复旦大学：《密码学基础》课程教学资源（课件讲稿）12 Block Chain 区块链 - 密码解决方案集大成者

密码学基础(12) Block Chain区块链 密码解决方案集大成者 復大辱软件学院 LiJT

LiJT 1 密码学基础（12） Block Chain 区块链 －密码解决方案集大成者

Block Chain 比特币简史 两个方面的完整性 · Proof-of-work(工作量证明) 身份标识、验证身份、抗抵赖- 公钥密码 復大辱软件学院 LiST

LiJT 2 Block Chain • 比特币简史 • 两个方面的完整性 • Proof-of-work（工作量证明） • 身份标识、验证身份、抗抵赖— 公钥密码

Definitions 什么是区块链? 面向数字货币记账系统( Bitcoins)设计的密码 解决方案 无比特币不谈区块链 所以,首先要搞清楚什么是 Bitcoins 復大辱软件学院 LiJT

LiJT Definitions • 什么是区块链？ – 面向数字货币记账系统(Bitcoins)设计的密码 解决方案 • 无比特币不谈区块链 • 所以，首先要搞清楚什么是Bitcoins

人类货币极简史 货币=一般等价物 即,无交易则无货币,货币是为交易而生的 注意货币本身是虚拟的 货币极简史 “以物易物”的交易 ·存在问题?解决方案 金银充当一般等价物,“金银天然不是货币, 但货币天然是金银。” 存在问题?解决方案 復大辱软件学院 LiJT

LiJT 人类货币极简史 • 货币＝一般等价物 – 即，无交易则无货币，货币是为交易而生的 – 注意货币本身是虚拟的 • 货币极简史 – “以物易物”的交易 • 存在问题？ 解决方案 – 金银充当一般等价物， “金银天然不是货币， 但货币天然是金银。 ” • 存在问题？ 解决方案

人类货币极简史 货币极简史 纸币,本质上是“白条”,是中央银行背书 的白条,一般是由政府信用担保的 当今的货币系统: 除了纸币,还有一个复杂的记账系统支撑 大额交易普遍是记账交易,银行实际上是记 账人角色 小额交易也有记账化的趋势 例如,支付宝,微信 復大辱软件学院 LiJT

LiJT 人类货币极简史 • 货币极简史 – 纸币，本质上是“白条” ，是中央银行背书 的白条，一般是由政府信用担保的 • 当今的货币系统： – 除了纸币，还有一个复杂的记账系统支撑 – 大额交易普遍是记账交易，银行实际上是记 账人角色 – 小额交易也有记账化的趋势 • 例如，支付宝，微信…

人类货币极简史 当今的货币系统: 注意货币本身是虚拟的,本身无任何价值 中央系统虚拟货币时代,每个参与者都不 需要用实物支付,支付过程变成了银行那 边维护的账本上数字的变更。如果有参与 者想要知道自己还剩多少余额,那么只需 要去银行处统计一下账本上的记录即可 存在问题?解决方案 復大辱软件学院 LiJT

LiJT 人类货币极简史 • 当今的货币系统： – 注意货币本身是虚拟的，本身无任何价值 – 中央系统虚拟货币时代，每个参与者都不 需要用实物支付，支付过程变成了银行那 边维护的账本上数字的变更。如果有参与 者想要知道自己还剩多少余额，那么只需 要去银行处统计一下账本上的记录即可 – 存在问题？解决方案

人类货币极简史 当今的货币系统,存在问题?解决方案 这个体系完全依赖于账本持有人信用,如果这个人 不守规矩,随意篡改账本,那么整个货币系统就会 崩溃 ·滥发货币,通货膨胀 ·恶意记账 如果这个持有人家里失火或者账本失窃,同样也会 为整个体系带来毁灭性的打击 ·中本聪认为:去中心化是必然的 要改造当前的货币系统 比特币是精心打造的P2P数字货币记账系统 復大辱软件学院 LiJT

LiJT 人类货币极简史 • 当今的货币系统，存在问题？解决方案 – 这个体系完全依赖于账本持有人信用，如果这个人 不守规矩，随意篡改账本，那么整个货币系统就会 崩溃 • 滥发货币，通货膨胀 • 恶意记账 – 如果这个持有人家里失火或者账本失窃，同样也会 为整个体系带来毁灭性的打击 • 中本聪认为：去中心化是必然的！ – 要改造当前的货币系统 – 比特币是精心打造的P2P数字货币记账系统

When did it start? “ Satoshi nakamoto”(中本聪) created the reference implementation that began with a Genesis Block(创世区块)of50 coIns 2008 August 18 Domain name bitcoin. org" registered October 31 Bitcoin design paper published November 09 Bitcoin project registered at Source Forge. net 2009 January 3 Genesis block established at 18: 15: 05 GMT January 9 Bitcoin vo 1 released and announced on the cryptography mailing list January 12 First Bitcoin transaction in block 170 from Satoshi to Hal Finney (A developer for PGP Corporation a noted cryptographic activist 8 復大辱软件学院 LiJT

LiJT When did it start? • “Satoshi Nakamoto” (中本聪) created the reference implementation that began with a Genesis Block (创世区块) of 50 coins • 2008 – August 18 Domain name "bitcoin.org" registered. – October 31 Bitcoin design paper published – November 09 Bitcoin project registered at SourceForge.net • 2009 – January 3 Genesis block established at 18:15:05 GMT – January 9 Bitcoin v0.1 released and announced on the cryptography mailing list – January 12 First Bitcoin transaction, in block 170 from Satoshi to Hal Finney 8 （ A developer for PGP Corporation，a noted cryptographic activist ）

iet Bitcoin Whitepaper-20081031 Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System Satoshi Nakamoto satoshin@gmx.com www.bitcoin.org Abstract. a purely peer-to-peer version of electronic cash would allow online payments to be sent directly from one party to another without going through Digital signatures provide part benefits are lost if a trusted third party is still required to prevent double-spending We propose a solution to the double-spending problem using a peer-to-peer network. The network timestamps transactions by hashing them into an ongoing chain of hash-based proof-of-work, forming a record that cannot be changed without redoing the proof-of-work. The longest chain not only serves as proof of the sequence of events witnessed, but proof that it came from the largest pool of CPU power. As long as a majority of CPu power is controlled by nodes that are not cooperating to attack the network, they'll generate the longest chain and outpace attackers. The network itself requires minimal structure. Messages are broadcast on a best effort basis, and nodes can leave and rejoin the network at will, accepting the longest Halloween 9 復大辱软件学院 LiJT

LiJT Bitcoin Whitepaper – 2008.10.31* * Halloween 9

比特币的两个主要支撑技术 区块链 密码技术解决方案 P2P网络 去中心化记账的网络基础设施 復大辱软件学院 LiST

LiJT 比特币的两个主要支撑技术 • 区块链 – 密码技术解决方案 • P2P网络 – 去中心化记账的网络基础设施 10