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區塊鏈賬本設計與實現

發布時間: 2023-06-29 05:36:23

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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。

2. 區塊鏈畢業設計開題報告

課題研究的背景:

隨著現代科技與信息產業的發展,現階段,第四次工業革命初見端倪,全球即將進入一個以互聯網、人工智慧等新技術為核心的科技時代,同時,區塊鏈技術應運而生,成為國際眾多政府與行業關注的熱點對象。區塊鏈技術已經被視為繼蒸汽機、電力、信息和互聯網科技之後,最有潛力觸發第五輪顛覆性革命浪潮的核心技術。過去10年,在政府與政策的大力支持下,我國公益慈善事業的發展形勢較為樂觀。然而隨著慈善規模不斷發展擴大,我國公益事業逐漸顯露了一些弊端。傳統的公益事業存在的最大問題是公信力不足,存在慈善組織內部管理不健全、成本高等問題,但目前許多互聯網公益服務公司正積極利用區塊鏈這一新技術解決該問題。區塊鏈技術具有去中心化、信息可追溯且不可篡改、公開透明、智能合約等特點,能夠彌補傳統公益事業中存在的信息不透明、管理效率低等不足, 區塊鏈技術進入公益事業,將為慈善行業帶來新的發展契機。

課題研究的主要內容: 本課題主要包括以下三個方面的內容:

[if !supportLists]一、[endif]區塊鏈技術與公益結合會出現的問題並解決。

[if !supportLists]二、[endif]基於區塊鏈技術做一個公益查詢網頁

[if !supportLists]三、[endif]對該查詢系統應用問題及闡述

課題研究的目的:

我國公益規模不斷的發展擴大,隨之而來我們的弊端也被顯露出來,公信力不足,慈善組織缺乏管理,而利用區塊鏈技術可以達到解決這問題的效果。該技術會在捐贈流程中實行數據和行為的全程跟蹤,存證,實現公益鏈的完整公開,使捐贈者進行有效監督,避免了效率低,資金流向明確等缺點,為公益項目控股風險,提升公信力和公益項目的透明度,促進公益項目的發展與進步,增強了人與人的信任。公益性企業根據區塊鏈系統的屬性與特點,可以在公益流程中實行數據與行為的全周期跟蹤、存證與審計,使公益項目參與各方能夠對該項目進行全程跟蹤及有效監督, 避免公益中因人為降低效率的缺點,從而為公益項目提供控制風險、判斷效果的理性方法, 提升公益事業的透明度,促進公益發展。

  課題研究的意義: 本課題擬在區塊鏈技術的基礎上,結合我國公益事業發展實際,做出關於公益事業捐贈的追蹤,公開透明的系統。通過對區塊鏈技術和慈善事業業務的深入分析, 我們發現區塊鏈技術對解決公益透明性問題有著天然優勢。區塊鏈技術可理解為是一種分布式的記賬方式,可記錄所有交易信息並確保無法篡改,這就決定了凡需要公正、公平、誠信的地方,區塊鏈都有很大的技術發揮空間。同時,智能合約的加入直接解決了專款專用這一業務難題。

    最終將會實現公民之間信任增強,捐贈渠道速度加快,推動社會捐助事業的發展

二、文獻綜述 (國內外相關研究現況和發展趨向)

[if !supportLists] (一) [endif] 國外區塊鏈相關產業現狀

  中歐在區塊鏈產業政策中逐漸佔領全球,歐盟在2018年2月已成立歐洲區塊鏈觀察論壇,主要職責包括:政策確定,產學研聯動,跨國境BaaS

  (Blockchain as a Service)服務構建,標准開源制定等,組在Horizon2020投入 500萬歐作為區塊鏈研發基金(在2018年12月19日前),預計三年內(2018-2020) 區塊鏈方面投資將達到3.4億歐元。美國則由於各州之間政策不一,雖然區塊鏈在美國初創企業中仍然是熱潮,產業政策推動-直較慢。中東地區以迪湃為首在引|領區塊鏈的潮流,由政府牽頭,企業配合以探索區塊鏈的新技術應用。亞太區域日韓也相對活躍,日本以NTT為主,政府背後提供支撐,韓國以金融為切入點探索區塊鏈應用。主義也時刻在威脅著中國社會的各個領域。綜觀國外主要發達國家新媒體文化的發展現狀,總結經驗,吸取教訓,對中國新媒體文化發展有一定的啟示。

[if !supportLists] (二) [endif] 國內新媒體研究現狀

     中國國務院印發《「十三五」國家信息化規劃》,區塊鏈與大數據、人工智慧、機器深度學習等新技術,成為國家布局重點。中國人民銀行印發了《中國金融業信息技術"十三五」發展規劃》,明確提出積極推進區塊鏈、人工智慧等新技術應用研究,並組織進行國家數字貨幣的試點。在2017年10月,工信部發布《中國區塊鏈技術和應用發展白皮書》,這是首個落地的區塊鏈官方指導文件。

各地政府,特別是沿海地區紛紛成立區塊鏈實驗地、研究院。前,深圳、杭州、廣州、貴陽等地政府都在積極建立區塊鏈發展專區,給予特別扶植政策。中廣州在2017年12月正式發布廣州區塊鏈10條策略,在黃浦區和開發區打造區塊鏈企業技術創新區。深圳在2018年3月由深圳市經濟貿易和信息化委員會發布《市經貿信息委關於組織實施深圳市戰略性新興產業新一代信息技術信息安全轉型201 8年第二批扶持計劃的通知》,區塊鏈在扶持方向之列,這是繼廣州、貴陽、鴿杭州之後,國內第5個地方政府,出台的關於區塊鏈的扶持政策。

( 三)區塊鏈在開源領域的現狀

    超級賬本(Hyperledger)

超級賬本(Hyperledger)是由Linux基會於2015年發起的推進區塊鏈數字技術和交易驗證的開源項目,吸引了包括IBM,英特爾,Fujitsu,UPS,Cisco,華為,Redhat,Oracle,三星,騰訊雲,網路金融等眾多公司參與,目前已經有超過200家會員單位,Aache基金會創始人BranBehlendorf擔任賬本項目的執行董事。

  超級賬本項目的目標是讓成員共同合作,共建開放平台,滿足來自多個不同行業的用戶案例並簡化業務流程。流程賬本旗下有多個區塊鏈平台項目,包括BIM貢獻的Fabric項目,Intel貢獻的Sawtooth項目,以及Iroha,Burrow,Indy等。

區塊鏈在標准領域的發展現狀

ITU-T

ITU-T (國際電信聯盟標准化組織)於2016至2017年初,SG16 (Study Group)、SG17和SG20分別啟動了分布式賬本的總體需求、安全,以吸在物聯網中的應用研究。成立三個焦點組Focus Group (分布式賬本焦點組(FG DLT)、數據處理與管理焦點組(FG DPM) )、法定數字貨幣焦點組(FG DFC) ), 分別針對區塊鏈與分布式賬本技術應用與服務研究,基於區塊鏈建立可信任的物聯網和智慧城市數據管理框架,基於數字貨幣的區塊鏈應用展開標准化工作。華為擔任分布式賬本焦點組(FG DLT)架構組主席和數據處理與管理焦點組(FGDPM)區塊鏈組主席。

CCSA (中國通信標准化協會)兩個委員會分別成立了子組和項目:

CCSA TC10 (物聯網技術工作委員會) 2017年10月成立物聯網區塊鏈子組:負責區塊鏈技術在物聯網及其涵蓋的智慧城市、車聯網、邊緣計算、物聯網大數據、物聯網行業應用、物流和智能製造等領域的應用研究與標准化,由中國聯通技術專家擔任組長,華為技術專家擔任副組長。  

CCSA TC1 (互聯網與應用技術工作委員會)下區塊鏈與大數據工作組完成兩個區塊鏈行業標准:《區塊鏈: 第1部分區塊鏈總體技術要求》和《區塊鏈:第2部分評價指標和評測方法》,華為積極參與其中。

JPEG

201 8年2月第78屆JPEG會議期間,JPEG委員會組織了關於區塊鏈和分布式賬本技術及其對JPEG標准影響的特別會議。考慮到區塊鏈和分布式賬本等技術對未來多媒體的潛在影響,委員會決定成立一個特設小組在多媒體環境下探索與區塊鏈技術相關的用例和標准化需求,歧持專注於圖像和多媒體應用的標准化工作。

IETF

在2017年6月lETF99會議上成立"Decentralized Internet  Infrastructure ProposedRG

(Research Group),計劃研究區塊鏈架構和相應的標准,201 8年IETF在區塊鏈上將可能更多的關注區塊鏈的互聯互通的標準的落地發展。

 

三、擬採取的研究方法(方案、技術路線等)和可行性論證

本課題主要研究區塊鏈技術的應用於慈善捐贈的結合採取的研究方法:

1、以文獻資料法收集相關理論,以信息檢索、篩選等方法收集文獻資料及其相關理論,來了區塊鏈技術的現狀,掌握區塊鏈去中心化技術。

2、以理論與實際相結合的方法,將該技術與公益事業結合起來。完成對系統的改進。

3、採用對比分析的方法,從國內外兩個方面討論新媒體運營發展現狀,以及我國新媒體運營模式發展的現存問題,並展望該技術領域的發展前景。

可行性論證:

1、技術可行性,本課題所涉及的研究目標,在國內外已經有相當多的理論基礎。通過文獻調查,可以了解到實際的、可靠的、有用的信息數據,實際要求的難度不大。

2、經濟可行性,本課題的研究,可以通過網路和圖書館查閱文獻資料,方便可行,不需要很多的經濟消耗,所以,從經濟的角度,完全可行。

3、操作可行性,本課題要求對區塊鏈技術與公益的結合特別是追溯這些方面應用,對關於此課題的畢業設計的系統的全面解析,能夠通過對既有文獻的學習和既有資料文檔的研習,利用自己搜集的數據,進行整理和分析,學以致用,完整的完成本次課題。從可操作性的角度來講,完全可行。

四、預期結果(或預計成果)

1、通過對資料的研究,明確區塊鏈技術的相關概念,熟練運用dapp,製作出網頁。

2、通過對分布式應用,製作出可以使大眾快速瀏覽與了解公益進程的系統為我國公益事業進一步發展增加便利。

3、希望我能夠從這次論文的撰寫的過程中不斷學習,不斷進步。能夠掌握區塊鏈的相關的知識,對自己以後的事業能有所幫助。

3. 區塊鏈的特徵是什麼

區塊鏈的特徵

區塊鏈的四大特徵之一:不可篡改

區塊鏈最容易被理解的特性是不可篡改的特性。

不可篡改是基於「區塊+鏈」(block+chain)的獨特賬本而形成的:存有交易的區塊按照時間順序持續加到鏈的尾部。要修改一個區塊中的數據,就需要重新生成它之後的所有區塊。
共識機制的重要作用之一是使得修改大量區塊的成本極高,從而幾乎是不可能的。以採用工作量證明的區塊鏈網路(比如比特幣、以太坊)為例,只有擁有 51% 的算力才可能重新生成所有區塊以篡改數據。但是,破壞數據並不符合擁有大算力的玩家的自身利益,這種實用設計增強了區塊鏈上的數據可靠性。
通常,在區塊鏈賬本中的交易數據可以視為不能被「修改」,它只能通過被認可的新交易來「修正」。修正的過程會留下痕跡,這也是為什麼說區塊鏈是不可篡改的,篡改是指用作偽的手段改動或曲解。
在現在常用的文件和關系型數據中,除非採用特別的設計,否則系統本身是不記錄修改痕跡的。區塊鏈賬本採用的是與文件、資料庫不同的設計,它借鑒的是現實中的賬本設計——留存記錄痕跡。因此,我們不能不留痕跡地「修改」賬本,而只能「修正」賬本(見圖2)。


圖6:比特幣在組織上去中心化,在邏輯上集中


在設想未來的組織時,我們心中的理想原型常是比特幣的組織:完全去中心化的自治組織。但在實踐過程中,為了效率和能夠推進,我們又會略微往中心化組織靠攏,最終找到一個合適的平衡點。

現在,在通過以太坊的智能合約創建和發放通證,並以社區或生態方式運行的區塊鏈項目中,不少項目的理想狀態是類似於比特幣的組織,但實際情況是介於完全的去中心化組織和傳統的公司之間。

在討論區塊鏈的第四個特徵去中心自組織時,其實我們已經在從代碼的世界往外走,涉及人的組織與協同了。現在,各種討論和實際探索也揭示了區塊鏈在技術之外的意義:它可能作為基礎設施支持人類的生產組織和協同的變革。這正是區塊鏈與互聯網是完全同構的又一例證,互聯網也不僅僅是一項技術,它改變了人們的組織和協同。

總的來說,以太坊把區塊鏈帶入了新的階段。在討論以太坊時,如果要總結兩個關鍵詞的話,那麼這兩個關鍵詞分別是智能合約和通證;而如果只能說一個的話,我會選擇「通證」。我會更願意從互聯網的歷史中找尋它的意義,重復之前的類比:作為價值表示物的通證,它的角色類似於 HTML。在有了 HTML 之後,建什麼樣的網站完全取決於我們的想像力。

4. 什麼是區塊鏈技術,它如何改變商業和金融模式

區塊鏈技術是一種分布式賬本技術,它允許多個參與者在一個去中心化的網路上共同維護一個安全、透明和不可篡改的記錄。區塊鏈技術最初是為比特幣這種數字貨幣而設計的,但現在已經被廣泛應用於許多其他領域。

區塊鏈技術的核心特點包括:

  • 去中心化:區塊鏈沒有中央控制機構,數據分布在網路中的各個節點上,這使得它具有去中心化的特點,降低了單點故障的風險。

  • 透明性:區塊鏈上的交易記錄對所有參與者都是公開的,任何人都可以查看這些記錄。這有助於提高信任度和降低欺詐風險。

  • 不可篡改:一旦交易被記錄到區塊鏈上,就無法輕易地進行修改或刪除。這保證了數據的完整性和安全性。

  • 智能合約:區塊鏈上的交易可以自動執行,實現「智能合約」,即在滿足特定條件時自動執行相應的操作。這有助於簡化復雜晌運的業務流程並降低成本。

  • 區塊鏈技術對商業和金融模式產生了深遠的影響,主要體現在以下幾個方面:

  • 降低成本:區塊鏈技術可以減少中介環節,降低交易成本和運營成本。例如,通過採用區塊鏈進行跨境支付,可以大幅降低匯款費用。

  • 提高效率:區塊鏈技術的自動化和智能合約特性有助於提高業務流程的效率,減少人工干預,降低錯誤率。

  • 增強信任:區塊鏈技術的透明性和不可篡改性有助於建立可靠的信任體系,降低欺詐風險,為商業活動提供更好的保障。

  • 創新商業模式:區塊鏈技術催生了毀謹好許多新的商業模式,如去中心化金融(DeFi)、數字資產交易、供應鏈金融等。這些新型商業模式為纖鉛現有行業帶來了顛覆性的變革。

  • 總之,區塊鏈技術作為一種新興的技術手段,正逐步改變著商業和金融領域的格局。隨著技術的不斷發展和應用的深入推廣,區塊鏈有望在未來產生更加廣泛和深遠的影響

5. 區塊鏈技術

背景:比特幣誕生之後,發現該技術很先進,才發現了區塊鏈技術。比特幣和區塊鏈技術同時被發現。

1.1 比特幣誕生的目的:

①貨幣交易就有記錄,即賬本;

②中心化機構記賬弊端——可篡改;易超發

比特幣解決第一個問題:防篡改——hash函數

1.2 hash函數(加密方式)

①作用:將任意長度的字元串,轉換成固定長度(sha256)的輸出。輸出也被稱為hash值。

②特點:很難找到兩個不同的x和y,使得h(x)=h(y)。

③應用:md5文件加密

1.3 區塊鏈

①定義

區塊:將總賬本拆分成區塊存儲

區塊鏈:在每個區塊上,增加區塊頭。其中記錄父區塊的hash值。通過每個區塊存儲父區塊的hash值,將所有的區塊按照順序連接起來,形成區塊鏈。

②區塊鏈如何防止交易記錄被篡改

形成區塊鏈後,篡改任一交易,會導致該交易區塊hash值和其子區塊中不同,發現篡改。

即使繼續篡改子區塊頭中hash值,會導致子區塊hash值和孫區塊中不同,發現篡改。


1.4 區塊鏈本質

①比特幣和區塊鏈本質:一個人人可見的大賬本,只記錄交易。

②核心技術:通過密碼學hash函數+數據結構,保證賬本記錄不可篡改。

③核心功能:創造信任。法幣依靠政府公信力,比特幣依靠技術。

1.5如何交易

①進行交易,需要有賬號和密碼,對應公鑰和私鑰

私鑰:一串256位的二進制數字,獲取不需要申請,甚至不需要電腦,自己拋硬幣256次就生成了私鑰

地址由私鑰轉化而成。地址不能反推私鑰。

地址即身份,代表了在比特幣世界的ID。

一個地址產生之後,只有進入區塊鏈賬本,才能被大家知道。

②數字簽名技術

簽名函數sign(張三的私鑰,轉賬信息:張三轉10元給李四) = 本次轉賬簽名

驗證韓式verify(張三的地址,轉賬信息:張三轉10元給李四,本次轉賬簽名) = True

張三通過簽名函數sign(),使用自己的私鑰對本次交易進行簽名。

任何人可以通過驗證韓式vertify(),來驗證此次簽名是否有由持有張三私鑰的張三本人發出。是返回true,反之為false。

sign()和verify()由密碼學保證不被破解。·

③完成交易

張三將轉賬信息和簽名在全網供內部。在賬戶有餘額的前提下,驗證簽名是true後,即會記錄到區塊鏈賬本中。一旦記錄,張三的賬戶減少10元,李四增加10元。

支持一對一,一對多,多對已,多對多的交易方式。


比特幣世界中,私鑰就是一切!!!

1.6中心化記賬

①中心化記賬優點:

a.不管哪個中心記賬,都不用太擔心

b.中心化記賬,效率高

②中心化記賬缺點:

a 拒絕服務攻擊

b 厭倦後停止服務

c 中心機構易被攻擊。比如破壞伺服器、網路,監守自盜、法律終止、政府幹預等

歷史 上所有有中心化機構的機密貨幣嘗試都失敗了。


比特幣解決第二個問題:如何去中心化

1.7 去中心化記賬

①去中心化:人人都可以記賬。每個人都可以保留完整的賬本。

任何人都可以下載開源程序,參與P2P網路,監聽全世界發送的交易,成為記賬節點,參與記賬。

②去中心化記賬流程

某人發起一筆交易後,向全網廣播。

每個記賬節點,持續監聽、持續全網交易。收到一筆新交易,驗證准確性後,將其放入交易池並繼續向其它節點傳播。

因為網路傳播,同一時間不同記賬節點的交一次不一定相同。

每隔10分鍾,從所有記賬節點當中,按照某種方式抽取1名,將其交易池作為下一個區塊,並向全網廣播。

其它節點根據最新的區塊中的交易,刪除自己交易池中已經被記錄的交易,繼續記賬,等待下一次被選中。

③去中心化記賬特點

每隔10分鍾產生一個區塊,但不是所有在這10分鍾之內的交易都能記錄。

獲得記賬權的記賬節點,將得到50個比特幣的獎勵。每21萬個區塊(約4年)後,獎勵減半。總量約2100萬枚,預計2040年開采完。

記錄一個區塊的獎勵,也是比特幣唯一的發行方式。

④如何分配記賬權:POW(proof of work) 方式

記賬幾點通過計算一下數學題,來爭奪記賬權。

找到某隨即數,使得一下不等式成立:

除了從0開始遍歷隨機數碰運氣之外,沒有其它解法,解題的過程,又叫做挖礦

誰先解對,誰就得到記賬權。

某記賬節點率先找到解,即向全網公布。其他節點驗證無誤之後,在新區塊之後重新開始新一輪的計算。這個方式被稱為POW。

⑤難度調整

每個區塊產生的時間並不是正好10分鍾

隨著比特幣發展,全網算力不算提升。

為了應對算力的變化,每隔2016個區塊(大約2周),會加大或者減少難度,使得每個區塊產生的平均時間是10分鍾。

#歐易OKEx# #比特幣[超話]# #數字貨幣#

6. 區塊鏈是什麼,怎麼用區塊鏈賺錢

區塊鏈是一個信息技術領域的術語。從本質上講,它是一個共享資料庫,存儲於其中的數據或信息,具有「不可偽造」「全程留痕」「可以追溯」「公開透明」「集體維護」等特徵。基於這些特徵,區塊鏈技術奠定了堅實的「信任」基礎,創造了可靠的「合作」機制,具有廣闊的運用前景。
區塊鏈賺錢的方法如下:
1、炒幣,炒幣就像炒股,炒幣是區塊鏈賺錢門檻最低的一種方式;
2、商販,區塊鏈是全球性的市場,可以像小商販一樣,從價格低的平台搬到價格高的平台去賣,賺差價;
3、推廣賺傭金,區塊鏈的做法是,首先注冊交易所賬號,生成自己的邀請鏈接,然後推廣,有人通過你的鏈接注冊了交易所並產生交易的話,即可獲得傭金;
4、挖礦,比特幣中的「挖礦」就是記賬的過程;
5、技術支持,給一些團隊和企業提供區塊鏈技術支持;
6、開交易網站,收取手續費;
7、開發錢包,錢包是區塊鏈的基礎設施,就像區塊鏈的「支付寶」或「微信支付」;
8、做區塊鏈項目或基礎設備供應商。

溫馨提示:以上解釋僅供參考,不作任何建議。入市有風險,投資需謹慎。您在做任何投資之前,應確保自己完全明白該產品的投資性質和所涉及的風險,詳細了解和謹慎評估產品後,再自身判斷是否參與交易。
應答時間:2020-12-02,最新業務變化請以平安銀行官網公布為准。
[平安銀行我知道]想要知道更多?快來看「平安銀行我知道」吧~
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7. 區塊鏈原理

區塊鏈是一種技術,但它不是一種單一的技術,而是由多種技術整合的結果,包括密碼學、數學、經濟學、網路科學等。你可以把它看做是一個分布式共享記賬技術,也可以看做是一個資料庫,只不過這個資料庫是由在這個鏈上的所有節點共同維護,每個節點都有一份賬本,因為所有節點的賬本一致,不同節點之間可以互相信任,對數據沒有疑問,所以大家都說區塊鏈從技術上實現了信任。詳細的專業技術可以咨詢一些專業的技術公司,例:金博科技,專注開發區塊鏈相關產品,專業研發團隊和完善的售後服務,可以電話咨詢。

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