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深入理解区块链---从底层原理到应用场景

imtoken钱包劫持 2023-07-01 05:48:02

区块链定义

区块链(Blockchain)是一个有节点参与的分布式系统。 它的特性是不可更改和不可伪造的。 也可以理解为账本系统。 它是比特币的一个重要概念,是完整的比特币区块链的副本,记录着其代币(token)的每一笔交易。 有了这些信息,我们就可以找出每个地址在其历史上任何时候的价值。

区块链特点

去中心化:由于采用分布式记账和存储,没有中心化的硬件和管理机构,任何节点的权利和义务都是平等的,系统中的数据块由整个系统中具有维护功能的节点共同维护.

开放性:系统是开放的,除了交易双方的隐私信息是加密的,区块链的数据对所有人开放,任何人都可以通过公开的接口查询区块链的数据并开发相关的应用,所以整个系统信息高度透明。

自治性:区块链使用基于共识的规范和协议(比如一套公开透明的算法),使整个系统中的所有节点都可以在去信任的环境中自由、安全地交换数据,提高对“人”的信任。 信任变成了机器,任何人为干预都行不通。

信息不可篡改:信息一旦通过验证并加入区块链,将永久保存。 除非能同时控制系统中超过51%的节点,否则在单个节点上修改数据库是无效的。 因此,区块链的数据稳定性和可靠性极高。

匿名性:由于节点之间的交换遵循固定的算法,其数据交互不需要信任(区块链中的程序规则会自行判断该活动是否有效),因此交易对方无需公开对方身份派对。 信任对信用的积累很有帮助。

关于区块链的一些原则和常识

区块链分为公有链和广义私有链。 公有链:是指世界上任何个人或组织都可以发送交易,交易可以被区块链有效确认,任何人都可以参与其共识过程。 记账权完全由公众共识算法决定,即整个网络是公开的。

广义的私有链分为联盟链和私有链。 联盟链:顾名思义,一般是指由少数机构组成的联盟节点。 联盟之间的价值传递属于合作关系,但同时又不能完全信任。 典型场景包括跨境支付、票据市场、场外交易市场等。 一般由PBFT共识算法转化而来的共识算法节点数不多,同时要求出块速度快,需要所有节点都被接纳,即只有获得许可才能进入联盟链(我们也称联盟链为许可链)。 完全私有链:只用区块链的分布式账本技术记账,和其他分布式存储方案没有太大区别(说实话,如果不是政治任务,别想用区块链代替数据库,吃力不讨好)

目前大部分金融机构/行业巨头都想尝试广义的私有链,当然联盟链是主要的。 也有少数机构不懂,以政治使命为目的,不知道是私链还是联盟链。

无论是什么类型的区块链,都必须包含以下核心:

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1、采用什么样的共识机制(共识过程)? 目前公链采用的共识算法多为POW,挖矿时常听说。 这不是一个特别满意的方案,所以我们有一个POS(Proof of Stake)方案,以后我们会有一个改进的版本,比如DPOS方案,而POS&DPOS还没有经历过产业化的考验,还没有得到验证。

2. 基本账本和账户模型是如何设计的? 目前有两种型号:a. 以比特币为代表的UTXO账户模型,也是基础账本的基础模型。 b. 在以以太坊为代表的Balance账户模型中,balance的变化取决于合约状态和数据写入的变化。

3.代币发行的经济模型是如何设计的? 比特币是最简单的设计,区块奖励呈线性递减。 这里涉及到的主要问题是如何公平地分配代币。

4、如果是联盟链,如何保证节点间的博弈是帕累托最优且进化稳定的?

联盟链节点之间有大量数据共享区块链是比特币的底层技术,但肯定有大量节点不愿意共享真实数据或所有数据。 那么如何保证在大多数自私节点的情况下,联盟链不至于名存实亡呢?

区块链的发展可以类比互联网的发展。 总有一天,互联网上会形成一个叫做金融互联网的东西,这个东西就是基于区块链的。 它的前身是比特币。 传统金融从私有链/联盟链(局域网)起步,比特币系列从公链(广域网)起步,都在汇聚同一个理念——基于数字资产(Digital Asset)的智能金融世界).

区块链应用场景

银行业

本质上,银行是一个安全的存储仓库和价值交换中心,而区块链作为数字化、安全、不可篡改的账本可以达到同样的效果。 事实上,瑞士银行 UBS 和总部位于英国的巴克莱银行都已经在试验它,以此作为加快后台系统功能和清算和结算能力的一种方式。 一些银行业机构称,区块链可能会减少200亿的中间商成本。 银行成为越来越多投资区块链初创企业的金融服务巨头之一也就不足为奇了。 R3CEV 是一个由 50 家公司组成的金融联盟,正在为金融行业开发定制区块链。 Thought Machine Group 基于私有链技术和加密总账簿开发了名为 Vault OS 的银行系统(见下图)。 无论银行经营时间长短或银行规模大小,都可以适应这种安全的点对点金融系统。

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付款和现金交易

在福布斯最近的一篇文章中,世界经济论坛声称,由于现金交易模式,去中心化支付技术(如比特币)可能会改变 100 多年来固定不变的“业务结构”。 多亏了区块链,我们觉得可以绕过这些笨重的系统,创造更直接的支付流程,可以在国内或跨境支付,无需中介,以超低费率和几乎即时的速度. (下图)是一家利用区块链技术服务于全球基于区块链技术的比特币和现金交易的初创公司。

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网络安全

虽然区块链的分类帐是公开的,但数据的通信可以使用高级密码学进行验证和传输。 这可确保数据来源正确,并且在此过程中不会拦截任何内容。 如果区块链技术得到更广泛的采用,黑客攻击的可能性将会降低,因为区块链被认为比许多传统系统更健壮和可靠。 它降低传统网络安全风险的方法之一就是消除对人工中介的需求。 通过消除对中间人的需求,它减少了潜在的安全问题,从黑客攻击到腐败。 高盛写道。 (下图)是一家爱沙尼亚初创公司,主要专注于基于区块链的企业级网络安全技术。

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学术记录和学术界

位于加州的提供软件技术培训课程的学校 Holbertson 宣布将使用区块链技术来验证学历证书。 这将确保学生声称已经通过了他们实际上已获得认证的 Holbertson 课程。 如果更多的学校开始采用公开透明的学历证书、成绩单和文凭,可能更容易解决学位造假问题,更不用说节省时间和成本,避免人工检查和减少纸质文件。

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选举

选举需要选民身份验证、安全记录以跟踪选票,以及可靠的计票员来确定谁获胜。 区块链可以服务于投票过程、选票跟踪和选票计数,从而避免选民欺诈、记录丢失或不公平做法。 根据对区块链的投票交易,选民将同意最终的统计,因为他们可以计算自己的选票,并且由于区块链审计跟踪,可以确认没有修改或删除任何票数,也没有任何投票票,也没有投票。添加。 Follow My Vote 是一家由 Kickstarter 资助的公司,决心建立一个端到端的可验证在线投票系统。

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汽车租赁和销售

该合作伙伴关系于去年宣布,旨在使用区块链构建概念验证,以简化汽车租赁流程,使其成为“点击、注册和驾驶”流程。 未来的客户选择他们想要租赁的汽车,进入区块链的公共账本; 然后,客户坐在驾驶座上,签署租赁协议和保险单,同时区块链同步更新信息。 这不是天方夜谭,汽车销售和汽车登记也有可能成为现实。

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网络与物联网

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IBM 和三星一直在研究一个名为 ADEPT 的想法,该想法使用区块链技术形成物联网设备分散网络的主干。 据 CoinDesk 网站介绍,ADEPT 作为一种匿名去中心化的点对点遥感技术,区块链可以成为一种面向大量设备的公共账本,它们将不再需要中心化的路由器来中介他们之间的交通。 由于没有中央控制系统进行身份验证,设备将能够在它们之间匿名传输并管理软件更新、错误或能源管理。 其他公司也在寻求将区块链技术集成到物联网平台中。 例如,Filament 正在使用区块链构建一个去中心化网络,传感器可以在其中相互通信。 该公司已经筹集了 500 万美元的 A 系列资金,参与方包括 Verizon Ventures 和 Samsung Ventures。

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预测

整个研究、分析、咨询和预测行业都将被区块链所震撼。 在线众筹平台 Augur 希望投资去中心化预测市场。 该公司声称它将提供类似于普通赌博交易所的服务。 整个过程将去中心化,并为用户提供一个不仅可以投注体育和股票,还可以投注选举和自然灾害等其他事物的场所。 这个想法将超越体育彩票,创造一个“预测市场”。

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在线音乐

许多音乐艺术家正在转向区块链技术,以便更公平地共享在线音乐。 据 Biilbord 介绍,这三家公司正准备为艺术家建立更直接的支付渠道来解决支付问题,并通过自动化智能合约解决认证问题。 PeerTracks 系统仍在开发中,旨在提供一个音乐流媒体平台,用户可以在线收听音乐并直接向艺术家付款,而无需使用区块链技术的中介。 该平台还希望在艺术家和客户之间建立更直接的激励机制。 Myclia 由格莱美获奖歌手 Imogen Heap 投资,通过建立智能合约来开发智能歌曲。 区块链合约允许艺术家直接向粉丝出售音乐,而无需通过唱片公司。 Ujo Music 是一家由企业家 Phil Barry(下图)牵头的风险投资公司,它表示正在基于区块链重建音乐产业。 它还希望解决在线音乐和付费艺术家的问题。 除了流媒体,Ujo 将成为艺术家和创作者歌曲目录的更好方式; 同时使用像自动大脑一样的音乐列表背后的智能合约。

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共乘

像优步这样的叫车应用程序似乎是权力下放的对立面,在权力下放中,公司充当调度中心,使用其算法来控制他们负责的司机车队。 据彭博社报道,以色列初创公司 la'zooz(如下图)希望成为“反 UBER”。 它使用自己专有的数字货币,类似于比特币,使用区块链数字化技术记录货币。 人们不使用集中式在线打车服务,而是使用 la'zooz 来查找其他人的旅行路线并使用数字货币兑换乘车服务。 未来一些数字货币将可用于网约车交易。 用户赚取(或开采)这些数字货币的过程允许该应用程序跟踪他们的位置。

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股票交易

多年来,公司一直致力于简化买卖和交易股票的过程。 新兴的区块链初创公司认为,区块链技术可以使这一过程比以往任何解决方案都更加安全、自动化和高效。 Overstock 的子公司 TØ.com 希望将区块链技术应用于网络股票交易。 Wired 杂志报道称,Overstock 已经实施应用区块链发行私人债券,但现在 SEC(美国证券交易委员会)已批准 TØ.com 发行公共债券。 同时,区块链初创公司Chain正在与纳斯达克合作,通过区块链实现私人企业的股权交易。

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房地产

产权买卖过程中的痛点:交易过程中和交易后缺乏透明度、繁琐的文书工作、潜在的欺诈、公共记录错误等等,这些只是其中的一部分。 区块链提供了一种满足无纸化和快速交易需求的方式。 房地产区块链应用可以帮助记录、追溯和转移产权契约、房屋契约、留置权等区块链是比特币的底层技术,也为金融公司、产权公司和抵押公司提供平台。 区块链技术致力于安全地保存文件,同时提高透明度并降低成本。 该公司的测试版将于 2016 年夏季推出。

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保险

AirBnB、途家、Wimdu 等公司为人们提供了一种临时交换资产(包括私人住宅)以产生价值的方式。 问题是人们很难为这些平台上的资产投保。 与区块链初创公司 Stratumn 一起,专业服务公司德勤和支付服务提供商 Lemonway 最近刚刚发布了一个名为“LenderBot”的基于区块链的解决方案。 它是一款专为共享经济设计的小额保险概念产品,证明了区块链应用和服务在保险行业的潜力。 LenderBot 允许人们注册个性化的小额保险产品并通过 Facebook Messenger 进行交流。 目标是确保个人之间交换的高价值物品,区块链在贷款合同中充当第三方。

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医疗

从历史上看,医疗保健组织一直在努力解决无法跨平台安全共享数据的问题。 数据提供者之间更好的数据协作意味着更准确的诊断、更有效的治疗以及提高卫生系统提供具有成本效益的护理的整体能力。 区块链技术让医院、患者、医疗利益链上的各方在区块链网络中共享数据,无需担心数据的安全性和完整性。 Startup Gem 发布了 Gem Health Network——一个实现多重签名和多因素身份验证技术以创建安全和通用数据结构的以太坊平台。 Tierion 是另一家区块链初创公司,它构建了一个用于存储和验证医疗数据的平台。 最近,Gem 和 Tierion 都在飞利浦区块链实验室与飞利浦医疗合作。

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供应链管理

区块链技术最普遍的方面之一是它使交易更安全,监管更透明。 简单来说,供应链就是一系列的交易节点,连接着产品从供应端到销售端或终端的全过程。 产品从生产到销售,要经过供应链中的多个环节。 借助区块链技术,交易将被永久记录和去中心化,从而减少时间延迟、成本和人为错误。 许多区块链初创公司正在涌入该领域:Provenance 正在构建原材料和产品的可追溯系统,Fluent 提供全球供应链借贷平台,Skuchain 为 B2B 交易和供应链金融创建了一些基于区块链的区块链解决方案市场。 产品。

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云储存

目前,大多数提供云存储的公司都将客户数据存储在一个集中的数据库中,这增加了黑客窃取信息的危险。 区块链云存储解决方案允许去中心化存储。 Stori 正在测试其云存储网络产品的测试版,旨在提高数据安全性并降低在云中存储信息的交易成本。 Stori 用户甚至可以出租他们未使用的电子存储空间,这可能会为众包云存储容量创造一个新市场。

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能源管理

能源管理是另一个长期以来高度集中的行业。 在美国,如果你想交易能源,你必须通过值得信赖的能源控股公司,如杜克能源,或者在英国,国家电网,或者与已经从大型电力公司购买的经销商进行交易。 LO3 Energy 和总部位于布鲁克林的以太坊机构 Consensys 的合资企业 Transactive Grid 等初创公司应用以太坊区块链,让消费者可以在去中心化的能源生产架构中进行交易,让人们能够高效地生产能源,并在邻居之间买卖能源。 LO3 Energy 还有其他项目,例如布鲁克林微电网项目和 Project Exergy,这是一个利用计算机余热的概念验证项目。

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运动管理

对运动员的投资逐渐成为体育管理机构和公司关注的焦点,但区块链可以通过民主化球迷未来获得当前体育明星财务份额的能力来分散对运动员的投资过程。 使用区块链投资运动员赚钱的概念还没有大规模尝试过。 不过,至少有一个机构The Jetcoin Institute提出了一种虚拟货币(Jetcoin)的概念,粉丝可以用虚拟货币投资他们喜欢的运动员,然后有机会获得运动员的一部分。未来收入,包括 VIP 活动和观众。 赛车座椅升级等。 Jetcoin 已与意大利的 Hellas Verona 足球队合作来试验这个想法。

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礼品卡和忠诚度计划

区块链可以帮助提供礼品卡和忠诚度计划的零售商使他们的系统更便宜、更安全。 几乎没有中间人来处理销售交易和礼品卡发行,使用区块链技术获取和使用礼品卡的过程将更加高效和便宜。 同样,区块链独特的验证技术进一步升级防欺诈手段,可以降低成本,防止非法用户获取被盗账户。 Gyft 是 First Data 旗下的一个购买、赠送和兑换礼品卡的在线平台。 它正在与区块链架构提供商Chain合作,为区块链上的数千家小商户提供礼品卡服务。 该项目称为“Gyft Block”。

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政府与公益

福利援助的分配是区块链技术可以应用的另一个领域。 区块链可以帮助公共管理更简单、更安全。 总部位于伦敦的金融科技公司 GovCoin Systems Limited 正在支持英国政府在福利分配领域的工作。