哈尔滨工程大学计算机学院2021年区块链技术课程

区块链（Blockchain）是信息技术领域的一个名词。 从本质上讲，它是一个共享的数据库，其中存储的数据或信息具有“不可伪造”、“全程追溯”、“可追溯”、“公开透明”等特点。 “集体维修”等特点。

区块链作为比特币的一个重要概念，本质上是一个去中心化的数据库。 同时，作为比特币的底层技术，它是一系列使用密码学方法相互关联的数据块。 每个数据块包含一批比特币网络交易信息，用于验证信息的有效性（防伪）并生成下一个块。

2019年1月10日，国家互联网信息办公室发布《区块链信息服务管理规定》。 2019年12月2日，该词被《苦词》评选为2019年度十大流行语之一。

传统游戏行业竞争日趋激烈。 在区块链技术的浪潮下，国内外众多游戏厂商和互联网公司开始推出区块链游戏和服务，抢占行业先机。

通俗地说：如果我们把数据库看成一个账本，那么读写数据库就可以看作是一种记账行为。 区块链技术的原理是在一段时间内找到最快最好的簿记员。 这个人记账，然后将账本的这一页发送给系统中的其他人。 这相当于改变了数据库中的所有记录，并将它们发送到整个网络中的每个其他节点，因此区块链技术也被称为分布式账本。

网络技术不断发展。 现阶段，区块链技术、大数据和人工智能无疑是科技领域的前沿技术。 什么是区块链技术和应用？ 区块链技术是基于区块链系统中的每个节点。 数据传输和复制系统。 在区块链中，每个节点存储的数据都是相同的，所以无论外界因素还是黑客技术，修改任何一个节点的内容都不会对整个区块链系统中的数据产生影响，因此其安全性非常高.

区块链技术在多个领域、多个层面得到应用。 比如大众熟悉的数字货币在区块链领域的应用。 通过节点间的数据传输和各节点的记录，保证所有数据不可更改。 这样可以提高数据货币的安全性。 最初，这类技术用于比特币底层和基础框架的开发。

目前，区块链技术应用更为广泛。 什么是区块链技术及其应用？ 比如大众熟悉的汽车领域、现代医疗领域、娱乐领域，都与区块链技术相连接。 这样一来，它在技术开发和便利性方面更具优势。

由于区块链技术的去中心化特性，其安全机制在此过程中得到了完善。 此外，区块链技术还具有消除第三方中介的优势。 因此，在这个领域，任何一个节点用户都可以成为卖家，任何一个节点用户也可以成为买家。 由于其数据是公开的，任何节点发布的信息都将保留在整个区块链系统中，不存在欺诈行为。 未来区块链技术的发展前景极为广阔。 也正是因为这个原因，很多行业的技术研发水平都会和区块链挂钩。 未来，区块链、人工智能等各类技术将成为引领科技领域发展的前沿技术。

目前区块链技术已经应用于多种物联网场景，涉及传感器、数据存储、身份管理、时间戳服务、可穿戴设备、供应链管理等多种技术，涵盖农业、金融、医疗、交通等领域.等字段，如图2所示。

在无人机领域，无人机技术的广泛应用受到安全和数据隐私等因素的制约，而区块链可以为无人机管控提供更高的透明度、安全性、可信度和效率。 例如，2019 年 8 月 1 日，沃尔玛公布了一项名为“使用区块链克隆无人机”的先前申请的专利，旨在利用区块链技术确保无人机包裹递送系统的数据完整性和安全性。 文献通过哈希算法实现数字签名，并为图像和传感器数据采集提供加密方法，通过时间戳机制记录包含GPS位置信息的交易日志，实现通用的、可扩展的、易用的基于区块链的托管无人机访问控制系统。 相信在不久的将来，这项技术可以实现在对消费者友好的小型无人机上，其服务器可以运行在手机等移动设备上。

区块链在车联网领域也得到了广泛的应用。 在车联网中，车辆需要收集和共享数据以提高驾驶安全性并提供更好的服务质量。 一方面，区块链技术的引入解决了中心化管理架构下的车辆因担心单点故障和数据篡改而不愿将数据上传到基础设施的问题。 另一方面也解决了分布式管理架构中的非授权访问问题。 数据访问和安全保护问题。 文献使用区块链建立分布式数据库管理车辆数据，通过部署智能合约确保路侧基础设施（roadside unit，RSUs）数据存储的安全和高效，并通过基于信誉的数据共享方案选择更可靠的数据源来增加数据可信度。 车辆可选择优质、高可信的数据提供商，确保数据存储和数据共享的安全。 结果表明：与传统方法相比比特币是区块链的底层技术，该方案在提高异常车辆检出率和保证数据共享安全性方面具有较大优势。

在未来的电网中，除主电网外，间歇性能源和微电网也将成为能源供应的重要组成部分。 文献将区块链与智能电网相结合比特币是区块链的底层技术，通过人工智能和微交易创建更高效​​的电力供需匹配系统，更合理地利用分布在全网的电力资源。 文献提出基于区块链的安全、透明的分布式电力交易模型，以消除传统能源市场的垄断，促进能源和信用的合理交易，实现稳定的能源管理需求。 Energo等现有项目以代币形式评估能源拥有和消耗，通过智能合约调整交易规则和电网切换策略； 基于区块链和本地微电网，实现清洁能源计量、登记和管理。 ，一个去中心化的交易和结算系统。 目前，该系统已在东南亚和澳大利亚推广部署。

在农产品运输等物联网场景中，传感器数据是重要的一环。 物联网的正常运行依赖于大量传感器数据的传输，而区块链与传感器技术的结合可以实现传感器数据的存储和溯源。 提高物联网去中心化信任度和安全性的有效手段。 文献分析了基于区块链的粮食质量追踪系统在实际运输链应用场景中的可行性。 文章指出，该系统可使巴西大豆出口收入增加约15%。 加拿大Transport Genie公司利用传感器检测运输车辆车厢内的微气候，并应用区块链技术保存和传输数据，让供应商、运输单位、食品企业实时掌握生鲜牲畜在途状态。 同时，该系统还实现了传感器数据的不可篡改和供应链数据的可追溯，很大程度上保证了农产品供应的安全。

此外，由于区块链技术的引入，还有更多的物联网领域具有更强的安全、隐私、信任等特性。 区块链在物联网领域有着广阔的应用前景，因此进一步研究区块链的底层技术，与物联网更有效的结合就显得尤为重要。

组内分工：

2018065823 吴先来：长文制作、排版、资料收集

2018065827 张曦：资料收集。

2018065828 张宇：资料收集，部分排版。