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[区块链]一种基于区块链的防篡改技术设计下溯源应用系统-1

简介: 一种基于区块链的防篡改技术设计下溯源应用系统

1选题背景及意义

伴随互联网技术的广泛发展和应用海量的原创数字作品走进大众生活方方面方面尤其多媒体社交网络上的用户和数字内容呈指数级爆发性增长。在如此庞大的数字资源中,如何用户在解决发布的原创作品的版权得到响应的保护,维护作者的共同权益不受侵害,对我们来说一个严峻挑战。近年来,区块链的发展也成为全球的广泛关注,是继互联网之后的又一次技术革命浪潮

1.1传统区块链技术的弊端

纵观区块链的发展历史,现阶段区块链技术仍有很多有待改进的地方传统的区块链技术存在以下常见问题。

1.1.1安全问题

首先安全性威胁是区块链所面临的最重要的问题之一。我们知道基于PoW共识算法的区块链主要面临51%攻击问题,即攻击者一旦掌握全网大于51%的算力就能成功篡改、伪造区块数据。区块链的51%攻击,只能针对PoW共识机制的加密货币,是恶意矿工控制此类型区块链网络50%以上的哈希率发起的对网络发动的攻击。最重要的是,除了接管区块链网络可以让恶意矿工逆转交易、停止支付或防止新交易确认等,这些人还可以我们常说的双花(double spending),从而从网络获取“免费”资金,然后拿到交易平台出售以换取其他加密货币,使攻击实现“兑现”。

1.1.2效率问题

区块膨胀问题:传统区块链要求系统内每个节点保存一份数据备份,在日益增长的海量数据存储场景随着时间增长存储难度也会增大。比如比特币为例,完全同步自创世。区块至今的区块数据需要约上百G空间,虽然提出的一些轻量级节点可以可部分解决此问题,但适用于更大规模的工业级海量数据场景的解决方案仍有待探究

交易效率问题:尤其是在一些数据交换频繁场景,比如普通的支付交易,和VISA平均50000+笔/秒、支付宝峰值200000+笔/秒比较,比特币的6-7笔/秒和以太坊每天的TPS约为10笔,最好的时候能达20笔。相比而言实在是存在巨大的差异。这意味着传统区块链在大规模交易面前区块链系统的承压能力能有待继续改进,并且解决这样的技术型难题,短期内很难突破

交易确认时间问题:比特币区块生成时间为10分钟,在一定程度上限制了比特币在小额交易和时间敏感交易中的应用能力

1.1.3资源问题

传统区块链技术应用中,共识过程高度依赖区块链网络节点贡献的算力。例如SHA256哈希和随机数搜索,除此之外并不产生额外实际社会效益,因而这些算力资源是被浪费掉了,并且也浪费掉大量的电力资源。并且比特币的日益普及和专业挖矿设备的出现,比特币生态圈已经在资本以及设备方面呈现出了明显的军备竞赛的趋势,逐渐成为高耗能的资本密集型行业,从而进一步凸显资源消耗问题。因此,我们能有效利用分布式节点网络算力来解决实际问题,是区块链技术需要解决的重要问题。


近年来,区块链技术在金融、医疗、供应链等多个行业得到了越来越多的关注。区块链技术通过共识算法、密码学、智能合约等实现了数据的生成和更新、安全传输、访问和操作。它是一种将多种技术结合在一起的新型分布式存储方式。在区块链网络中,每个参与节点的交易产生的数据以固定的时间间隔打包成数据块,每个参与节点存储的数据块链按照产生时间的顺序排列,只有经过约定比例的参与节点的允许,数据块才能被修改。并且修改后的数据将作为一个新的区块加入到数据链中,而不影响已形成的数据块,从而保证修改后的数据将作为一个新的区块加入到数据链中,而不影响已形成的数据块,从而保证区块链网络中各参与节点的数据一致性,交易信息的不可篡改性、安全性、可靠性和透明度

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