论文《基于区块链的物联网节点可信算与隐私保护方法研究》学习报告

相关技术介绍

1.区块链技术工作原理及流程

区块链作为比特币的底层技术，其本质上是一个去中心化、去信任的分布
式数据库账本。随着时间的推移，网络中不断有新的交易生成，矿工根据共识算法对交易进行验证，并分布式地存储于各个节点中。

区块链的工作流程具体包含以下几个步骤：
1）发送节点 A 将新产生的数据记录信息广播至全网其他节点；
2）全网中的所有接受节点对收到的来自发送节点 A 的数据记录信息进行核实，例如，该数据记录信息是否合法，如果通过检验，接受节点会把该数据记录信息存储到一个临时区块当中；

3）每一个接受节点都对区块实施共识算法，如权益证明（Proof of Stake, Po S）、工作量证明（Proof of Work, PoW）、实用拜占庭容错算法（Practical Byzantine Fault Tolerance, PBFT）；

4）当接受节点找到共识算法的解时(如，工作量证明的解)，广播该区块至全网所有节点；

5）当且仅当区块中的所有事务都是有效的并且尚未使用，节点才能接受该区块有成为新区块的资格；
6）新区块被正式存储于当前区块链最长链的末端，全网节点以将该区块的随机散列作为最新一个区块的散列值的方式表示为接受该区块。
网络中所有的节点都将区块链中最长的那条链视为有效链，并将新区块添加到该链上，从而增加它的长度。虽然两个节点可能同时算出区块的工作量证明并广播新区块，但是网络中的其他节点在接收到新区块的时间上存在着先后差异，一般情况下，节点会接收最先看到的区块并在该区块的基础上进行新的挖矿工作。由于不同的节点跟随了不同的分支链，理论上两条分支链的算力是不同的，区块的增长速度也是有区别的，经过一段时间，必然出现某条链的变成了相对较长的链。此时，在另一条分支链上工作的节点会放弃当前链，并在较长的链上继续工作。这就是区块链防止分叉的过程。因此，最终存在区块链分布账本上的数据记录信息是由全网节点共同认证和确认的结果，一旦全网节点达成统一共识，数据记录信息就具备了全网一致性和不可篡改性。