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一文带你看懂最近爆红的区块链

区块链技术随着比特币诞生经历了10多年的起起伏伏,现如今在多年技术沉淀上加之政府与各行各业的推动下,区块链时代已经悄然来临。

作为当下最热门的技术概念,然而真正能说清楚区块链是什么的人却不多。今天这篇文章将带大家一起简单梳理下区块链的发展史,并简单介绍区块链是什么,区块链的应用场景以及其区块链的安全问题。

区块链基础概念

众所周知,区块链技术概念是由中本聪于2008年提出。当时一个化名为“中本聪”的人在一篇名为《比特币:一种点对点的电子现金系统》论文中描述了一种建立全新的、去中心化的点对点交易系统的方法

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《比特币:一种点对点的电子现金系统》论文 https://bitcoin.org/bitcoin.pdf

这也是为什么很多人会误认为区块链就是比特币的原因,其实不然,比特币只是区块链技术的第一个大规模应用。比特币不等同于区块链,以此延伸,各种数字货币也并非等同于区块链,它们也只是区块链技术的一种应用,而区块链技术除此之外还有非常广阔的应用场景。
区块链的技术特征主要有以下三点:
块链式数据结构

 

区块链利用块链式数据结构来验证和存储数据,每个区块打包记录了一段时间内发生的交易是对当前账本的一次共识,并通过记录上一个区块的哈希值进行关联,从而形成链式数据结构。

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区块链的数据结构
 
分布式共识算法

 

 

区块链系统利用分布式共识算来生成和更新数据,从根本上杜绝了非法篡改的可能。以比特币为例,它的交易信息不是记录在某一台服务器上的,而是所有参与到比特币“游戏”的玩家都参与了记账。这样一来,要想篡改交易记录就无法实现了”。
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图源:draveness

密码学方式

 

区块链系统利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全。存储在区块链上的交易信息是公开的,但账户的身份信息是高度加密的。区块链系统集成了对称加密、非对称加密以及哈希算法的优点,并使用数字签名技术来保证交易安全。

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哈希算法示意图

而这几个技术特征让区块链技术有了以下功能特征:

去中心化

要理解什么是区块链,必须先理解什么是去中心化。以比特币为例,它的发行不是由某个机构来执行的,而是一套公开的算法。当你算出了符合要求的数字,就相当于挖到了数个比特币,并且谁都可以去算,没有人能作弊,实现了绝对公平
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图c就是一种不同于图a和图b的去中心化的模型

自动化

如区块链里的智能合约——是一种可以自动化执行的代码,它可以根据预先设定好的规则或条款自动执行。例如我跟小明打赌,如果明天下雨,我赢,如果明天没下雨,小明赢。然后我们在打赌的时候就把钱放进一个智能合约控制的账户内。到第二天,智能合约就可以根据结果自动判断输赢,并进行转账。这个过程高效,透明且不需要公正等第三方介入

可信任

存储在区块链上的交易记录和其他数据是不可篡改并可溯源的,所以能够很好地解决不信任问题,与自动化一样也不需要公正等第三方介入。

区块链发展历程

区块链1.0时代
以比特币为首的数字货币

在区块链1.0时代,区块链的技术应用主要集中在数字货币领域。除了比特币之外还有狗币、莱特币等大量“山寨”数字货币。他们的技术架构与比特币非常相似,一般分为三层:区块链层、协议层和货币层。区块链层则是它们作为底层技术是最核心的部分,系统的共识过程、消息传递等核心功能都是通过区块链层达成的。

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区块链1.0时代的安全问题

 

虽然比特币等数字货币在底层技术上是十分安全的,但几点实际应用上的设计为比特币的安全带来了隐患。
由于比特币采用PoW共识机制和UTXO数据结构,新区块生成时间较长(10 分钟),主要的安全问题体现在对算力和时间的资源争夺上。在算力方面,如 51%攻击;在时间方面,如交易延展性攻击、双花攻击、扣块攻击等;而垃圾交易攻击则等同于比特币的DDoS攻击,也是一种资源竞争型的攻击
区块链2.0时代
智能合约以及数字资产

 

智能合约被称为“区块链2.0”的一个代表性产物。当人们发现传统的比特币形式数字货币的种种弊端时如:资源严重消耗,无法处理复杂逻辑等,业界开始将目光转移到比特币底层支持技术即区块链上
在这个时代最出名的应用就是以太坊。与比特币相比,以太坊它不仅仅是一种加密数字货币。它是一个基于区块链的底层平台,它采用智能合约 – 以太坊虚拟机(EVM)的架构, 并使用其名为以太(ether)的货币用于智能合约。
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以太坊的智能合约使用区块链存储的应用程序进行合同的协商和确认。这些智能合约的好处是以太坊提供了一种去中心化的方式来验证和执行它们。去中心化使得欺诈或审查非常困难。智能合约旨在提供比传统合同更高的安全性,并降低相关成本。
 

区块链2.0时代的安全问题

 

这样一个用来让交易更便捷高效的智能合约,却引发了更多的安全问题。智能合约的安全问题已排在区块链自身机制安全问题的首位

以以太坊为例,以太坊由于引入了去中心化虚拟机的概念(Ethereum Virtual Machine),使得人们可以通过生成智能合约来完成一些交易之外的应用活动。然而,正因为智能合约所具有一定的开放性,导致智能合约成为了区块链新的安全问题。也直接导致不经过严格审核智能合约的逻辑性和合理性,而草率上线的区块链玩家们在智能合约上线后蒙受了巨大损失
区块链3.0时代
超越货币、经济和市场的信用社会

 

随着区块链技术的不断发展,区块链技术带来的种种优势如:低成本信用、分布式结构和公开透明等特征,可以运用在各行各业。
现在,区块链经济已经处于爆发前夜。金融行业的探索领先一筹, 而其他行业的应用正在快速展开。区块链行业应用具有明显的效益的显 著优势在于优化业务流程、降低运营成本、提升协同效率,这个优势已经在金融服务、物联网、公共服务、社会公益和供应链管理等社会领域逐步体现出来。

作为新兴技术的中坚力量,区块链不只用于虚拟货币领域,也在其 他诸如金融、医疗、知识产权认证等领域尝试落地,涌现出一大批优秀 企业开拓或进入区块链产业。

区块链的应用场景

保险

区块链数据的真实性和难以修改的特点加上智能合约的出现,有利于 简化保险理赔流程实现高效理赔,降低处理成本。
法国保险巨头安盛保险(AXA)已在探索使用以太坊公有区块链为航空旅客提供自动航班延误险理赔。这款应用以太坊智能合约的保险,通过以太坊智能合约与全球空中交通数据库相连接来不断监视航班数据。如果航班延迟超过2小时,“智能合约”保险产品将会向乘客进行直接的自动费用理赔。

能源

区块链技术的发展能够给能源互联网引入新的商业模式,例如自建光伏电站、资产证券化等模式。用户配电设施主要由用户自己投资建设,配电资产的投资收益和用电量有关,区块链技术可以提供精确可信的计量数据,保障投资者利益。

供应链

区块链上的每一次交易信息(交易方,交易时间,交易内容等)都会被记录在一个区块上,并且在链上各节点的分布式账本上进行储存,这就保证了信息的完整性、可靠性、高透明度。

物流

区块链是解决现有众多物流业问题的一种方式。将区块链和智能合约 引入物流行业可以提供实时货物追踪,减少工作流程和提高透明度。一 旦建成,区块链就被证明是一个更便宜和更安全的基础架构,具有更高 的可扩展性和易于与其他行业的整合。

物联网

区块链与物联网共同作用的成果是去中心化使用户的数据和隐私更加安全,不被单一的云服务提供商控制,并且可以减少物联网运营商的维护成本。分布式环境下数据的加密保护和验证机制,可以使不同应用系统的设备实现有价值的互联互通,并且可以进行方便可靠的费用结算和支付, 让我们可以不用手机就能够进行网上购物,真正实现万物互联互通。

知识产权

区块链可作为时间戳信息的分布式数据库来记录知识产权资产的产权链以跟踪记录,并且无需去寻求第三方信托的帮助。并且区块链技术可以为全球知识产权注册制度提供帮助,让不同国家公民之间的知识产权转让备案工作变得非常简单。
以上只是区块链运用的一部分,相信在未来,我们有机会见证一个有区块链技术支撑起的信用社会。

知道创宇已全面布局区块链安全

知道创宇作为深耕区块链安全领域的公司,已领先行业快速布局区块链生态安全。从2011年开始接触区块链技术,知道创宇通过帮助区块链行业用户提供安全防护,对区块链业务场景有着深刻的理解,并建立了从业务系统到办公网络的全生态安全方案。
近年来服务百余家区块链客户,得到了业界的广泛认可,且树立了良好的口碑。知道创宇在区块链安全领域的积累与能力让我们有信心对客户发声:您只管全力开拓事业,安全的事交给我们。
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知道创宇区块链安全解决方案架构
知道创宇作为中国网络安全的耕耘者,长期跟踪区块链技术,思考适合区块链的安全方案。知道创宇愿为广大区块链从业者提供量身定制的区块链安全的解决方案,伴随区块链行业共同成长。
参考:
《知道创宇区块链安全风险白皮书》
《区块链技术进阶与实战》
《长文解惑:区块链与比特币》
 

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