动数据记录、数据传播和数据存储管理的变革；区块链本身更像是互联网底层的开源协议，在不久的将来会触及甚至终结。彻底替代现有互联网底层基础协议。. 区块链有望推动数据记录、数据传播和数据存储管理的变革；区块链本身更像是互联网底层的开源协议，在不久的将来会触及甚至终结。彻底替代现有互联网底层基础协议。. 区块链有望推动数据记录、数据传播和数据存储管理的变革；区块链本身更像是互联网底层的开源协议，在不久的将来会触及甚至终结。彻底替代现有互联网底层基础协议。.