第九章 区块链技术及在供应链管理中的应用教学课件.pptx

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1、第九章 区块链技术及在供应链中的应用1第一节第一节 区块链的基本概念区块链的基本概念2第二节第二节 区块链的技术原理区块链的技术原理3第三节第三节 区块链技术在供应链管理中的应用及案例区块链技术在供应链管理中的应用及案例CONTENTS第一节第一节 区块链的基本概念区块链的基本概念一、什么是区块链一、什么是区块链可以从狭义和广义两个方面去理解区块链的概念。狭义的区块链是一种按照时间顺序将数据区块以链条的方式组合成特定数据结构，并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的去中心化共享总账，能够安全存储简单的、有先后关系的、可在系统内验证的数据；广义的区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利

2、用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算方式。二、区块链的发展过程二、区块链的发展过程图9-1 区块链技术的演进三、区块链的类型三、区块链的类型现阶段对于区块链的类型主要是从应用场景和开放程度方面划分的，有些也叫做参与者程度划分，一般分为三种类型：u 公有链u 私有链u 联盟链公有链公有链联盟链联盟链私有链私有链参与者任何人特定的组织单独的个人或实体节点写入自由加入需要协商授权内部控制中心化程度去中心化多中心化 中心化信任机制工作量证明共识机制自行背书交易速度320笔/秒1

3、00010000笔/秒1000100000笔/秒访问门槛低较高非常高激励机制需要可选不需要优点去中心、去信任；任何用户均可访问，应用程序容易部署容易进行控制权限定，可插拔框架，具有很要高的可扩展性网络能耗较低，规则容易修改，交易量和交易速度无限制 不足交易最受限，挖矿能耗高未完全解决信任问题接入节点受限，读取信息的权限可能被限制典型代表比特币区块链，以太坊智能合约超级账本蚂蚁金服适用领域数字货币交易、金融资产交易、存在性证明等组织内的交易、银行或国家清算，结算公司、政府、医院等实体组织，作为内部信息系统使用表9-1 公有链、联盟链、私有链对比5、去信任化4、可追溯性3、开放透明性1、去中心化2

4、、安全可靠，不可篡改性四、区块链的特点四、区块链的特点第二节第二节 区块链的技术原理区块链的技术原理一、区块链的主要核心技术一、区块链的主要核心技术 （一）P2P网络技术 （二）非对称加密技术 （三）共识机制 （四）智能合约 （五）哈希函数 （一）P2P网络技术P2P（peer-to-peer）网络技术是区块链技术的重要组成部分，学术界将其译为对等网络技术，是一种在对等节点之间分配任务和工作负载的分布式应用架构，不同于中心化的网络模式，对等网络中各个节点的地位对等，不存在任何中心化的节点和层次结构，所有节点拥有相同的网络权力，且共享计算资源、软件和信息内容。P2P网络拓扑结构如图9-2。图9-

5、2 P2P网络拓扑结构（二）非对称加密技术非对称加密技术使用非对称加密的密钥对数据存储和传输进行加密和解密，用于身份验证和数据校验以构建节点间的信任。在非对称加密技术下，加密是一回事，解密是另一回事，因此非对称加密技术的安全度更高，更适用于价值传输过程。（三）共识机制区块链共识机制是区块链安全的又一技术保障，用来维护区块链日常运作，促进其交易的正常进行。共识就是 P2P 系统中互不信任的节点通过机制使数据达成一致性，对提案达成一致的过程即为共识算法。在区块链技术中常用的共识机制有四种，分别是（1）工作量证明(proof of work, POW)（2）权益证明(proof of stake,

6、POS)（3）委任权益证明(delegated proof of stake, DPOS)（4）拜占庭容错算法(delegated BFT, DBFT) （四）智能合约智能合约是指一种计算机协议，这类协议一旦制定和部署就能实现自我执行和自我验证，而且不再需要人为的干预。智能合约的优点主要有： （1）高效的实时更新 （2）准确执行 （3）较低人为干预风险 （4）去中心化权威 （5）较低成本（五）哈希函数哈希函数是一类数学函数，可以在有限合理的时间内，将任意长度的消息压缩为固定长度的二进制串，其输出值称为哈希值，也称为散列值。区块链通常并不直接保存原始数据或交易记录，而是保存其哈希函数值，即将原始

7、数据编码为特定长度的由数字和字母组成的字符串后记入区块链，以哈希函数为基础构造的哈希算法常用于实现数据完整性和实体认证，同时也构成多种密码体制和协议的安全保障。二、区块链的技术架构二、区块链的技术架构核心层核心层图9-3 区块链技术的基础架构区块链技术的基础架构逐渐达成共识一般可以分成六层，分别是：数据层、网络层、共识层、激励层、合约层、应用层。如图9-3所示：（一）数据层数据层是整个区块链技术的最底层，负责区块链的运作和安全，通过数字化方式采集到的数据进行分布式存储。数据层中交易数据是通过如图9-4、图9-5所示的数据区块及其连接起来的链式结构进行记录并实现可追溯、不可篡改的需求，区块链系统

8、中的任何数据都可以通过这个链式账本来进行追踪。图9-4 区块结构图9-5 链式结构图（二）网络层 网络层负责各节点之间数据的传播和验证，主要包括P2P的组网机制、数据传播和数据验证机制。（三）共识层 共识层负责区块链点对点模式的有效识别认证。 现有的区块链在共识层有超过十种的共识机制，比较常见的有工作量证明、权益证明、委任权益证明、拜占庭容错等共识机制。（四）激励层激励层主要负责鼓励各节点记录信息，包括利用经济手段进行激励的发行机制和分配机制。（五）合约层合约层负责规定交易方式的流程细节，封装区块链系统的各类脚本代码、算法以及由此生成的更为复杂的智能合约。（六）应用层应用层主要负责实现生活的各

9、类与区块链相关应用场景。未来对于区块链技术的发展都是基于数据层、网络层、共识层、激励层、合约层等的架构基础上，在应用层展开创新应用，将不同经济体交易的横向和纵向推向新的水平，为未知的领域和行业创造可能。以比特币为例,区块链工作原理具体如下：（1）节点构造新的交易,并将新的交易向全网进行广播。（2）接收节点对收到的交易进行检验,判断交易是否合法,若合法,则将交易纳入一个新区块中。（3）全网所有矿工节点(网络中具有对交易打包和验证能力的节点)对上述区块执行共识算法,选取打包节点。（4）该节点通过共识算法将其打包的新区块进行全网广播。（5）其他节点通过校验打包节点的区块,经过数次确认后,将该区块追加

10、到区块链中。三、区块链的工作原理三、区块链的工作原理比特币系统的数据结构如图11-6所示, 工作流程如图11-7：图11-6 比特币系统的数据结构图11-7 工作流程第三节第三节 区块链技术在供应链管理中的应用及案例区块链技术在供应链管理中的应用及案例一、区块链一、区块链+ +供应链的优势供应链的优势 1、区块链去中心化提高协作效率 2、信息安全，透明可信 3、提高市场监管能力，优化行业信用环境01供应链金融将供应链上的核心企业及其相关的上下游企业视为整体，以核心企业为依托，以真实贸易为前提，通过自偿性贸易融资的方式，为上下游企业提供的综合性金融产品和服务。0203供应链溯源区块链的可追溯性和

11、不可篡改性决定了其在溯源领域的应用优势。区块链的不可篡改性能够保证数据溯源过程的安全，提高数据可信度，并通过与存储系统的结合完成数据的高效存储与实时查询。供应链安全领域供应链监管是供应链安全领域不可或缺的一部分，有效的监督机制能够完善供应链监管体系，提高供应链安全性。区块链技术能够从多角度出发，完善供应链监督机制。二、区块链技术在供应链中的应用领域二、区块链技术在供应链中的应用领域1 是推动供应链场景下区块链与各项新技术的融合。2 是着力解决区块链技术下供应链金融服务中核心企业收益低的问题，使供应链中所有企业都能获取利益3 是扩展区块链技术下溯源体系应用场景。4 是利用区块链技术重塑供应链监管

12、机构三、供应链场景下的区块链应用发展前景三、供应链场景下的区块链应用发展前景未来的区块链应用可以从以下几个方向突破:5 是利用区块链技术促进供应链管理优化，提高供应链管理的效率与透明度， 建立更加完善的供应链管理体系。6 是根据区块链特性，在供应链物流交易机制上采用链式账本技术，实现物流交易的精确性、不可篡改性和可追溯性，提高供应链物流效率。案例：区块链+供应链的应用案例（一）区块链（一）区块链+ +供应链金融应用的典型案例供应链金融应用的典型案例区块链技术在壹诺供应链中的应用案例区块链技术在壹诺供应链中的应用案例（二）区块链（二）区块链+ +供应链溯源中的典型案例供应链溯源中的典型案例案例一：京东区块链防伪追溯开放平台案例一：京东区块链防伪追溯开放平台案例二案例二 沃尔玛运用区块链在食品供应链管理中的试点项目沃尔玛运用区块链在食品供应链管理中的试点项目