《区块链技术》配套习题答案.docx
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1、区块链金融习题答案第一章1 .A2 .ABCD3 .ABCDE4 .ABCD5 .去中心化、不可篡改、可追溯性、匿名性、讲求共识、安全可信、可编程6 .公有链、私有链、联盟链;公有链;私有链;联盟链7 .工作量证明(PoW)、股份权益证明(PoS)、委托权益证明(DPoS)8 . (1)降低验证成本,进而降低信任成本;(2)减少中介依赖,颠覆现有的商 业模式;(3)降低网络建立成本,加速产生“网络效应”。9 .区块链3.0是价值互联网的内核。区块链可以对每一个互联网中代表价值的信 息或字节进行产权确认、计量和存储,从而实现资产可被交易、控制和追踪。3.0 时代,区块链主要应用于社会治理领域,包
2、括身份认证、公证、仲裁、审计、物 流、医疗等领域,涵盖整个社会,解决了信任问题,不再依赖于第三方建立信用 和信息共享,可以提高整个行业的运行效率和整体水平。第二章1、C2、B3、B4、D5、必须能验证签名者、签名日期和时间。必须能认证被签的消息内容。签名应能由第三方仲裁,以解决争执。6、中心化拓扑、全分布式非结构化拓扑、全分布式结构化拓扑、半分布式拓扑。7、非中心化、可扩展性、健壮性、隐私保护、高性价比、负载均衡。8、数据层、网络层、共识层、激励层、合约层、应用层。第三章I比特币2 .以太坊平台3 . (Hyperledger 中的 Fabric 项目基于 IBM 开源的)Open Block
3、chain 平台 配并支付来部署Libra,好处在于处理速度不受到银行方面影响,只要双方的账 户都在科技公司的体系之内就能够完成支付服务,但监管范围和监管难度则要增 加许多。首先是用户个人信息,其次就是用户的钱款,如果企业能获得银行牌照 并将用户的钱款放入相关银行账户中接受监管部门的管理,那么就可以称该企业 的金融部门为“银行”。(2)数据隐私及市场准入监管或成难题:以用户数据监管为例,首先由于区块 链技术的特性,每个节点都可以获得全部的数据,也就意味着交易数据是在全球 保存,这可能会违反相当一部分国家信息本地化、不出国的隐私政策;其次,如 果选择将数据所有权交与用户,这里的拥有权更强调的是外
4、界(非Libra联盟中 的各方)在得到用户许可之后能够获得Libra系统中与该用户相关的数据,即数 据需要有可移植性,同时用户也需要拥有自行删除数据的权利,但这些在区块链 系统中难以实现。因此,对于Facebook而言,无论是限制科技公司使用数据, 还是将数据所有权交与用户,在区块链系统下都难以妥善解决数据监管问题。在 市场准入方面,Libra需要遵守当地的法规,不同的国家对市场准入有不同的要 求。(3)发行及持有Libra的风险较大:Libra是以一篮子货币及其等值物为抵押物 而发行的数字货币,很可能会面临超发发生的可能性,即发行的Libra超过了所 抵押资产;其次是银行的风险,银行风险来源
5、于抵押资产放置于银行,银行由于 其业务属性会将部分资产用于贷款等业务,银行的经营风险、流动性风险以及偿 付风险会传导至Libra。(4) Libra可能影响金融稳定:Libra的资产对于大多数国家来说很有可能是离 岸的,购买Libra会导致大量资本外流(本国货币),从而形成离岸资产。此外, Libra自身也可能会将部分资产换成国债,这对各国的债券市场也会造成比较大 的影响。(5) Libra可能面临严格的外汇管理:作为一个金融支付系统,Libra的首要任 务就是满足监管部门对于支付系统的基本要求。这样才有使用以及被监管的价值。 其次,从监管可行性角度来看,监管部门对于Libra难以实施监管。难
6、点在于Libra 的资产很有可能存放在境外,当地监管机构对于Libra的偿付能力也是无法监管 的,用户的权益等也得不到保障。最后,Libra存在两个可能受到监管的环节, 首先是当地对于数额巨大的外汇组合的存放以及兑换的监管;其次就是在对大额 外汇进行转账时的监管。第七章1 .可追溯性不可篡改性2 .时间戳3 .不可篡改但可追溯4 .信息孤岛和数据安全5 .区块链溯源6 .A7 .第一是建立信任难,第二是数据分享难。现在的商业信任都是靠人工审核,或 引入第三方公证机构,注定成本高、流程长。但是区块链技术是通过分布式账本 和网络共识,让网络节点上的各方都能够在加密技术的保护下进行数据分享。而 且这
7、个数据是不可篡改、可追溯的。1.1. 区块链成为全球技术发展的前沿阵地,开辟国际竞争新赛道;2 .数字货币泡沫逐步冷却;3 .区块链技术体系逐渐清晰,跨领域集成创新程度进一步加大;4 .区块链将是一种改变生产关系的基础设施,基于价值的可编程社会将成为现 实。第八章1 .开放性题目,目前提升区块链公链系统可扩展性(主要是提升TPS)的主流方 式大致为以下几种:一是改变共识机制,二是更换DAG网络,三是采用跨链技 术,四是采用分片技术。因此至少可答跨链、分片、DAG、异步共识组、零知识 证明等。2 .除了混币技术,还有安全多方计算、群签名、环签名、零知识证明、同态加密 等及其技术组合可以保护交易隐
8、私保护。例如,同态加密+零知识证明。矩阵元针对以太坊框架下联盟链的具体应用场景,提出 了可证明安全的同态加密和非交互零知识证明结合的安全解决方案。针对以太坊 的账户模型,使用加法同态对密文操作账户金额,同时使用零知识证明保证交易 有效性。其优势在于:(1)可证明安全性,严格数学证明方案的安全性;(2)全面支持以太坊的账户模型和智能合约;(3)即使轻节点也可生成证明过程,在性能上有了较大的突破;(4)毫秒级时延、轻终端支持,可完全适用于如智能手机等轻终端使用。3 .以太坊是一个开放的软件平台,使开发人员能够构建和部署去中心化的应用程 序。是一个公共区块链网络,它旨在使用户以对等的方式与社交系统,
9、金融系统 进行交互,更受小型应用和公共智能合约的欢迎。HyperLedger Fabric更多地关 注大型组织,旨在创建专门用于企业用途的联盟链。企业的一个重要特征是数据 保密和隐私。Fabric通过基于HTTP/2构建的对等协议来管理分布式分类帐。它 使用智能合约来提供对分类账的受控访问,这些智能合约可以用g。或java语言 编写。超级账本没有内置的代币(token)o可以进一步从二者使用的共识机制、 运行模型、智能合约等方面进行简述。4 . RSMC:全称 Revocable Sequence Maturity Contract RSMC,解决的问题:(1)双 向支付,而不是单通道;(2)
10、 1方中途退出,另外1方要立即拿回钱,而不是等 到nLockTime到期才能拿回钱。同时、应该对主动退出方实行惩罚。(3)保证交 易双方,任何1方都不能抵赖、反悔。HTLC (hashed time lock contract,闪电网络双向支付通道只能实现通道通道内的 安全交易。但是,不可能在闪电网络所有节点间都建立双向支付通道,那样就构 成了一个全连接网络。因此,必须有一种方案来实现在没有建立双向支付通道的 两个节点间的安全交易。该方案的核心就是HTLC。4 .比特币前端和 运行在各节点的后台程序5 .密钥6. 1、比特币网络基础的互连通信,2、维护区块链的正常运行,3、验证区块链 中的相关
11、交易以及广播、传递交易信息。7. “智能合约”8. Frontier (前沿)、Homestead (家园)、Metropolis (大都会)和 Serenity (宁静)9. PoW;对于以太坊的第4个阶段,即Serenity (宁静),以太坊共识算法将会切 换到PoS10. 1)区块链安全问题日益凸显,安全防护是未来发展的前提。2)隐私安全问题日益凸显。3)区块链的跨链需求增多,互联互通的重要性凸显。11. 答:1、配置创世块文件genesis.json,文件内容如下(config”:(Hchainldn:15,nhomesteadBlockn:0,ndifficultyn:n10Hgas
12、LimitH:n2100000n,times tampOx 00,“alloc: )2、初始化区块链geth init genesis.json -datadir test3、启动以太坊客户端gethgeth -datadir test console12. personaLnewAccount(“密码)创建新账户eth.getBalance(“以太坊账户”)查询账户余额,返回单位是Weieth.sendTransaction(from:以太坊账户 1”,to:“以太坊账户 2”,value: 100)转账(从账户1转到账户2)miner, start。开始挖矿miner.stop()停止挖矿
13、等第四章1. A2. C3. D4. 生成代码、编译、提交、确认5. (1)通过轮换或随机算法选择某个节点作为主节点;(2)在当前视图中,客户端发送请求给主节点,主节点将收到的请求广播给 所有其他从节点并完成共识;(3)所有节点处理完成请求,将处理结果返回给客户端;(4)客户端收到至少户1个来自不同节点的相同结果后,共识完成。6. PoW:假设打包一个区块,该区块的区块头为“blockheadone,所谓的PoW即 在这个区块头字符串后设计一个随机整数串nonce,对整个字符串进行 SHA256哈希运算,如果得到的哈希值满足提前设置的困难系数。,也就是 说这个哈希值以若干个0为开头,并且0的个
14、数大于困难系数c要求的0的 个数,则验证通过,工作量证明成功。如果并没有达到要求,则需要不断地 更改随机数nonce的值,直到成功为止。优点:(1)完全去中心化,任何人都可以随意的加入或退出,节点自由进出, 容易实现。(2)机制本身很复杂,有很多细节,比如:挖矿难度自动调整、区块奖 励逐步减半等,这些因素都是基于经济学原理,能吸引和鼓励更多人参与。(3)系统安全性强,破坏系统的花费成本巨大。掌握51%的算力对系统 进行攻击所付出的代价远远大于作为一个系统的维护者和诚实参与者所得 到的。缺点:(1)存在严重的效率问题。(2)存在安全隐患。(3)巨大的能源消耗。PoS:PoS的目的就是解决使用Po
15、W挖矿出现大量资源浪费的问题。不同于 PoW, PoS的加入门槛更高,要求参与者预先放一些代币(股份)在区块链 上,类似将财产存储在银行,这种模式会根据持有数字货币的量和时间,分 配相应的利息。同时,PoS中还加入了奖惩机制,如果矿工挖矿成功,那么 就会获得矿工费;反之,则会从已有的代币中扣除一定的费用。优点:(1)节能环保,不需要消耗大量的电力来保证区块链的安全;(2)性能较PoW机制更高,PoS机制在一定程度上缩短了共识的达成 时间;(3)人人可挖矿(获得利息),不用担心算力集中导致中心化出现;(4)更加安全。缺点:(1) “币无法发行”。(2)囤积代币影响流通。DpoS:DPoS算法提出
16、的目的是解决PoW算法的性能问题和PoS算法后期可能 出现的少数节点持有大量股份带来的风险问题。在DPoS算法中,保留了 PoS 的股份制,采用了类似于现代企业中董事会投票机制,持有股份的节点投票 选出少量节点,称为“见证人(witness) ”,这些见证人节点会代理其余节点 完成区块的生成和验证。这样的好处是使其他普通权益节点不必耗费额外的 资源去校验每一笔交易。当系统选定好见证人节点后,如果有节点对见证人 节点持有怀疑,则可以选择退场。DPoS通过投票选举见证人而不是随机选 择见证人是因为系统有很多节点并不是随时在线的,通过选举可以保证见证 人节点尽量在线。如果见证人节点错过了生产区块,就
17、有可能会在后续的投 票中被踢出序列。通过选择少部分节点代替为见证人进行区块的生产和验证, 大大缩短了交易的时间和确认时延,使得区块链吞吐量大大提高。优点:(1)将节点数量进一步减少,在保证网络安全的前提下,整个网络的能 耗进一步降低,网络运行成本也随之降低。(2) DPoS拥有更快的确认速度。(3)选出的见证人之间是协作关系,而不是竞争关系,见证人相互配合 顺次产生新区块的过程中,见证人的参与率越高,主链越长,系统就越稳定, 安全性也有很大的提升。缺点:(3) DPoS选举部分见证人节点代为生产区块,从而获得系统给予的奖 励,这样会使得出块的权力在大部分时间里只集中于少数节点手中,从而使 得这
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