区块链原理详解.ppt

区块链原理详解
第一页，共39页。
目录
区块链简介
1
特征及分类
2
区块链网络
3
数据结构
4
核心问题
5
前景展望
6
第二页，共39页。则进行，节点之间不能也无法欺骗其它节点。
开放，共识
任何人都可以参与到区块链网络，每一台设备都能作为一个节点，每个节点都允许获得一份完整的数据库拷贝。节点间基于一套共识机制，通过竞争计算共同维护整个区块链。任一节点失效，其余节点仍能正常工作。
第十一页，共39页。

特征
不可篡改，可追溯
单个甚至多个节点对数据库的修改无法影响其他节点的数据库，除非能控制整个网络中超过51%的节点同时修改，这几乎不可能发生。区块链中的每一笔交易都通过密码学方法与相邻两个区块串联，因此可以追溯到任何一笔交易的前世今生。
交易透明，双方匿名
区块链的运行规则是公开透明的，所有的数据信息也是公开的，因此每一笔交易都对所有节点可见。由于节点与节点之间是去信任的，因此节点之间无需公开身份，每个参与的节点都是匿名的。
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分类
联盟链
参与每个节点的权限都完全对等，大家在不需要完全互信的情况下就可以实现数据的可信交换，联盟链的各个节点通常有与之对应的实体机构组织，通过授权后才能加入与退出网络。通常是公司与公司、组织与组织之间达成的联盟模式。
私有链
有些区块链的应用场景下，并不希望这个系统任何人都可以参与，不对外公开，适用于特定机构的内部数据管理与审计或开发测试等。
公有链
任何节点都是开放的，每个人都可以参与到这个区块链计算，而且任何人都可以下载获得完整区块链数据（全部账本）。
第十三页，共39页。
目录
区块链简介
1
特征及分类
2
区块链网络
3
数据结构
4
核心问题
5
前景展望
6
第十四页，共39页。

科普
数字签名
数字签名涉及到一个哈希函数、发送者的公钥、发送者的私钥。数字签名有两个作用，一是能确定消息确实是由发送方签名并发出来的。二是数字签名能确定消息的完整性。
工作原理
发送报文时，发送方用一个哈希函数从报文文本中生成报文摘要，然后用自己的私钥对摘要进行加密，加密后的摘要将作为报文的数字签名和报文一起发送给接收方，接收方首先用与发送方一样的哈希函数从接收到的原始报文中计算出报文摘要，接着再用发送方的公钥来对报文附加的数字签名进行解密，如果这两个摘要相同、那么接收方就能确认该数字签名是发送方的。
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科普
SHA256
一种求Hash值的加密算法。
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。
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Merkle Tree（默克尔树）通常也被称作Hash Tree
一种哈希二叉树，使用它可以快速校验大规模数据的完整性。在比特币网络中，Merkle 树被用来归纳一个区块中的所有交易信息，最终生成这个区块所有交易信息的一个统一的哈希值，区块中任何一笔交易信息的改变都会使得使得 Merkle 树改变。
科普
工作原理
非叶子节点value的计算方法是将该节点的所有子节点进行组合，然后对组合结果进行hash计算所得出的hash value。
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时间戳服务器
大多用来进行比对以及验证处理，时间戳服务器是一款基于PKI（公钥密码基础设施）技术的时间戳权威系统，对外提供精确可信的时间戳服务。它采用精确的时间源、高强度高标准的安全机制，以确认系统处理数据在某一时间的存在性和相关操作的相对时间顺序，为信息系统中的时间防抵赖提供基础服务。
科普
第十八页，共39页。

节点网络（以比特币为例）
本章节后续内容，均以比特币网络特性展开阐述
第十九页，共39页。

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如下功能：
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