区块链研究方案
Ⅰ 区块链架构设计有哪些
区块链作为一种架构设计的实现,与基础语言或平台等差别较大。区块链是加密货币背后的技术,是当下与VR虚拟现实等比肩的热门技术之一,本身不是新技术,类似Ajax,可以说它是一种技术架构,所以我们从架构设计的角度谈谈区块链的技术实现。无论你擅长什么编程语言,都能够参考这种设计去实现一款区块链产品。与此同时,梳理与之相关的知识图谱和体系,帮助大家系统去学习研究。
从架构设计上来说,区块链可以简单的分为三个层次,协议层、扩展层和应用层。其中,协议层又可以分为存储层和网络层,它们相互独立但又不可分割。
区块链架构图
链乔教育在线旗下学硕创新区块链技术工作站是中国教育部学校规划建设发展中心开展的“智慧学习工场2020-学硕创新工作站 ”唯一获准的“区块链技术专业”试点工作站。专业站立足为学生提供多样化成长路径,推进专业学位研究生产学研结合培养模式改革,构建应用型、复合型人才培养体系。
Ⅱ 2021年中国区块链发展趋势是什么
展望2021年,我国区块链顶层设计将进一步完善,各行业应用标准逐步,建立,发展方向从技术引领步入市场渗透;区块链融合应用在金融、供应链、政务等多个领域开始落地,产业规模将呈现高速增长。但当前我国区块链发展面临的诸多问题,仍需重点关注,并着手在2021年加以解决或缓解,如核心技术自主创新能力仍需进一步加强,安全问题、人才缺口问题亟需改善,融合应用场景仍需深入探索。因此,赛迪研究院提出,要加快构建区块链生态体系,完善标准规范,健全监管体系,加强核心技术自主创新能力,促进区块链与其他新技术协同发展,大力培育专业人才,以实现区块链产业健康发展。
易保全从2014年至今就一直致力于区块链的研发和应用自主创新,是一家成熟运用区回块链技术进行电子数据固化存证,并被司法机关认可的区块链电子数据存证保全机构。 通过首创“区块链+司法+应用”的模式,以区块链技术为底层技术,电子数据存证保全为基础,推出了知识产权保护(微版权)、电子合同签署(君子签)、互联网公证系统(仲证宝)旗下三个应用层品牌。
易保全联合公证处、仲裁委、版权保护中心、CA机构等共同发起“保全链”开放平台。同时对接了广州互联网法院以及由最高法牵头的30多家法院参与的司法链。不断完善“区块链+司法”生态圈,易保全可以为不同群体提供取证、存证、出证等一站式区块链保全服务。
目前,已获得15项自主发明专利、27 项著作权、ISO 27001信息安全体系认证、公安部等保三级认证、国家级双高企业、2018年国家工信部工业互联网试点示范项目(唯一区块链入选项目)、2019年国家⽹信办⾸批境内区块链信息服务备案企业。
Ⅲ 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。
Ⅳ 胡凯教授的区块链研究有什么
胡凯教授做的研究主要有:
数字经济和区块链技术:是国内最早从事区块链技术的研究学者之一,提出并发展了智能合约工程(SCE)、法律代码科技、验证即服务(VaaS)等理论方法,在数字经济与区块链结合、数字经济园区规划和咨询、区块链数字治理、区块链可扩展性、多链互联和区块链形式化验证技术等方面具有深入研究和专利性成果。主持研发了北航区块链(TrustChain)系列产品,包括了自主知识产权的各形态区块链系统、浏览器、监控器、部署工具和区块链大数据管理系统(OpenData)。
分布式并行计算和网络:长期从事复杂计算环境下的集群计算系统、高性能计算、航空航天电子总线,以及天地一体化网络信息技术研究等,提出和研究了基于狼群的可重组多集群计算理论并应用于实践,研发了多个应用软件系统。
形式化设计与验证方法:与法国图卢兹计算机研究所(IRIT)和法国自动化所(INRIA)密切合作,创建中法形式化方法联合研究实验室,研究基于模型驱动的形式化设计与验证方法,提出基于AADL和同步语言Signal的多项创新扩展技术,研发了多个模型转换、验证和自动代码生成工具。
近年来在国内外重要学术期刊会议上发表SCI/EI检索等论文60余篇,主编《网络计算新技术》(416页,科学出版社2001年出版),合作完成国家级“十一五”规划权威教材《分布式计算系统导论》(490余页,清华大学出版社2014年出版,获校2016年教材一等奖,已被十余所重点大学教材采用)。先后主持和参与多项国家自然基金、国家重点研发项目、863重大项目、军口863项目、国家核高基项目、航空航天基金,以及多项航空航天领域重要工程项目。获得国家发明专利和软著等30余项,2015年获航空基金五年成就奖,2018年牵头“天地一体化信息系统设计验证与仿真”获产学研学会二等创新成果奖。
Ⅳ 我国区块链团队建设解决方案包括什么
我国区块链团队建设解决方案包括:
1、团队建设要打破传统的学科和学院束缚,发挥交叉学科的研究优势。
2、确立首席专家负责制。
3、严格管理团队规模,鼓励成员之间深入交流。
4、加强区块链科研团队的联合共建,实现团队间优势互补、强强联合。
起源
区块链起源于比特币,2008年11月1日,一位自称中本聪(Satoshi Nakamoto)的人发表了《比特币:一种点对点的电子现金系统》一文[4],阐述了基于P2P网络技术、加密技术、时间戳技术、区块链技术等的电子现金系统的构架理念,这标志着比特币的诞生。
两个月后理论步入实践,2009年1月3日第一个序号为0的创世区块诞生。几天后2009年1月9日出现序号为1的区块,并与序号为0的创世区块相连接形成了链,标志着区块链的诞生。
近年来,世界对比特币的态度起起落落,但作为比特币底层技术之一的区块链技术日益受到重视。在比特币形成过程中,区块是一个一个的存储单元,记录了一定时间内各个区块节点全部的交流信息。
各个区块之间通过随机散列(也称哈希算法)实现链接,后一个区块包含前一个区块的哈希值,随着信息交流的扩大,一个区块与一个区块相继接续,形成的结果就叫区块链。
Ⅵ 主流区块链技术有哪些
本文试图对区块链有关技术流派和主流平台进行一个概览,作为学习区块链技术体系的导览,意在抛砖引玉,促进区块链开发社区的讨论与共识。区块链技术的流派未战先谋局,你想投入区块链开发这个领域,至少先要搞清楚现在有哪些玩家,各自的主张和实力如何。划分区块链技术流派并无一定之规,据我所见,或可有以下四种方式:第一是按照节点准入规则,划分为公有链、私有链和联盟链。公有链的代表自然是比特币和以太坊,私有链则以R3 Corda声名最盛,联盟链的代表作品是Hyperledger名下的Fabric。公有链注重匿名性与去中心化,而私有链及联盟链注重高效率,而且还往往设置了准入门槛。公有链、私有链与联盟链之间的这些不同都在技术中有所体现,比如私有链和联盟链假设节点数目不大,可以采用PBFT算法来形成共识。而公有链假设有大量且不断动态变化的节点网络,用PBFT效率太低,只能采用类似抽彩票的算法来确定意见领袖。这就意味着,私有链与联盟链很难变成公有链,而用公有链来作联盟链或私有链虽然容易,却也并非即插即用。此种差异,学者不可不察。第二是按照共享目标,划分为共享账本和共享状态机两派。比特币是典型的共享账本,而Chain和BigchainDB也应属此类,这几个区块链系统在各个节点之间共享一本总账,因此对接金融应用比较方便。另一大类区块链系统中,各个节点所共享的是可完成图灵完备计算的状态机,如以太坊、Fabric,它们都通过执行智能合约而改变共享状态机状态,进而达成种种复杂功能。第三是按照梅兰妮· 斯旺所描述的代际演进,将区块链系统分为1.0、2.0和3.0三代。其中1.0支撑去中心化交易和支付系统,2.0通过智能合约支撑行业应用,3.0支撑去中心化的社会体系。比特币和Chain应属于区块链1.0系统,而以太坊和Fabric是区块链2.0系统,目前尚无成功的区块链3.0系统出现,不成功的尝试倒是有那么一个,就是著名的The DAO。第四是按照核心数据结构,分为区块链和分布式总账两派。区块链这一派在系统中真的实现了一个区块的链作为核心数据结构,而分布式总账这一派,只是吸取了区块链的精神,并没有真用一条区块链作为核心数据结构,或者虽然暂时用了,但声明说吾项庄舞区块链,意在分布式总账耳,若假以时日,因缘际会,未尝不可取而代之也。主流区块链技术平台了解流派划分,仍是只能用来指点江山,吹牛论道,要动手,总要有个切入点。区块链货币据说已经有上千个了,但值得关注的技术平台大概只有数十个,而如果要进入区块链开发领域,打下一个好基础,练出一身好功夫,捞到几个好offer,则值得深入研究学习的平台,屈指可数。首先当然是比特币。比特币作为区块链的第一个也是目前为止最成功、最重要的样板工程,已经上线运行了八年多,本身没有发生任何严重的安全和运维事故,其稳定与强悍堪称当代软件系统典范。比特币Bitcoin Core是一个代码质量高、文档良好的开源软件,从学习区块链原理、掌握核心技术的角度来说,Bitcoin Core是最佳切入点,能够学到原汁原味的区块链技术。当然,Bitcoin Core是用C++写的,而且用了一些C++11和Boost库的机制,对学习者的C++水平提出了较高的要求。学习比特币平台开发还有一个优势,就是可以对接繁荣的比特币技术社区。目前围绕比特币进行改进和提升的人很多,人多力量就大,诸如隔离验证、闪电网络、侧链等比较新的想法和技术,都率先在比特币社区里落地。比如侧链技术的主要领导者Blockstream是由密码学货币元老Adam Back领衔的,而Blockstream是Bitcoin Core最大的贡献者之一,所以一些有关侧链的技术在比特币社区里讨论最充分。但比特币作为一个典型的区块链1.0系统,是不是支撑其他类型区块链应用的最佳技术平台,存在很大的争议。另外,也不是所有人都有能力和必要精通区块链底层技术。所以对那些急于冲到区块链领域里做(quān)事(qián)的人来说,可能更直截了当的学习目标是以太坊和Hyperledger Fabric。在以太坊上面用Solidity进行的智能合约开发是切入区块链开发最简单的方式,没有之一。以太坊的理想非常宏大,由于配备了强大的图灵完备的智能合约虚拟机,因此可以成为一切区块链项目的母平台,是驮住整个区块链世界的大乌龟。在以太坊上开发一个类似比特币的加密货币,是一个不折不扣的小目标。一般有经验的开发者在文档指导下,半天到一天即可入门。问题在于,入门以后又如何?靠写Solidity是否就可以包打天下?这是大大存疑的。我们也可以反过来说,如果以太坊+Solidity是区块链的终极解决方案,那么怎么还会出现那么多区块链技术门派呢?特别是,以太坊似乎并没有给现实世界中巨型的中心化组织们留下一条活路,这种彻底不妥协的革命态度有可能也成为以太坊推广的障碍。当前以太坊项目的开发进展并不顺利。一个比较突出的问题是项目过多,力量分散,导致项目质量参差不齐。但尽管如此,跟其他区块链2.0平台相比,以太坊提供的开发环境是最简单最完善的。初学区块链的人绝对有必要学习以太坊,从而对区块链和智能合约建立起一个最“正宗”的认识。主流区块链技术平台的第三支就是Fabric,它是Hyperledger的第一个也是最知名的孵化项目。 Fabric最早来自IBM的Open Blockchain项目,到2015年11月,IBM将当时已经开发完成的44,000行Go语言代码交给Linux基金会,并入Hyperledger项目之中。在2016年3月一次黑客马拉松中,Blockstream和DAH两家公司将各自的代码并入Open Blockchain,随后改名为Fabric。到目前为止,Fabric与Intel提供的Sawtooth Lake并列为Hyperledger的一级孵化项目,但前者得到的关注远超后者。从技术角度来说,Fabric思路不错,重点是满足企业商用的需求,比如解决交易量问题。众所周知,比特币最大的短板是它每秒钟7个交易的上限,完全无法满足现实需要。而Fabric目标是实现每秒钟10万交易,这个量接近刚刚过去的双十一交易量瞬时峰值,完全可以满足正常条件下的行业级应用。Fabric用Go语言开发,也提供多种语言的API。特别值得一提的是,Fabric比较充分地运用了容器技术,比如其智能合约就运行在容器当中。这也是Go语言带给Fabric的一项福利,因为Go语言静态编译部署的特征很适合开发容器中的程序。Fabric还有一些特点,比如其membership服务可以设置节点准入审查,这是典型的联盟链特征。再比如其共识算法是可定制的。Fabric的短板是体系较为复杂,虽有文档,但缺少经验的开发者学习起来障碍比较大。然而由于其定位清楚,迎合了不少企业的心态,所以已经有多家机构在基于Fabric秘密研发行业内的联盟链项目。
Ⅶ 什么是区块链技术区块链技术的核心构成是什么
从技术的角度,架构的角度,用通俗的语言来跟大家讲讲,我对区块链的一些理解。
究竟啥是区块链?Block chain,一句话来说,区块链是一个存储系统,存储系统更细一点,区块链是一个没有管理员,每个节点都拥有全部数据的分布式存储系统。
那常见的存储系统,是什么样子的呢?
首先看一下如何保证高可用?
普通的存储系统通常是用“冗余”的方式来解决高可用问题的。图上图所示如果能够把数据复制成几份,冗余到多个地方,就能够保证高可用。一个地方的数据挂了,另外的地方还存有数据,例如MySQL的主从集群就是这个原理,磁盘的RAID也是这个原理。
这个地方需要强调的两点是:数据冗余,往往会引发一致性的问题
1、例如MySQL的主从集群中中其实读写会有延时的,它其实就是有一个短的时间内读写不一致。这个是数据冗余,带来的一个副作用。
2、第二个点是数据冗余往往会降低写入的效率,因为数据同步也是需要消耗资源的。你看单点写入,如果加了两个从库之后,其实写入的效率会受影响。普通的存储系统,就是采用冗余的方式,保证数据的高可用的。
那么第二个问题,普通的存储系统,能否多点写入呢?
答案是可以的,比如说以这个图为例:
其实MySQL的话可以做一个双主的主从同步,双主的主从同步,两个节点,同时可以写入。如果要做多机房多活的数据中心,其实多机房多活也是进行数据同步的。这里要强调的是多点写入,往往会引发写写冲突的一致性问题,以MySQl为例,假设有一个表的属性是自增ID,那么现在数据库中的数据是1234,那么其中一个节点写入,插入了一条数据,那它可能变成5了,然后这5条数据,向另外一个主节点进行数据同步,同步完成之前,如果另外一个写入节点,也插入了一条数据,也生成了一条这个自增id为5的数据。那么,生成之后,往另外一个节点同步,然后同步数据到达之后会与本地的这两条5冲突,就会同步失败,会引发写写的一致性冲突问题。这个多点写入的话都会出现这个问题。
多点写入,如何保证一致?
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Ⅷ 区块链技术框架有哪些
当前主流的区块链架构包含六个层级:网络层、数据层、共识层、激励层、合约层和应用层。图中将数据层和网络层的位置进行了对调,主要用途将在下一节中详述。
网络层:区块链网络本质是一个P2P(Peer-to-peer点对点)的网络,网络中的资源和服务分散在所有节点上,信息的传输和服务的实现都直接在节点之间进行,可以无需中间环节和服务器的介入。每一个节点既接收信息,也产生信息,节点之间通过维护一个共同的区块链来同步信息,当一个节点创造出新的区块后便以广播的形式通知其他节点,其他节点收到信息后对该区块进行验证,并在该区块的基础上去创建新的区块,从而达到全网共同维护一个底层账本的作用。所以网络层会涉及到P2P网络,传播机制,验证机制等的设计,显而易见,这些设计都能影响到区块信息的确认速度,网络层可以作为区块链技术可扩展方案中的一个研究方向;
数据层:区块链的底层数据是一个区块+链表的数据结构,它包括数据区块、链式结构、时间戳、哈希函数、Merkle树、非对称加密等设计。其中数据区块、链式结构都可作为区块链技术可扩展方案对数据层研究时的改进方向。
共识层:它是让高度分散的节点对区块数据的有效性达到快速共识的基础,主要的共识机制有POW(Proof Of Work工作量证明机制),POS(Proof of Stake权益证明机制),DPOS(Delegated Proof of Stake委托权益证明机制)和PBFT(Practical Byzantine Fault Tolerance实用拜占庭容错)等,它们一直是区块链技术可扩展方案中的重头戏。
激励层:它是大家常说的挖矿机制,用来设计一定的经济激励模型,鼓励节点来参与区块链的安全验证工作,包括发行机制,分配机制的设计等。这个层级的改进貌似与区块链可扩展并无直接联系。
合约层:主要是指各种脚本代码、算法机制以及智能合约等。第一代区块链严格讲这一层是缺失的,所以它们只能进行交易,而无法用于其他的领域或是进行其他的逻辑处理,合约层的出现,使得在其他领域使用区块链成为了现实,以太坊中这部分包括了EVM(以太坊虚拟机)和智能合约两部分。这个层级的改进貌似给区块链可扩展提供了潜在的新方向,但结构上来看貌似并无直接联系
应用层:它是区块链的展示层,包括各种应用场景和案例。如以太坊使用的是truffle和web3-js.区块链的应用层可以是移动端,web端,或是是融合进现有的服务器,把当前的业务服务器当成应用层。这个层级的改进貌似也给区块链可扩展提供了潜在的新方向,但结构上来看貌似并无直接联系。
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