区块链思维脑图思维导图

U261003818

2024-03-12

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区块链

发展前景

前沿科技

关键技术，工作原理，应用运用等内容讲解

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思维导图大纲

定义与特点

定义（概念与内涵）

区块链是一种分布式数据库技术、是一种“去中心化”的数据库

区块链通过去中心化的方式记录数据

区块链不断升级，其发展进程可分为三个阶段

区块链1.0（可编程货币）：去中心化的数字支付系统，无障碍的价值转换，以比特币为应用典型，实现了数字货币的发行和流通，功能相对单一

区块链2.0（可编程金融）：以智能合约的应用为特征，通过智能合约推动多业务系统的协作，扩展了区块链应用领域，如股票、清算、私募股权等众多金融领域。

区块链3.0（可编程社会）：将实现与物联网、云计算等技术融合发展，试图在大规模协作领域提高行业的运行效率和管理水平。以上三个阶段并非依次实现，而是共同发展，相互促进的过程。

特征

开放、共识

去中心、去信任

交易透明、双方匿名

数据不可篡改、可追溯

关键技术

P2P网络技术

P2P网络技术是区块链技术的基础计算架构。

在P2P网络中，中央服务器概念被弱化，节点间可以直接交换资源。

P2P网络技术使得区块链成为一个分布式、去中心化的系统。

加密技术

区块链使用非对称加密算法，包括公钥和私钥，确保分布式网络中点对点信息传递的安全。

公钥用于加密信息和验证完整性，私钥用于解密信息，确保信息的安全性。

除了非对称加密算法，区块链还涉及数字签名、哈希技术、隐私保护和其他安全技术。

时间戳服务器基于PKI技术，提供精确可信的时间戳服务，确认数据处理的存在性和时间顺序。

智能合约

“智能合约”是由尼克•萨博在1995年首次提出，它是一套以数字形式定义的承诺。智能合约允许在没有第三方监督的情况下进行可信性交易，这种交易可追踪且不能逆转。

智能合约可以类比为ATM机、自动贩卖机等，它们在一定条件下自动实现特定功能，无需人为干预。

在商业活动中，智能合约的作用是自动执行双方设定好的条件和奖惩机制，简化交易流程并提供安全保证。

共识机制

共识是区块链上参与者互相信任的基础，用于验证下一个区块。

共识确保网络规则被遵守，并承认区块链环境下只有一个真理。

共识机制主要分为四大类

工作证明机制（POw）

权益证明机制（POS）

股份授权证明机制（DPoS）

混合证明机制

工作原理

区块

区块是一种记录交易的数据结构

区块主体只负责记录前一段时间的交易信息，区块链的大部分功能都由区块头实现

区块头

区块头包括以下信息

① 版本号——标示软件及协议的相关版本信息。

② 父区块哈希值—引用的区块链中父区块头的哈希值，通过这个值每个区块首尾相连组成了区块链，并且这个值对区块链的安全性起到了至关重要的作用。

③Merkle 根——这个值是由区块主体中所有交易的哈希值再逐级两两哈希计算出来的一个数值，主要用于检验一笔交易是否在这个区块中存在。

④ 时间戳——记录该区块产生的时间，精确到秒。

⑤ 难度值—该区块相关数学题的难度目标。

⑥ 随机数——记录解密该区块相关数学题的答案的值。

区块形成过程

第1步在当前区块加入区块链后，所有矿工就立即开始下一个区块的生成工作第2步把在本地内存中的交易信息记录到区块主体中第3步在区块主体中生成此区块中所有交易信息的Merkle 树，把Merkle 树根的值保存在区块头中第4步把上一个刚刚生成的区块的区块头的数据通过SHA256算法生成一个哈希值填入到当前区块的父哈希值中第5步把当前时间保存在时间戳字段中

区块链

区块链以区块为单位组织数据。全网所有的交易记录都以交易单的形式存储在全网唯一的区块链中。