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区块链技术及其发展
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SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY
论文题目：“区块链“技术及其发展
小组成员:

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具体数据结构。区块头包含了前区块数字签名，描述区块的相对位置；时间戳描述了本区块的产生时间，保证时序性；其他用于区块体数据的描述。而区块体就是经过SHA256加密后的交易信息，其中第一个基础交易对应的资金流是对产生本区块的节点的奖励。对整个区块进行SHA256加密得到区块的数字签名，用于区块链的链条构造。
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区块链的形式
书本通过页码将描述具体内容的页面串联起来，达到有意义的描述事物的意图。区块链使用了相同的思想：不同的区块内包含了不同的交易信息，将这些区块通过数字签名连接起来，完整描述了随着时间以来的交易记录。区块链的本质是一串有序的、有具体意义的、可追溯的交易数据的集合。
区块链数据交换方式
传统的互联网应用大部分是基于客户端/服务器（Client/Server）的模式进行设计的。服务器存储所有必要的数据，客户端通过网络从服务器上存取所需数据。但是区块链技术不采用这样的模式。Utorrent，Bittorrent等文件共享软件使用对等网络（Peer To Peer）实现各个节点用户之间无中心节点的数据共享功能。区块链也是基于这样的对等网络来时间数据交换的。
在对等网络中，没有中心节点，每个节点都可以充当服务器和客户端， 区块链中所需要的数据部分或者全部存储到对等网络的各个节点，整个网络包含完整区块链的多个副本，达到了高度的数据冗余性，那么相对于传统的中心化
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C/S模式，就不太需要考虑数据损坏或者丢失带来的潜在风险。
完整的区块链数据流
如下过程是区块链数据的完整流程：
用户产生交易信息后，将加密后的交易信息广播到对等网络中。
对等网络中的节点将交易信息保存到本地，验证数据有效性后，添加到自己创建的区块。
节点不断的产生随机数解决特定的数学问题（双SHA256），直到得到满足要求的随机数。
节点将自己计算得到的满足要求的区块数据广播到对等网络中，其他节点进行区块的验证。
在所有产生的区块中，选择工作量最大（Proof of Work）的区块数据链入到主区块链中，网络中其他节点同步主链数据。
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区块链的特点
去中心化与去信任
区块链技术是基于对等网络的，网络中没有中心化节点，所有节点都可以直接进行通讯而不需要经过某个中心节点。这样就克服了中心化节点的过度集中带来的不安全性；另外，通信的双方的互信是基于一个整个网络都认同的共识算法，因此所谓的去信任不是完全的去信任，而是去信任中心而转变为信任通用的、集体认同的共识算法
安全性与匿名性
密码学的SHA256算法保证交易信息的匿名性，不可逆推。
时间戳保证数据的时序性，可以有效的得到从特定时间到现在的详细交易信息，保证可追溯性。
奖励机制：每生成一个区块，整个对等网络会产生一个包含特定比特币的交易来奖励生成该区块的节点，后期比特币达到饱和后，则通过奖励交易税收来进行奖励，保证了对等网络节点积极参与数据的验证和区块的产生。
计算能力（PoW）：通过奖励机制，对等网络会包含成千上万的分布式节点，总的计算能力是非常强大。就目前的比特币网络来说，网络的的整体计算能力远远超过了Top500超级计算机的计算能力总和。为了达到伪造或者篡改数据，攻击者至少要超过整体网络一半的计算能力，优先在网络产生若干个新的区块链入到主链才能起到攻击的效果。但是这样的攻击需要非常大的代价的。
集体维护
新产生的区块需要经过对等网络大部分节点验证数据有效性，保证区块链数据的冗余性和一致性，这种集体维护防止了集权式的管理可能带来的专政。大大提高了数据的透明度和可靠性。
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区块链应用领域
数字货币
当前全球数字加密货币超过300多种，而这些大都是在区块链技术基础上的。比较出名的是比特币、以太币、瑞波币等。排名第一的比特币目前市场占有率就超过100多亿美元，可见区块链技术的潜在市场价值非常庞大。
公证审计
区块链数据带有时间戳、由共识节点共同验证和记录、不可篡改和伪造， 这些特点使得区块链可广泛应用于各类数据公证和审计场景。 例如区块链可以永久地安全存储由政府机构核发的各类许可证、登记表、执照、证明、认证和记录等，并可在任意时间点方便地证明某项数据的存在性和一定程度上的真实性。
数据存储
区块链的高冗余存储(每个节点存储一份数据)、去中心化、高安全性和隐私保护等特点使其特别适合存储和保护重要隐私数据，以避免因中心化机构遭受攻击或权限管理不当而造成的大规