区块链原理与应用

Blockchain Principles and Its Applications Xu Chunyu 摘要：区块链是当今存在的大多数加密货币背后的技术，它提供了一种范式转换技术，有可能改变我们在互联网上记录和验证事件的方式。 通过提供分散的、不可变的、经过社区验证的交易记录，无论这些交易代表什么，区块链技术都有望改变许多行业。 本文研究了这项重要技术，并探讨了它可能的用例及其对社会的影响。 本文系统梳理了区块链技术的基本原理、技术、方法和应用。 目的是让读者熟悉区块链世界的最新技术和社会影响。 关键词：区块链加密货币 Bitcoin Ethereum：TP311: A: 1672-3791 (2018) 03(c)-0026-02 顾名思义，区块链技术是区块链。 这些块中的每一个都包含一组确定性的加密验证交易，并且这些块由一条链连接，该链遵守每个块中包含的交易的时间顺序，因此区块链。 区块链代表一个分布式账本，用于存储系统中发生的事件。 该分类器是不可变的，其内容由系统社区中的所有节点验证。 这个简单的想法为广泛的应用提供了基础。 本文研究了区块链背后的技术，然后研究了它的使用。 1 基本原理解释 1.1 区块链原理 传统的互联网应用大多遵循中心化的客户端-服务器架构，服务器存储所有需要的信息。

任何需要存储在 Internet 上的信息通常发生在集中式客户端-服务器架构中，其中服务器拥有所有信息，并在安全性和可用性方面为整个系统提供单点故障排除。 如果服务器被黑客攻击或被恶意代理管理，它包含的信息仍然可用。 同样，如果服务器出现故障或需要进行维护，则服务器提供的可用性将受到影响。 这个问题的缓解 快递公司问题 快递公司问题 包裹支付处理 关于圆的周长 Area 重点题型 关于解方程 问答 关于南海问题 通常的做法是在服务器上复制数据，但是仍然受到上述问题的困扰，因为这些服务器通常由同一类型的实体控制，因此也受到相同的安全威胁和物理环境，最坏的情况下会导致停机。 区块链的动机是提供一种不同的替代信息存储方式。 通过将数据从中心化系统中解放出来，其安全性变得更强，并且在单个站点的物理故障下无法被删除。 对于原始区块链，一种为货币比特币提供动力的解决方案。 气瓶现场处置方案.pdf 气瓶现场处置方案.doc 见习基地管理方案.doc 集体参观事件处置方案 施工现场扬尘专项治理方案。 下载还有一个原因，就是把系统的参与者从中央银行那样的中央集权的集中统治中解放出来，从而为货币领域的民主化提供了一些手段。

从这个动机出发，我们发现了大量的区块链，它们都试图针对人类活动的特定领域。 1.2 比特币的原理 2008年美国次贷危机期间区块链在比特币的应用原理，一位名叫中本聪的匿名作者描述了支持虚拟货币创建和使用的区块链的实现。 这种虚拟货币就是比特币。 与法定货币不同，比特币不是由中央银行发行的，而是作为对点对点网络的奖励而建立的，一个把它放在自己身上的 P2P 网络，把一组经过验证的交易添加到现有的比特币区块链中. 如果进一步细化，比特币网络是由一组分布在世界各地的计算机组成的，这些计算机都运行着开源软件。 当交易发生时，系统中的所有节点都会验证其真实性。 系统中的一组计算机，被称为“矿工”，将它放在适当的位置，将经过验证的交易块添加到比特币区块链，有效地将事情变成一个不可变的分配分类帐。 作为对他们工作的奖励，系统会创建新的比特币并将新创建的比特币分发给他们。 请注意，系统中的所有节点都会跨操作进行验证，这称为社区验证。 社区验证对于确保系统就交易的真实性达成共识至关重要。 一旦一笔交易被社区验证并放入一个区块中，这些矿工就会竞相将其添加到区块链中。 因此，系统中的所有矿工现在都在相互竞争。 成功完成这项任务的矿工将获得奖励，因为它证明了它做了最多的工作。

这称为工作量证明。 与其将所有数据放在一个位置，在安全性、隐私和可靠性方面提供单点故障，不如将文件存储在区块链上。 区块链可用于协商在某些计算机上存储文件的成本，作为回报，它将提供数据丢失的安全性。 当然，数据本身是加密的，以确保隐私。 比特币矿工使用的硬件随着系统中挖矿节点的数量而发展，因此，该问题的难度级别也增加了。 一开始，矿工可以使用他们的 CPU 来挖掘比特币。 但随着难度的增加，矿工转向 GPU，随着复杂性的进一步增加，矿工转向定制设计的硬件，称为 ASIC（专用集成电路）。 这可以解决这个问题，同时消耗尽可能少的功率。 这种演变的本质是比特币挖矿是一种权衡。 这种权衡是在收到的奖励和所需计算消耗的功率之间进行的。 对更快、更高效硬件的需求不断增长的一个结果是挖矿变得更加集中。这是因为它使矿工能够集中资源以实现规模经济并专注于能源成本

较低的地区。 1.3 以太坊 可见区块链在比特币的应用原理，比特币是一种建立在区块链之上的数字货币。 一位创造者，以太坊，发现了区块链技术的更大潜力。 区块链刚刚推出的可以处理的交易是：它可以提供一个不可变的分布式账本交易，由社区验证，不依赖于任何中央权威机构。 以太坊的创造者认为这可以用于许多其他领域。 他们的主要贡献是在区块链中添加了图灵虚拟机。 这允许区块链执行自定义编写的代码。 这项创新为在区块链上实现许多不同的想法打开了大门。 一个恰当的例子：一个设计为“智能合约”的杀手级应用程序，该软件负责对两个交易对手之间的协议进行编码。 例如：如果A和B双方约定，如果某事件发生，A将支付给B一定的金额，该金额会被编码同时放在区块链上。 当触发事件发生时，无需输入请求，资金将自动转账。 当系统本身，即代码片段被验证时，系统中的每个节点都知道合约的条款。 当事件发生时执行它。 就像比特币一样，在区块链上添加特殊合约或交易的矿工将获得以太币，即以太坊的数字货币。

以太坊的底层技术与比特币使用的相同。 除了使用 SHA256 算法作为工作证明外，以太坊还使用了一种更昂贵的内存哈希函数，称为 Ethash。 当然，以太坊还包括一个完整的虚拟机，允许用户在区块链上执行代码。 以太坊设计者选择了昂贵的内存哈希，以降低硬件设计者设计 ASIC 的能力。 通过这样做，他们相信他们可以防止挖矿过程集中在一些使用硬件的定制数据中心，而不是将其交给在 CPU 和 GPU 上运行算法的用户。 1.4 其他数字货币 比特币的成功和以太坊的持续发展，带动了大量建立在区块链上的数字货币的发展。 这些货币被称为“山寨币”，简称“山寨币”，是比特币的替代品。 这些技术的变化通常会改变验证工作的算法，使其更加集中，或者以其他方式调整底层技术，例如加快交易处理时间。 其他数字货币的一些示例包括 Lite-coin、Dogecoin、Peercoin、Feathercoin、Zetacoin、novacoin。 这些货币与以太坊和比特币没有太大区别，因此本文不会对它们进行更详细的解释。 1.5 区块链的其他应用 因此，区块链有可能成为影响不同行业的变革技术，例如金融和云计算。

通过启用社区验证的、不可变的、分布式的交易分类账，它允许大量有利于社会和经济的用例。 加密货币是区块链应用程序的一个示例，它提供了创建一种不受中央集权机构控制且数量有限的新型货币的机会。 因此，当央行印发更多货币以鼓励经济增长时，减少货币供应量会导致通胀压力，这就是2008-2009年金融危机期间启动的量化宽松政策。 在饱受通货膨胀和货币贬值困扰的国家，加密货币提供了一个安全的避风港和价值储存手段，可用于对冲这些风险。 它还提供了金融创新的潜力，通过为新公司提供更便宜的融资方式来为经济提供额外的动力。 区块链还可用于存储用户身份、身份和文件。 所有这些都在分布式、非集中式环境中进行。 此外，一些区块链上的图灵机完备虚拟机的内部化使他们能够实施智能合约，这一发展对金融市场和商业组织产生了深远的影响。 2 结束语 区块链技术逐渐成为学术界和工业界的研究热点。 区块链技术的去中心化信用、不可篡改和可编程的特性使其广泛应用于数字加密货币、金融和社会系统。 然而，与区块链蓬勃发展的商业应用相比，区块链的基础理论和技术研究还处于起步阶段，许多对区块链产业发展至关重要的本质科学问题尚待研究。 跟进。

简而言之，区块链与机器学习、大数据和物联网一样，是一种范式转换技术，将在未来几年对我们的生活方式产生重大影响。 本文简要概述了该领域及其应用。 我们希望鼓励读者深入研究围绕该主题的技术文献，因为我们相信这是一个热门研究领域。 参考文献 [1] 袁勇，王飞跃． 区块链技术发展现状与展望[J]． 自动学报, 2016, 42 (4): 481-494. [2]安庆文． 基于区块链的去中心化交易数字化关键技术研究与应用[D]. 东华大学，2017. [3] 沉鑫，裴清琪，刘雪峰． 区块链技术综述[J]. 网络与信息安全学报, 2016, 2 (11): 11 -20. [4] 贾丽萍． 比特币的理论、实践及影响[J]． 国际金融研究，2013（12）：14-25。 [5] 杨晓晨，张明． 比特币：运行原理、典型特征与前景[J]． 金融评论, 2014, 6(1): 38-53, 124. -全文完-