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区块链专业术语、发展历程、特性及应用方向

此文仅供学习参考,不构成投资买卖建议。据此买卖,后果自负。数字货币市场风险大, 投资需谨慎!

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心中的海洋

近期跟许多朋友聊起区块链技术,很多都说看了一些文章还是蒙查查。的确,因为区块链这个东西,是一个新的生态,目前区块链的底层构架都还处于不断完善的阶段,许多的应用也是在研发阶段,但是目前行业动态来看,线路已经非常清晰,而且未来的发展空间是不可估量的。就单单从区块链的几大特性去中心化、开放性、自制与自治性、信息不可篡改、匿名性等来看,可以解决现实生活中的许许多多痛点!

比如说去中心化,可以完全解决权利寻租、暗箱操作等问题,能够真正的释放权利,让社会更加公平公正,能够极大的提高人们的生产积极性!再比如说信息不可篡改,从人类发展历程来看,人类文明实际上是历经了多次的大起大落,在过去的有很多领域的科技文明达到的高度,现代科技都还没能够做到。科技很多时候是在倒退的。为什么会出现这样的状况呢?原因当然有很多,但是最重要的就是相关科技文献的损失,破坏,让知识没有传承下来。许多新政权的建立,为了让自己的政权取得合法的地位,都会去改写历史,破坏旧的文明。这个时候,就是科技文明倒退的时候,那么区块链的不可篡改特性,能够很好的保护科技文明,让科技发展和文明的进步具有可持续性!并且历史不再是由胜利者书写!而是更加客观,真实!除此之外,还有更多可以应用的领域,区块链,必将解决当代社会的许多痛点!让人类社会发展进入一个全新的阶段!

展读以下内容节选自钛值白皮书:

密码学专用术语和缩略语

1.1 密码学专用术语

密钥:分为加密密钥和解密密钥。

明文:没有进行加密,能够直接代表原文含义的信息。

密文:经过加密处理之后,隐藏原文含义的信息。

加密:将明文转换成密文的实施过程

解密:将密文转换成明文的实施过程。

密码算法:密码系统采用的加密方法和解密方法,随着基于数学的密码技术的发展,加密方法一般称为加密算法,解密方法一般称为解密算法。

密码通讯系统的模型

对于给定的明文m和密钥k,加密变换Ek将明文变为密文c=f(m,k)=Ek(m),在接收端,利用解密密钥k(有时k=k,)完成解密操作,将密文c恢复成原来的明文m=Dk,(c)。一个安全的密码体制应该满足:非法截收者很难从密文C中推断出明文m;加密和解密算法应该相当简便,而且适用于所有密钥空间;密码的保密强度只依赖于密钥;合法接收者能够检验和证实消息的完整性和真实性;消息的发送者无法否认其所发出的消息,同时也不能伪造别人的合法消息;必要时可由仲裁机构进行公断。

哈希算法

哈希算法将任意长度的二进制值映射为较短的固定长度的二进制值,这个小的二进制值称为哈希值。哈希值是一段数据唯一且极其紧凑的数值表示形式。如果散列一段明文而且哪怕只更改该段落的一个字母,随后的哈希都将产生不同的值。要找到散列为同一个值的两个不同的输入,在计算上是不可能的,所以数据的哈希值可以检验数据的完整性。一般用于快速查找和加密算法。

哈希表是根据设定的哈希函数H(key)和处理冲突方法将一组关键字映射到一个有限的地址区间上,并以关键字在地址区间中的象作为记录在表中的存储位置,这种表称为哈希表或散列,所得存储位置称为哈希地址或散列地址。作为线性数据结构与表格和队列等相比,哈希表无疑是查找速度比较快的一种。

通过将单向数学函数(有时称为“哈希算法”)应用到任意数量的数据所得到的固定大小的结果。如果输入数据中有变化,则哈希也会发生变化。哈希可用于许多操作,包括身份验证和数字签名。也称为“消息摘要”。

简单解释:哈希(Hash)算法,即散列函数。它是一种单向密码体制,即它是一个从明文到密文的不可逆的映射,只有加密过程,没有解密过程。同时,哈希函数可以将任意长度的输入经过变化以后得到固定长度的输出。哈希函数的这种单向特征和输出数据长度固定的特征使得它可以生成消息或者数据。

散列表(Hash table,也叫哈希表),是根据关键码值(Key value)而直接进行访问的数据结构。也就是说,它通过把关键码值映射到表中一个位置来访问记录,以加快查找的速度。这个映射函数叫做散列函数,存放记录的数组叫做散列表。

给定表M,存在函数f(key),对任意给定的关键字值key,代入函数后若能得到包含该关键字的记录在表中的地址,则称表M为哈希(Hash)表,函数f(key)为哈希(Hash) 函数。

1.2 数字货币专有名词

比特币:是一种加密数字货币,在2009 年由化名的开发者中本聪(Satoshi Nakamoto)以开源软件形式推出。

以太坊:是一个有智能合约功能的公共区块链平台。

智能合约:是由时间驱动的、具有状态的、运行在一个复制的、分享的账本上的、且能够保管账本上资产的程序。

公有链:是任何人在任何地方都能发送交易且交易能获得有效确认的、任何人都能参与其中共识过程的区块链。

以太坊虚拟机:设计运行在点对点网络中所有参与者节点上的一个虚拟机,它可以读写一个区块链中可执行的代码和数据,校验数据签名,并且能够以半图灵完备的方式来运行代码。它仅在接收到经数据签名校验的消息时才执行代码,并且区块链上存储的信息会区分所做的适当行为。

激励权益证明共识:在权益证明共识中加入了激励措施,估计节点在线,激励网络中的节点可以保持在线以维护网络的稳定性和安全性。

硬分叉:区块链发生永久性分歧,在新公式规则发布后,部分没有升级的节点无法验证已经升级的节点生产的区块,通常硬分叉就会产生。

图灵完备:一个能计算出每个图灵可计算函数的计算系统被称为图灵完备。一个语言是图灵完备的,意味着该语言的计算能力与一个通用图灵机相当,这也是现代计算机语言所能拥有的最高能力。

Oracle:根据预先设定的判断条件,对输入数据进行筛选,选择最适合的数据作为输入数据。

Data feeds:数据馈送,为区块链提供数据链下数据来源。

POS:权益证明共识机制。根据每个节点所占代币的比例和时间,等比例地降低挖矿难度,从而加快找随机数的速度。

UTXO:未花费交易输出。比特币网络中使用的交易模型。

POW:工作量证明共识机制。一方(通常称为证明人)提交已知难以计算但易于验证的计算结果,而其他任何人都能够通过验证这个答案就确信证明者为了求得结果已经完成了大量的计算工作。

DAO:分布式自治组织。通过一系列公正公开的规则,可以在无人干预的和管理的情况下自主运行的组织结构。

区块链综述

区块链技术,作为金融科技的核心革命力量,随着与物联网、保险、汽车、制造、医疗、能源、航运等多个领域的有机结合,联同云计算、大数据、人工智能、移动互联网等新技术,为新一轮的技术和产业创新革命提供动能。

2.1 区块链的起源和发展

区块链技术引发了人们关于摒弃效率低下陈旧系统,开启颠覆多行业运营和贸易崭新思路的思考。它作为一种分布式账本,在诸多领域,特别是在金融行业能发挥出极大潜力。由于存储在区块链的数据不可能被篡改,因此,我们相信区块链技术能够将数据的真实性和安全性推向一个全新的高度。

2.1.1背景

2008年末,名叫中本聪的人在比特币论坛发表了一篇题为《Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System》(比特币:点对点的电子现金系统)的论文。在文中,区块链的概念被首次提出,作为构建比特币网络与交易信息加密传输的基础技术,它能够支持比特币的采挖与交易。

中本聪认为,如果借助中心化手段(第三方机构)来处理交易数据,不仅无法克服商家和客户之间的不信任问题,而且交易成本高昂,交易规模也会受到限制。为解决此类问题,中本聪创造了区块链,并在其基础上发明了比特币。

2.1.2定义

区块链的本质是一个共享、公开、共同参与记录的数据库。在没有中央服务器的情况下,它允许链接其中的计算机等设备使用“共识机制”相互通信,所有联网(点对点网络)设备(节点)都会保持数据一致且持续更新。由于采用这种模式,区块链又被称为“分布式账本”,分布意味着去中心化,而账本则是记录数据的载体,因此,可将区块链理解为“去中心化的数据生态系统”。

2.1.3发展历程

2008年,中本聪发表比特币论文。2009年,比特币虚拟货币平台建立。在近9年的时间里,比特币系统运行稳定,能够自动实现比特币发行、流通、交易和支付。作为区块链技术的第一个应用,其成就有目共睹。

2015年,作为基础支持技术,区块链的概念逐渐从虚拟货币中独立出来。它被转化为智能合约可编程平台,通过它,各种不同类型的资产及合约可以实现注册、确认和转移,数字资产发行流通平台的概念也由此成形。

因此,比特币可称作“区块链1.0”,即可编程的虚拟货币。以太坊开源项目可认为是“区块链2.0”,即智能合约平台。而区块链3.0,目前还属于构想阶段,它超越了经济领域,可在全球范围内,实现物质资产和人力资源的自动化配布,同时能促进政府、健康、科学、文化、艺术等领域的大规模协作。

2.2 区块链的特征和应用

区块链技术具有去中心化、开放性、自制与自治性、信息不可篡改、匿名性等主要特征,因此它在转账与支付、泛金融业务、征信领域都有着广泛的应用发展空间,还可以与云计算、物联网、大数据等创新技术结合应用。

2.2.1特征

去中心化

传统的网络交易支付,在商家和客户之间存在第三方(中心)机构来协助资金确认和结算等,但使用区块链技术,在分布式网络共识机制的作用下,交易数据可实现“自动”辨别和验证,第三方参与因此可以“下课”。

开放性

除了交易各方的私人信息被加密保护以外,区块链中的数据能够实现全网公开,所有联网设备均可以随时查看相关信息。

自制与自治性

基于共识机制等网络规则的确立,区块链网络中的所有设备能够自动、安全地进行数据记录、更新和交换,任何组织和个人都无法对此进行干预。

信息不可篡改

通过验证的数据一旦录入到区块链,便会永久性存储。除非区块链网络超过51%的设备数据被同时更改(几乎不可能),否则无法被局部篡改。

匿名性

区块链网络中的各节点可在相互非公开身份的情况下,进行数据交换。也就是说,交易双方可以在不知道对方相关信息的情况下完成支付、转账等交易。

2.2.2应用方向

转账与支付

目前,这是区块链技术最成熟的应用方面。区块链技术能够避开繁杂的系统,节省银行间对账和审查流程,加速资金的结算速度,同时,极大降低交易手续费。

泛金融业务

区块链技术可以用于资产交易、快速审计等领域。用户双方达成交易意向,随着交易信息被添加到区块链,交易即宣告完成。这无需登记结算机构的多方数据核对,不仅提高了效率,而且也会方便日后的审计工作。

征信领域

区块链技术特点能够低成本地解决金融活动中的信任问题信任是金融活动的根基,金融活动的监管,包括产品登记、信息披露、资金托管、征信体系建设等都是为了解决这一问题。在全社会都在积极建设征信体系的背景下,区块链技术的逐步成熟为创造了一个共信、互信的金融环境提供了绝佳的条件。

结合创新技术

区块链技术还可与云计算、物联网、大数据等创新技术结合,应用前景极为广阔。

相对传统技术,区块链能帮助金融业有效地提高效率、降低成本与风险。由于无需第三方机构参与,中间成本有效降低,而伴随着操作自动化水平的提升,结算速度更快,人力成本也大大降低。同时,区块链可以通过多重签名等技术精简服务流程,提升工作效率,而记录的信息不可篡改、可追溯,这也为监管、审计等工作提供了便利。

此外,由于交易确认、清算与结算同步完成,可能的风险大大降低。数字化交易过程还能有效解避免人工输入错误等问题。同时,由于区块链具有分布式网络和共识机制等特征,黑客网络攻击以及服务器宕机等系统风险问题也能得到有效避免。未来,在能源行业,包括居民用电、购电支付等也可以通过智能合约来自动执行。而碳交易市场也可以采用区块链技术来提高透明度、公平性,避免重复计算等问题。此外,土地确权和流转交易也可以采用该技术。

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