区块链关键技术及其应用研究

【摘要】过去几年，以比特币为主导的数字货币开始频繁出现在人们的视野中区块链的关键技术，但其背后的底层技术——区块链，更值得深入探讨和研究。近年来，由于区块链去中心化、可追溯、不易篡改等特点，越来越多的研究人员和从业者将区块链技术应用到其他行业。共识机制是区块链能够具备去中心化特性的重要原因，让所有节点周期性地完成交易的验证和记录，保持所有节点存储的区块链数据一致。但是，目前的公链共识机制存在两个问题：去中心化程度低和容易临时分叉。本文的首要任务是提出一种基于哈希随机主选的最小证明（PoM）共识机制。 ，利用哈希算法的可计算性、单向性、防冲突和混淆性区块链的关键技术，提高区块链的去中心化程度，降低区块链临时分叉的概率。理论分析和实验结果表明，PoM 不仅可以提高区块链的去中心化程度，还可以降低区块链临时分叉的概率。区块链虽然比传统的中心化数据库更真实可靠，但代价是大量的存储空间和计算能力，而且只能存储简单的数据，因此并不完全适合所有的应用场景。在这种情况下，仅仅依靠区块链技术并不能很好地完成行业的转型，需要结合其他技术手段。本文的第二个工作是基于区块链等技术手段提出两个应用场景。一是数字音乐版权管理方案，支持区块链环境下的数字专辑预售。该解决方案利用区块链技术和IPFS在区块链环境中实现数字相册存储、发布、购买的全流程，并使用智能合约为服务提供者、关键服务器和所有数字相册创建服务。还支持传统数字音乐版权管理等数字专辑预售功能。该方案不仅可以保证数字版权交易的公平和透明，还可以为创作者在发行数字专辑时提供灵活的分发方式，保证创作者和音乐媒体平台的利益。二是基于物联网、区块链和IPFS的冷链物流解决方案。该方案利用物联网、区块链和智能合约设计了全新的冷链物流方案，实现了农产品在良好储存条件下从农户到仓库和零售商的运输过程，利用物联网来保证货物的可靠性农产品运输过程中存储的环境信息，利用区块链存储环境信息，使数据公开透明，方便监管部门的监管工作，利用智能合约开发实时奖励和惩罚制度，以激励物流公司确保农产品存储在合适的位置。环境，从而减少农产品在运输过程中的损失和浪费。