区块链基本知识.ppt

特征 开放，共识 区块链网络中每个节点都允许获得一份完整的数据库拷贝。 去中心，去信任 不存在中心化的设备和管理机构。 交易透明，双方匿名 所有的数据信息也是公开的，每个参与的节点都是匿名的。 不可篡改，可追溯 几个节点的修改无法影响其他节点的数据库，每一笔交易都通过密码学 方法（hash算法）与相邻两个区块串联 分布式存储 传统SAN以高度的可靠性、稳定性和功能丰富性，在应用实践中获得了广泛认可。随着数据量不断增加，企业对于数据存储可扩展性提出要求，分布式存储系统逐步成为扩展性强、价格低廉的选择。 节点网络 任何机器都可以运行一个完整的比特币节点，包括： 钱包，允许用户在区块链网络上进行交易 完整区块链，记录了所有交易历史，通过特殊的结构保证历史交易的安全性，并且用来验证新交易的合法性 矿工，通过记录交易及解密数学题来生成新区块，如果成功可以赚取奖励 路由功能，把其它节点传送过来的交易数据等信息再传送给更多的节点 区块是一种记录交易的数据结构。每个区块由区块头和区块主体组成，区块主体只负责记录前一段时间内的所有交易信息，区块链的大部分功能都由区块头实现。 区块（block） 区块头 版本号，标示软件及协议的相关版本信息 父区块哈希值，引用的区块链中父区块头的哈希值，通过这个值每个区块才首尾相连组成了区块链，并且这个值对区块链的安全性起到了至关重要的作用 Merkle 根，这个值是由区块主体中所有交易的哈希值再逐级两两哈希计算出来的一个数值，主要用于检验一笔交易是否在这个区块中存在 时间戳，记录该区块产生的时间，精确到秒 难度值，该区块相关数学题的难度目标 随机数(Nonce)，记录解密该区块相关数学题的答案的值 在当前区块加入区块链后，所有矿工就立即开始下一个区块的生成工作。 把在本地内存中的交易信息记录到区块主体中 在区块主体中生成此区块中所有交易信息的 Merkle 树，把 Merkle 树根的值保存在区块头中 把上一个刚刚生成的区块的区块头的数据通过 SHA256 算法生成一个哈希值填入到当前区块的父哈希值中 把当前时间保存在时间戳字段中 难度值字段会根据之前一段时间区块的平均生成时间进行调整以应对整个网络不断变化的整体计算总量 区块形成过程 hash （哈希或散列）算法是信息技术领域非常基础也非常重要的技术。它能任意长度的二进制值（明文）映射为较短的固定长度的二进制值（hash 值），并且不同的明文很难映射为相同的 hash 值。这种映射称为hash函数，如：SHA256 算法，md5等。 例如：hash函数：除以5的余数，12 mod 5 =2 hash 算法 明文 Hash值 优秀的 hash 算法特点： ? 正向快速：给定明文和 hash 算法，在有限时间和有限资源内能计算出 hash 值。 逆向困难：给定（若干） hash 值，在有限时间内很难（基本不可能）逆推出明文。 输入敏感：原始输入信息修改一点信息，产生的 hash 值看起来应该都有很大不同。 冲突避免：很难找到两段内容不同的明文，使得它们的 hash 值一致（发生冲突）。 hash 算法 SHA256算法 工作原理 将任何一串数据输入到SHA256将得到一个256位的Hash值（散列值）。其特点：相同的数据输入将得到相同的结果。输入数据只要稍有变化（比如一个1变成了0）则将得到一个千差万别的结果，且结果无法事先预知。正向计算（由数据计算其对应的Hash值）十分容易。逆向计算（俗称“破解”，即由Hash值计算出其对应的数据）极其困难，在当前科技条件下被视作不可能。 区块链技术是构建比特币区块链网络与交易信息加密传输的基础技术。它基于密码学原理而不基于信用，使得任何达成一致的双方直接支付，从而不需要第三方中介的参与。 互联网上的贸易，几乎都需要借助可资信赖的第三方信用机构来处理电子支付信息。这类系统仍然内生性地受制于“基于信用的模式”。 互联网支付模式 类似在纸质合同上签名确认合同内容，数字签名用于证实某数字内容的完整性和来源。 A 发给B一个文件； A 先对文件进行摘要，然后用自己的私钥进行加密； 将文件和加密串都发给B； B 收到后文件和加密串； 用 A 的公钥来解密加密串，得到原始的数字摘要； 跟对文件进行摘要后的结果进行比对。 如果一致，说明该文件确实是 A 发过来的，并且文件内容没有被修改过。 数字签名 现代加密算法的典型组件包括：加解密算法、公钥、私钥。在现代密码体制中加密和解密是采用不同的密钥（公开密钥），也就是公开密钥算法（也叫非对称算法、双钥算法）”，每个通信方均需要两个密钥，即公钥和私钥，这两把密钥可以互为加解密。公钥是公开的，不需要必威体育官网网址，而私钥是由个人自己持有，并且必