区块链的数字货币流通机制研究与验证
在如今互联网发展中，区块链被越来越多的人关注和探索，并被不断尝试运用在多个领域，其中最大的一个应用就是比特币。比特币系统是一个利用密码学技术实现的一个去中心化价值传输体系。本次设计是在对比特币进行研究和参考的基础上，实现了一个基于区块链的数字货币系统。整个系统模拟了数字货币流通过程，包括货币产生，交易创建和传播，数据存储等，同时系统将货币流通的内部过程在界面中部分展示出来，以便让使用者更清晰深入地了解整个流通原理。本文主要介绍系统的设计和实现，并重点分析了其中一些关键技术，例如公私钥的生成，Merkle根的实现等。
目录
摘要 1
关键词 1
ABSTRACT 1
KEY WORDS 1
1．绪论 1
1.1 选题背景 1
1.2 基于区块链电子货币发展史 2
1.3 国内外研究状况 2
1.3.1 国外研究状况 2
1.3.2 国内研究状况 2
1.4 主要目标及工作 2
2．准备工作 2
2.1 区块链 2
2.2 交易 2
2.2.1 交易概念 2
2.2.2 UTXO 3
2.2.3 脚本 3
2.3 挖矿 4
3．系统设计 4
3.1 系统整体设计 4
3.1.1 系统划分 4
3.1.2 系统架构 5
3.2 基础结构设计 6
3.2.1 交易 6
3.2.2 区块 7
3.2.3 交易池 7
3.2.4 UTXO池 7
4．系统实现关键技术 7
4.1 钱包模块 7
4.1.1 功能 7
4.1.2 关键技术 8
4.2 矿工模块 14
4.2.1 功能 14
4.2.2 关键技术 15
4.3 区块链存储模块 18
4.3.1 功能 18
4.3.2 关键技术 19
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
4.4 网络路由模块 19
4.4.1 功能 19
4.4.2 关键技术 19
5．案例测试 19
5.1 登录 19
5.1.1 新用户 20
5.1.2 已有账户 21
5.2 转账 21
5.3 交易状态 24
5.4 挖矿 25
6．总结与展望 26
致谢 27
参考文献 27
基于区块链的数字货币流通机制研究与验证
引言
1．绪论
1.1 选题背景
信用是人、组织机构之间进行生产、维持社会关系的基础。现今网络发展十分迅速，给人们的生活带来便利的同时也产生了各种互联网诈骗事件。在目前各行业“互联网+”发展目标下，解决“互联网+信用”成了其能否有效建设的前提。区块链是迄今为止第一个解决信用问题[1]的技术手段，其使用严密的数据真实性证明机制实现了社会活动及交易活动的信用证明。基于区块链的数字货币系统含有区块链去中心化、去信任化等优点，并且容易储存和运输，降低了互联网贸易的交易成本。
区块链一开始是作为比特币的底层技术而出现的，随着比特币的发展，其技术逐渐被人们发现，并被不断尝试运用在不同领域[2]，例如产权证明、投票等。但是区块链技术仍存在很多缺陷[3]并不完美，如交易效率、计算量等，广泛运用该技术还需要一定过程和时间。区块链技术的未来发展前景毋庸置疑是比较广阔的，且其中包含的繁杂技术如分布式数据存储，加密算法，共识机制[4]等都具有较大的研究价值和意义。本项目是对基于区块链的数字货币流通机制进行研究和验证，主要完成了一个基于区块链的数字货币转账系统，可以做到在本地模拟数字货币流通的完整过程，为后续进一步针对区块链的深入研究做好基础。
1.2 基于区块链电子货币发展史
近些年来，数字货币一直朝着不依赖第三方机构这一方向不停发展，但一直以来无论哪一种数字货币都没能完全脱离第三方机构的控制，直到比特币的发明，真正实现了去中心化。
区块链被设计出来，是因为当时没有满足比特币需求的底层技术[5]和基础架构。比特币的成功，让基于区块链的数字货币这一方向快速发展起来——“山寨币”不断出现，例如我们知道的狗狗币，莱特币等。
1.3 国内外研究状况
1.3.1 国外研究状况
英国政府发布了《分布式账本技术：超越区块链》报告，探索类似于区块链的账本技术。美国BTC公司构建了基于区块链的投票机[6]。
1.3.2 国内研究状况
我国成立了中关村区块链产业联盟。中国第一个基于区块链的校企联合实验室于2016年7月5日在中央财经大学信息学院建立。
1.4 主要目标及工作
本次设计的主要目标是实现一个基于区块链的数字货币系统。该系统拥有钱包端和挖矿端，可以在本地模拟整个数字货币流通过程，同时将货币流通内部运行过程部分显示出来，供使用者更加清晰地了解货币流通原理。
2．准备工作
2.1 区块链
数学家卢卡帕西奥利最早制定了现代复式记账[7]的系统，该记账法的特点是记录了每笔账的来源和去处。这种判断一条账单记录的来源是否有效，等同于在记账过程中自带对账功能。区块链是首个对该系统的技术实现[8]。我们可以将区块链比作一本账本，账本由一个个的区块链式一样串联起来，一个区块相当于账本中的一页，并且每一个区块都记录前面一个区块的区块头的哈希值，以此链接起来。如图1是区块链的整体结构。
目录
摘要 1
关键词 1
ABSTRACT 1
KEY WORDS 1
1．绪论 1
1.1 选题背景 1
1.2 基于区块链电子货币发展史 2
1.3 国内外研究状况 2
1.3.1 国外研究状况 2
1.3.2 国内研究状况 2
1.4 主要目标及工作 2
2．准备工作 2
2.1 区块链 2
2.2 交易 2
2.2.1 交易概念 2
2.2.2 UTXO 3
2.2.3 脚本 3
2.3 挖矿 4
3．系统设计 4
3.1 系统整体设计 4
3.1.1 系统划分 4
3.1.2 系统架构 5
3.2 基础结构设计 6
3.2.1 交易 6
3.2.2 区块 7
3.2.3 交易池 7
3.2.4 UTXO池 7
4．系统实现关键技术 7
4.1 钱包模块 7
4.1.1 功能 7
4.1.2 关键技术 8
4.2 矿工模块 14
4.2.1 功能 14
4.2.2 关键技术 15
4.3 区块链存储模块 18
4.3.1 功能 18
4.3.2 关键技术 19
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
4.4 网络路由模块 19
4.4.1 功能 19
4.4.2 关键技术 19
5．案例测试 19
5.1 登录 19
5.1.1 新用户 20
5.1.2 已有账户 21
5.2 转账 21
5.3 交易状态 24
5.4 挖矿 25
6．总结与展望 26
致谢 27
参考文献 27
基于区块链的数字货币流通机制研究与验证
引言
1．绪论
1.1 选题背景
信用是人、组织机构之间进行生产、维持社会关系的基础。现今网络发展十分迅速，给人们的生活带来便利的同时也产生了各种互联网诈骗事件。在目前各行业“互联网+”发展目标下，解决“互联网+信用”成了其能否有效建设的前提。区块链是迄今为止第一个解决信用问题[1]的技术手段，其使用严密的数据真实性证明机制实现了社会活动及交易活动的信用证明。基于区块链的数字货币系统含有区块链去中心化、去信任化等优点，并且容易储存和运输，降低了互联网贸易的交易成本。
区块链一开始是作为比特币的底层技术而出现的，随着比特币的发展，其技术逐渐被人们发现，并被不断尝试运用在不同领域[2]，例如产权证明、投票等。但是区块链技术仍存在很多缺陷[3]并不完美，如交易效率、计算量等，广泛运用该技术还需要一定过程和时间。区块链技术的未来发展前景毋庸置疑是比较广阔的，且其中包含的繁杂技术如分布式数据存储，加密算法，共识机制[4]等都具有较大的研究价值和意义。本项目是对基于区块链的数字货币流通机制进行研究和验证，主要完成了一个基于区块链的数字货币转账系统，可以做到在本地模拟数字货币流通的完整过程，为后续进一步针对区块链的深入研究做好基础。
1.2 基于区块链电子货币发展史
近些年来，数字货币一直朝着不依赖第三方机构这一方向不停发展，但一直以来无论哪一种数字货币都没能完全脱离第三方机构的控制，直到比特币的发明，真正实现了去中心化。
区块链被设计出来，是因为当时没有满足比特币需求的底层技术[5]和基础架构。比特币的成功，让基于区块链的数字货币这一方向快速发展起来——“山寨币”不断出现，例如我们知道的狗狗币，莱特币等。
1.3 国内外研究状况
1.3.1 国外研究状况
英国政府发布了《分布式账本技术：超越区块链》报告，探索类似于区块链的账本技术。美国BTC公司构建了基于区块链的投票机[6]。
1.3.2 国内研究状况
我国成立了中关村区块链产业联盟。中国第一个基于区块链的校企联合实验室于2016年7月5日在中央财经大学信息学院建立。
1.4 主要目标及工作
本次设计的主要目标是实现一个基于区块链的数字货币系统。该系统拥有钱包端和挖矿端，可以在本地模拟整个数字货币流通过程，同时将货币流通内部运行过程部分显示出来，供使用者更加清晰地了解货币流通原理。
2．准备工作
2.1 区块链
数学家卢卡帕西奥利最早制定了现代复式记账[7]的系统，该记账法的特点是记录了每笔账的来源和去处。这种判断一条账单记录的来源是否有效，等同于在记账过程中自带对账功能。区块链是首个对该系统的技术实现[8]。我们可以将区块链比作一本账本，账本由一个个的区块链式一样串联起来，一个区块相当于账本中的一页，并且每一个区块都记录前面一个区块的区块头的哈希值，以此链接起来。如图1是区块链的整体结构。
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