發(fā)布時(shí)間：2020-01-20所屬分類：科技論文瀏覽：1次
摘 要： 【摘 要】區(qū)塊鏈技術(shù)是基于共識機(jī)制算法由中本聰提出并初步應(yīng)用于虛擬貨幣發(fā)行中的計(jì)算機(jī)技術(shù)的新型應(yīng)用模式。區(qū)塊鏈本身并不神秘，其本質(zhì)就是儲存交易紀(jì)錄的賬本，但它所具有的不可篡改性，不可偽造性正成為其擴(kuò)大應(yīng)用范圍而不僅僅局限于以比特幣為代表的虛
【摘 要】區(qū)塊鏈技術(shù)是基于共識機(jī)制算法由中本聰提出并初步應(yīng)用于虛擬貨幣發(fā)行中的計(jì)算機(jī)技術(shù)的新型應(yīng)用模式。區(qū)塊鏈本身并不神秘，其本質(zhì)就是儲存交易紀(jì)錄的賬本，但它所具有的不可篡改性，不可偽造性正成為其擴(kuò)大應(yīng)用范圍而不僅僅局限于以比特幣為代表的虛擬貨幣的優(yōu)勢特點(diǎn)。塊鏈技術(shù)已經(jīng)趨于成熟。中本聰通過區(qū)塊鏈技術(shù)開發(fā)出比特幣并風(fēng)靡全球的成功案例確實(shí)極大地催發(fā)了區(qū)塊鏈?zhǔn)袌龅幕盍Γ鴧^(qū)塊鏈技術(shù)的內(nèi)核也越來越多的被應(yīng)用與電子賬戶，交易賬本以及游戲開發(fā)中。電子貨幣在當(dāng)下市場中以比特幣，萊特幣狗幣等為主，雖然貨幣價(jià)格浮動較大但整體成良性發(fā)展趨勢。區(qū)塊鏈僅僅用于虛擬貨幣發(fā)行是對于其潛在價(jià)值的巨大浪費(fèi)，所以我針對現(xiàn)今區(qū)塊鏈技術(shù)中社會服務(wù)價(jià)值的缺失進(jìn)行了研究。我通過查找資料，動手實(shí)踐，嘗試區(qū)塊鏈技術(shù)服務(wù)等方式已經(jīng)取得了一定的成果。區(qū)塊鏈技術(shù)可用于交易公證，電子簽到，成績處理，誠信系統(tǒng)架構(gòu)，金融等方面。在這些方面進(jìn)行應(yīng)用可以彌補(bǔ)信息詐騙，“老賴”橫生卻難以處理的不足對于社會穩(wěn)定有著巨大意義。
【關(guān)鍵詞】區(qū)塊鏈;電子貨幣;區(qū)塊鏈應(yīng)用
1、導(dǎo) 論
當(dāng)下的電子貨幣以比特幣，萊特幣為主，其他的諸如狗幣(使用的是 scrypt 算法而不是 hash 算法) 等小型貨幣百花齊放。 但是從其監(jiān)管和保值這兩方面來看，還有待完善。 虛擬貨幣的最大優(yōu)勢就是交易便捷且安全性極高， 隨著信息技術(shù)不斷普及受眾也在增多，但是它的價(jià)值卻難以度量和保證，完全憑借市場認(rèn)可和消費(fèi)者的信賴。 一旦出現(xiàn)資產(chǎn)大鱷拋售貨幣就會造成市場崩潰，價(jià)值得不到公證也就一文不值。
電子貨幣的技術(shù)基礎(chǔ)———區(qū)塊鏈， 本身是一個(gè)分布式賬本。 通過把交易紀(jì)錄與數(shù)據(jù)分散地存儲在一個(gè)個(gè)區(qū)塊中，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的分布式記錄。
交易， 在比特幣等電子貨幣中主要依靠輸入和輸出數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)你支出一筆錢的時(shí)候，首先在交易單中就要描述清楚你要支出的錢的收入來源，然后在支出項(xiàng)中，指明要支出的金額，以及通過腳本的形式寫明接收者的公鑰，然后用自己的私鑰簽名認(rèn)可該筆交易，最后將交易單廣播到網(wǎng)絡(luò)。
區(qū)塊鏈技術(shù)的 hash 算法以及 scrypt 算法本身的性質(zhì)賦予了區(qū)塊鏈交易的不可篡改性。 而區(qū)塊鏈技術(shù)本身 P2P 公證機(jī)制保證了交易不可否認(rèn)。 智能合約機(jī)制也就是建立在這一基礎(chǔ)上的一種代替?zhèn)鹘y(tǒng)合約新機(jī)制。 智能合約是基于軟件的，軟件主要建立在比特位之上。 公共的區(qū)塊鏈往往是自動化的、全球的、無情的，這也就提高了合約的可信度以及公正性。
區(qū)塊鏈的發(fā)展歷程指明了它的發(fā)展方向， 毫無疑問它會成為全新的金融工具以及信任體系中的關(guān)鍵一環(huán)。
目前國內(nèi)研究最多的就是保值問題和核心算法的漏洞問題。
學(xué)術(shù)界已經(jīng)做了大量的工作也取得了很大的成就， 發(fā)現(xiàn)了 hashmap 的沖突問題，實(shí)現(xiàn)了 hash 函數(shù)的大量開發(fā)。
基于區(qū)塊鏈技術(shù)的公司約 42%“區(qū)塊鏈”公司是最近一年注冊的，主要集中在深圳和廣州市。 據(jù)國家企業(yè)信用信息公示系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫顯示，當(dāng)前公司名字中含有“區(qū)塊鏈”關(guān)鍵詞的公司共有 1608 家其中具有代表性的又有趣鏈科技，星云 app，百度等以上研究都極具前瞻性，但是投入極大也難以盈利，泡沫終究會破滅，人們的熱度也會消減。 區(qū)塊鏈需要換發(fā)新的活力才能長久的生存下去。
本文的工作將從區(qū)塊鏈技術(shù)的簡單實(shí)現(xiàn)和原理入手深入到其應(yīng)用范疇， 就是為了探究區(qū)塊鏈技術(shù)更具意義的發(fā)展前景并為其注入新的活力。
2 區(qū)塊鏈技術(shù)和簡單實(shí)現(xiàn)
2.1 區(qū)塊鏈的原理
加密算法：以 hash 算法為主其余的橢圓曲線等算法為輔主要應(yīng)用于公鑰私鑰設(shè)置和電子簽名。
簽名算法： 通過 hash 函數(shù)等方法定義一段不可復(fù)制，不可改動的電子信息密碼，通過私鑰解密后驗(yàn)證身份。
hash 函數(shù)： 簡單的說就是一種將任意長度的消息壓縮到某一固定長度的消息摘要的函數(shù)，具有不可逆性的特點(diǎn)。
交易系統(tǒng)： 交易系統(tǒng)由梅克爾樹 (merkletree)， 交易池， UTXO 池組成其中的梅克爾樹是由 hash 函數(shù)組成的整個(gè)系統(tǒng)的框架它的樹根就是創(chuàng)世區(qū)塊， 其中的各個(gè)函數(shù)的輸出值都與上一個(gè)有關(guān)是交易在數(shù)值上的映射; 易池是儲存交易并管理交易的一個(gè)部分， 所有的交易都在其中接受或等待處理; UTXO 池是儲存輸出的貨幣并保留等待處理的輸入貨幣，所有 交 易 都 通 過 UTXO 池 發(fā) 送 貨 幣 ， 每 個(gè) 人 名 下 所 擁 有 的 UTXO 都儲存在對應(yīng)的賬本也就是 UTXO 池中。 一個(gè)用戶的比特幣余額， 是錢包掃描區(qū)塊鏈， 并聚合所有屬于該用戶的 UTXO 來計(jì)算該用戶的余額，本質(zhì)上錢包里的比特幣余額，是你名下所有 UTXO 的合集。
輸入和輸出是區(qū)塊鏈運(yùn)作交易的靈魂， 輸入就是將一筆 UTXO 放進(jìn)一個(gè)交易中， 輸出就是將一個(gè)交易中的 UTXO 放進(jìn)自己的賬戶也就是 UTXO 池中。
UTXO： 比特幣的基本單位是未經(jīng)使用的一個(gè)交易輸出，簡稱 UTXO 或未花費(fèi)交易輸出。 說簡單點(diǎn)，就是你能使用比特幣 的 一 個(gè)“賬 本”，有 了 UTXO 這 個(gè)“賬 本”，也可以說是使用權(quán)，你才能花費(fèi)比特幣。 比特幣的基本單位是未經(jīng)使用的一個(gè)交易輸出，簡稱 UTXO 或未花費(fèi)交易輸出。 說簡單點(diǎn)，就是你能使用比特幣的一個(gè)“賬本”，有了 UTXO 這個(gè)“賬本”，也可以說是使用權(quán)，你才能花費(fèi)比特幣。
區(qū)塊鏈：由創(chuàng)世區(qū)塊所帶領(lǐng)的一條由區(qū)塊組成的系統(tǒng)，其中的所有區(qū)塊中的函數(shù)輸出值息息相關(guān)。
主次鏈沖突： 在區(qū)塊鏈的生成中常常會出現(xiàn)兩條鏈幾乎同時(shí)被挖出的情況此時(shí)就需要通過對兩條鏈進(jìn)行長度比較來進(jìn)行取舍。
2.2 區(qū)塊鏈的實(shí)現(xiàn)
區(qū)塊鏈程序主要由若干模組成，分別是區(qū)塊模塊、區(qū)塊鏈模塊、交易模塊、加密模塊、挖礦模塊和同步模塊，下邊分別介紹這幾個(gè)模塊：
(1)區(qū)塊模塊：這個(gè)模塊主要負(fù)責(zé)將交易組織在區(qū)塊中，并記錄相關(guān)的哈希信息，查找某一筆交易，驗(yàn)證交易和區(qū)塊的合法性等。
(2)區(qū)塊鏈模塊：主要負(fù)責(zé)區(qū)塊的鏈接、查找區(qū)塊、驗(yàn)證區(qū)塊鏈合法性，插入和刪除區(qū)塊以及主次鏈沖突解決等。
(3)交易模塊：主要負(fù)責(zé)交易行為和驗(yàn)證。
(4)加密模塊：主要負(fù)責(zé)相關(guān)信息的加密，基于公鑰密碼的簽名機(jī)制以，用以驗(yàn)證區(qū)塊鏈合法性的哈希算法等。
(5)挖礦模塊：主要負(fù)責(zé)組合交易和改變 nonce 來產(chǎn)生新的區(qū)塊，并負(fù)責(zé)調(diào)整挖礦難度。
(6)同步模塊：負(fù)責(zé)在自己的網(wǎng)絡(luò)鄰居之間同步區(qū)塊鏈的信息。
3 應(yīng)用場景探究
3.1 金融方向
(1)應(yīng)用于簽訂合同合約保證每一次交易的不可篡改和否認(rèn)， 把整個(gè)合約通過區(qū)塊鏈的形式儲存在區(qū)塊中并輸出一個(gè) hash 值隨后進(jìn)行的任何改動都會反應(yīng)在這一 hash 值上。
(2)應(yīng)用于資產(chǎn)證券化，把個(gè)人的資產(chǎn)統(tǒng)計(jì)出來通過區(qū)塊鏈把它定義為 UTXO 保證產(chǎn)權(quán)以及防止資產(chǎn)轉(zhuǎn)移。
(3)應(yīng)用于跨境支付，不僅可以減少手續(xù)費(fèi)，還可以避免一定的匯率計(jì)算實(shí)現(xiàn)公信的交易， 還可以解決一般支付方式到賬慢的問題。
區(qū)塊鏈在金融方面已經(jīng)應(yīng)用在了虛擬貨幣發(fā)行這一方面，比特幣就是一個(gè)很好的例子，央行也已經(jīng)著手于跨境支付開發(fā)中了， 總體上看在金融領(lǐng)域區(qū)塊鏈技術(shù)得到了充分的肯定和利用。
3.2 社會方向
(1)應(yīng)用于智能的運(yùn)輸服務(wù)，通過區(qū)塊鏈和智能合約應(yīng)用，發(fā)布到互聯(lián)網(wǎng)，利用大量閑置的機(jī)器計(jì)算能力實(shí)現(xiàn)車輛和乘客的智能匹配，去掉平臺商，將平臺商的高額利潤返還給乘客和司機(jī)。
(2)應(yīng)用于誠信系統(tǒng)建設(shè)通過區(qū)塊鏈建設(shè)將每個(gè)人的交易記錄，借貸記錄保存，個(gè)人信息記錄后現(xiàn)時(shí)經(jīng)常上新聞的遺產(chǎn)爭奪，借錢不還，證明我爸是我爸這些問題都將不存在。
(3)造假和盜版問題，通過區(qū)塊鏈技術(shù)可以把你所授權(quán)的技術(shù)很好的保護(hù)起來，而在想要剽竊就幾乎不可能，但是進(jìn)行更改的難度也很大。
(4)應(yīng)用于人工智能管理通過區(qū)塊鏈把每個(gè)機(jī)器人或只能設(shè)備變成區(qū)塊，統(tǒng)一調(diào)控統(tǒng)一設(shè)置保證其穩(wěn)定安全的運(yùn)行。區(qū)塊鏈在社會方面的應(yīng)用幾乎是空白， 平臺商為保全利益不愿區(qū)塊鏈技術(shù)介入， 一旦誠信系統(tǒng)建立公證處就失去了意義，所以其應(yīng)用還有待磋商。 但是它的前景毋庸置疑，所能帶來的便利也是顯而易見的，未來必將大有作為。
3.3 生活細(xì)節(jié)
(1)應(yīng)用于課堂簽到工作打卡，保證遲到早退不復(fù)存在。
(2)應(yīng)用于個(gè)人成績的錄入，學(xué)校可以通過系統(tǒng)直接在學(xué)生的檔案中查詢成績，且成績無法更改也就杜絕了徇私舞弊。
(3)應(yīng)用于競選計(jì)票，保證競選公平公正，把每個(gè)人的票數(shù)都錄入?yún)^(qū)塊中保證其不可篡改和偽造， 每個(gè)人的票數(shù)都是真實(shí)可信的。
(4)應(yīng)用于大數(shù)據(jù)殺熟，互聯(lián)網(wǎng)電商可以通過區(qū)塊鏈技術(shù)收集用戶信息，綜合處理，挑選出利潤最高的用戶進(jìn)行殺熟，獲取最大利益。
在生活中還難以見到區(qū)塊鏈的影子， 區(qū)塊鏈作為一種新興技術(shù)，想要落地發(fā)揮效用還需要時(shí)間，其中帶來的隱私問題也頗受人詬病。 要想?yún)^(qū)塊鏈真正造福人民還需要大眾的認(rèn)可和信賴。
相關(guān)期刊推薦：《通訊世界》(月刊)創(chuàng)刊于2000年，由全球最大的信息出版公司美國國際數(shù)據(jù)集團(tuán)(IDG)與我國知名的信息研究機(jī)構(gòu)中國科技信息研究所聯(lián)合出版。目前，共設(shè)有：編輯視點(diǎn)、記者觀察、月度述評、專欄視點(diǎn)、新聞縱覽、運(yùn)營商、專題聚焦、特別關(guān)注、3G無線、xTV、光通信FTTH、通信測試、IP融合、業(yè)務(wù)內(nèi)容、企業(yè)創(chuàng)業(yè)、產(chǎn)品方案、新品亮相、業(yè)界動態(tài)等欄目。
4 結(jié) 論
區(qū)塊鏈技術(shù)經(jīng)過一步步的演進(jìn)已經(jīng)相當(dāng)?shù)某墒炝恕?它最開始由中本聰開發(fā)并率先應(yīng)用于電子貨幣-比特幣的發(fā)行中，如今越來越多的人認(rèn)識并接受了它， 區(qū)塊鏈技術(shù)也有了更深層次的應(yīng)用。 本文主要通過動手實(shí)踐和查詢資料成功地探索了區(qū)塊鏈技術(shù)的本質(zhì)和技術(shù)內(nèi)核， 也達(dá)成了對其應(yīng)用前景的探究。 但是在區(qū)塊鏈技術(shù)本身上理解還不夠深刻，對于它的多層次架構(gòu)跨鏈技術(shù)還不熟悉。 針對以上不足我將進(jìn)行深入的學(xué)習(xí)架構(gòu)區(qū)塊鏈的知識， 并進(jìn)行一定的跨鏈操作提高自己的技術(shù)水平。
