区块链相关笔记

区块链

​ 信息技术领域的术语，是共享数据库，且存储在该数据库中的数据资源具有不可伪造，全程留痕，可以追溯，公开透明，集体维护。创造了信任机制和合组机制。它是分布式数据存储，点对点传输，公共机制，加密算法等计算机技术的典型应用。

​ 是随比特币发展起来的技术，它作为一个去中心化的数据库，是比特币的底层技术。它存储了比特币网络交易的信息，同时验证其信息有效性（防伪）和生成下一个区块。

注：区块链的特性包括去中心化，不可伪造，全程留痕，可以追溯，公开透明，集团维护

一、区块链基础

1.区块链分类

​ 公有区块链----任何人都可以发起交易，其他人也可以参与和共识的过程

​ 联合行业区块链（托管记账方式）----是某群体中指定多个预选节点为记账人（区块链），每个区块的生成由所以预选节点共同决定。参与人员不过问记账过程

​ 私有区块链----个人或某企业仅使用区块链的总帐技术进行记账，独享该区块链的写入权

2.特点

​ 去中心化----该技术不依托第三方管理机构或硬件，除自身一体的区块链本身外，利用分布式核算与存储技术，和个节点都参与信息的自我验证，传递，管理

​ 开放性----区块链技术基础开源，除交易各方的私有信息加密，其它信息公开透明

​ 独立性----所有节点能够在系统内自动安全的验证，交换数据，不需要任何人为干预，因为它们建立在一定的规范和协议上（共识）

​ 安全性----即不可篡改，全程留痕，可追溯。除掌握50%以上的节点才修改网络数据

​ 匿名性----各区块节点的身份信息不需要分开或验证，信息传递可以匿名进行

3.区块链架构

​ 区块链系统包括数据层，网络层，共识层，激励层，合约层和应用层

//图

​ 数据层----封装了底层数据区块，以及相关数据的加密方式和时间戳，还包含基本算法

​ 网络层----包括分布式网络机制，数据传输机制和数据验证机制

​ 共识层----封装有各节点的共识算法

​ 激励层----经济因素集成到区块链体系中，包括激励的发行机制和分配机制。

​ 合约层----封装了各类脚本、算法和智能合约，是区块链的编程特性的基础。

二、核心技术

1、分布式账本

​ 是指交易记账由分布在不同区域的节点共同完成，每个节点都有完整的账目，全员参与监督交易的合法性，共同作证。

注：网络分布式处理和存储，是整合后资源完整，分布式账本则是是每个节点记录存储都完整。依靠的是共识机制保持每个节点存储的一致性。

2、非对称加密技术

​ 区块链交易信息是公开的，但参与交易的账户身份是高度加密的，保障账户的私密性（数字签名）。

注：网络数据加密方式包括对称密钥加密（加密算法复杂，密钥管理麻烦，安全性不高）和公共密钥加密（两种形态，一是发件方使用收方提供的公钥加密，接收方用自己私钥解密，其中公钥，算法和密文可以公开，明文和私钥不能公开；另一是数字签名加密，发送方使用自己的私钥加密，接收方使用发送方提供的公钥解密，其中公钥，算法和明文可以公开，私钥和密文不可公开，数字签名的功能包括真实性鉴别，数据加密和防否认）。

3、共识机制

​ 记账节点之间达成共识，少数服从多数，人人平等，其共享机制主要包括工作量证明，权益证明，委托权益证明，股份授权证明

4、智能合约

​ 基于不可篡改的的数据，自动执行预设好的规定，条款。

三、区块链的发展

​ 2008年，‘中本聪’提出区块链概念，成为电子货币（比特币）的核心组成部分

​ 2014年，区块链去中心化

​ 2016年，中国人民银行数字化货币发行

//图----从比特币区块链到以太坊区块链

四、以太坊技术

1、以太坊框架

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​ 区块链管理----是指围绕交易、块和状态进行管理，包括区块的同步验证及异常和分叉处理

​ 挖矿模块----争夺记账权过程分解成多个并行子任务的执行权

​ 账户管理----表示管理普通账户和合约账户，钱包及密钥的生成、导入和导出。//图

2、fabric超级账本技术框架

​ Fabric是Hyperledger的一个基础社区的项目，支持区块链技术的开发和应用（区块链设计模板）//图

​ 包含三大组件，即区块链（生成一个区块链平台），链码（实现外部接口），成员权限管理（注册会员）

​ 特点包括----开放性（2015年由Linux基金会开发，再由IBM和 Digital asset公司提供开源代码）；开源（开发者和企业机构可自由下载）；多语言支持（JAVA,JavaScript,Go,Python四种主流语言)；可扩展性。

​ Fabric基本架构----Peer节点，Orderer节点，CA节点 Peer节点：负责接收请求交易请求，包含有背书节点（签署授权），确认节点（检测交易请求，并验证执行交易，维护区块链和账本结构）；Order节点：负责对收到的交易在网络中进行管理（共识机制的管理）； CA节点：负责网络中成员身份的管理，负责证书的颁发和存放，也负责用户身份验证

五、区块链应用

​ 金融领域----货币汇率，股权登记，证券交易等

​ 物联网和物流领域----区块链+大数据实现自动筛选

​ 公共服务领域----能源，交通管理等

​ 数字版权领域----鉴定

​ 保险领域----理赔

​ 公益领域----捐赠、募捐