区块链技术综述

区块链是一种广泛应用于新兴数字加密货币的去中心化基础架构,随着比特币的逐渐被接受而受到关注和研究。区块链技术具有去中心化,区块数据基本不可篡改、去信任化等特性,因此受到企业尤其是金融机构的追捧。阐述了区块链技术的核心技术原理,探讨了区块链技术的应用以及所存在的监管问题、安全问题,旨在对区块链技术的相关研究提供帮助。     

区块链技术发展现状与展望

区块链是随着比特币等数字加密货币的日益普及而逐渐兴起的一种全新的去中心化基础架构与分布式计算范式, 目前已经引起政府部门、 金融机构、 科技企业和资本市场的高度重视与广泛关注. 区块链技术具有去中心化、 时序数据、 集体维护、 可编程和安全可信等特点, 特别适合构建可编程的货币系统、 金融系统乃至宏观社会系统. 本文通过解构区块链的核心要素, 提出了区块链系统的基础架构模型, 详细阐述了区块链及与之相关的比特币的基本原理、 技术、 方法与应用现状, 讨论了智能合约的理念、 应用和意义, 介绍了基于区块链的平行社会发展趋势, 致力于为未来相关研究提供有益的指导与借鉴.     

比特币区块链的数据压缩

区块链技术为数据存储提供了一种透明、不可更改、去中心化的方法.但随着数据量不断增加,比特币区块链系统需要大量的存储空间.分析了比特币区块的结构,针对比特币交易中的部分字段,提出相应的编码方案来减小比特币区块体积.实验表明,所提方案可使区块链体积减小18.13％.     

区块链原理及其核心技术

随着第一个去中心化加密货币系统——比特币系统自2009年上线成功运行至今,其背后的区块链技术也受到广泛关注.区块链技术独有的去中心化、去信任的特性,为构建价值互联平台提供了可能.在比特币白皮书中,区块链的概念十分模糊,而现有的一些介绍区块链的文章中,也多从抽象层次进行介绍,对于更深入的后续研究提供的帮助十分有限.本文首先将区块链技术从具体应用场景中抽象出来,提取出其五层核心架构,并就其中数据、网络、共识三层基础架构作详细说明.这三层架构包含了区块链系统中的三大核心技术:密码学、共识算法、网络.文中介绍这三种技术的研究现状,能够使读者迅速了解区块链技术的发展状况,并能根据自己的需要进行深入阅读.最后,介绍了区块链目前的应用现状和技术展望.     

区块链系统中的分布式数据管理技术——挑战与展望

区块链是在数字加密货币的应用基础之上发展起来的一种分布式数据库技术.区块链系统具有去中心化、不可篡改、分布共识、可溯源和最终一致性等特点,这使其可以用于解决不可信环境下数据管理问题.区块链独特的数据管理功能已经成为各领域应用中发挥区块链价值的关键.本文基于对比特币、以太坊、超级账本等代表性区块链系统的研究分析,阐述区块...     

基于熵值理论的区块链网络去中心化程度量化评估方法

去中心化是区块链网络的重要优势。然而,尽管人们普遍认识到这一性质的重要性,但大多数关于这一主题的研究缺乏量化,而且没有对它们在实践中实现的去中心化程度进行计算。熵是随机变量不确定性的度量,也就是数据集的随机性度量,正好可以用来衡量区块链网络的去中心化程度。本文以比特币和以太坊为例,提出一种基于信息论中熵值理论来量化计算这些区块链网络去中心化程度的方法。利用信息熵计算出比特币和以太坊的出块数量和地址余额的随机程度,以此作为量化比特币和以太坊去中心化程度的指标。计算结果表明,基于出块数量的全样本统计,比特币比以太坊要高出大约12%的去中心化程度,并且基于10000个地址余额的样本统计,比特币也比以太坊要高出大约9.2%的去中心化程度。本文提出的方法具有普适性,可以用来量化评估任何区块链网络的去中心化程度。     

关于区块链原理及应用的综述

近几年比特币价值逐年上升,能在其他电子货币中脱颖而出,主要得益于其低层技术——区块链。区块链为比特币提供去中心化性、开放性、安全性、独立性和匿名性的基础技术。区块链也随着比特币的升值,相关研究日益广泛深入。本文深入分析区块链基本原理,并剖析一些基于区块链技术的开源项目,给出了部分有代表性的应用领域研究成果。     

变异系数来度量区块链网络去中心化程度

区块链网络的最主要优点是去中心化,但大多数关于这个问题的研究缺乏量化,而且都没有针对区块链在实践中的去中心化程度进行度量.提出了一种基于统计学中变异系数来量化区块链网络去中心化程度的方法.利用变异系数,计算了出块数量和地址余额的数据离散程度,从而来量化区块链网络(以比特币和以太坊为例)的去中心化程度.计算结果表明,基于...     

基于比特币系统的隐蔽通信技术

为了满足日益增多且机密性要求很高的情报传输需求,急需提出新的隐蔽通信方式.隐蔽通信技术需要满足的性能包括安全性和隐藏率.与此同时,区块链技术具有去中心化、匿名性、可追溯且分布式记账等特点,比特币是最为经典且普及的区块链货币应用.因此,本文提出了利用比特币的P2P网络广播机制和交易机制构造了BDTX(Broadcast-...     

基于区块链的餐饮行业商业模式研究

区块链是随着比特币等数字加密货币日益普及而逐渐兴起的一种新型应用技术。由于其去中心化、安全性和开放性等特点,区块链技术在不同领域被广泛应用。随着"区块链+"时代的到来,不同领域对技术的充分利用和创新才是创造利润的关键。基于此,笔者分析了区块链技术在餐饮行业中的应用及其所面临的挑战。     

A survey of Blockchain consensus algorithms:mechanism,design and applications

In 2008,Blockchain was introduced to the world as the underlying technology of the Bitcoin system.After more than a decade of development,various Blockchain sys...     

基于区块链的高校文件存储系统的探究

区块链技术源于中本聪和比特币，包含分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等技术，是目前最安全的信息存储方案之一。IPFS 和区块链的完美结合，使得用户可以使用IPFS 来存储大量文件，既能保证文件的安全性，又可以确保文件的唯一性。本文基于IPFS 的区块链存储技术，对传统的高校文件存储系统进行改良和探究。     

Industrial Blockchain: A state-of-the-art Survey

As an underlying and backbone technology of Bitcoin, Blockchain attracted extensive attention worldwide in recent years due to its unique characteristics of decentralization, openness, immutability, anonymity, etc., which enables it to build a trust basis through recording the point-to-point decentralized transactions in an immutable way via the attached timestamp, thereby improving system efficiency and reducing the cost without relying on the central agent. As it is considered to be a potentially revolutionary technology, Blockchain has been introduced into various industrial fields including finance, supply chain, manufacturing, healthcare, energy, and smart city. In this paper, we conduct a state-of-the-art survey of industrial Blockchain in terms of published articles between 2017 and 2020, and worldwide Blockchain movement including North America, Europe, and the Asia Pacific region so far. We conduct a statistic analysis of the collected articles in terms of three dimensions, which are year of publication, leading research institutes and researchers, and article classification to present a multi-dimensional trend or conclusion. Besides, we analyse articles that are cited over a certain number of times in detail to investigate the hot research directions. Finally, the challenges, opportunities, and future perspectives are discussed to summarize the main obstacles of industrial Blockchain and identify the open research questions in the near future.     

区块链与可信数据管理:问题与方法

作为支撑比特币实现无中心高可信的账本管理的技术,区块链在金融领域得到了广泛关注.区块链实现了不完全可信环境中的可信数据管理,具有去中心化、防篡改、不可抵赖、强一致和完整性等特性,同时也具有高延迟和低吞吐率的性能问题.在互联网技术发展,新型应用层出不穷的大背景下,借鉴区块链在数字加密货币应用中的成功经验,探索可信数据管理的理论、技术,并设计、实现系统,是学术界所面临的重要问题.本文从可信数据管理角度,介绍区块链相关的技术和研究进展,包括分布式共识、智能合约、数据溯源等,并分析应用对可信数据管理所提的需求和研究挑战.     

Contract law 2.0: ‘Smart’ contracts as the beginning of the end of classic contract law

The paper analyzes legal issues associated with the application of existing contract law provisions to so-called Smart contracts, defined in the paper as ‘agreements existing in the form of software code implemented on the Blockchain platform, which ensures the autonomy and self-executive nature of Smart contract terms based on a predetermined set of factors’. The paper consists of several sections. In the second section, the paper outlines the peculiarities of Blockchain technology, as currently implemented in Bitcoin cryptocurrency, which forms the core of Smart contracts. In the third section, the main characteristic features of Smart contracts are described. Finally, the paper outlines key tensions between classic contract law and Smart contracts. The concluding section sets the core question for analysis of the perspectives of implementation of this technology by governments: ‘How to align the powers of the government with Blockchain if there is no central authority but only distributed technologies’. The author suggests two solutions, neither of which is optimal: (1) providing the state authorities with the status of a Superuser with extra powers; and (2) relying on traditional remedies and enforcement practices, by pursuing specific individuals – parties to a Smart contract – in offline mode.     

区块链中Merkle树性能研究

区块链技术具有去中心化、安全可靠和不可篡改等特性,已经得到广大的重视.Merkle树是区块中核心组成部分,占据区块存储空间的96%以上,主要用来解决在区块链交易中的简化支付验证问题,因此选择合适的Merkle树结构会极大影响区块链系统性能.但是,目前缺乏公共的平台对不同区块链系统下的Merkle树性能进行分析和实验验证.本文提出了一整套相关性能评价与分析指标,从存储、验证和构建时间等方面,综合评价比特币、以太坊和超级账本三种主流区块链的Merkle树的性能.本文提出的指标及评价方法不仅为Merkle树的进一步研究提供了定量的数据支持,也为区块链从业者选择Merkle树结构提供了理论依据.     

区块链安全问题:研究现状与展望

区块链是比特币底层的核心技术，展示了在自组织模式下实现大规模协作的巨大潜力，为解决分布式网络中的一致性问题提供了全新的方法.随着比特币的广泛流通和去中心化区块链平台的蓬勃发展，区块链应用也逐渐延伸至金融、物联网等领域，全球掀起了区块链的研究热潮.然而，区块链为无信任的网络环境提供安全保障的同时，也面临安全和隐私方面的严峻挑战.本文定义了区块链系统设计追求的安全目标，从机制漏洞、攻击手段和安全措施三方面对区块链各层级的安全问题进行全面分析，提出了区块链的平行安全概念框架，并总结未来区块链安全问题的研究重点.本文致力于为区块链研究提供有益的安全技术理论支撑与借鉴.     

基于Augur的交易者身份管理方案研究

随着物联网应用的快速发展,其安全问题也引起越来越多的关注.由于物联网设备众多,且信任机制缺失,物联网设备安全问题日益突出.区块链技术成为可能的解决途径.利用区块链技术的安全机制,物联网可以建立一套可信的加密系统,从而维护数据的安全.为探索如何利用区块链技术解决物联网设备安全问题,一个可行的解决方案是探索区块链应用的身份管理方案.本文通过对区块链应用Augur的身份管理技术进行研究,探索区块链应用的身份管理方案以及潜在风险,并针对Augur的身份管理方案潜在风险和设计缺陷攻击提出了一个基于信誉评估的安全解决方案.该方案选取了6个信誉指标和3种信誉计算方法,为交易者选择有效市场及其他Augur交易活动提供信誉依据.最后本文利用3个指标检验3种方法针对不同用户类型的评估准确度,为评估方法的选择提供了依据.     

基于区块链的数字货币演化

区块链是数字货币研究的主流技术和重要前提。作为一种去中心化的分布式计算技术,区块链具有共同维护、防窜改、可追溯等中心化技术所不具备的优势。以区块链的基本原理为基础,主要分析了哈希加密、共识机制以及智能合约方面的关键技术;以区块链中的首个应用比特币为基础,分析了以太坊、达世币、卡尔达诺、比特股等数字货币的发展演化历程。根据数字货币的研究现状及其所面临的诸多挑战,展望了区块链未来在数字货币的发行与监管、交易跟踪和海量交易数据分析方面的研究趋势。