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1、第三章多类型网络构架下的区块链生态1 .简述数据层的定义。数据层主要描述区块链技术的物理形式，是设计账本的数据结构，实际描述的是区块链究竟 是由哪些部分组成的。首先建立一个起始节点一创世区块，然后在同样规则下创建的规格相 同的区块依次相连组成一条主链条。每个区块中包含了许多技术,如时间戳技术、哈希函数， 用来确保每个区块是按时间顺序相连接的，以及交易信息不被篡改。数据区块。数据区块主要用来记录实际需要保存的数据，这些数据通过区块包装会被永 久记录到区块链上，每个区块由区块头和区块主体组成。链式结构。区块链系统大约每10分钟会创建一个区块，其中包含这个时间段内全网范 围所发生的交易。每个区块的区
2、块头中记录了其引用的父区块的哈希值，通过这种方式一直 倒推，形成了一条交易链条。时间戳。时间戳是使用数字签名技术产生的数据，签名的对象包括了原始文件信息、签 名参数、签名时间等信息。时间戳系统用来产生和管理时间戳，对签名对象进行数字签名并 产生时间戳，以证明原始文件在签名时间之前已经存在。哈希函数。哈希函数是区块链保证交易信息不被篡改的单向密码机制主要原理是将任意 长度的二进制值映射为较短的固定长度的二进制值,这个较短的二进制值称为哈希值。(5)Merkle树。Merkle树是一种数据编码结构，在最底层，把交易信息数据分成小的数据 块，有相应的哈希值和它对应。目前在计算机领域，Merkle树大
3、多用来进行比对及验证处 理。(6)非对称加密。非对称加密是一种密钥的保密方法。此方法需要两个密钥:公钥和私钥。公 钥与私钥是一对，用公钥对数据进行加密，只有用对应的私钥才能解密。2 .简述私有链存在的价值的定义。1 .交易效率更高私有链的交易速度很快，其速度可以超过其他的区块链。这是因为即使少量的节点，也具有 高信任度，交易的进程不需要每个节点都来验证，所以造就了私有链独一无二的交易速度。 比特币目前每秒可完成7笔交易，而私有链目前最高可以达到每秒10万笔交易，并且还有 提高的空间。私有链的交易速度之快，甚至接近了常规数据库，即非区块链数据库，这显然 更适应现实世界金融交易的需求2 .交易可以
4、回溯交易可以回溯这个特点对于中心化机构也很重要，在某些情况下，某些交易会因为错误或法 律的问题而被要求修改、撤销。使用私有链的联盟或公司可以轻松地改变区块链的规则，恢 复交易、修改余额信息等。例如，国家土地所有权登记，这是必要功能:在对某块土地拥有 合法所有权的情况下，任何系统都不会被允许存在，同样，想尝试创建一个不受政府控制的 土地登记处，在现实生活中不会被政府承认。3 ,交易费用更低私有链上不必处理访问权限等烦琐进程，个人数据不会被网络上任何人获得。在私有链上完 成的交易通常价格十分低廉，有时甚至免费。目前，公有链的交易费用是每笔0.01美元, 而私有链的交易费用会降低一到两个数量级。这是
5、因为私有链上的交易速度非常快，各个节 点间不需要完全的协议，以至于它们不会为任意一个交易而工作，如此一来大大降低了交易 成本。4 .分布式记账系统私有链仍然是基于分布式网络的，并且保留了分布式记账系统的优点5 .私有链提供了更好的隐私保护公有链因为其透明共享总账本的设计，本身不提供隐私保护功能。比特币账户的私钥好比用 户名，公钥好比账号，“矿工”挖矿就是解码公钥，因此账户是透明的。这显然不符合现有 法律框架下的金融机构的要求。于是，技术再次跟上了现实世界的需求，人们开发了多重签 名技术及零知识证明技术，来在私有链上进行符合现有银行保密法规的隐私保护。零知识证 明技术使人们可以在不需要共享账户信
6、息的前提下，仍然有效地运作基于区块链的分布式记 账系统。3.简述联盟链有哪些特点？1.部分去中心化与公有链不一样，联盟链在某种程度上只属于联盟内部的成员所有，且很容易达成共识，因 为毕竟联盟链的节点数是非常有限的。2,可控性较强公有链一旦形成，就不可篡改，这主要源于公有链的节点一般是海量的。比如，比特币由于 节点太多，想要篡改区块数据几乎不可能。而联盟链只要所有机构中的大部分达成共识，即 可对区块数据进行更改。3 .保护数据隐私联盟链上的信息并不是所有有访问条件的人都可以访问的，只有该联盟链上的节点才可以进 行读取、修改和访问等活动。联盟链中的每个节点都有属于自己的一个私钥，每个节点产生 的数
7、据信息只有该节点自己知道，如果节点与节点之间需要进行信息交换和数据交流，就必 须知道对方节点的私钥。这样一来，既能够保证信息流通，又避免了节点数据隐私泄露。4 .交易处理速度很快交易处理速度是衡量区块链性能的重要指标之一，即每秒处理事务数（Transaction Per Second, TPS）o在公有链中，一个新的区块是否能够上链，需要由区块链中所有的节点来决 定，所以一笔交易的真伪至少要得到全网51%的节点验证才能被确定，这就导致公有链对交 易的处理速度很慢。目前，最快的公有链EOS主网交易处理速度达到3590次/秒（远低于 现金交易速度）。而对于联盟链来说，一个新的区块是否能够上链，只要
8、其中几个权重较高 的节点进行确定就可以了。这就意味着一笔交易不需要所有节点的确认就可以进行，大大缩 短了交易处理时间。区块链主要有四类应用方向：一是无币区块链;二是以非公开发行交易的Token代表区块链 外的资产或权利，以改进这些资产或权利的登记和交易流程;三是以公开发行交易的Token 作为计价单位或标的资产，但依托区块链外的法律框架的经济活动；四是用区块链构建分布 式自治组织。无币区块链一般是指联盟链由于不涉及发币，政府也给予支持，因此区块链结 合实体经济可以从联盟链开始。实际上，联盟链的应用受到了很多传统企业的高度重视，银 行、保险、证券.航运、物流、汽车、政务、民生等领域均出现了联盟链
9、的应用方案。5 .简述公有链的价值。从“人”的角度出发，基于共建特征，记账公共化。公有链上的所有用户都基于共识协 议进行记账，每个用户都可以竞争记账权，检查交易的合法性,全体用户以一种去中心化的 方式来维护公有链上数据完整可靠、不被篡改。从“数据”的角度出发，基于共有特征，账本公共化。公有链上的数据是公开透明的， 任何人都可以拥有记录全部历史数据的账本，查看账本内容，同时记录在区块链上的历史数 据会被永久保存。从“代码”的角度出发，基于共治特征，治理公共化。公有链的代码维护、技术升级由 公共社区完成，相关决策（包括对共识协议、区块奖励等的修改）由公共社区做出，不由少数 人员或机构来决定公有链的
10、发展方向。公有链的代码必须是开源的，接受公众审查和监督, 公有链的开发工作也由公众组成的自治社区来完成。从“价值”的角度出发，基于共享特性，激励公共化。公有链要持续发展，必须设计经 济激励原则，使做出贡献的人可获得相应的经济奖励。系统对于诚实节点进行了激励，对于 恶意节点进行了惩罚，利用依概率收敛的方式实现了全网范围内的一致性算法，从而造就了 一个自发性的、永远在线的全球化服务网络。同时，公共化的激励创造了内在的价值体系, 不仅保证了系统的可用性和安全性，还使其取得了从代码走向价值的突破性进展。激励的公 共化是公有链最重要的特征之一,也是区块链能够吸引技术、金融等不同领域的企业家和学 者的重要
11、原因。6 .简述公有链的典型代表及优缺点有哪些？公有链的典型代表：比特币、以太坊智能合约。公有链的验证节点遍布世界各地，所有人共同参与记账，维护区块链上的所 有交易数据。公有链能够稳定运行，得益于特定的共识机制。例如，比特币依赖PoW机制，以太坊目前 依赖PoS机制等。其中，Token能够激励所有参与节点“愿意主动合作”，共同维护链上数 据的安全性。因此，公有链的运行离不开Tokeno公有链的优点如下。G所有交易数据公开、透明。虽然公有链上所有节点是匿名（更确切一点是“非实名”）加 入网络的，但任何节点都可以查看其他节点的账户余额及交易活动。2无法篡改。公有链是高度去中心化的分布式账本，篡改交易数据几乎不可能实现，除非篡 改者控制了全网51%的算力，以及超过5亿元的运作资金。公有链的缺点如下。低吞吐量。高度去中心化和低吞吐量是公有链不得不面对的两难境地。例如，最成熟的公有 链-比特币，每秒只能处理7笔交易信息（按照每笔交易大小为250B计算），高峰期能处 理的交易笔数就更少了。2交易速度缓慢。低吞吐量必然带来缓慢的交易速度。比特币网络极度拥堵，有时一笔交易 需要几天才能处理完毕，还需要缴纳几百元的转账费。