区块链应用场景技术解决方案.pptx

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1、区块链应用场景技术解决方案,前言,Tamper-proof,E-traceability,Automatic,Peer-to-Peer,真实的记忆,膝跳反射植入,组织器官协调,目录,T A P E,Tamper-proof,Automatic,Peer-to-Peer,E-traceability,医,食,住,行,医疗行业痛点,患者,陈子箐脑瘫是饥饿引起的,医院,护理记录,母亲给陈子箐和他的双胞胎哥哥都喂过奶,病程记录,母亲平躺在床上,新生儿喂养规定，标准的喂养姿势应该是“胸贴胸、腹贴腹、下颌贴肚脐”,本质：个人电子病历由集中式的医疗信息系统管理，发生医疗纠纷时，容易被利益攸关方进行篡改，而很

2、难进行证伪。,电子病历的改良方案（一）,问题一：医院自己修改，然后抵赖怎么办？,电子病历的改良方案（二）,十分钟,问题二：明文发送，不就泄露了病人的隐私和医院的专利治疗技术？,P2P网络,解决方案：把所有人的病历，每十分钟写入一页病历里，并广播所有人，病历样本最多的病历才是真病历,广播,电子病历的改良方案（三）,十分钟,问题三：如果医院窜通半数以上的人来造假，怎么办？,解决方案：给病历的每条记录加上锁，每个人只能打开自己对应记录的锁，医院也能保护自己的专利。,非对称加密,Sybil攻击,电子病历的改良方案（四）（a）,十分钟,非对称加密,核心本质一：可以直接修改以前的病历，没有设置难度。,核心

3、本质二：每个人都具有投票权，过多的投票权不宜管控。,电子病历的改良方案（四）（b）,十分钟,非对称加密,解决方案：让病历前后相互验证，增加修改难度。有人想篡改，就得把从篡改病历开始，直到最新病历的数据全部修改。,增加难度：工作量证明机制，基于数学难题的计算，让节点自证清白。假设病历内容对应的起始数是65，病历内容哈希值为576557=？*？（83*79）8383=？*？（101*83）,65,83,101,57,83,解决方案：让第一个算出工作量证明机制的人（矿工，已自证清白的人）来记录最新十分钟产生的病历记录，通过这种方法，限制了投票权。,电子病历的改良方案（五）,十分钟,非对称加密,问题四

4、：工作量证明机制消耗大量的算力和电力。节点费时费力来记录病历，有什么好处么？,解决方案：P2P网络中广播的病历记录，都是原生态脱敏过的电子病历，对于学术科研机构，是高价值的、天生的大数据池。,电子病历的改良方案（六）,十分钟,麦克尔树,解决方案：将每十分钟的病历增加数，用麦克尔树来合并病历记录，用户可以选择全量样本或只用存一串字符串就行。,65,83,101,问题五：让所有节点都存储电子病历的全部样本，占用存储太多了。,麦克尔树,非对称加密,区块链的特点,定义：区块链是一种分布式数据库，通过去中介化、去信任的方式，集体维护一个可靠数据库。,C R,Create创建,读取Read,区块链的技术原

5、语,区块链主要运用了四个基础技术，分别是哈希运算（SHA256）、数字签名、P2P网络和工作量证明（PoW）。,区块链的数据结构,区块链实例,来源：蚂蚁矿池,业务流程,区块链的分叉,同一时间段内全网不止一个节点能计算出随机数，即会有多个节点在网络中广播它们各自打包好的临时区块（都是合法的）。某一节点若收到多个针对同一前续区块的后续临时区块，则该节点会在本地区块链上建立分支，多个临时区块对应多个分支。该僵局的打破要等到下一个工作量证明被发现，而其中的一条链条被证实为是较长的一条，那么在另一条分支链条上工作的节点将转换阵营，开始在较长的链条上工作。其他分支将会被网络彻底抛弃。,工作量最多（区块高度

6、最高）的主链,双花和51%攻击,双花问题，即双重支付问题，是指同一笔钱同时用作不同交易。,建模成二项式随机过程（binomial random walk）。一个诚实节点创建新区块的概率为p，攻击者创建新区块的概率为q，p+q=1.,z i+1 = +1 概率p z 1 概率,双花攻击成功概率,攻击者哈希比率,51%的由来,延迟6个区块确认的由来,区块链的分类,记录价值信息,记录比特币的所有历史交易信息,记录代币中的虚拟资产,记录商品服务的交易和位置信息,为管理产品交易和服务交易开发应用程序,为记录物权交易开发应用程序,记录智能合约的处理规则,制定未来的规则,区块链1.0,区块链2.0,区块链记

7、录的对象,工作量证明机制,记录价值信息,记录商品服务和权利,智能合约,PoW,其他证明机制,BitCoinAbraEverledgerBitHealthFilament,altCoinLitecoinmonacoin,NxtVoxelnauts,Orb,Peercoin,Ripple,Stellar,NEM,Bitshares,mijin,CounterpartyGetgemsstorj,Colored CoinsSwarmColuVotososial,Omni,SideChainLiquid,ErisEverledger,EthereumAugurFilament,联盟链/私有链,混合链,目

8、录,T A P E,Tamper-proof,Automatic,Peer-to-Peer,E-traceability,医,食,住,行,存证的痛点和解决方案,学历管理的行业痛点,存证,溯源,为了维护庞大的数据库，每年需要支付不小的系统运维开销,基于区块链的解决方案,银行汇款时的交易附言,存证的技术视角,存证,溯源,存证的应用场景（一）,存证,溯源,已运行,存证的问题及改进,存证的存在问题,改进方向,存证,溯源,供应链的行业痛点,存证,溯源,供应链的痛点,销售的痛点,卖家,原材料,vmi,制造商,买家,销售,购买,销售,购买,运输,销售,购买,运输,1、买家无法清楚看到供应链的运转流程2、卖家

9、需要筹集资金来购买原材料，并承担风险3、制造商需要确保不会因为库存堆积而影响运转4、VMI（供应商库存管理）系统需要适时调整5、成品和半成品需要进行追踪,供应链的演进,存证,溯源,溯源的应用场景,存证,溯源,已运行,可证可溯的未来憧憬,食品溯源的行业背景,2015年4月24日，新修订的食品安全法经十二届全国人大常委会第十四次会议表决通过，被称为“史上最严”食品安全法。,食品溯源的行业痛点,生产许可,生产环节,职能重叠,卫计委,质量技术监督局,食药监,监管“真空带”,流通环节,市场销售环节,农牧业部门监管,食药监部门监管,食品溯源的未来憧憬,农业生产环节物品ID,交通物流环节物品ID,市场销售环

10、节物品ID,销售地点和用户ID,事中事后监管,跨部门协同,产业链,全生命周期,目录,T A P E,Tamper-proof,Automatic,Peer-to-Peer,E-traceability,医,食,住,行,OpenBazaar的体系架构,连接,协作,已发布,微电网交易的应用场景,连接,协作,在美国纽约布鲁克林，创业公司LO3和区块链技术开发商ConsenSys共同开发的TransActive Grid项目。LO3已成功获得了美国专利商标局授予的点对点能源转移专利。,连接,协作,安装智能电表,基于P2P网络的微网能源交易市场,微电网交易的技术视角,未来的憧憬：一带一路,区块链,区块链

11、,区块链,区块链,区块链,目录,T A P E,Tamper-proof,Automatic,Peer-to-Peer,E-traceability,医,食,住,行,区块链1.0的局限,划分为创建合约、请求合约和接受合约,智能合约的技术视角,来源：李赫区块链技术详解,电动车充电的行业痛点,2015年11月18日，发改委发布电动汽车充电基础设施发展指南（2015-2020年），要结合骨干高速公路网,建设“四纵四横”的城际快充网络。到2020年，达到充电站1.2万座，充电桩480万个，以满足全国500万辆电动车充电需求。以充电桩均价2万元/个，充电站300万元/座计，未来六年国内新能源汽车充电桩(

12、站)的直接市场规模就有望达到1240亿元。,行业现状,电动车充电的应用场景,出行的未来憧憬,安全和发展是一体之两翼，驱动之双轮,增强网络空间的自主性在NameCoin和BlockStack等分布式域名的影响下，成立多国联盟管理的分布式域名机构将成为可能。,加速大数据交易流通区块链能够确保大数据在交易流通过程中的不可篡改和流通范围，有效提升大数据交易市场的活跃度。,数据加密与个人隐私区块链有利于通过私钥的方式，控制个人数据的控制范围和权限，可以更进一步遏制泛滥成灾的数据泄露问题。,现有域名系统的生态体系,域名安全,数据交易,个人隐私,我国只有9个DNS镜像服务器，没有一个根服务器。,域名系统的现

13、状,“第五，构建互联网治理体系，促进公平正义。国际网络空间治理，应该坚持多边参与，由大家商量着办，发挥政府、国际组织、互联网企业、技术社群、民间机构、公民个人等各个主体作用，不搞单边主义，不搞一方主导或由几方凑在一起说了算。”习近平在2015年第二届世界互联网大会开幕式上的讲话,存在问题,我国进展,我国域名存在问题,今年10 月 22 日，美国DNS域名解析服务商Dyn遭受DDoS攻击 ，主要影响了美国东海岸地区的网站，Twitter 、Tumblr 、Netflix 、Airbnb 、PayPal 和 Yelp 等诸多人气网站无一幸免,我国自主顶级域注册管理机构不断增加，顶级域基础设国内外布

14、局日益完善。,域名安全,数据交易,个人隐私,NameCoin的技术视角,域名安全,数据交易,个人隐私,NameCoin对应.bit域名，提供传统DNS服务商类似的功能。不同点是NameCoin基于去中心化的区块链，可以防止网络审查，保证信息自由发布。NameCoin是是第一批将区块链技术运用到非货币领域的应用，具有很高的研究价值。,BlockStack的技术视角,域名安全,数据交易,个人隐私,网络组织结构,消息发现机制,文件存储机制,消息处理机制,分布式域名的优缺点,网站更难屏蔽,1,域名是公开的，不再像现有DNS能够直接屏蔽。然而，域名的ip地址也容易获取，可以针对ip地址进行屏蔽。,2,网

15、站更加安全,在不需要安全证书的前提下，防止中间人攻击等常见网络攻击，最关键的是，这样的安全性是免费的。,3,保护隐私,访问一个网址会在DNS服务器那留下痕迹，暴露我们的网络行为。基于NameCoin能够本地获取域名的IP地址。,4,解析速度更快,传统的DNS系统，一般需要100ms甚至更多的时间进行域名解析，分布式域名t可以把时间降到3ms以下。,优点,缺点,访问的兼容性,1,浏览器默认不支持解析.bit网址，需要安装插件，这个问题会导致大部分人无法访问.bit网站，难以向大众普及。 。,2,网站的准入,Namecoin的匿名和无法审查是滋生非法行为的土壤，政府并不鼓励NameCoin(在中国

16、，网站需要备案，.bit无法备案),域名安全,数据交易,个人隐私,域名安全,数据交易,个人隐私,数据交易的行业痛点,托管模式,聚合模式,数据交易并不像传统的实物交易，货物的交割能实现所有权的转移。数据可以留存、复制、转发，数据交易中的数据所有权并没有发生根本改变。大数据交易可以初步划分为大数据分析服务（贵阳）、数据产品（数据定制）和交易中介三种模式。其中，交易中介又可以进一步划分为托管模式和聚合模式。不论是哪一种模式，交易中心都有可能留存交易的数据，无法自证清白。,基于区块链的大数据交易,域名安全,数据交易,个人隐私,区块头,记录1,记录n,记录号,数据ID,数据信息描述,数据信息列表,原始提

17、供者ID,ID,价格,权限,区块头,记录1,记录n,记录号,交易时间,数据内容哈希值,数据交付形式,原始提供者ID,数据定价信息,提供者签名,购买者签名,个人隐私的行业痛点,域名安全,数据交易,个人隐私,分布式的云存储,碎片,碎片,碎片,碎片,碎片,碎片,加密,加密,加密,网络,PC机,麦克尔树,域名安全,数据交易,个人隐私,存储机制,校验机制,交易机制,总论-协作层从可信到不可信,硬件层,数据层,软件层,协作层,应用层,可信环境,不可信环境,无信任,自信任,总论-协作层从可信到不可信,硬件层,数据层,软件层,协作层,应用层,总论-软件层将逐渐完全分布式化,硬件层,数据层,软件层,协作层,应用

18、层,计算（EC2）,文件系统（S3）,关系数据库（MySQL）,平台（AWS）,应用,计算（EC2）,文件系统（S3）,平台（AWS）,应用,文件系统（IPFS）,平台（AWS）,应用,分布式数据库（BigChainDB）,计算（Eth VM）,集中式,分布式,总论-软件层将逐渐完全分布式化,硬件层,数据层,软件层,协作层,应用层,总论-数据流向将从南向变为南北双向,硬件层,数据层,软件层,协作层,应用层,A公司,B公司,T公司,数据,数据,数据,现在,未来,数据黑洞,A公司,B公司,T公司,数据,数据,数据,数据,数据,互联网,价值互联网,总论-芯片制造将与人工智能融合,硬件层,数据层,软件

19、层,协作层,应用层,CPU,GPU,FPGA,ASIC,复杂、串行,众核、并行,低耗、昂贵,集约、高速,现在,未来,谷歌2014年开始研发TPU，张量计算单元,AlphaGo2016年3月和李世乭的围棋比赛,深度学习,TensorFlow,2012年开始研发的中科院的寒武纪芯片，获得ASPLOS2014最佳论文奖,思考：区块链与大数据,区块链,大数据,强监管,抗审查,区块链是把“双刃剑”？,未来：充满区块链的世界,公有链的沉寂联盟链的兴起侧链的凸显,实体资产,数字资产,线上线下,链上链下,未来：数字社会和政府的精细治理,未来：数字社会和政府的精细治理,区块链：当下可忧，未来可期,世界经济论坛（WEF）2015年9月报告深刻变革：技术引爆点和社会影响,Gartner 2016新兴技术曲线,