區塊鏈原理架構與應用豆瓣

① 區塊鏈技術開發到底是什麼原理

狹義來講，區塊鏈是一種按照時間順序將數據區塊以順序相連的方式組合成的一種鏈式數據結構， 並以密碼學方式保證的不可篡改和不可偽造的分布式賬本。

廣義來講，區塊鏈技術是利用塊鏈式數據結構來驗證與存儲數據、利用分布式節點共識演算法來生成和更新數據、利用密碼學的方式保證數據傳輸和訪問的安全、利用由自動化腳本代碼組成的智能合約來編程和操作數據的一種全新的分布式基礎架構與計算方式。

工作原理

區塊鏈系統由數據層、網路層、共識層、激勵層、合約層和應用層組成。 其中，數據層封裝了底層數據區塊以及相關的數據加密和時間戳等基礎數據和基本演算法;網路層則包括分布式組網機制、數據傳播機制和數據驗證機制等;共識層主要封裝網路節點的各類共識演算法;激勵層將經濟因素集成到區塊鏈技術體系中來，主要包括經濟激勵的發行機制和分配機制等;合約層主要封裝各類腳本、演算法和智能合約，是區塊鏈可編程特性的基礎;應用層則封裝了區塊鏈的各種應用場景和案例。該模型中，基於時間戳的鏈式區塊結構、分布式節點的共識機制、基於共識算力的經濟激勵和靈活可編程的智能合約是區塊鏈技術最具代表性的創新點。

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書名：區塊鏈核心技術與應用

作者：鄒均

豆瓣評分：8.6

出版社：機械工業出版社

出版年份：2018-8-1

頁數：388

內容簡介：

知名專家聯袂推薦，實力專家聯合撰寫，權威性、全面性、透徹性毋庸置疑。深度講解區塊鏈核心技術、平台與應用開發，涵蓋架構、共識、加密、P2P、比特幣、以太坊、Hyperledger、EOS、潛力框架、問題與測評等。本書分為三篇，內容解讀如下。

基礎篇（第1～6章），著重講解區塊鏈技術思想、通用架構和核心技術。該部分寫作時注意通俗易懂且兼顧全局，是學習基石與藍圖，涵蓋區塊鏈思想與價值、通用架構模型、基礎概念與核心技術（加密、共識、P2P網路等）。

實戰篇（第7～9章），講解主流的區塊鏈開發平台比特幣、以太坊、Hyperledger Fabric的核心機制、技術細節，並給出點對點的電子現金系統、智能合約開發、完整的Fabric網路構建與應用開發三個案例。

進階篇（10～12章），為進一步提升讀者開發能力、眼界與研究方向，涵蓋三個方面：① 可能的發展方向，以及一些富有潛力、特色的區塊鏈平台（EOS、Cardano、IOTA等）；② 區塊鏈開發需要考慮的各種問題，包括技術局限、各種安全問題與漏洞、應對措施；③區塊鏈測評，從6個層面和8大類質量指標來設計區塊鏈項目評測點和測試用例。

作者簡介：

鄒均 於斌 庄鵬 邢春曉 等著：鄒均，廣電運通區塊鏈科技有限公司CEO、中關村區塊鏈聯盟副秘書長。主編技術暢銷書《區塊鏈技術指南》，在領先的國際會議和期刊上發表論文20餘篇，其中區塊鏈論文獲IEEE ICWS最佳論文獎，共識演算法論文由國際頂級期刊《Transaction on Service Computing》收錄並刊登。曾榮獲澳中校友會「傑出校友獎」、麥考瑞大學「校長獎」。

於斌，現任北郵在線教育投資集團總裁、中國電子學會區塊鏈專委會委員、中關村區塊鏈產業聯盟專家，是上海財經大學，亞洲財經商學院特聘教授。北京郵電大學通信與信息系統專業博士，主編《金融科技概論》等專著4本，曾獲得國家科技進步二等獎，教育部一等獎。網路教育、金融科技、區塊鏈等領域專家。

庄鵬， IBM全球服務金融服務部高級顧問經理、資深架構師。14年金融行業架構設計與戰略咨詢規劃經驗。擁有豐富的服務轉型、大型企業級分布式系統架構設計、大數據分析、金融支付方面的豐富實施經驗。最近三年專注於區塊鏈和分布式賬本架構研究，區塊鏈相關應用和數字貨幣咨詢研究，多次作為區塊鏈峰會的講師、培訓專家。

邢春曉，清華大學信息技術研究院和互聯網產業研究院副院長，主要研究領域：計算機軟體與理論，資料庫和數據倉庫、大數據管理和分析，知識工程和軟體工程、區塊鏈與數字經濟、智慧城市（政務，商務，文化和醫療健康）等領域。發表學術論文350餘篇，其中SCI 40餘篇、EI 150餘篇，發明專利40項。

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《深度探索區塊鏈：Hyperledger技術與應用》（張增駿）電子書網盤下載免費在線閱讀

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書名：深度探索區塊鏈：Hyperledger技術與應用

作者：張增駿

豆瓣評分：6.0

出版社：機械工業出版社

出版年份：2018-2-1

頁數：308

內容簡介：

本書由超級賬本執行董事Brian Behlendorf領銜推薦，區塊鏈一線落地實踐團隊、Hyperleger會員智鏈骨幹團對撰寫。深入講解Hyperledger Fabric 1.0的架構、執行邏輯、核心功能實現、從零部署，並以票據案例為例，講解具體開發實踐，穿插開發所需的*佳實踐和遇到的問題解決。

本書分三篇，共12章內容。

准備篇（第1～2章），高度濃縮、信息量大的第1章，揭示區塊鏈的價值、核心理念、演進、主流平台、商用場景。第2章進入實踐環節，涵蓋安裝、部署與調試，讓讀者初步直觀感受區塊鏈，培養學習和實踐的興趣。

核心篇（第3～9章），先從Fabric1.0架構開始講解，方便讀者了解整體結構與運作邏輯，帶著問題與輪廓去閱讀，事半功倍。第4～9章講解內部實現機制，該篇並不點到為止，而是深入到底層實現原理層面，讓讀者透徹了解Fabric的設計與實現細節，該篇是理解區塊鏈設計與實現的關鍵所在，也是日後做好應用開發的基礎，有了問題可以自己動手解決。

涵蓋以下幾個方面：

區塊鏈架構、組件關系與運行機制總覽；

Gossip協議與P2P數據分發機制；

分布式賬本數據相關的存儲技術；

共識機制及其可插拔的架構設計；

如何實現數據隔離的多鏈與多通道；

基於數字證書的成員管理服務實現與使用；

智能合約實現、交互，以及有限狀態機。

應用篇（10～12章），從安裝部署、開發模型和應用開發的角度，以一個票據背書的案例講解如何基於Hyperledger Fabric 1.0開發區塊鏈應用，以完整地掌握區塊鏈應用開發，動手實踐具體的項目。

作者簡介：

張增駿 智鏈ChainNova技術總監和架構師。十餘年軟體開發和項目管理經驗，設計並實現了多個區塊鏈項目，帶領團隊獲得「2017可信區塊鏈峰會」唯*非金融類*佳案例獎。中國信通院可信區塊鏈專家委員會成員，參與討論並推動可信區塊鏈測試標準的制定，多次受邀到高校與企業分享與推動區塊鏈落地工作。曾任綠盟科技PDT經理，帶領團隊研發的遠程安全評估系統（RSAS）連續多年國內排名*一，廣泛應用於多個重點領域。目前關注區塊鏈、網路安全、大數據、雲計算和人工智慧等領域。

董寧 智鏈 ChainNova科技公司CEO，北京大學（天津濱海）新一代信息技術研究院金融科技研究中心主任。曾任IBM大中華區IT經濟學負責人，參與過數家商業銀行和金融機構核心系統的設計建設，具有多年金融行業的商業洞察。畢業於北京大學信息科學技術學院智能科學系。

朱軒彤 清華大學碩士，中國社會科學院數量經濟與技術經濟研究所博士生，專注於技術經濟研究。在政府及國際組織有豐富的工作經驗。

陳劍雄 智鏈ChainNova首席科學家，原金山雲技術VP，中科院計算與通信工程學院碩士。多年大規模集群系統研發經驗，參與多個區塊鏈核心系統設計和應用。

④ 區塊鏈之加密原理總結(一)

    先放一張以太坊的架構圖：

    在學習的過程中主要是採用單個模塊了學習了解的，包括P2P,密碼學，網路，協議等。直接開始總結：

                秘鑰分配問題也就是秘鑰的傳輸問題，如果對稱秘鑰，那麼只能在線下進行秘鑰的交換。如果在線上傳輸秘鑰，那就有可能被攔截。所以採用非對稱加密，兩把鑰匙，一把私鑰自留，一把公鑰公開。公鑰可以在網上傳輸。不用線下交易。保證數據的安全性。

        如上圖，A節點發送數據到B節點，此時採用公鑰加密。A節點從自己的公鑰中獲取到B節點的公鑰對明文數據加密，得到密文發送給B節點。而B節點採用自己的私鑰解密。

        2、無法解決消息篡改。

    如上圖，A節點採用B的公鑰進行加密，然後將密文傳輸給B節點。B節點拿A節點的公鑰將密文解密。

        1、由於A的公鑰是公開的，一旦網上黑客攔截消息，密文形同虛設。說白了，這種加密方式，只要攔截消息，就都能解開。

        2、同樣存在無法確定消息來源的問題，和消息篡改的問題。

        如上圖，A節點在發送數據前，先用B的公鑰加密，得到密文1，再用A的私鑰對密文1加密得到密文2。而B節點得到密文後，先用A的公鑰解密，得到密文1，之後用B的私鑰解密得到明文。

        1、當網路上攔截到數據密文2時， 由於A的公鑰是公開的，故可以用A的公鑰對密文2解密，就得到了密文1。所以這樣看起來是雙重加密，其實最後一層的私鑰簽名是無效的。一般來講，我們都希望簽名是簽在最原始的數據上。如果簽名放在後面，由於公鑰是公開的，簽名就缺乏安全性。

        2、存在性能問題，非對稱加密本身效率就很低下，還進行了兩次加密過程。

        如上圖，A節點先用A的私鑰加密，之後用B的公鑰加密。B節點收到消息後，先採用B的私鑰解密，然後再利用A的公鑰解密。

        1、當密文數據2被黑客攔截後，由於密文2隻能採用B的私鑰解密，而B的私鑰只有B節點有，其他人無法機密。故安全性最高。

        2、當B節點解密得到密文1後， 只能採用A的公鑰來解密。而只有經過A的私鑰加密的數據才能用A的公鑰解密成功，A的私鑰只有A節點有，所以可以確定數據是由A節點傳輸過來的。

        經兩次非對稱加密，性能問題比較嚴重。

        基於以上篡改數據的問題，我們引入了消息認證。經過消息認證後的加密流程如下：

        當A節點發送消息前，先對明文數據做一次散列計算。得到一個摘要, 之後將照耀與原始數據同時發送給B節點。當B節點接收到消息後，對消息解密。解析出其中的散列摘要和原始數據，然後再對原始數據進行一次同樣的散列計算得到摘要1, 比較摘要與摘要1。如果相同則未被篡改，如果不同則表示已經被篡改。

        在傳輸過程中，密文2隻要被篡改，最後導致的hash與hash1就會產生不同。

        無法解決簽名問題，也就是雙方相互攻擊。A對於自己發送的消息始終不承認。比如A對B發送了一條錯誤消息，導致B有損失。但A抵賴不是自己發送的。

        在(三)的過程中，沒有辦法解決交互雙方相互攻擊。什麼意思呢？ 有可能是因為A發送的消息，對A節點不利，後來A就抵賴這消息不是它發送的。

        為了解決這個問題，故引入了簽名。這里我們將(二)-4中的加密方式，與消息簽名合並設計在一起。

       在上圖中，我們利用A節點的私鑰對其發送的摘要信息進行簽名，然後將簽名+原文，再利用B的公鑰進行加密。而B得到密文後，先用B的私鑰解密，然後 對摘要再用A的公鑰解密，只有比較兩次摘要的內容是否相同。這既避免了防篡改問題，有規避了雙方攻擊問題。因為A對信息進行了簽名，故是無法抵賴的。

        為了解決非對稱加密數據時的性能問題，故往往採用混合加密。這里就需要引入對稱加密，如下圖:

        在對數據加密時，我們採用了雙方共享的對稱秘鑰來加密。而對稱秘鑰盡量不要在網路上傳輸，以免丟失。這里的共享對稱秘鑰是根據自己的私鑰和對方的公鑰計算出的，然後適用對稱秘鑰對數據加密。而對方接收到數據時，也計算出對稱秘鑰然後對密文解密。

        以上這種對稱秘鑰是不安全的，因為A的私鑰和B的公鑰一般短期內固定，所以共享對稱秘鑰也是固定不變的。為了增強安全性，最好的方式是每次交互都生成一個臨時的共享對稱秘鑰。那麼如何才能在每次交互過程中生成一個隨機的對稱秘鑰，且不需要傳輸呢？

        那麼如何生成隨機的共享秘鑰進行加密呢？

        對於發送方A節點，在每次發送時，都生成一個臨時非對稱秘鑰對，然後根據B節點的公鑰 和 臨時的非對稱私鑰 可以計算出一個對稱秘鑰(KA演算法-Key Agreement)。然後利用該對稱秘鑰對數據進行加密，針對共享秘鑰這里的流程如下：

        對於B節點，當接收到傳輸過來的數據時，解析出其中A節點的隨機公鑰，之後利用A節點的隨機公鑰 與 B節點自身的私鑰 計算出對稱秘鑰(KA演算法)。之後利用對稱秘鑰機密數據。

        對於以上加密方式，其實仍然存在很多問題，比如如何避免重放攻擊(在消息中加入 Nonce )，再比如彩虹表(參考 KDF機制解決 )之類的問題。由於時間及能力有限，故暫時忽略。

        那麼究竟應該採用何種加密呢？

        主要還是基於要傳輸的數據的安全等級來考量。不重要的數據其實做好認證和簽名就可以，但是很重要的數據就需要採用安全等級比較高的加密方案了。

        密碼套件 是一個網路協議的概念。其中主要包括身份認證、加密、消息認證(MAC)、秘鑰交換的演算法組成。

        在整個網路的傳輸過程中，根據密碼套件主要分如下幾大類演算法：

        秘鑰交換演算法：比如ECDHE、RSA。主要用於客戶端和服務端握手時如何進行身份驗證。

        消息認證演算法：比如SHA1、SHA2、SHA3。主要用於消息摘要。

        批量加密演算法：比如AES, 主要用於加密信息流。

        偽隨機數演算法：例如TLS 1.2的偽隨機函數使用MAC演算法的散列函數來創建一個 主密鑰 ——連接雙方共享的一個48位元組的私鑰。主密鑰在創建會話密鑰（例如創建MAC）時作為一個熵來源。

        在網路中，一次消息的傳輸一般需要在如下4個階段分別進行加密，才能保證消息安全、可靠的傳輸。

        握手/網路協商階段：

        在雙方進行握手階段，需要進行鏈接的協商。主要的加密演算法包括RSA、DH、ECDH等

        身份認證階段：

        身份認證階段，需要確定發送的消息的來源來源。主要採用的加密方式包括RSA、DSA、ECDSA(ECC加密，DSA簽名)等。

        消息加密階段：

        消息加密指對發送的信息流進行加密。主要採用的加密方式包括DES、RC4、AES等。

        消息身份認證階段/防篡改階段：

        主要是保證消息在傳輸過程中確保沒有被篡改過。主要的加密方式包括MD5、SHA1、SHA2、SHA3等。

         ECC ：Elliptic Curves Cryptography，橢圓曲線密碼編碼學。是一種根據橢圓上點倍積生成 公鑰、私鑰的演算法。用於生成公私秘鑰。

         ECDSA ：用於數字簽名,是一種數字簽名演算法。一種有效的數字簽名使接收者有理由相信消息是由已知的發送者創建的，從而發送者不能否認已經發送了消息(身份驗證和不可否認)，並且消息在運輸過程中沒有改變。ECDSA簽名演算法是ECC與DSA的結合，整個簽名過程與DSA類似，所不一樣的是簽名中採取的演算法為ECC，最後簽名出來的值也是分為r,s。 主要用於身份認證階段 。

         ECDH ：也是基於ECC演算法的霍夫曼樹秘鑰，通過ECDH，雙方可以在不共享任何秘密的前提下協商出一個共享秘密，並且是這種共享秘鑰是為當前的通信暫時性的隨機生成的，通信一旦中斷秘鑰就消失。 主要用於握手磋商階段。

         ECIES： 是一種集成加密方案,也可稱為一種混合加密方案，它提供了對所選擇的明文和選擇的密碼文本攻擊的語義安全性。ECIES可以使用不同類型的函數：秘鑰協商函數(KA)，秘鑰推導函數(KDF)，對稱加密方案(ENC)，哈希函數(HASH), H-MAC函數(MAC)。

         ECC 是橢圓加密演算法，主要講述了按照公私鑰怎麼在橢圓上產生，並且不可逆。 ECDSA 則主要是採用ECC演算法怎麼來做簽名， ECDH 則是採用ECC演算法怎麼生成對稱秘鑰。以上三者都是對ECC加密演算法的應用。而現實場景中，我們往往會採用混合加密(對稱加密，非對稱加密結合使用，簽名技術等一起使用)。 ECIES 就是底層利用ECC演算法提供的一套集成(混合)加密方案。其中包括了非對稱加密，對稱加密和簽名的功能。

        ECC 是 Elliptic Curve Cryptography的簡稱。那麼什麼是橢圓加密曲線呢？Wolfram MathWorld 給出了很標準的定義： 一條橢圓曲線就是一組被  ​  定義的且滿足  ​ ​ 的點集。  

這個先訂條件是為了保證曲線不包含奇點。

所以，隨著曲線參數a和b的不斷變化，曲線也呈現出了不同的形狀。比如:

        所有的非對稱加密的基本原理基本都是基於一個公式 K = k*G。其中K代表公鑰，k代表私鑰，G代表某一個選取的基點。非對稱加密的演算法 就是要保證 該公式  不可進行逆運算( 也就是說G/K是無法計算的 )。

        ECC是如何計算出公私鑰呢？這里我按照我自己的理解來描述。

         我理解，ECC的核心思想就是：選擇曲線上的一個基點G，之後隨機在ECC曲線上取一個點k(作為私鑰)，然後根據k*G計算出我們的公鑰K。並且保證公鑰K也要在曲線上。

        那麼k*G怎麼計算呢？如何計算k*G才能保證最後的結果不可逆呢？這就是ECC演算法要解決的。

        首先，我們先隨便選擇一條ECC曲線，a = -3, b = 7 得到如下曲線：

​        在這個曲線上，我隨機選取兩個點，這兩個點的乘法怎麼算呢？我們可以簡化下問題，乘法是都可以用加法表示的，比如2*2 = 2+2，3*5 = 5+5+5。 那麼我們只要能在曲線上計算出加法，理論上就能算乘法。所以，只要能在這個曲線上進行加法計算，理論上就可以來計算乘法，理論上也就可以計算k*G這種表達式的值。

        曲線上兩點的加法又怎麼算呢？這里ECC為了保證不可逆性，在曲線上自定義了加法體系。

        現實中，1+1=2，2+2=4，但在ECC演算法里，我們理解的這種加法體系是不可能。故需要自定義一套適用於該曲線的加法體系。

         ECC定義，在圖形中隨機找一條直線，與ECC曲線相交於三個點(也有可能是兩個點)，這三點分別是P、Q、R。

         那麼P+Q+R = 0。其中0 不是坐標軸上的0點，而是ECC中的無窮遠點。也就是說定義了無窮遠點為0點。

        同樣，我們就能得出 P+Q = -R。 由於R 與-R是關於X軸對稱的，所以我們就能在曲線上找到其坐標。

        P+R+Q = 0, 故P+R = -Q , 如上圖。

以上就描述了ECC曲線的世界裡是如何進行加法運算的。

        從上圖可看出，直線與曲線只有兩個交點，也就是說 直線是曲線的切線。此時P,R 重合了。

        也就是P = R, 根據上述ECC的加法體系，P+R+Q = 0, 就可以得出 P+R+Q = 2P+Q = 2R+Q=0

        於是乎得到 2*P = -Q (是不是與我們非對稱演算法的公式 K = k*G 越來越近了)。

        於是我們得出一個結論，可以算乘法，不過只有在切點的時候才能算乘法，而且只能算2的乘法。

        假若 2 可以變成任意個數進行想乘，那麼就能代表在ECC曲線里可以進行乘法運算，那麼ECC演算法就能滿足非對稱加密演算法的要求了。

        那麼我們是不是可以隨機任何一個數的乘法都可以算呢？ 答案是肯定的。 也就是點倍積 計算方式。

        選一個隨機數 k, 那麼k * P等於多少呢？

        我們知道在計算機的世界裡，所有的都是二進制的，ECC既然能算2的乘法，那麼我們可以將隨機數k描 述成二進制然後計算。假若k = 151 = 10010111

        由於2*P = -Q 所以 這樣就計算出了k*P。 這就是點倍積演算法 。所以在ECC的曲線體系下是可以來計算乘法，那麼以為這非對稱加密的方式是可行的。

        至於為什麼這樣計算 是不可逆的。這需要大量的推演，我也不了解。但是我覺得可以這樣理解：

        我們的手錶上，一般都有時間刻度。現在如果把1990年01月01日0點0分0秒作為起始點，如果告訴你至起始點為止時間流逝了 整1年，那麼我們是可以計算出現在的時間的，也就是能在手錶上將時分秒指針應該指向00：00：00。但是反過來，我說現在手錶上的時分秒指針指向了00：00：00,你能告訴我至起始點算過了有幾年了么？

        ECDSA簽名演算法和其他DSA、RSA基本相似，都是採用私鑰簽名，公鑰驗證。只不過演算法體系採用的是ECC的演算法。交互的雙方要採用同一套參數體系。簽名原理如下：

        在曲線上選取一個無窮遠點為基點 G = (x,y)。隨機在曲線上取一點k 作為私鑰， K = k*G 計算出公鑰。

         簽名過程：

        生成隨機數R, 計算出RG.

        根據隨機數R,消息M的HASH值H,以及私鑰k, 計算出簽名S = (H+kx)/R.

        將消息M,RG,S發送給接收方。

         簽名驗證過程：

        接收到消息M, RG,S

        根據消息計算出HASH值H

        根據發送方的公鑰K,計算 HG/S + xK/S, 將計算的結果與 RG比較。如果相等則驗證成功。

         公式推論：

        HG/S + xK/S = HG/S + x(kG)/S = (H+xk)/GS = RG

        在介紹原理前，說明一下ECC是滿足結合律和交換律的，也就是說A+B+C = A+C+B = (A+C)+B。

        這里舉一個WIKI上的例子說明如何生成共享秘鑰，也可以參考  Alice And Bob  的例子。

        Alice 與Bob 要進行通信，雙方前提都是基於 同一參數體系的ECC生成的 公鑰和私鑰。所以有ECC有共同的基點G。

         生成秘鑰階段：

        Alice 採用公鑰演算法 KA = ka * G ，生成了公鑰KA和私鑰ka, 並公開公鑰KA。

        Bob 採用公鑰演算法 KB = kb * G ，生成了公鑰KB和私鑰 kb, 並公開公鑰KB。

         計算ECDH階段：

        Alice 利用計算公式 Q = ka * KB  計算出一個秘鑰Q。

        Bob 利用計算公式 Q' = kb * KA 計算出一個秘鑰Q'。

         共享秘鑰驗證：

        Q = ka  KB = ka * kb * G = ka * G * kb = KA * kb = kb * KA = Q'

        故 雙方分別計算出的共享秘鑰不需要進行公開就可採用Q進行加密。我們將Q稱為共享秘鑰。

        在以太坊中，採用的ECIEC的加密套件中的其他內容：

        1、其中HASH演算法採用的是最安全的SHA3演算法 Keccak 。

        2、簽名演算法採用的是 ECDSA

        3、認證方式採用的是  H-MAC

        4、ECC的參數體系採用了secp256k1,  其他參數體系 參考這里

        H-MAC 全程叫做 Hash-based Message Authentication Code. 其模型如下：

在 以太坊 的 UDP通信時(RPC通信加密方式不同)，則採用了以上的實現方式，並擴展化了。

首先，以太坊的UDP通信的結構如下：

        其中，sig是 經過 私鑰加密的簽名信息。mac是可以理解為整個消息的摘要， ptype是消息的事件類型，data則是經過RLP編碼後的傳輸數據。

        其UDP的整個的加密，認證，簽名模型如下：

⑤ 淺析區塊鏈技術的應用

今天我們來聊一下區塊鏈技術在公共資源交易領域的應用分析
公共資源交易，既包括公共部門對公共資源的購買，如政府采購、建設工程招投標等；也包括公共部門對公共資源的出售行為，如國有土地的招拍掛、礦業權出讓、國有林權出售、國有金融資產處置等涉及公眾利益、公共安全領域的公共資源銷售行為等。公共資源交易關系國計民生，涉及人民群眾的根本利益，因此公共資源交易管理一直是我國政務管理的一項重要管理職能。
近年來，國家信息中心持續推進公共資源交易服務平台建設，發揮交易服務公共入口、數據共享公共通道、跨區域交易綜合技術支撐作用。以數字技術為依託的公共資源交易平台整合取得顯著成效，其中，區塊鏈技術具有的數據一致存儲、難以篡改、可追溯等特徵，為解決公共資源交易數據信任難題，提供新的思路和解決路徑。

公共資源交易領域的信息數據管理問題

客觀來看，我國公共資源交易領域長期存在各類信用缺失問題，不僅擾亂著正常市場交易秩序，影響市場競爭公平公正，還為工程建設質量、施工安全生產等造成嚴重風險威脅。究其原因，信用風險的根源在於公共資源交易市場主體間的信息不對稱，在於傳統公共資源交易管理對信息數據安全和信息數據使用存在的局限性與缺陷型問題。

數據安全管理問題

公共資源交易領域的各種交易信息、信用信息蘊含著巨大價值。在國內公共資源交易管理與服務日益呈現全流程電子化發展趨勢下，包括電子招標投標用戶身份信息、潛在投標人信息、評標委員會組成信息、投標文件信息、評委評標信息、評標結果信息等各類信息安全風險，日益成為影響公共資源交易效率、質量、公平與否的重要問題。
傳統數據安全技術，難以有效避免各類信息數據泄露、篡改、遺失等安全管理問題，尤其在一些技術手段之下，相關數據操作難以進行痕跡追溯，為數據安全管理造成很大困擾。
數據共享應用問題
公共資源交易市場長期存在的各類信用缺失與失信行為問題，其主要原因在於市場主體的相關信用信息在共享應用方面存在局限性。
一方面，大量的市場主體信用信息長期沉積在各部門內，未得到充分的挖掘利用；
另一方面，公共資源交易市場主體信用信息涉及銀行、公安、法院、住建、人社、稅務等眾多管理部門，不同管理部門間長期存在的「數據孤島」、「數據霧島」現象阻礙著公共資源交易市場信用信息的高效共享應用。
區塊鏈與公共資源交易信息數據管理
依據工業和信息化部指導發布的《中國區塊鏈技術和應用發展白皮書2016》，廣義上，區塊鏈技術是利用塊鏈式數據結構來驗證與存儲數據、利用分布式節點共識演算法來生成和更新數據、利用密碼學的方式保證數據傳輸和訪問的安全、利用由自動化腳本代碼組成的智能合約來編程和操作數據的一種全新的分布式基礎架構與計算範式。
從本質上來看，區塊鏈技術是一種通過去中心化、高信任的方式集體維護一個可靠資料庫的技術方案。通俗點來講，區塊鏈技術則可以看作一種支持全民參與的記賬方式。
傳統的數據記賬，涉及多個記賬主體，產生多個數據賬本。這種記賬方式下，由於存在監管缺失風險、技術安全保障風險、物理安全保障風險，賬目數據可能被篡改、可能遺失，且難以追溯相關操作行為，因此，賬目數據的客觀、公正與安全性都難以保證。
區塊鏈技術，則提供了一種支持多個記賬主體共同參與記賬的技術方案。當任意一位記賬主體對賬本進行了修改，其修改行為都會在賬本記錄中形成不可消除的痕跡（時間戳），其修改結果都會同步到所有記賬主體的賬本上，這就防止了賬目數據的篡改風險與遺失風險，同時能夠對相關記賬行為進行痕跡追溯，促進監管。

針對上文提出的公共資源交易領域信息數據管理與信用問題，區塊鏈技術能夠通過自身具有的「去中心化」、「分布式數據存儲」、「可追溯性」、「防篡改特性」、「公開透明」等優勢特點，有效應對與解決。
公共資源交易數據防篡改
公共資源交易平台存儲著大量的公共資源交易數據，傳統中心化數據存儲管理，數據與備份一旦出現損壞或遺失，很難進行恢復，且由於存在監管機制漏洞，存在數據篡改風險。
區塊鏈技術採用「去中心化」與「分布式數據存儲」，一個或多個數據存儲節點出現數據損壞、遺失，不會影響其他數據存儲節點的數據安全。同時，數據賬本記錄的更新同步共享公開，且支持操作留痕。除非所有的節點都被破壞，否則區塊鏈數據就不會被篡改或損壞。
建立可信任公共資源交易數據環境
公共資源交易市場信息不對稱，導致市場主體出現逆向選擇與道德風險，影響公共資源交易效率與質量，影響公共資源交易市場有序運行發展。
區塊鏈技術解決了公共資源交易數據的真實性、安全性與開放性問題，促進公共資源交易市場信用信息的高效共享應用，推動建立公共資源交易可信任數據環境，防範和避免各類信用風險，為市場交易主體和監管主體提供可信任的數據決策支持

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書名：區塊鏈原理、設計與應用

作者：楊保華

豆瓣評分：7.2

出版社：機械工業出版社

出版年份：2017-8-21

頁數：366

內容簡介：

本書由超級賬本核心設計和開發者撰寫，是區塊鏈開發落地專業指南。由淺入深，系統化介紹超級賬本Fabric設計精華、應用開發等。全書分為理論篇和實踐篇兩大部分；第1~3章介紹區塊鏈技術的由來、核心思想及典型的應用場景；第4~5章重點介紹區塊鏈技術中大量出現的分布式系統技術和密碼學安全技術；第6~8章介紹區塊鏈領域的三個典型開源項目：比特幣、以太坊以及超級賬本；第9~11章以超級賬本 Fabric 項目為例，具體講解了安裝部署、配置管理，以及使用 Fabric CA 進行證書管理的實踐經驗；第12章重點剖析超級賬本 Fabric 項目的核心架構設計；第13章介紹區塊鏈應用開發的相關技巧和示例；第14章介紹區塊鏈服務平台的設計與開發，並講解應用超級賬本 Cello 項目構建服務平台的相關知識。本書覆蓋了區塊鏈和分布式賬本領域的最新技術，可幫助讀者深入理解區塊鏈核心原理和典型設計實現，以及高效地開發基於區塊鏈平台的分布式應用。

作者簡介：

楊保華

博士，畢業於清華大學。超級賬本（Hyperledger）大中華區技術工作組主席，IBM 大中華區Blockchain技術社區首席顧問，資深研究員。曾主持多個大規模系統平台的架構設計和研發實施，是區塊鏈、雲計算、大數據等技術的早期研究者和實踐者。他熱愛開源技術，曾貢獻於OpenStack、OpenDaylight 等開源項目，是超級賬本Fabric項目的核心設計和開發者，Cello和Fabric-SDK-Py項目的發起人。個人主頁為https://yeasy.github.com。

陳昌

畢業於清華大學。紙貴科技 CTO，曾任 IBM 高級研究員。技術方向包括雲計算、區塊鏈、機器學習等。他是區塊鏈技術的早期研究和推動者，是超級賬本（Hyperledger）項目的核心開發者。他有豐富的區塊鏈應用實踐經驗，曾負責金融行業區塊鏈解決方案的架構設計和實施，並主導開發了若干區塊鏈服務平台。

⑦ 有區塊鏈方面的書籍推薦嗎

華為區塊鏈的《區塊鏈技術及應用》，此書介紹了區塊鏈基本架構、關鍵技術和區塊鏈政策和標准，還有技術細節和演算法的討論等，適合區塊鏈開發人員學習閱讀。此外，遠光軟體魯靜的《區塊鏈工程實踐：行業解決方案與關鍵技術》也不錯，書中講述了幾個實際的應用案例，很接地氣，無論是區塊鏈小白還是專業人士都可以輕松閱讀、獲取知識，網路裡面也有詳細介紹。

⑧ 什麼是區塊鏈，區塊鏈技術的原理是什麼

區塊鏈技術是互聯網十大典型司法技術應用之一。區塊鏈是分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密演算法等計算機技術的新應用模式。

區塊鏈是比特幣的一個重要概念。實際上，它是一個分散的資料庫。區塊鏈作為比特幣的底層技術，是利用密碼學方法生成的一系列數據塊。每個數據塊包含一批比特幣網路交易信息，用於驗證其信息的有效性（防偽），並生成下一個數據塊。

區塊鏈起源於比特幣。2008年11月1日，一位自稱中本聰(SatoshiNakamoto)的人發表了《比特幣:一種點對點的電子現金系統》一文，闡述了基於P2P網路技術、加密技術、時間戳技術、區塊鏈技術等的電子現金系統框架概念，標志著比特幣的誕生。

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(8)區塊鏈原理架構與應用豆瓣擴展閱讀：

區塊鏈的誕生：

2008年由中本聰第一次提出了區塊鏈的概念，隨後幾年，區塊鏈成為電子貨幣比特幣的核心組成部分：所有交易的公共賬戶。通過使用點對點網路和分布式時間戳伺服器，可以對區塊鏈資料庫進行自主管理。

為比特幣發明的區塊鏈使其成為第一個解決重復消費問題的數字貨幣。比特幣設計已經成為其他應用的靈感來源。2016年12月20日，數字貨幣聯盟——中國FinTech數字貨幣聯盟及FinTech研究院正式籌建。

⑨ 區塊鏈原理是什麼

使看到一些爭論區塊鏈定義的回答， 突然意識到自己這篇解釋原理的回答其實是一直是對著比特幣擼的， 介於區塊鏈的定義業界並沒有一個特別明確和唯一的回答， 這里先給出個人根據所讀論文而總結出的「區塊鏈」應有特質：

1.用了具有 "哈希鏈" (下文有解釋) 形式的數據結構保存基礎數據

2.有多個結點參與系統運行（分布式）

3.通過一定的協議或演算法對於基礎數據的一致性達成共識（共識協議/演算法）。

介於比特幣目前是區塊鏈最典型且最有影響力的應用之一， 理解比特幣如何使用區塊鏈後， 再去理解其他形式各樣的區塊鏈應用就會容易很多。

⑩ 區塊鏈技術原理與應用 介紹一下

1、區塊鏈是一串使用密碼學方法相關聯產生的數據塊，每一個數據塊中包含了過去十分鍾內所有比特幣網路交易的信息，用於驗證其信息的有效性(防偽)和生成下一個區塊。是比特幣的底層技術，像一個資料庫賬本，記載所有的交易記錄。

2、廣義定義：利用加密鏈式結構來驗證與存儲數據、利用分布式節點共識演算法來生成和更新數據、利用自動化腳本代碼（智能合約）來變成和操作數據的一種全新的去中心化基礎架構與分布式計算範式。

3、狹義定義：按照時間順序將數據區塊以鏈條的方式組合成特定數據結構，並以密碼學方式保證的不可篡改和不可偽造的去中心化共享賬戶。

4、區塊鏈的特點：去中心化：區塊鏈數據的驗證、記賬、存儲、維護和傳輸等過程均是基於分布式系統機構，採用純數學方法而不是中心結構來建立分布式節點間的信任關系，從而形成去中心化的可信任的分布式系統。

5、時序數據:區塊鏈採用帶有時間戳的鏈式區塊結構存儲數據，從而為數據增加了時間維度，具有極強的可驗證性和可追溯性。

6、集體維護:區塊鏈系統採用特定的經濟激勵機制來保證分布式系統中所以節點均可參與數據區塊的驗證過程，並通過共識演算法來選擇特定的節點將新區快添加到區塊鏈。

7、可編程:區塊鏈技術提供靈活的腳本代碼系統，支持用戶創建高級的智能合約、貨幣或其他去中心化應用。

8、安全可信:區塊鏈技術採用非對稱密碼原理對數據進行加密，同時藉助分布式系統各節點的工作量證明等共識演算法形成的強大算力來抵禦外部攻擊、保證區塊鏈數據不可篡改和不可偽造，因而具有較高的安全性。

9、區塊鏈應用場景:數字貨幣:以比特幣為代表，本質上是由分布式網路系統生成的數字貨幣，其發行過程不依賴特定的中心化機構。