区块链原理与技术应用赵其刚

『壹』 浅析区块链技术的应用

浅析区块链技术的应用
对于最近大热的区块链技术，相信很多人并不了解它的适用场景。虽然理论层面上任何跟数字网络相关的行业都能够应用，而从落地成本的角度讲，有下面这么几个行业更加契合区块链技术。
由于区块链的本质就是一个分布式记账的账本，而以比特币、以太坊为代表的数字货币也是一种非常简洁而安全的结算方式。在金融领域最重要的也就是记账以及清算过程，通过区块链技术可以大幅提升传统银行以及金融业的效率。
不过以上这些也都是发挥了区块链的基础功能，其中还有很多可以提升的空间，目前世界范围内尚没有一个成熟的区块链金融项目落地，我们还有很长的路要走。

谈到区块链的应用，首先我们想到的就是银行、金融行业，由于区块链的本质就是一个分布式记账系统，用于金融行业算是最为契合。基于区块链的数字货币，也可以应用于交易以及清算以及结算等，利用区块链的安全性和去中心化保障记账的安全性，当下各大国家都在探索此项应用。
此外政府机构的许多业务也非常适合区块链技术的应用，例如对于居民身份信息的管理，所有权记录以及产品监督等等。通过分布式不可篡改记录来确保关键信息的安全型和隐秘性。爱尔兰等许多国家已经将此项开发计划纳入短期目标，也是区块链较为常见的使用领域之一。
金融领域：金融领域算是区块链除了比特币应用之外应用最多的一个领域了，毕竟金融发展也掺杂者货币与数字货币。尤其近两年数字货币的发展也带动了区块链的应用。
关于区块链欺骗，区块链刚刚兴起的时候，遭到很多人的质疑，被称为区块链欺骗。而现在区各国的首席经济学家都开始戒除研究区块链，证明区块链正在逐渐被大众所接受。
此外，由于以太坊只能合约的出现，区块链也可以更好的协助资源共享相关行业，例如我们常见的共享单车等产品。再比如医疗领域，我们也可以使用区块链技术提升效率和安全，是这个行业得到质变。
相信大家已经对区块链的实际应用有一个初步的认识了，反观国内前段时间的ICO热，大量的诸如狗链一类不靠谱的项目强行炒概念，显然是国内投资者对区块链应用领域不够了解，所以叫停ICO除了规范行业之外也是对投资大众的保护。

『贰』 区块链技术的意义区块链技术的原理

区块链原理要了解透彻就必须从它的诞生与发展来进行系统的了解，从而从多个角度来更清晰的辨别区块链原理。区块链技术（Block Chain）是指通过去中心化的方式集体维护一个可靠数据库的技术方案。该技术方案主要让区块（Block）通过密码学方法相关联起来，每个数据块包含了一定时间内的系统全部数据信息，并且生成数字签名以验证信息的有效性并链接到下一个数据块形成一条主链（Chain）。

区块（Block）是区块链中的一条记录，包含并确认待处理的交易。

挖矿（Mining）指通过计算形成新的区块，是交易的支持者利用自身的计算机硬件为网络做数学计算进行交易确认和提高安全性的过程。以比特币为例：交易支持者（矿工）在电脑上运行比特币软件不断计算软件提供的复杂的密码学问题来保证交易的进行。作为对他们服务的奖励，矿工可以得到他们所确认的交易中包含的手续费，以及新创建的比特币。

对等式网络（Peer-to-Peer Network）是指通过允许单个节点与其他节点直接交互，从而实现整个系统像有组织的集体一样运作的系统。以比特币为例：网络以这样一种方式构建——每个用户都在传播其他用户的交易。而且重要的是，不需要银行或其他金融机构作为第三方。

哈希散列(Hash)是密码学里的经典技术，把任意长度的输入通过哈西算法，变换成固定长度的由字母和数字组成的输出。

数字签名（Digital Signature）是一个让人可以证明所有权的数学机制。

私钥（Private Key）是一个证明你有权从一个特定的钱包消费电子货币的保密数据块，是通过数字签名来实现的 。

双重消费指用户试图非法将电子货币同时支付给两个不同的收款人，是电子货币的最大风险之一。

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区块链的起源：一种支持比特币运行的底层技术

区块链的概念首次在2008年末由中本聪（Satoshi Nakamoto）发表在比特币论坛中的论文《Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System》提出。论文中区块链技术是构建比特币数据结构与交易信息加密传输的基础技术，该技术实现了比特币的挖矿与交易。中本聪认为：第一，借助第三方机构来处理信息的模式拥有点与点之间缺乏信任的内生弱点，商家为了提防自己的客户，会向客户索取完全不必要的信息，但仍然不能避免一定的欺诈行为；第二，中介机构的存在，增加了交易成本，限制了实际可行的最小交易规模；第三，数字签名本身能够解决电子货币身份问题，如果还需要第三方支持才能防止双重消费，则系统将失去价值。基于以上三点现存的问题，中本聪在区块链技术的基础上，创建了比特币。

2009年1月3日，中本聪制作了比特币世界的第一个区块“创世区块”并挖出了第一批比特币50个。

2010年5月21日，佛罗里达程序员用1万比特币购买了价值25美元的披萨优惠券，随着这笔交易诞生了比特币第一个公允汇率。

2010年7月，第一个比特币平台成立，新用户暴增，价格暴涨。

2011年2月，比特币价格首次达到1美元，此后与英镑、巴西雷亚尔、波兰兹罗提汇兑交易平台开张。

2012年，瑞波（Ripple）发布，其作为数字货币，利用区块链转移各国外汇。

2013年，比特币暴涨。美国财政部发布了虚拟货币个人管理条例，首次阐明虚拟货币释义。

2014年，以中国为代表的矿机产业链日益成熟，同年，美国IT界认识到了区块链对于数字领域的跨时代创新意义。

2015年，美国纳斯达克证券交易所推出基于区块链的数字分类账技术Linq进行股票的记录交易与发行。

区块链原理从一个个应用案例中就可以了解清晰了，关于区块链原理的应用也是越来越火热，近期，花旗集团、日本三菱日联金融集团、瑞士联合银行和德意志银行等全球大型金融机构，也将应用“区块链”技术，打造快捷、便利、成本低廉的交易作业系统。在金融领域之外，区块链技术也开始应用于保护知识产权、律师公证、网络游戏等有信息透明公开并永久记录需求的领域。

『叁』 区块链原理是什么

使看到一些争论区块链定义的回答， 突然意识到自己这篇解释原理的回答其实是一直是对着比特币撸的， 介于区块链的定义业界并没有一个特别明确和唯一的回答， 这里先给出个人根据所读论文而总结出的“区块链”应有特质：

1.用了具有 "哈希链" (下文有解释) 形式的数据结构保存基础数据

2.有多个结点参与系统运行（分布式）

3.通过一定的协议或算法对于基础数据的一致性达成共识（共识协议/算法）。

介于比特币目前是区块链最典型且最有影响力的应用之一， 理解比特币如何使用区块链后， 再去理解其他形式各样的区块链应用就会容易很多。

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书名：区块链核心技术与应用

作者：邹均

豆瓣评分：8.6

出版社：机械工业出版社

出版年份：2018-8-1

页数：388

内容简介：

知名专家联袂推荐，实力专家联合撰写，权威性、全面性、透彻性毋庸置疑。深度讲解区块链核心技术、平台与应用开发，涵盖架构、共识、加密、P2P、比特币、以太坊、Hyperledger、EOS、潜力框架、问题与测评等。本书分为三篇，内容解读如下。

基础篇（第1～6章），着重讲解区块链技术思想、通用架构和核心技术。该部分写作时注意通俗易懂且兼顾全局，是学习基石与蓝图，涵盖区块链思想与价值、通用架构模型、基础概念与核心技术（加密、共识、P2P网络等）。

实战篇（第7～9章），讲解主流的区块链开发平台比特币、以太坊、Hyperledger Fabric的核心机制、技术细节，并给出点对点的电子现金系统、智能合约开发、完整的Fabric网络构建与应用开发三个案例。

进阶篇（10～12章），为进一步提升读者开发能力、眼界与研究方向，涵盖三个方面：① 可能的发展方向，以及一些富有潜力、特色的区块链平台（EOS、Cardano、IOTA等）；② 区块链开发需要考虑的各种问题，包括技术局限、各种安全问题与漏洞、应对措施；③区块链测评，从6个层面和8大类质量指标来设计区块链项目评测点和测试用例。

作者简介：

邹均 于斌 庄鹏 邢春晓 等著：邹均，广电运通区块链科技有限公司CEO、中关村区块链联盟副秘书长。主编技术畅销书《区块链技术指南》，在领先的国际会议和期刊上发表论文20余篇，其中区块链论文获IEEE ICWS最佳论文奖，共识算法论文由国际顶级期刊《Transaction on Service Computing》收录并刊登。曾荣获澳中校友会“杰出校友奖”、麦考瑞大学“校长奖”。

于斌，现任北邮在线教育投资集团总裁、中国电子学会区块链专委会委员、中关村区块链产业联盟专家，是上海财经大学，亚洲财经商学院特聘教授。北京邮电大学通信与信息系统专业博士，主编《金融科技概论》等专著4本，曾获得国家科技进步二等奖，教育部一等奖。网络教育、金融科技、区块链等领域专家。

庄鹏， IBM全球服务金融服务部高级顾问经理、资深架构师。14年金融行业架构设计与战略咨询规划经验。拥有丰富的服务转型、大型企业级分布式系统架构设计、大数据分析、金融支付方面的丰富实施经验。最近三年专注于区块链和分布式账本架构研究，区块链相关应用和数字货币咨询研究，多次作为区块链峰会的讲师、培训专家。

邢春晓，清华大学信息技术研究院和互联网产业研究院副院长，主要研究领域：计算机软件与理论，数据库和数据仓库、大数据管理和分析，知识工程和软件工程、区块链与数字经济、智慧城市（政务，商务，文化和医疗健康）等领域。发表学术论文350余篇，其中SCI 40余篇、EI 150余篇，发明专利40项。

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《区块链原理、设计与应用》（杨保华）电子书网盘下载免费在线阅读

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书名：区块链原理、设计与应用

作者：杨保华

豆瓣评分：7.2

出版社：机械工业出版社

出版年份：2017-8-21

页数：366

内容简介：

本书由超级账本核心设计和开发者撰写，是区块链开发落地专业指南。由浅入深，系统化介绍超级账本Fabric设计精华、应用开发等。全书分为理论篇和实践篇两大部分；第1~3章介绍区块链技术的由来、核心思想及典型的应用场景；第4~5章重点介绍区块链技术中大量出现的分布式系统技术和密码学安全技术；第6~8章介绍区块链领域的三个典型开源项目：比特币、以太坊以及超级账本；第9~11章以超级账本 Fabric 项目为例，具体讲解了安装部署、配置管理，以及使用 Fabric CA 进行证书管理的实践经验；第12章重点剖析超级账本 Fabric 项目的核心架构设计；第13章介绍区块链应用开发的相关技巧和示例；第14章介绍区块链服务平台的设计与开发，并讲解应用超级账本 Cello 项目构建服务平台的相关知识。本书覆盖了区块链和分布式账本领域的最新技术，可帮助读者深入理解区块链核心原理和典型设计实现，以及高效地开发基于区块链平台的分布式应用。

作者简介：

杨保华

博士，毕业于清华大学。超级账本（Hyperledger）大中华区技术工作组主席，IBM 大中华区Blockchain技术社区首席顾问，资深研究员。曾主持多个大规模系统平台的架构设计和研发实施，是区块链、云计算、大数据等技术的早期研究者和实践者。他热爱开源技术，曾贡献于OpenStack、OpenDaylight 等开源项目，是超级账本Fabric项目的核心设计和开发者，Cello和Fabric-SDK-Py项目的发起人。个人主页为https://yeasy.github.com。

陈昌

毕业于清华大学。纸贵科技 CTO，曾任 IBM 高级研究员。技术方向包括云计算、区块链、机器学习等。他是区块链技术的早期研究和推动者，是超级账本（Hyperledger）项目的核心开发者。他有丰富的区块链应用实践经验，曾负责金融行业区块链解决方案的架构设计和实施，并主导开发了若干区块链服务平台。

『陆』 区块链的工作原理是什么

最近很火的区块链技术到底是什么样的技术呢？区块链技术是被人们认为在金融科技方面最闪亮的一颗星，而且在未来还可能再继续发展区块链技术，它有非常多的特点，包括数据的一个分布，以及数据的信任度和集体共识机制，最重要的话就是公开透明以及匿名隐私等这一些非常有特点的特性，根据这一些区块链里面的数据，我们可以得出当代社会的一些基本的信息。

区块链技术就是这么一个安全科学的数据库。可以简单的把它理解为一个已经是权威数据库了，它里面的基本内容都是属实的，都是通过别人所验证以及审核过的。在金融科技方面的话，会非常的容易找到一些想要的数据，这对于做生意的人来说非常的好。

『柒』 区块链技术的应用区块链原理

什么是区块链技术？区块链是一种分布式共享记账的技术，它要做的事情就是让参与的各方能够在技术层面建立信任关系。区块链可以大致分成两个层面，一是做区块链底层技术;二是做区块链上层应用，即基于区块链的改造、优化或者创新应用。区块链的核心意义到底是什么，我们的理解是，区块链最核心的意义是参与方之间建立数据信用，通过单方面的对抗，在明确规定下打造单方面的生态共同保障完整机会，这是一个体系，这种建立可以结束没有区块链之前的问题，没有区块链之前，在数据共享的时候是无法做到有新的共享，即使做定向也只是给你一个接口，区块链有了以后，让参与方是实现信用的共享。

区块链在几个领域已经开展应用了，第一个数字资产领域，除了我们看到的一些积分、入住卡，也包括各种其他的资产，有资产数据化的过程。

第二个领域是贸易金融领域，因为贸易金融领域本来是多环节参与、多方参与的方式，区块链可以极大提高中间的效率，使得原来很多达到替代品的效果。

第三个领域用到的是股权，是公司股权像一些区域性的股权交易中心，目的是解决股权对交易之间的便捷，是相对流通做一个便捷。目前来看，区块链多中心的体系确实能够提高效率降低成本的。

布比区块链简介

布比区块链的定位主要是做商用级的区块链基础设施服务，主要包括打造区块链系统，并区块链系统上再打造一个具有较高扩展性的支撑系统。而该支撑系统上面就是各行各业的应用。布比更多集中在区块链底层技术，在过去三年左右时间，十几个人的团队几乎全部的精力都用到底层技术的研发。布比区块链之所以选择积分，跟市场的推进方法有一点关系。大家都知道，区块链是一种非常适合数字资产发行和交易的技术，积分就是一种天然合法合规、由于额度小所以影响又不太大的数字资产。所以拿积分来做数字资产发行的第一个尝试是非常合适的选择。基于区块链发行积分，对于积分的流通和互兑互换确实也能带来很大的帮助。

区块链在改善金融体系中有很多切入点，在不同的环节中最容易突破的是哪一环?

说哪个环节最容易切入，目前还难有特别好的答案。但总的来讲，清结算、股权、各种数字资产等环节肯定是区块链适用的范围。每个领域都同时在切入。目前来看，一个现实的切入路径是从增量型、外围型逐渐向核心部件演进，一开始就进入核心是不太可能的。

所谓外围，以清结算为例，刚开始不可能马上替换清结算系统，但是可以拿一些局部的清结算业务做概念验证，逐渐才能到一些大的系统的替换和升级，这也许是一个比较长时间的过程，现在还很难给出一个区块链大规模应用到清结算系统的时间点，要看发展态势。

区块链并不是一定是没中心的，所谓去中心化，更多的意义在于建立多中心体系，以更好能够克服原来各自中心的分散结构。

实际上，当前金融体系各个环节大多都是各有中心，彼此之间有信任的数据共享是几乎做不到的——尽管能系统对接、API对接，但是做到有信任的数据共享是不可能的。区块链正好可以帮助这些参与方设立多个中心，实现联合信任，进而提高效率，降低成本。所以区块链的去中心绝不是没有中心，也不是反中心，更多的是多中心或者是分中心，而分散的中心点就是各业务的参与方。这是下一步区块链对金融体系改变最大的环节，真正做到构建一个有信任的多中心体系。

什么是区块链技术？有了一定的应用分析后，我们再回到起点，这个区块链技术的定义也必将随着应用的拓展而越来越丰富，人们会发现更多区块链技术的奥妙之处。