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区块链的核心技术是什么?区块链的核心技术能带来什么改变

区块链的核心技术是什么?区块链的核心技术能带来什么改变
区块链的核心技术是什么?区块链的核心技术能带来什么改变,区块链是一项全新技术,去中心化,不可篡改,个人主权掌控(账号,资产,数据),这是区别于传统互联网技术的特点。区块链是全新的

区块链的核心技术是什么?区块链的核心技术能带来什么改变,区块链是一项全新技术,去中心化,不可篡改,个人主权掌控(账号,资产,数据),这是区别于传统互联网技术的特点。区块链是全新的革命技术,有着全新的底层技术,上层应用原理,除了互联网,历史上就没有过,而且区块链应用场景,在一定程度上可以解决教育资源的资产确权和价值评估问题,实现资产数字化。

区块链的核心技术:没有中心化的中介机构,实现了数据的高安全性和高可靠性。区块链的技术主要表现在以下四个方面:

第一个叫分布式账本,就是交易记账由分布在不同地方的多个节点共同完成,而且每一个节点都记录的是完整的账目,因此它们都可以参与监督交易合法性,同时也可以共同为其作证。

第二个叫做非对称加密和授权技术,存储在区块链上的交易信息是公开的,但是账户身份信息是高度加密的,只有在数据拥有者授权的情况下才能访问到,从而保证了数据的安全和个人的隐私。

第三个叫做共识机制,就是所有记账节点之间怎么达成共识,去认定一个记录的有效性,这既是认定的手段,也是防止篡改的手段。区块链提出了四种不同的共识机制,适用于不同的应用场景,在效率和安全性之间取得平衡。

第四个技术特点叫智能合约,智能合约是基于这些可信的不可篡改的数据,可以自动化的执行一些预先定义好的规则和条款。以保险为例,如果说每个人的信息(包括医疗信息和风险发生的信息)都是真实可信的,那就很容易的在一些标准化的保险产品中,去进行自动化的理赔。

区块链的出现使投资者参与热潮,目前国家政策不明确,数字资产价值波动大,投资风险相对大,参与者缺乏市场经验。

西班牙最大银行桑坦德发布一份报告:2020年左右,如果全世界银行内部使用区块链的话,每年大概能省下200亿美元的成本,这样的数据足以说明"区块链"给传统金融领域带来巨大变革和突破。

区块链的核心技术组成

无论是公链还是联盟链,至少需要四个模块组成:P2P 网络协议、分布式一致性算法(共识机制)、加密签名算法、账户与存储模型。

1. P2P 网络协议

P2P 网络协议是所有区块链的最底层模块,负责交易数据的网络传输和广播、节点发现和维护。

通常我们所用的都是比特币 P2P 网络协议模块,它遵循一定的交互原则。比如:初次连接到其他节点会被要求按照握手协议来确认状态,在握手之后开始请求 Peer 节点的地址数据以及区块数据。

这套 P2P 交互协议也具有自己的指令集合,指令体现在在消息头(Message Header) 的 命令(command)域中,这些命令为上层提供了节点发现、节点获取、区块头获取、区块获取等功能,这些功能都是非常底层、非常基础的功能。如果你想要深入了解,可以参考比特币开发者指南中的 Peer Discovery 的章节。

2. 分布式一致性算法

在经典分布式计算领域,我们有 Raft 和 Paxos 算法家族代表的非拜占庭容错算法,以及具有拜占庭容错特性的 PBFT 共识算法。

如果从技术演化的角度来看,我们可以得出一个图,其中,区块链技术把原来的分布式算法进行了经济学上的拓展。

(图来自网络)

在图中我们可以看到,计算机应用在最开始多为单点应用,高可用方便采用的是冷灾备,后来发展到异地多活,这些异地多活可能采用的是负载均衡和路由技术,随着分布式系统技术的发展,我们过渡到了 Paxos 和 Raft 为主的分布式系统。

而在区块链领域,多采用 PoW 工作量证明算法、PoS 权益证明算法,以及 DPoS 代理权益证明算法,以上三种是业界主流的共识算法,这些算法与经典分布式一致性算法不同的是,它们融入了经济学博弈的概念,下面我分别简单介绍这三种共识算法。

PoW: 通常是指在给定的约束下,求解一个特定难度的数学问题,谁解的速度快,谁就能获得记账权(出块)权利。这个求解过程往往会转换成计算问题,所以在比拼速度的情况下,也就变成了谁的计算方法更优,以及谁的设备性能更好。

PoS: 这是一种股权证明机制,它的基本概念是你产生区块的难度应该与你在网络里所占的股权(所有权占比)成比例,它实现的核心思路是:使用你所锁定代币的币龄(CoinAge)以及一个小的工作量证明,去计算一个目标值,当满足目标值时,你将可能获取记账权。

DPoS: 简单来理解就是将 PoS 共识算法中的记账者转换为指定节点数组成的小圈子,而不是所有人都可以参与记账。这个圈子可能是 21 个节点,也有可能是 101 个节点,这一点取决于设计,只有这个圈子中的节点才能获得记账权。这将会极大地提高系统的吞吐量,因为更少的节点也就意味着网络和节点的可控。

3. 加密签名算法

在区块链领域,应用得最多的是哈希算法。哈希算法具有抗碰撞性、原像不可逆、难题友好性等特征。

其中,难题友好性正是众多 PoW 币种赖以存在的基础,在比特币中,SHA256 算法被用作工作量证明的计算方法,也就是我们所说的挖矿算法。

而在莱特币身上,我们也会看到 Scrypt 算法,该算法与 SHA256 不同的是,需要大内存支持。而在其他一些币种身上,我们也能看到基于 SHA3 算法的挖矿算法。以太坊使用了 Dagger-Hashimoto 算法的改良版本,并命名为 Ethash,这是一个 IO 难解性的算法。

当然,除了挖矿算法,我们还会使用到 RIPEMD160 算法,主要用于生成地址,众多的比特币衍生代码中,绝大部分都采用了比特币的地址设计。

除了地址,我们还会使用到最核心的,也是区块链 Token 系统的基石:公私钥密码算法。

在比特币大类的代码中,基本上使用的都是 ECDSA。ECDSA 是 ECC 与 DSA 的结合,整个签名过程与 DSA 类似,所不一样的是签名中采取的算法为 ECC(椭圆曲线函数)。

从技术上看,我们先从生成私钥开始,其次从私钥生成公钥,最后从公钥生成地址,以上每一步都是不可逆过程,也就是说无法从地址推导出公钥,从公钥推导到私钥。

图来自《精通比特币》一书

4. 账户与交易模型

从一开始的定义我们知道,仅从技术角度可以认为区块链是一种分布式数据库,那么,多数区块链到底使用了什么类型的数据库呢?

我在设计元界区块链时,参考了多种数据库,有 NoSQL 的 BerkelyDB、LevelDB,也有一些币种采用基于 SQL 的 SQLite。这些作为底层的存储设施,多以轻量级嵌入式数据库为主,由于并不涉及区块链的账本特性,这些存储技术与其他场合下的使用并没有什么不同。

区块链的账本特性,通常分为 UTXO 结构以及基于 Accout-Balance 结构的账本结构,我们也称为账本模型。UTXO 是“unspent transaction input/output”的缩写,翻译过来就是指“未花费的交易输入输出”。

这个区块链中 Token 转移的一种记账模式,每次转移均以输入输出的形式出现;而在 Balance 结构中,是没有这个模式的。

区块链将会带来哪些改变?近日,以"科技赋能:金融变革的驱动力"为主题的中欧国际工商学院"V论坛"在京召开。论坛上,磁云科技CEO、中欧EMBA校友李大学表示,区块链可能是人类历史上出现的第一个能够改变生产关系的技术,并且可以重构很多平台的商业模式。

李大学表示,生产关系的本质是效率,通过新的组织方法提升效率,达到"没有经销商赚差价"的效果,区块链的去中间环节模式就是例证。同时他认为,区块链可以重构很多平台的商业模式。"假设无人驾驶变成可能,车辆可以众筹,众筹人拥有车辆运营的收益权,每辆车赚取的收益可以按各人持有收益权的比例来分配,像滴滴出行这样的平台就可能被重构。"李大学举例称。

对于区块链技术带给人类社会的改变,中欧国际工商学院金融与会计学教授芮萌认为:"区块链成为了一个构造信任的机器,有可能彻底地改变整个人类社会价值传递的一个方式。"芮萌指出,区块链从传统的基于熟人之间信任关系的合作网络,变成基于透明规则的开放式合作。"区块链经济这种新商业文明,允许任何规模的商业机构创造一个完全可信和被完整执行的规则体系,扁平化了大小机构构造商业信任的能力差距。"

经纬中国董事总经理钱坤提到,因为区块链很难被篡改,解决了人与人之间的信任问题,凡是跟交易有关的东西,尤其是陌生人之间的交易,都可以用区块链技术记录。区块链在数字加密货币、金融和社会系统中都有着广泛的应用前景,对于金融体系、国际贸易、支付体系、企业商业模式可能发生巨大影响。同时他也指出,推动区块链在各个行业落地应用,还需要有法律、工商、财务等基础性的保障。

区块链(或者称为分布式账本技术)在金融服务领域被认为是一种拥有巨大创新潜力的技术,目前全球银行业已经开始利用区块链在非核心业务层面进行广泛的探索和实践。除了银行业,保险业近年来也在默默地推动新技术的创新应用。在保险产品的研发和服务等方面不断创新实现业务的新增长,同时通过提高欺诈检测能力和差异化定价以降低保险产品的管理成本。

虽然近年来中国保险业发展迅速,但不得不承认的是,与保险业发达的国家相比,我国的保险市场尚不完善,在内需、交易以及监管等方面还存在诸多问题。因此只有充分理解和掌握以区块链为代表的新一代信息技术的优点和局限性,才能逐步改善保险业面临的各类问题。

中国保险业发展现状

保险是服务于实体和金融产业的“稳定器”,在促进国家经济健康发展方面具有重要作用。中国的保险业起步较晚,却发展迅速。国家统计局数据显示,2009-2018年这十年期间,中国的原保险保费年总收入的平均增速为14.92%,最高达到30.44%,2018年中国原保险保费年总收入达38013.39亿元,在全球保险市场规模中位居第二。

图 2009-2018年中国的原保险保费收入  来源:国家统计局、01区块链

伴随着经济的快速发展,我国保险市场主要呈现出以下的发展趋势与特点。

一是保险密度与保险深度不断增加。伴随国民风险意识的加强,人们对保险的态度不断转变,国民越来越重视利用保险进行风险管理。而随着中国保险市场需求不断扩大,我国的保险密度(保费收入/总人口)与保险深度(保费收入/国内生产总值)不断增加。

国家统计局数据显示,截至2018年,我国的保险密度已达2724.23元,在不考虑通货膨胀的情况下,相对于2009年的保险密度增加了227%,而与此同时,我国的保险深度也从2009年的3.20%增加到2018年的4.22%。

二是保险供给机构日渐丰富。近年来我国的保险供给机构日渐丰富,国家统计数据显示,截至2018年,中国的保险机构数量已达229家,其中保险集团公司机构数12家,中资保险公司机构数158家,中外合资保险公司机构数59家。此外,我国内地的保险公司有7家处于世界前500强。中国现已成为全球最重要的新兴保险市场大国。

图 2009-2018年中国保险机构数量  来源:国家统计局、01区块链

三是保险中介市场快速发展。所谓保险中介是指连结保险供需双方、促使交易达成的企业,包括保险代理人、保险经纪人与保险公估人等多种形式。中国的保险中介市场起步较晚,直至1999年底,中国保监会才批准设立了首批保险代理公司与3家保险公估公司。

但此后,伴随着中国保险市场法制化进程的发展,我国保险中介市场快速发展。截至2018年,全国共有保险中介集团公司5家,全国性保险代理公司240家,区域性保险代理公司1550家,保险经纪公司499家,已备案保险公估公司353家。此外,我国保险中介渠道保费收入在2018年已增长至3.37万亿元,占全国总保费收入的87.4%,即中国的保险中介已成为保险销售的最重要渠道 。

中国保险业面临的挑战

虽然近年来中国保险业发展迅速,但是与保险业发达的国家相比,我国的保险市场尚不完善,还存在着诸多亟待解决的问题。

一是人均需求不足,保险密度较低。从总体需求角度来考察,中国的保险市场规模于2018年已位居世界第二,成为全球举足轻重的保险大国。但是,从人均需求角度来考察,我国保险市场的保险密度与保险深度虽逐年递增,却仍与全球平均水平存在着较大的差异。

截至2018年,我国保险密度为406美元,位列全球第44位,同年全球平均保险密度为682美元,即我国的保险密度尚不足全球平均水平的60%;与此同时,我国的保险深度为4.22%,位列全球第38位,与全球平均水平6.09%相差了1.87个百分点。这些数据均清晰的表明了我国的保险密度与保险深度远低于全球平均水平,中国保险普及程度十分低下,而国民对保险的人均需求不足严重阻碍着我国保险行业的健康发展。

二是中介专业度低,交易成本高昂。2018年中国保险中介渠道保费收入增至3.37万亿元,占全国总保费收入的87.4%,现已我国保险销售的最重要渠道。保险中介市场的兴起极大促进了我国保险业的发展,但是其也给我国保险市场带来了诸多问题。

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