区块链基础框架知识点分享
2022-10-21 13:38:27 0 举报AI智能生成
区块链基础框架知识点分享
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大纲/内容
区块链定义
区块链是一种带有数据“散列验证”功能的数据库。区块，就是数据块，按照时间顺序将数据区块组合成一种链式结构，并利用密码学算法，以分布式记账的方式，集体维护数据库的可靠性
指多个节点间， 基于加密链式区块结构、 分布式节点共识协议、 P2P 网络( 对等网络) 通信技术和智能合约等技术， 组合而成的一种去中心化基础架构
是多项成熟技术的一次整合
区块链技术源于比特币系统的底层框架，是具备去中心化、 去信任化、 集体维护、 时序数据、 可编程和不可篡改等特点的分布式存储方案，对于金融领域乃至整个宏观社会系统具有重大历史意义
区块链类型
公有链
公有链完全对外公开， 用户可自由访问区块网络， 以及在链上广播交易数据， 还可即时参与网络共识过程
真正具备完全去中心化特征的区块链，能够在去信任化的网络环境中快速建立共识，形成去中心化的运行机制， 并且交易信息不可篡改
比特币系统就是基于公有链， 但其应用范围仅限于数字货币类型，以太坊( Ethereum) 是在公有链场景中应用最广泛的通用开发平台
联盟链
联盟链中只有联盟成员可加入联盟链网络，按照联盟规则来制定用户在链上的读写权限和记账权限
联盟链的注册许可限制的特征，对于金融机构的交易、结算或清算场景非常适用
常见平台有超级账本 ( Hyperledger) 以及国内的FISCO-BCOS
私有链
私有链网络仅在私有组织内部使用，按照私有组织规则来制定用户在链上的读写权限和记账权限
私有链网络仅在私有组织内部使用，按照私有组织规则来制定用户在链上的读写权限和记账权限
私有链可有效防范来自内部或外部对数据的安全攻击
私有链是由私有组织进行管控，数据信息不对外开放，只有内部人员能够参与
区块链的基础架构
数据层
数据层用来存储数据区块，涵盖了时间戳、Merkle 树、非对称加密和哈希函数等技术点， 确保数据的可追溯性和不可篡改性
数据区块结构
区块头
记录版本号
父区块哈希值
时间戳
随机数
Merkle 根等
区块体
存储以 Merkle 树为组织形式的交易数据
网络层
组网方式、 消息传播协议、 数据验证机制等构成了网络层
扁平式拓扑结构的 P2P 组网方式， 使得网络中的每个节点承担相同角色， 主要具备路由发现、 验证交易信息、 广播交易信息和发现新结点等功能
整个网络的正常运转不会被部分节点的损坏而影响，但同时提高了维护全部节点的成本
共识层
去中心化网络中的决策权高度分散， 必须有效实现各节点对数据的有效性， 高效地达成共识
共识层利用工作量证明机制 ( PoW) 、 权益证明机制( PoS) 、 股份授权证明机制( DPoS) 以及分布式一致性算法等几种方案，有效地解决了这个问题
共识过程与经济激励的结合极大地增强了区块网络的可靠性
激励层
在激励层将经济因素集成到区块链体系之中，共识节点之间构成了服务众包机制
共识节点既可最大化自身的利益， 又可保障整个系统有效地整体运作
合约层
合约层的本质是区块链底层的商业逻辑及算法，合约层的存在能够实现对区块数据的灵活操作，还可在合约层实现区块链系统的应用编程
新一代区块链平台大多开始使用智能合约
智能合约为数据层的数据赋予了可灵活编程的机制，承担起了区块链中的机器代理的的角色
应用层
基于区块链平台在应用层可实现各种应用场景和现实案例
区块链的应用
军事军工领域
武器装备全寿命周期管理
武器装备从立项论证、研制生产、交付服役到退役报废,需要对全寿命周期内包括设计方案、试验结果、技术状态等大量数据资料进行记录备案
引入区块链技术,构建一种不可被破解的完整监控、管理和控制系统,可以进一步提高武器装备管理的安全性、便利性和可信度
构建自主化、安全的任务指挥与控制体系
将区块链与人工智能和军事物联网相结合,将改变未来的军事指挥控制模式,即从集中战斗控制模式转变为分散控制
通过区块链进行协调的自治系统,可以提供一种更可行的设计,既可以保留协调的优点,又可以消除中央控制固有的漏洞
智能化军事物流
运用区块链技术,可以降低军事物流的成本,追溯物品的生产和运送过程,并且提高供应链管理的效率
为智能军事物流模式应用节约时间成本,有效解决智能化军用物流面临的组网通信、数据保存和系统维护等难题,进一步提高军事物流系统的生存能力,确保系统有序高效运转
为军事后勤提供可靠保障
区块链技术还可以有效解决智能化军事后勤面临的组网通信、数据保存和系统维护等一系列难题
可以组成一个完备的联盟链,使军事后勤装备及能源等与各军种、各部门的需求相匹配,时刻处于最佳状态
数字版权保护
联盟链因自身特点，适用于数字版权保护
联盟链对应的实体机构，通常为媒体出版、网络平台、版权交易、监管机构等组成的联盟
具备对原创性版权内容的全网鉴定能力，具有保护原创内容的版权需求，或者具有版权保护监管职能
由这些机构组成分布式的记账节点，节点间通常采用 PBFT、Raft 等共识机制来保证数据的一致性和有效性
移动通信领域
区块链技术天然地拥有去中心化、分布式、防篡改等优点，所以移动通信领域的研究者期望将其应用于系统的各个层面，期望大幅度提升蜂窝移动通信系统的性能，实现真正意义的万物万联
金融领域
区块链在国际汇兑、信用证、股权登记和证券交易所等金融领域有着潜在的巨大应用价值
能够省去第三方中介环节，实现点对点的直接对接，从而在大大降低成本的同时，快速完成交易支付
物联网和物流领域
区块链在物联网和物流领域也可以天然结合
通过区块链可以降低物流成本，追溯物品的生产和运送过程，并且提高供应链管理的效率。该领域被认为是区块链一个很有前景的应用方向
区块链通过结点连接的散状网络分层结构，能够在整个网络中实现信息的全面传递，并能够检验信息的准确程度
区块链 +大数据解决方案就利用了大数据的整合能力，促使物联网基础用户拓展更具有方向性，便于在智能物流的分散用户之间实现用户拓展
公共服务领域
区块链在公共管理、能源、交通等领域都与民众的生产生活息息相关，但是这些领域的中心化特质也带来了一些问题，可以用区块链来改造
区块链提供的去中心化的完全分布式DNS服务通过网络中各个节点之间的点对点数据传输服务就能实现域名的查询和解析
保险领域
在保险理赔方面，保险机构负责资金归集、投资、理赔，往往管理和运营成本较高
通过智能合约的应用，既无需投保人申请，也无需保险公司批准，只要触发理赔条件，实现保单自动理赔
公益领域
区块链上存储的数据，高可靠且不可篡改，天然适合用在社会公益场景
公益流程中的相关信息，如捐赠项目、募集明细、资金流向、受助人反馈等，均可以存放于区块链上，并且有条件地进行透明公开公示，方便社会监督
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