基于區(qū)塊鏈技術(shù)的計(jì)算機(jī)類(lèi)課程知識(shí)體系構(gòu)建

李晉江，張?zhí)炝兀?輝

（1.山東工商學(xué)院 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山東 煙臺(tái) 264005；2.山東工商學(xué)院 區(qū)塊鏈與應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，山東 煙臺(tái) 264005；3.山東工商學(xué)院 信息與電子工程學(xué)院，山東 煙臺(tái) 264005）

1 研究背景

區(qū)塊鏈技術(shù)（Blockchain）起源于Nakamoto在2008 年發(fā)表的《比特幣：一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)電子現(xiàn)金系統(tǒng)》一文，是一種構(gòu)建在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)上的全新分布式基礎(chǔ)架構(gòu)與計(jì)算范式[1]。區(qū)塊鏈中的交易數(shù)據(jù)是通過(guò)鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)存儲(chǔ)并驗(yàn)證，各節(jié)點(diǎn)利用共識(shí)算法共同參與并管理和監(jiān)督數(shù)據(jù)的更新，節(jié)點(diǎn)間通信傳輸數(shù)據(jù)內(nèi)容通過(guò)密碼學(xué)加密提高安全性，使用腳本化代碼編寫(xiě)的智能合約自動(dòng)執(zhí)行和操作數(shù)據(jù)。

區(qū)塊鏈針對(duì)傳統(tǒng)交易的信任和安全問(wèn)題提出了技術(shù)創(chuàng)新。分布式賬本技術(shù)，多個(gè)不同的節(jié)點(diǎn)共同完成交易和記賬的過(guò)程，起到了監(jiān)督記賬的合法性。與以往的分布式存儲(chǔ)不同，區(qū)塊鏈涉及的分布式存儲(chǔ)在每個(gè)節(jié)點(diǎn)中都存儲(chǔ)了基于時(shí)間戳的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)的完整數(shù)據(jù)，然而在傳統(tǒng)分布式存儲(chǔ)中是將有分布規(guī)則規(guī)定的多份數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在不同的節(jié)點(diǎn)中。區(qū)塊鏈中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中的地位相同，配置資源相同，并通過(guò)共識(shí)機(jī)制確保存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的安全性[2]。各節(jié)點(diǎn)間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息經(jīng)過(guò)加密技術(shù)保護(hù)，不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)內(nèi)容的保密性而且加強(qiáng)了對(duì)節(jié)點(diǎn)的認(rèn)證。

隨著區(qū)塊鏈技術(shù)和以區(qū)塊鏈為基礎(chǔ)的數(shù)字貨幣發(fā)展迅速，諸多行業(yè)逐漸發(fā)現(xiàn)，區(qū)塊鏈技術(shù)慢慢地在改變甚至顛覆各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域存在的潛力和價(jià)值。但是，目前由于區(qū)塊鏈技術(shù)方面人才培養(yǎng)和發(fā)展方面缺乏系統(tǒng)、全面、有效并受到認(rèn)可的教育服務(wù)[3]。為此，我國(guó)高等教育應(yīng)把握機(jī)遇，認(rèn)真研究并大力開(kāi)展區(qū)塊鏈技術(shù)計(jì)算機(jī)科學(xué)和跨學(xué)科教育課程。

2 國(guó)內(nèi)外教育現(xiàn)狀

國(guó)外對(duì)前沿技術(shù)的應(yīng)用研究和教育教學(xué)起步比較早。目前，尼科西亞大學(xué)、普林斯頓大學(xué)和斯坦福大學(xué)等全球知名大學(xué)分別開(kāi)設(shè)了“數(shù)字貨幣入門(mén)”“CS251 比特幣和加密電子貨幣”等課程[4]。哥倫比亞大學(xué)與IBM 公司合作，創(chuàng)立了區(qū)塊鏈和數(shù)據(jù)透明中心。麻省理工大學(xué)有一個(gè)數(shù)字貨幣計(jì)劃，幫助創(chuàng)建了加密貨幣工程和設(shè)計(jì)、共享公共分類(lèi)賬等。

國(guó)內(nèi)很多頂尖高校也開(kāi)設(shè)并創(chuàng)辦了與區(qū)塊鏈技術(shù)相關(guān)的課程和項(xiàng)目，將區(qū)塊鏈加入本科或研究生的培養(yǎng)計(jì)劃中。清華大學(xué)創(chuàng)辦了x-lab，為具有區(qū)塊鏈技術(shù)的創(chuàng)業(yè)者提供更好的服務(wù)和平臺(tái)，把握最新的創(chuàng)業(yè)動(dòng)態(tài)，清華 x-lab 聯(lián)合鏈塊學(xué)院，為入駐團(tuán)隊(duì)提供了區(qū)塊鏈行業(yè)與應(yīng)用班課程。此外，清華大學(xué)還成立了全國(guó)高校區(qū)塊鏈創(chuàng)新聯(lián)盟——青藤鏈盟，全稱(chēng)青藤區(qū)塊鏈聯(lián)盟，由清華 x-lab 聯(lián)合清華各院系教授籌備發(fā)起，由全國(guó)各大院校、科研機(jī)構(gòu)、行業(yè)組織，共同發(fā)起組建的區(qū)塊鏈教育和產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。北京大學(xué)光華管理學(xué)院新金融與創(chuàng)業(yè)投資研究中心區(qū)塊鏈實(shí)驗(yàn)室成立，旨在展開(kāi)金融科技和監(jiān)管科技的研究。浙江大學(xué)成立了浙大計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院區(qū)塊鏈研究中心，并正式開(kāi)設(shè)區(qū)塊鏈與數(shù)字貨幣的課程，著重培養(yǎng)區(qū)塊鏈技術(shù)人才[5]。復(fù)旦大學(xué)與IBM共同探索，聯(lián)合創(chuàng)新，致力于IBM 區(qū)塊鏈研發(fā)，成立了計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院“區(qū)塊鏈技術(shù)聯(lián)合創(chuàng)新中心”。武漢大學(xué)成立密碼學(xué)與區(qū)塊鏈技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，研究方向主要將區(qū)塊鏈與密碼學(xué)技術(shù)結(jié)合，打造出新的安全協(xié)議涉及方法[6]。

隨著區(qū)塊鏈的推廣和普及，加上它對(duì)于傳統(tǒng)行業(yè)模式的顛覆性的思想轉(zhuǎn)變以及帶來(lái)的各方面效益的提升，在未來(lái)的幾年內(nèi)，各高校不僅會(huì)不斷開(kāi)設(shè)區(qū)塊鏈技術(shù)的課程，而且會(huì)加大對(duì)于區(qū)塊鏈研究的投入。

3 區(qū)塊鏈核心技術(shù)與特征

3.1 區(qū)塊鏈核心技術(shù)

區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N由時(shí)間順序?qū)⑿畔错樞蛳噙B的方式組合成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并利用共識(shí)機(jī)制達(dá)成一致來(lái)提高魯棒性，利用密碼學(xué)保證數(shù)據(jù)安全性的分布式賬本系統(tǒng)[7]，是分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸、共識(shí)機(jī)制、加密算法等計(jì)算機(jī)技術(shù)的新型應(yīng)用模式。

分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是將集中的數(shù)據(jù)分散存儲(chǔ)在多臺(tái)獨(dú)立的設(shè)備上[8]，提高了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的可靠性和安全性。各節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)共識(shí)機(jī)制確保鏈上數(shù)據(jù)的正確性和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的一致性，共識(shí)機(jī)制是區(qū)塊鏈?zhǔn)聞?wù)達(dá)成分布式共識(shí)的算法，建立各個(gè)節(jié)點(diǎn)一致明確的規(guī)則來(lái)保證分布式網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)狀態(tài)，是區(qū)塊鏈技術(shù)的重要組件[9]。非對(duì)稱(chēng)加密算法進(jìn)一步提高了系統(tǒng)安全性，有效認(rèn)證區(qū)塊數(shù)據(jù)更新的合法性。

3.2 區(qū)塊鏈的特征

區(qū)塊鏈提出適合時(shí)代環(huán)境的創(chuàng)新思想得到廣泛的實(shí)踐應(yīng)用離不開(kāi)它完善的理論體系和綜合的核心特征[10]。區(qū)塊鏈具有去中心化、開(kāi)放性、自治性、信息不可篡改和匿名性等特征[11]。

1）去中心化。

在區(qū)塊鏈點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)既是服務(wù)的請(qǐng)求者也是服務(wù)的響應(yīng)者，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都互相信任并直接交換數(shù)據(jù)，且分配了一定的資源和工作，在網(wǎng)絡(luò)中的地位是平等的。

2）開(kāi)放性。

系統(tǒng)是高度開(kāi)放的，底層和開(kāi)發(fā)相關(guān)應(yīng)用的代碼是透明的，因此整個(gè)系統(tǒng)是自治的，可以做到信息公開(kāi)的最大化。

3）自治性。

區(qū)塊鏈中的規(guī)范和協(xié)議是采用協(xié)商一致的，讓整個(gè)系統(tǒng)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠在去信任的自由安全環(huán)境下交換數(shù)據(jù)[12]。

4）信息不可篡改。

一個(gè)交易被發(fā)布到網(wǎng)上，并且通過(guò)了各節(jié)點(diǎn)的驗(yàn)證寫(xiě)入到了區(qū)塊鏈上，那么這個(gè)信息就會(huì)被永久地存儲(chǔ)起來(lái)，無(wú)權(quán)進(jìn)行修改。

4 課程體系構(gòu)建

區(qū)塊鏈基于計(jì)算機(jī)科學(xué)理論和技術(shù)實(shí)現(xiàn)，其底層技術(shù)涉及的知識(shí)內(nèi)容包含在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)科學(xué)類(lèi)課程中。編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)間消息傳播以及智能合約等技術(shù)。區(qū)塊鏈其本質(zhì)是區(qū)塊（數(shù)據(jù)）間由密碼學(xué)相連而成的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)體，區(qū)塊中的交易數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)則是由哈希值組成的樹(shù)形結(jié)構(gòu)以及在密碼學(xué)中同樣涉及的哈希函數(shù)。區(qū)塊鏈也是搭建在網(wǎng)絡(luò)上，節(jié)點(diǎn)間通訊遵循網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。區(qū)塊鏈技術(shù)保密性依靠現(xiàn)代密碼學(xué)中非對(duì)稱(chēng)加密技術(shù)。具體課程和知識(shí)點(diǎn)見(jiàn)圖1。

圖1 區(qū)塊鏈技術(shù)涉及計(jì)算機(jī)課程

4.1 編程語(yǔ)言

編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了區(qū)塊鏈從理論層面到技術(shù)應(yīng)用層面的轉(zhuǎn)變。如今區(qū)塊鏈的主流開(kāi)發(fā)語(yǔ)言為Golang（以下簡(jiǎn)稱(chēng)為Go 語(yǔ)言），是由Google 開(kāi)發(fā)的一種靜態(tài)強(qiáng)類(lèi)型、編譯型、并發(fā)型，并具有垃圾回收功能的編程語(yǔ)言。HyperLedger Fabric大多數(shù)鏈代碼(使用HyperLedger Fabric 構(gòu)建的智能合約)是用Go 編寫(xiě)的，比特幣底層的源代碼也是由Go 編寫(xiě)的。

Go 的語(yǔ)法接近于C 語(yǔ)言，在開(kāi)設(shè)Go 語(yǔ)言之前須全面講解C 語(yǔ)言作為先行課。因?yàn)榫幊陶Z(yǔ)言大致相同，接下來(lái)對(duì)比兩者的不同之處。從編程語(yǔ)法 上，Go 語(yǔ) 言 的基本數(shù)據(jù)類(lèi)型要比C 語(yǔ)言更豐富；Go語(yǔ)言除了實(shí)現(xiàn)C 語(yǔ)言中條件判斷和循環(huán)等的基本功能以外，還對(duì)它們進(jìn)行了增強(qiáng)。兩者在定義函數(shù)格式上不同，而且Go 語(yǔ)言中有方法這個(gè)概念。從編程思想上，C 語(yǔ)言是一門(mén)面向過(guò)程的編程語(yǔ)言，而Go 語(yǔ)言是一門(mén)面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言。

除了與C 語(yǔ)言的部分不同外，Go 語(yǔ)作為一種新型語(yǔ)言又在其基礎(chǔ)上加入了其他新增特性，例如接口、并發(fā)、反射和異常處理等，其中Go在語(yǔ)言級(jí)別上支持并發(fā)與協(xié)程，通過(guò)協(xié)程可以方便地實(shí)現(xiàn)API 的并行處理，達(dá)到處理效率的最大化，提升系統(tǒng)吞吐能力。不僅如此，Go 語(yǔ)言開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單、代碼描述效率高，通過(guò)少量的代碼就能實(shí)現(xiàn)框架的標(biāo)準(zhǔn)化，并以統(tǒng)一的規(guī)范快速構(gòu)建API 業(yè)務(wù)邏輯。能快速構(gòu)建各種通用組件和公共類(lèi)庫(kù)，進(jìn)一步提升開(kāi)發(fā)效率，實(shí)現(xiàn)特定場(chǎng)景下的功能量產(chǎn)。

4.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N基于鏈?zhǔn)降臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程是讓學(xué)生掌握數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)形式、數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間存在的關(guān)系及對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行基本處理方法等。區(qū)塊鏈利用塊鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)驗(yàn)證和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)[13]，每個(gè)區(qū)塊打包記錄了一段時(shí)間內(nèi)發(fā)生的事務(wù)是對(duì)當(dāng)前鏈的一次共識(shí)，并且通過(guò)記錄上一個(gè)區(qū)塊的哈希值進(jìn)行關(guān)聯(lián)，從而形成塊鏈?zhǔn)降臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。其中哈希指針實(shí)現(xiàn)了區(qū)塊間的關(guān)聯(lián)。

哈希指針不僅要存儲(chǔ)地址，還需要保存這個(gè)結(jié)構(gòu)體的哈希值，可檢測(cè)結(jié)構(gòu)體有沒(méi)有被篡改。每一個(gè)區(qū)塊包含前一個(gè)區(qū)塊的哈希指針，最后一個(gè)是最近新產(chǎn)生的區(qū)塊也有個(gè)哈希值存在系統(tǒng)中。每一個(gè)區(qū)塊的哈希值是把前一個(gè)區(qū)塊中的所有內(nèi)容通過(guò)哈希函數(shù)算出，包括前一個(gè)區(qū)塊的哈希值[14]，這樣后面的每一個(gè)區(qū)塊都與前面所有區(qū)塊有聯(lián)系，區(qū)塊結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。

圖2 區(qū)塊鏈鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)

從宏觀角度上看，區(qū)塊鏈?zhǔn)怯梢粋€(gè)個(gè)區(qū)塊組成的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)，每個(gè)區(qū)塊中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)則是樹(shù)形結(jié)構(gòu)。樹(shù)形結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)元素之間存在一對(duì)多的層次關(guān)系，利用這種特殊的關(guān)系實(shí)現(xiàn)區(qū)塊中的信息不可篡改性。

以區(qū)塊鏈技術(shù)作為底層架構(gòu)的去中心化系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)組織形式不同，比特幣中保存了一顆Merkle 樹(shù)，而以太坊針對(duì)3 種對(duì)象設(shè)計(jì)了3顆Merkle Patrcia 樹(shù)。MPT 是一種加密認(rèn)證的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它融合了Merkle 樹(shù)和Trie 樹(shù)（前綴樹(shù)）兩種數(shù)據(jù)類(lèi)型的優(yōu)點(diǎn)。Merkle 樹(shù)在區(qū)塊體中的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3。

在用戶(hù)查詢(xún)交易記錄和賬戶(hù)余額時(shí)，需要訪問(wèn)的數(shù)據(jù)是存儲(chǔ)在樹(shù)形結(jié)構(gòu)的葉子節(jié)點(diǎn)上，通過(guò)遍歷整個(gè)樹(shù)的結(jié)構(gòu)才可以提取到數(shù)據(jù)。選擇合適的遍歷方法才能快速并且準(zhǔn)確地找到所需要的信息。

4.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

一般而言，區(qū)塊鏈基礎(chǔ)模型是由自下而上的數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、共識(shí)層、激勵(lì)層、合約層和應(yīng)用層組成。每層分別完成一項(xiàng)核心功能，各層之間互相配合，實(shí)現(xiàn)一個(gè)去中心化的信任機(jī)制。

圖3 區(qū)塊中的Merkle 樹(shù)

OSI 七層網(wǎng)絡(luò)模型，它將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的通信協(xié)議劃分為七層，自下而上依次為物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會(huì)話(huà)層、表示層、應(yīng)用層[15]。每一層中都有屬于自己的傳輸協(xié)議，完成自己相應(yīng)工作及與上下層級(jí)之間進(jìn)行溝通。從功能劃分層次上講，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和區(qū)塊鏈基礎(chǔ)模型兩者有著共同之處，教師可通過(guò)全面講解網(wǎng)絡(luò)中各層的作用以及數(shù)據(jù)在各層間的傳輸方法和意義，對(duì)比區(qū)塊鏈的層級(jí)關(guān)系來(lái)熟悉區(qū)塊鏈基本架構(gòu)。兩者在架構(gòu)模型上的比較見(jiàn)圖4。

區(qū)塊鏈的底層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)采用的是對(duì)等網(wǎng)絡(luò)(P2P)，是一種分布式網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，在互聯(lián)網(wǎng)的組成章節(jié)中著重講解對(duì)等方式，熟悉區(qū)塊鏈實(shí)現(xiàn)去中心化的結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)間相互通信并傳播數(shù)據(jù)，區(qū)塊在網(wǎng)絡(luò)上的傳遞過(guò)程涉及節(jié)點(diǎn)之間的連接管理、地址管理、Peer 節(jié)點(diǎn)的管理和Peer 之間同步區(qū)塊的協(xié)議等。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中TCP面向連接的通信協(xié)議，通過(guò)三次握手建立連接，提供一種可靠數(shù)據(jù)流服務(wù)，并學(xué)習(xí)TCP 報(bào)文格式深化比特幣中的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中Peer 之間的協(xié)議消息、消息格式及包的封裝和解析以及Peer 節(jié)點(diǎn)之間的TCP 連接。網(wǎng)際協(xié)議IP 是TCP/IP 體系中兩個(gè)重要的協(xié)議之一，簡(jiǎn)單了解網(wǎng)絡(luò)地址分類(lèi)和協(xié)議中的3 個(gè)定義以及其他相關(guān)概念。

對(duì)等網(wǎng)絡(luò)使用DHT 技術(shù)中的Gossip 協(xié)議進(jìn)行消息發(fā)布與傳播。在一個(gè)有界網(wǎng)絡(luò)中，Gossip協(xié)議中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都隨機(jī)地與其他節(jié)點(diǎn)通信，收到消息的節(jié)點(diǎn)也會(huì)重復(fù)該過(guò)程，最終所有節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)都會(huì)達(dá)成一致。主要在分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)同步數(shù)據(jù)時(shí)用，其最大特點(diǎn)是組成網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)是對(duì)等節(jié)點(diǎn)，是非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)。

4.4 密碼學(xué)

區(qū)塊鏈信息不可篡改和匿名性是依靠密碼學(xué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。交易信息被打包成區(qū)塊發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)上后，其他節(jié)點(diǎn)利用數(shù)字簽名和時(shí)間戳驗(yàn)證每條交易信息的真?zhèn)巍?/p>

圖4 兩者架構(gòu)模型

了解密碼學(xué)的理論基礎(chǔ)有利于學(xué)生更清晰地明白區(qū)塊鏈應(yīng)用密碼學(xué)技術(shù)的作用和對(duì)信息加密過(guò)程。需著重講解密碼學(xué)中的兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)哈希（Hash）和簽名。哈希函數(shù)是現(xiàn)代密碼學(xué)的基本構(gòu)件之一，其中包含兩個(gè)重要的性質(zhì),一個(gè)是抗碰撞性（collision resistance），另一個(gè)是隱匿性（hiding）。

抗碰撞性中假設(shè)有兩個(gè)輸入x和y，哈希函數(shù)用H()來(lái)表示,如果滿(mǎn)足x≠y,H(x)=H(y)，那就稱(chēng)為哈希碰撞。在對(duì)一個(gè)信息取哈希值求摘要來(lái)檢測(cè)對(duì)內(nèi)容的篡改，一旦改變了信息中的內(nèi)容，那么它的哈希值也會(huì)隨著改變，根據(jù)性質(zhì)無(wú)法找到與原信息內(nèi)容不同但哈希值相同的信息，體現(xiàn)區(qū)塊鏈信息的不可篡改。

第二個(gè)性質(zhì)是隱匿性（hiding），是指哈希函數(shù)的計(jì)算過(guò)程是單向的不可逆的。這個(gè)性質(zhì)的前提是輸入空間足夠大并且分布足夠均勻，各種取值的可能性差不多，無(wú)法通過(guò)蠻力法找到輸入值。但大多數(shù)情況下，輸入空間并沒(méi)有足夠大，因此區(qū)塊鏈通過(guò)引入一個(gè)隨機(jī)數(shù)nonce，加到輸入值后同時(shí)取哈希值，這樣拼接能保證整個(gè)輸入是隨機(jī)，分布也足夠均勻。

經(jīng)過(guò)前面理論基礎(chǔ)和哈希函數(shù)學(xué)習(xí)后，在講解現(xiàn)代密碼學(xué)體系時(shí)，需熟悉掌握非對(duì)稱(chēng)密鑰加密系統(tǒng)?！凹用茇泿拧敝衅毡橛玫搅藱E圓曲線(xiàn)數(shù)字簽名技術(shù)，橢圓曲線(xiàn)是公鑰加密體系的一種。在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)都存在公鑰和私鑰對(duì)，公鑰用來(lái)加密，私鑰用來(lái)簽名，公鑰由私鑰產(chǎn)生。非對(duì)稱(chēng)加密系統(tǒng)在區(qū)塊鏈中主要應(yīng)用有兩個(gè)，分別是公鑰加密和公鑰認(rèn)證。

5 結(jié)語(yǔ)

區(qū)塊鏈技術(shù)不僅可以作為加密貨幣的底層架構(gòu)，還可以為其他行業(yè)和領(lǐng)域注入新的活力，尋找突破瓶頸的方法。人工智能同樣被國(guó)務(wù)院印發(fā)《“十三五”國(guó)家信息化規(guī)劃》列入國(guó)家重點(diǎn)前沿技術(shù)重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目。人工智能在近幾年發(fā)展迅速，在很多學(xué)科領(lǐng)域都獲得了廣泛應(yīng)用，并取得了豐碩的成果，技術(shù)和理論都已成熟。將區(qū)塊鏈技術(shù)和人工智能相結(jié)合會(huì)產(chǎn)生無(wú)限可能并推動(dòng)著社會(huì)的發(fā)展，同樣人工智能訓(xùn)練模型結(jié)果可以存放在區(qū)塊鏈中降低應(yīng)用遭受攻擊的風(fēng)險(xiǎn)。

區(qū)塊鏈技術(shù)作為我國(guó)戰(zhàn)略性前沿技術(shù)，其發(fā)展應(yīng)用直接決定了未來(lái)高等教育的發(fā)展質(zhì)量和競(jìng)爭(zhēng)力。隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的不斷發(fā)展和普及，越來(lái)越多的行業(yè)和領(lǐng)域已經(jīng)受到了影響并逐漸發(fā)生了顛覆性的改變，它也在慢慢地滲透到我們的生活當(dāng)中。作為一名計(jì)算機(jī)學(xué)科教育工作者，因?yàn)橄嚓P(guān)領(lǐng)域內(nèi)前沿技術(shù)不斷更新?lián)Q代，教師需要及時(shí)了解學(xué)習(xí)并將成熟的技術(shù)傳授給學(xué)生，不僅如此，國(guó)家的進(jìn)步依賴(lài)于科技的應(yīng)用成果，因此更需要在建設(shè)國(guó)家時(shí)貢獻(xiàn)自己的力量。