区块链技术及其金融应用

BTC区块链原理

吴克坤

资源

• 资讯

  • 网信办区块链服务备案系统
  • 国家信用信息公示系统
  • 天眼查
  • 巨潮资讯网

• 软件

  • Hyperledger
  • R3
  • Corda

• BaaS

Content

金融与金融科技

金融活动

金融研究

• 期刊

• 学会/协会

什么是金融？

• 金融学研究资源如何有效地在不确定的条件下跨期分配

• 金融学研究的几个重要问题：

  • 资产定价
  • 风险管理
  • 资产配置

金融科技的定义

Financial Stability Board (FSB) "Monitoring of FinTech"

The FSB understands FinTech as technologically enabled innovation in financial services that could result in new business models, applications, processes or products with an associated material effect on financial markets and institutions and the provision of financial services.

中国人民银行《金融科技（FinTech）发展规划（2019-2021年）》

金融科技是技术驱动的金融创新（该定义由金融稳定理事会（FSB）于2016年提出，目前已成为全球共识），旨在运用现代科技成果改造或创新金融产品、经营模式、业务流程等，推动金融发展提质增效。

Schueffel(2017)

After reviewing more than 200 scientific papers citing the term "fintech," a study on the definition of fintech concluded that "fintech is a new financial industry that applies technology to improve financial activities."

Investopedia

Financial technology (Fintech) is used to describe new tech that seeks to improve and automate the delivery and use of financial services.

CFA ® Program Curriculum

In its broadest sense, the term “fintech” generally refers to technology-driven innovation occurring in the financial services industry. For the purposes of this reading, fintech refers to technological innovation in the design and delivery of financial services and products.

CCB

Fintech=A(rtificial Intelligence)+B(igData)+C(loud Computing)+D(LT)+M(obile Internet)+I(oT)+X

Fintech应用领域：Investopedia

• Cryptocurrency and digital cash
• Blockchain technology, including Ethereum, a distributed ledger technology (DLT) that maintain records on a network of computers, but has no central ledger.
• Smart contracts, which utilize computer programs (often utilizing the blockchain) to automatically execute contracts between buyers and sellers.
• Open banking, a concept that leans on the blockchain and posits that third-parties should have access to bank data to build applications that create a connected network of financial institutions and third-party providers. An example is the all-in-one money management tool Mint.

• Insurtech, which seeks to use technology to simplify and streamline the insurance industry.
• Regtech, which seeks to help financial service firms meet industry compliance rules, especially those covering Anti-Money Laundering and Know Your Customer protocols which fight fraud.
• Robo-advisors, such as Betterment, utilize algorithms to automate investment advice to lower its cost and increase accessibility.
• Unbanked/underbanked, services that seek to serve disadvantaged or low-income individuals who are ignored or underserved by traditional banks or mainstream financial services companies.
• Cybersecurity, given the proliferation of cybercrime and the decentralized storage of data, cybersecurity and fintech are intertwined.

Fintech应用领域：CFA ® Program Curriculum

• Analysis of large datasets.
• Analytical tools. For extremely large datasets, techniques involving artificial intelligence (AI)。
• Automated trading.
• Automated advice (Robo-advisers)
• Financial record keeping (DLT)

大数据

• Volume: The amount of data collected in files, records, and tables is very large,
  representing many millions, or even billions, of data points.
• Velocity: The speed with which the data are communicated is extremely great. Real- time or near- real- time data have become the norm in many areas.
• Variety: The data are collected from many different sources and in a variety of formats, including structured data (e.g., SQL tables or CSV files), semi-structured data (e.g., HTML code), and unstructured data (e.g., video messages).
• Value

数据科学

• Capture—Data capture refers to how the data are collected and transformed into a format that can be used by the analytical process. Low-latency systems—systems that operate on networks that communicate high volumes of data with minimal delay (latency)—are essential for automated trading applications that make decisions based on real- time prices and market events. In contrast, high-latency systems do not require access to real- time data and calculations.

• Curation—Data curation refers to the process of ensuring data quality and accuracy through a data cleaning exercise. This process consists of reviewing all data to detect and uncover data errors—bad or inaccurate data—and making adjustments for missing data when appropriate.

• Storage—Data storage refers to how the data will be recorded, archived, and accessed and the underlying database design. An important consideration for data storage is whether the data are structured or unstructured and whether analytical needs require low-latency solutions.

• Search—Search refers to how to query data. Big Data has created the need for advanced applications capable of examining and reviewing large quantities of data to locate requested data content.

• Transfer—Transfer refers to how the data will move from the underlying data source or storage location to the underlying analytical tool. This could be through a direct data feed, such as a stock exchange’s price feed.

• Visualization

一些应用

• Text Analytics
  • Text analytics involves the use of computer programs to analyze and derive meaning typically from large, unstructured text- or voice-based datasets, such as company filings, written reports, quarterly earnings calls, social media, email, internet postings, and surveys.
  • Text analytics includes using computer programs to perform automated information retrieval from different, unrelated sources in order to aid the decision-making process.
  • More analytical usage includes lexical analysis, or the analysis of word frequency in a document and pattern recognition based on key words and phrases.
  • Text analytics may be used in predictive analysis to help identify indicators of future performance, such as consumer sentiment.

• Natural Language Processing

  • Natural language processing (NLP) is a field of research at the intersection of computer science, artificial intelligence, and linguistics that focuses on developing computer programs to analyze and interpret human language.
  • Automated tasks using NLP include translation, speech recognition, text mining, sentiment analysis, and topic analysis.

• Other Application

  • Robo-Advisory Services
  • Risk Analysis
  • Algorithmic Trading

Science, Technology, and Engineering

培养目标

• 理解金融业务逻辑
• （略）懂信息技术
• 会应用(新的技术、方法、模型)

毕业论文

• 案例分析
• 产品设计与金融实践问题解决方案
• 调研报告（或基于实际问题分析的政策建议报告）等

产品设计

• 第一部分：产品方案基本概念和设计理念

  • 介绍产品的核心特征、功能。金融产品的设计理念，要求在全面的风险和收益分析上体现产品的创新之处。

• 第二部分：设计方案

  • 方案设计主要包括产品功能与特点介绍、产品的风险与收益、产品创新点分析、产品市场分析。

• 第三部分：产品优势

  • 主要反映在:成本收益比较、与类似产品的优劣比较、符合市场趋势等方面。

• 第四部分：产品推广策略

金融实践问题解决方案

• 第一部分：问题描述

  • 对金融实践问题进行描述、介绍问题产生的背景。

• 第二部分：分析问题

  • 金融实践问题的现状、产生的原因、问题的发展趋势分析、解决问题的必要性与现实价值、国内外类似问题及其解决方案情况。

• 第三部分：问题解决方案设计

  • 方案设计的理念、方案设计的条件、方案设计的具体内容、方案的特点与创新点、方案实施的核心点、设计方案存在的风险分析。

• 第四部分：方案的合理性论证（检验）以及实施途径

  • 设计方案的可行性分析、成本收益分析、方案实施中可能出现的问题及其应对措施。

调研报告

• 报告正文的内容要求：

  • 正文部分为作者所要论述的主要事实和观点，包括介绍调研针对的问题、目的和意义、相关背景、时间、地点、人员、调查手段，以及对实践活动中得到的结论的详细叙述。写作上要求能够体现金融理论的思想路线，有新观点、新思路；要理论联系实际，必须以实证的材料、数据、统计等为支撑，对实际工作有指导作用和借鉴作用，能提出建设性意见和建议；内容观点鲜明，重点突出，结构合理，逻辑清晰，文字通畅、精炼。

• 报告正文的逻辑结构形式：

  • “现状–问题–解决方案–建议”式结构——多用于反映、解决问题的报告；

  • “成果–具体做法–经验”式结构——多用于总结经验的报告；

  • “事件过程–事件性质结论–处理意见”式结构——多用于揭示是非的报告。

货币数字化的早期尝试

通过信用创造电子货币 First Virtue (1994) SET (mid 1990s): Visa, Master, etc -> CyberCash/CyberCoin -> PayPal DigiCash (1989): David Chaum (1983) 的“盲签”设想 -> 线下电子货币 (David Chaum, Amos Fiat, Moni Naor, 1988) -> DigiCash (1989) 通过解决数学计算来赋予虚拟货币价值 Cynthia Dwork and Moni Naor (1992) HashCash (Adam Back, 1997) 账本技术 b-money (Wei Dai, 1998) bitgold (Nathaniel Popper, 2005) BitCoin (Satoshi Nakamoto, 2008)

比特币的诞生与技术基础

• 诞生
  • 中本聪(Satoshi Nakamoto)发布白皮书（2008.10.31）：Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System
  • 2019年1月开源比特币代码，比特币上线运行
  • 背景：次贷危机
• 思想来源
  • Friedrich Hayek: The Denationalization of Money (1976)
• 技术基础
  • P2P技术
  • 加密技术
  • 共识机制
  • 博弈论/激励机制

不同形态的比特币

通常只是一串代码 体现为帐簿里某一地址下未花费的交易输出 实体比特币 由Casascius公司发行 内置含有密钥的芯片
比特币借记卡 由Xapo有限公司发行 被认为是全球第一张比特币借记卡 与普通借记卡类似的用户体验

比特币的价格与价值

两块披萨的故事

On May 22, 2010, Laszlo Hanyecz agreed to pay 10,000 Bitcoins for two delivered Papa John's pizzas. Two pizzas worth $25 at that time.

披萨的价值

• BTC/USD reached 73,637.48 on March 13th, 2024. The two pizzas worth 736.37 million dollars, or equivalently 52.21亿 in CNY at that time.
• He is the first man, who utilizes GPU in BTC mining.

比特币披萨日

研究：数字加密货币的价值

Do Fundamentals Drive Cryptocurrency Prices?

Two Types of Cryptocurrencies

• Mineable cryptocurrencies are rewards to solving a cryptographic algorithm via a process known as mining

• The distribution and creation of non-mineable cryptocurrencies (NMCs) is decided ex-ante and is generally based on the protocol of their founders.

• This paper focus on mineable cryptocurrencies

Two Important Factors

• Computing Power

  • 它促进了交易的快速和安全记录
  • 以hash rate来衡量
  • 与矿工在区块链中创建块所消耗的资源直接相关

• Network

  • 网络测量每天在区块链上交易加密货币的唯一地址的数量
  • 大量的区块链用户也暗示了各自加密货币的流动性增强
  • 大型网络吸引了开发人员为该加密货币的区块链构建应用程序，从而提高了该货币的可用性。

文献：BTC是不是货币？

• Yermack (2015)比特币不是一种真正的货币，因为它不是一种广泛使用的交换媒介或记账单位。他的结论是，由于比特币相对于其他货币的价格波动较大，它更像是一种投机性资产。
• Selgin (2015) and Baur et al. (2018)认为比特币结合了法定货币和商品货币的特点。
• Eichengreen (2019)回顾了现代货币的经济史，认为加密货币没有提供货币的基本功能。
• Pagano and Sedunov (2019)认为比特币是一种真正的货币形式。

文献：影响BTC价格的因素

• Auer and Claessens (2018)认为由于市场分割：每个管辖区的监管新闻仅对该管辖区的加密货币价格有影响。
• Makarov and Schoar (2018)研究了不同交易所比特币，以太坊，瑞波币的价格，他们发现有时候不同交易所的价格不同，表明有巨大的套利利润，导致持续的价格走高和跳跃。
• Cheah and Fry (2015) 发现2010年7月到2014年7月，比特币经历了一个泡沫时期。
• Cheah and Fry (2015)认为比特币基本价值为0，它的价格受投资者情绪驱动

文献：加密币的定价问题

• Baur, Hong, and Lee (2018) 发现比特币与其他资产不相关，如股票，债券，商品。
• Liu and Tsyvinski (2018) 展示了比特币，Ripple和以太坊与股票，债券，货币和贵金属市场无关。 他们还发现，加密货币不受现有金融因素影响，而是受两种特定于加密货币的因素影响。这两种因素是动量（被滞后的加密货币回报反映）和投资者关注（被谷歌搜索和推特活动反映）影响.
• Liu, Tsyvinski,and Wu (2019) 对一组更大数量的加密货币得出了类似的结论，并且还强调了基于加密货币的规模因素的重要性。
• Bianchi (2018)也发现了在比特币回报中有强烈的动量效应

• Pagnotta和Buraschi(2018)从理论的角度研究了一般均衡模型下的可开采加密货币。它们表明，加密货币的均衡基本价值受到消费者偏（反风险和审查）和货币的有用性(由信任和采用水平反映)
• Biais等人(2018)构建了一个重叠代际模型，其中加密货币的价值依赖于与加密货币用户数量相关的交易收益。他们利用模型来研究比特币。他们发现，他们发现比特币的回报取决于比特币的交易费用和与将比特币与其他货币和消费品进行兑换的难易程度相关的事件.

假设

• 在单个加密货币水平上，加密货币价格应该平均来说与计算能力和网络大小有正的相关关系
• 在加密货币市场层面上，我们研究了区块链基本面的总体衡量指标是否捕获了系统风险的来源

Computing Power

Network

Common Risk Factors in Cryptocurrency (JF2022)

Cross-Sectional Factors

• Size Factor Returns

• Momentum Factor Returns

• Volume Factor Returns

• Volatility Factor Returns

Cryptocurrency Factors

• Cryptocurrency One-Factor Model

• Cryptocurrency Market and Size Factor Model

• Cryptocurrency Market and Momentum Factor Model

• Cryptocurrency Three-Factor Model

Do investor sentiments drive cryptocurrency prices? (Economics Letters 2021)

Is Bitcoin Really Untetherd?

• Two main alternative hypotheses for Tether
  • Tether is “pulled” (demand-driven): Tether is driven by legitimate demand from investors who use Tether as a medium of exchange to enter their fiat capital into the cryptospace because it is digital currency with the stability of the dollar “peg.” In this case, the price impact of Tether reflects natural market demand.
  • Tether is “pushed” (supply-driven) : Bitfinex prints Tether regardless of the demand from cash investors, and additional supply of Tether can create inflation in the price of Bitcoin that is not due to a genuine capital flow.

• Motivations for "push"
  • The Tether creators, like most early cryptocurrency adopters and exchanges, have large holdings of Bitcoin, they generally profit from the inflation of the cryptocurrency prices.
  • Coordinated supply of Tether creates an opportunity to manipulate cryptocurrencies—when prices are falling, the Tether creators can convert their large Tether supply into Bitcoin in a way that pushes Bitcoin up and then sell some Bitcoin back into dollars in a venue with less price impact to replenish Tether reserves.
  • If cryptocurrency prices crash, the founders essentially have a put option to default on redeeming Tether, or to potentially experience a “hack” or insufficient reserves where by Tether-related dollars disappear.

Figure 1 Aggregate flow of Tether between major addresses.

• Main Hypotheses:
  • H1A:Tether's price relative to the USD may increase as a consequence of strong investor demand. Tether flows should be strongly related to this demand as proxied by changes in the Tether-USD exchange rate.
  • H1B:The printing of Tether may also be driven by its usefulness as a facilitator of cross-exchange arbitrage to eliminate pricing discrepancies across cryptocurrency exchanges. For example, Tether outflows from Bitfinex to another exchange should correspond to periods when Bitcoin sells at a premium on Bitfinex relative to that exchange.

• To examine the “push” hypothesis, the authors test the following predictions:
  • H2A:If Tether issuers are trying to provide stability to the market during downturns, outflows of Tether and purchases of Bitcoin by Bitfinex may follow periods of negative Bitcoin returns.
  • H2B:If Tether supply is large enough to have a material price impact on Bitcoin, Bitcoin prices should go up after Tether flows into the market, especially after periods with large authorization of Tether.
  • H2C:Bitcoin returns may show a return reversal after negative returns, especially during times when Tether flows into the market.

• H2D:Since round-number thresholds can be price anchors to set a price floor and are often used as buying signals by investors, flow of Tether might increase if Bitcoin falls below these salient round-number thresholds. This effect should be more pronounced in periods with large Tether authorization.
• H2E:If Tether is not fully backed by dollars at the outset, but the issuers want to signal otherwise to investors by releasing EOM (or other interval) accounting statements, then Tether creators may liquidate Bitcoins into USD to demonstrate sufficient reserves. This could create negative returns in Bitcoin at the EOM, particularly in periods with large Tether issuances.

Figure 5 Prices of Bitcoin and other cryptocurrencies around high-flow events.

Panel A shows Bitcoin prices three hours before and after the top 1% of high-flow hours to Poloniex and Bittrex. Prices are scaled to one at time −3 before the event and at time 0 at the end of the event window. Scaled prices are averaged across events. High-flow events are defined as the top 1% of hours with high net average flows of Tether from Bitfinex to Poloniex and Bittrex and Bitcoin back from Poloniex and Bittrex to Bitfinex in the prior hour, which means that high flows occur between time −1 and time 0. Panel B depicts similar results for other major cryptocurrencies.

比特币区块链 (blockchain v1.0)

BTC区块链的密码学基础

• Hash
• Hash指针
• Merkel树
• 数字签名

哈希（Hash）

• 哈希函数：
  • 接受任何字符串作为输入
  • 固定大小输出（我们将使用 256 位）
  • 可有效率地计算
• 安全属性：
  • 无碰撞（collision-free）
  • 隐藏（hiding）
  • 谜题友好（puzzle-friendly）

哈希指针（Hash pointer）

• 哈希指针是：

  • 指向存储某些信息的位置的指针，以及
  • 信息的（加密）哈希值

• 如果我们有一个哈希指针，我们可以

  • 要求取回信息，并且
  • 验证它没有改变

Merkle Tree

UTXO模型

• UTXO的优点：安全性、隐私性、可并发
• UTXO的缺点：效率低、可编程性差

数字签名

• 生成公钥、私钥

  • (s𝑘,𝑝𝑘):=𝑔𝑒𝑛𝑒𝑟𝑎𝑡𝑒𝐾𝑒𝑦𝑠(𝑘𝑒𝑦𝑠𝑖𝑧𝑒)

• 签名

  • 𝑠𝑖𝑔≔𝑠𝑖𝑔𝑛(𝑠𝑘, 𝑚𝑒𝑠𝑠𝑎𝑔𝑒)

• 验证

  • 𝑖𝑠𝑉𝑎𝑙𝑖𝑑≔𝑣𝑒𝑟𝑖𝑓𝑦(𝑝𝑘,𝑚𝑒𝑠𝑠𝑎𝑔𝑒,𝑠𝑖𝑔)

• 通过验证

  • 𝑣𝑒𝑟𝑖𝑓𝑦(𝑝𝑘,𝑚𝑒𝑠𝑠𝑎𝑔𝑒,𝑠𝑖𝑔𝑛(𝑠𝑘, 𝑚𝑒𝑠𝑠𝑎𝑔𝑒))==𝑇𝑟𝑢𝑒!

比特币区块链协议算法

该算法假设能够以不易受到女巫攻击（Sybil attack）的方式选择随机节点：

• 1. 新交易被广播到所有节点。
• 2. 每个节点将新交易收集到一个块中。
• 3. 在每一轮中，随机节点开始广播其区块。
• 4. 仅当块中的所有交易均有效（未花费、有效签名）时，其他节点才会接受该块。
• 5. 节点通过将哈希值包含在它们创建的下一个块中来表达对块的接受。

比特币网络是如何实现的？

• 是否可以通过产生大量节点进行攻击？
• 是否可以窃取比特币（STEALING BITCOINS）？
• 如何应对拒绝服务攻击（DENIAL-OF-SERVICE ATTACK）？
• 如何应对双花攻击（DOUBLE-SPEND ATTACK）？

区块链的组成

关于bitcoin的研究

比特币的问题：非法交易

Foley, Sean, Jonathan R. Karlsen, and Tālis J. Putniņš. "Sex, drugs, and bitcoin: How much illegal activity is financed through cryptocurrencies?." The Review of Financial Studies 32.5 (2019): 1798-1853.

方法 识别非法用户的样本 First approach: 执法部门没收的比特币 Second approach: 非法“暗网市场”及其用户 Third approach: “暗网”论坛识别的用户 量化和描述所有非法活动 Method 1: Network cluster analysis (smart local moving algorithm, SLM) Method 2: Detection-controlled estimation (DCE) 发现 大约每年有760亿美元的非法活动涉及比特币（占据比特币交易的46%） 接近美国和欧洲的非法毒品市场的规模

• Results: How much illegal activity involves bitcoin?

• 结果：非法活动如何随时间变化？

• Results: How does illegal activity vary through time?

比特币的问题：有限接受

Hinzen, Franz J., Kose John, and Fahad Saleh. "Bitcoin’s limited adoption problem." Journal of Financial Economics 144.2 (2022): 347-369.

比特币的问题：扩容

Malik, Nikhil, et al. "Why Bitcoin will Fail to Scale?." Management Science (2022).

扩容问题 比特币吞吐量受到其区块容量的限制 每10分钟确认约2200笔交易 BTC社区正在考虑增加区块容量 论文证明它不起作用 方法 分析矿工和用户策略互动的博弈论模型 结果 吞吐量拥堵的缓解有利于大矿工默契串通 通过战略性部分填充区块来人为地降低实际吞吐量，以获得更高的交易费用 技术干预（例如禁止大型矿商） 可以消除串通 使系统不太安全

比特币的问题：去中心化交易结算

Csóka, Péter, and P. Jean-Jacques Herings. "Decentralized clearing in financial networks." Management Science 64.10 (2018): 4681-4699.	Chiu, Jonathan, and Thorsten V. Koeppl. "Blockchain-based settlement for asset trading." The Review of Financial Studies 32.5 (2019): 1716-1753.
当记账单位足够小，所有去中心化清算流程本质上都会产生相同的价值股权作为集中清算程序。 从政策含义来看，没有必要同时收集和处理所有代理的所有敏感数据并运行集中清算程序。	更大的交易量、更高的时间紧迫性和更低的违约风险使得区块链上的结算更具吸引力。

larger trading volume, higher time criticality, and lower default exposure make
settlement on a blockchain more attractive.

1. 用Bitcoin Core同步区块数据+区块解析

BTC区块结构（source: arcblock.io）

解析工具

• https://github.com/alecalve/python-bitcoin-blockchain-parser
• https://github.com/alecalve/python-bitcoin-blockchain-parser/tree/master/blockchain_parser
• https://github.com/tenthirtyone/blocktools
• https://github.com/ragestack/blockchain-parser
• https://github.com/bitcoin-abe/bitcoin-abe
• https://github.com/huangsuoyuan/btc_parser

网络爬虫基本原理：HTTP状态码分类（本页参考W3Cschool相关内容）

HTTP状态码由三个十进制数字组成，第一个十进制数字定义了状态码的类型，后两个数字没有分类的作用。HTTP状态码共分为5种类型：

HTTP状态码的详细描述请参考：HTTP状态码列表

网络爬虫基本原理: 采集网络数据的步骤

• 采集网络数据：手动采集vs计算机程序采集
• 学习网络爬虫：上帝视角vs探索者视角

Python爬虫工具：BeautifulSoup

Beautiful Soup 是一个可以从HTML或XML文件中提取数据的Python库.它能够通过你喜欢的转换器实现惯用的文档导航,查找,修改文档的方式.Beautiful Soup会帮你节省数小时甚至数天的工作时间.

BTC爬取区块数据

• 数据来源：区块链浏览器（Blockchain.info）
• 获取数据的方式/链接：

  • https://blockchain.info/rawblock/$block_hash

  • https://blockchain.info/rawblock/$block_hash?format=hex

  • https://blockchain.info/block-height/$block_height?format=json

import requests
import warnings
warnings.filterwarnings('ignore')

url='https://blockchain.info/block-height/00000?format=json'
r=requests.get(url)

#print(r.text)
j=r.json()
j

{'blocks': [{'hash': '000000000019d6689c085ae165831e934ff763ae46a2a6c172b3f1b60a8ce26f',
   'ver': 1,
   'prev_block': '0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000',
   'mrkl_root': '4a5e1e4baab89f3a32518a88c31bc87f618f76673e2cc77ab2127b7afdeda33b',
   'time': 1231006505,
   'bits': 486604799,
   'next_block': ['00000000839a8e6886ab5951d76f411475428afc90947ee320161bbf18eb6048'],
   'fee': 0,
   'nonce': 2083236893,
   'n_tx': 1,
...
       'spending_outpoints': [],
       'n': 0,
       'tx_index': 2098408272645986,
       'script': '4104678afdb0fe5548271967f1a67130b7105cd6a828e03909a67962e0ea1f61d
       eb649f6bc3f4cef38c4f35504e51ec112de5c384df7ba0b8d578a4c702b6bf11d5fac',
       'addr': '1A1zP1eP5QGefi2DMPTfTL5SLmv7DivfNa'}]}]}]}

Output is truncated. View as a scrollable element or open in a text editor. 
Adjust cell output settings...

print("dtype: %s, length: %d" %(type(j),len(j)))

dtype: <class 'dict'>, length: 1

blocks=j['blocks'][0]
print(type(blocks))
blocks.keys() 

<class 'dict'>
dict_keys(['hash', 'ver', 'prev_block', 'mrkl_root', 'time', 'bits', 'next_block', 'fee', 'nonce', 'n_tx', 'size', 'block_index', 'main_chain', 'height', 'weight', 'tx'])

爬取前10个BTC区块的信息

待爬取信息

1. 区块高度：height
2. 区块hash：hash
3. 交易数量: n_tx
4. 时间：time

信息来源

https://blockchain.info/block-height/$block_height?format=json

存储格式

• csv

import requests
import csv

with open('./btc_block_info.csv','w',newline='') as csvfile:
    writer = csv.writer(csvfile)
    writer.writerow(['height','hash','n_tx','time'])
    for i in range(10):
        r=requests.get('https://blockchain.info/block-height/0000'+str(i)+'?format=json')
        blocks=r.json()['blocks'][0]
        writer.writerow([i,blocks['hash'],blocks['n_tx'],blocks['time']]) 
        print('i=',i,' completed')

i= 0 completed
i= 1 completed
...
i= 8 completed
i= 9 completed

[i,blocks['hash'],blocks['n_tx'],blocks['time']]

[9,
'000000008d9dc510f23c2657fc4f67bea30078cc05a90eb89e84cc475c080805',
1,
1231473279]

3. 使用API

1. get_block

Get a single block based on a block hash. Returns a Block object.

Params:

block_id : str - block hash

Usage:

from blockchain import blockexplorer

block = blockexplorer.get_block('000000000000000016f9a2c3e0f4c1245ff24856a79
c34806969f5084f410680')

from blockchain import blockexplorer
block = blockexplorer.get_block('000000000000000016f9a2c3e0f4c1245ff24856a79
c34806969f5084f410680')

block.n_tx

345

2. get_block_height

Get an array of blocks at the specified height. Returns an array of Block objects.

Params:

height : int - block height

Usage:

blocks = blockexplorer.get_block_height(2570)

blocks = blockexplorer.get_block_height(2570)

print(blocks[0].merkle_root)
blocks[0].n_tx

115f940a1363ca9ab303fdd3fdddb8d6d0d98fbfc013419fc66917b2bded5208
1

3. get_blocks

Get a list of blocks for a specific day or mining pool. Returns an array of SimpleBlock objects.

Params:

time : int - unix time in ms (optional)
pool_name : str - pool name (optional)

At least one parameter is required.

Usage:

blocks = blockexplorer.get_blocks(pool_name = 'Discus Fish')

Response object field definitions

Block

hash : str
version : int
previous_block : str
merkle_root : str
time : int
bits : int
fee : int
nonce int
n_tx : int
size : int
block_index : int
main_chain : bool
height : int
received_time : int
relayed_by : string
transactions : array of Transaction objects

Transaction

double_spend : bool
block_height : int (if -1, the tx is unconfirmed)
time : int
relayed_by : str
hash : str
tx_index : int
version : int
size : int
inputs : array of Input objects
outputs: array of Output objects

Input

n : int
value : int
address : str
tx_index : int
type : int
script : str
script_sig : str
sequence : int

Note: if coinbase transaction, then only script and script_siq will be populated.

Output

n : int
value : int
address : str
tx_index : int
script : str
spent : bool

Address

hash160 : str
address : str
n_tx : int
total_received : int
total_sent : int
final_balance : int
transactions : array of Transaction objects

MultiAddress

n_tx : int
n_tx_filtered : int
total_received : int
total_sent : int
final_balance : int
addresses : array of SimpleAddress objects
transactions : array of Transaction objects

Balance

n_tx : int
total_received : int
final_balance : int

UnspentOutput

tx_hash : str
tx_index : int
tx_output_n : int
script : str
value : int
value_hex : str
confirmations : int

LatestBlock

hash : str
time : int
block_index : int
height : int
tx_indexes : array of TX indexes (integers)

SimpleBlock

height : int
hash : str
time : int
main_chain : bool

比特币“平台”

• 比特币作为记录平台：比特币不仅是货币，还可以作为其他应用的核心组成部分，有些应用直接利用比特币的当前特性，而其他应用则需要一些调整。

• 只能被添加的记录：比特币的数据结构只能添加新数据，一旦添加则不可修改，永久保存，提供了时间顺序的功能。

• 安全时间戳系统：利用比特币的不可改记录特性，可以建立安全时间戳系统，证明某个数据点在特定时间已被知晓而不泄露具体内容。

• 时间戳的实际应用：时间戳可以用于证明创意的优先权或证明信息的接收，通过在区块链上发布文档或信息的哈希值，并在后续提供原始数据来验证。

• 对未来预测的攻击：讨论了使用时间戳预测未来事件的局限性，指出了通过发布所有可能结果然后只披露正确结果的方法来攻击安全时间戳系统。

• 过时的安全时间戳：介绍了一种低科技含量的安全时间戳方案，通过在报纸上刊登预测结果的哈希函数值来提供证明。

• 比特币中的时间戳：讨论了在比特币中实现时间戳的不同方法，包括直接将数据哈希值作为交易对象，以及使用OP_RETURN指令来嵌入数据。

• 非法内容问题：比特币区块链可能被用于封装非法内容，如儿童色情或侵犯版权的材料，但目前没有有效的方法来阻止这种行为。

• 附着币：比特币可以作为底层架构，在其上建立全新的货币系统，即附着币，利用比特币的区块链来记录新货币的数据。

• 智能资产：比特币的可追溯性可以用来创建智能资产，如将加密签名与货币价值结合，增加货币的用途。

• 染色币：通过给比特币添加特殊元数据（染色）来追踪其所有权和价值，即使经过多次交易。

• 开放资产：2015年流行的染色币应用方案，允许用户发行带有特定颜色的比特币，代表不同的资产。

• 多方参与的安全博彩系统：探讨了如何在比特币平台上实现安全的多方博彩系统，确保公平性和资金的控制。

• 比特币作为公共随机源：讨论了使用比特币区块链作为公共随机数生成器的可能性和安全性。

• 预测市场和真实世界数据源：描述了如何利用加密数字货币实现去中心化的预测市场，并将真实世界的数据导入比特币系统。

• 去中心化的预测市场：讨论了建立去中心化预测市场所需的组件，包括资金的收集和发放、执行正确金额的资金发放的机制、去中心化的仲裁机构和下单登记系统。

• 未来币（Futurecoin）：一个假想的另类币，用于实现去中心化的预测市场，包括创建市场、支付和清算、仲裁等交易类型。

• 实时数据供给：扩展虚拟货币功能以宣告现实社会里的事实，如选举结果或商品价格。

• 交易委托：讨论了去中心化交易委托的概念，包括市价委托和限价委托，以及如何通过矿工撮合交易来避免预先交易的问题。

• 比特币作为应用平台的局限性：虽然比特币可以作为多种应用的平台，但对于某些应用，如安全的去中心化预测市场或交易委托系统，比特币并未提供所要求的全部特性。

另类币与加密货币生态系统

• 另类币的历史和诱因：

  • 比特币诞生于2009年，随后出现了多个基于比特币的衍生货币，如域名币。
  • 2013年，另类币数量爆炸式增长，但难以给出确切数字，因为存在挖矿和使用活跃度的问题。

• 另类币与比特币的区别：

  • 另类币通常借用比特币的概念，有的仅对比特币做出微小改动，有的则采用完全不同的技术。
  • 所有另类币都有自己独特的交易历史，不是从比特币的分叉演化而来。

• 发行另类币的原因：

  • 另类币存在是因为它们具有与众不同的特点，如修改比特币的参数或采用不同的挖矿和共识算法。

• 如何创造一个另类币：
  • 创建另类币涉及复制和修改现有的比特币或另类币代码，添加技术特性或修改参数。
  • 一个网站coingen.io曾提供自动生成另类币的服务，用户可以自定义参数。
• 另类币的推广和接受：
  • 另类币的难点在于吸引用户和矿工，建立一个活跃的社区和市场。
  • 矿工对于另类币的安全至关重要，没有足够的哈希算力支持，另类币容易受到攻击。
• 拉高出货骗术：
  • 描述了一种常见的骗局，其中创始人或投资者通过夸大宣传和市场操纵提高货币价值，然后抛售获利。

• 初始分配：

  • 除了挖矿，开发者可能预先分配货币或通过预售方式分配，以激励开发者和早期投资者。

• 几种另类币：

  • 域名币：尝试提供一个去中心化的域名系统DNS。
  • 莱特币：设计目标是允许CPU挖矿，但最终也转向了ASIC挖矿。
  • 狗币：以社区价值和小费文化著称。

• 比特币和另类币的关系：

  • 通过资本市值、挖矿能力和其他指标比较另类币。
  • 比特币与另类币在网络效应、转换成本和功能互补方面存在复杂的关系。

• 另类币的夭折与共同挖矿：
  • 描述了另类币可能因为比特币矿工的攻击而夭折的情况。
  • 共同挖矿允许矿工同时在比特币和另类币上挖矿，提高了另类币的安全性。
• 不可分割的交叉链互换：
  • 讨论了如何在不同区块链间进行货币或资产的交易。
• 侧链——基于比特币的另类币：
  • 链旨在避免另类币价格波动过大，通过固定汇率盯住比特币。

习近平在中央政治局第十八次集体学习时强调
把区块链作为核心技术自主创新重要突破口 加快推动区块链技术和产业创新发展

2019-10-25 18:14:26 来源： 新华网

        新华社北京10月25日电 中共中央政治局10月24日下午就区块链技术发展现状和趋势进行第十八次集体学习。中共中央总书记习近平在主持学习时强调，区块链技术的集成应用在新的技术革新和产业变革中起着重要作用。我们要把区块链作为核心技术自主创新的重要突破口，明确主攻方向，加大投入力度，着力攻克一批关键核心技术，加快推动区块链技术和产业创新发展。

        浙江大学教授、中国工程院院士陈纯就这个问题作了讲解，并谈了意见和建议。

        中共中央政治局各位同志认真听取了讲解，并进行了讨论。

        习近平在主持学习时发表了讲话。他指出，区块链技术应用已延伸到数字金融、物联网、智能制造、供应链管理、数字资产交易等多个领域。目前，全球主要国家都在加快布局区块链技术发展。我国在区块链领域拥有良好基础，要加快推动区块链技术和产业创新发展，积极推进区块链和经济社会融合发展。

        习近平强调，要强化基础研究，提升原始创新能力，努力让我国在区块链这个新兴领域走在理论最前沿、占据创新制高点、取得产业新优势。要推动协同攻关，加快推进核心技术突破，为区块链应用发展提供安全可控的技术支撑。要加强区块链标准化研究，提升国际话语权和规则制定权。要加快产业发展，发挥好市场优势，进一步打通创新链、应用链、价值链。要构建区块链产业生态，加快区块链和人工智能、大数据、物联网等前沿信息技术的深度融合，推动集成创新和融合应用。要加强人才队伍建设，建立完善人才培养体系，打造多种形式的高层次人才培养平台，培育一批领军人物和高水平创新团队。

        习近平指出，要抓住区块链技术融合、功能拓展、产业细分的契机，发挥区块链在促进数据共享、优化业务流程、降低运营成本、提升协同效率、建设可信体系等方面的作用。要推动区块链和实体经济深度融合，解决中小企业贷款融资难、银行风控难、部门监管难等问题。要利用区块链技术探索数字经济模式创新，为打造便捷高效、公平竞争、稳定透明的营商环境提供动力，为推进供给侧结构性改革、实现各行业供需有效对接提供服务，为加快新旧动能接续转换、推动经济高质量发展提供支撑。要探索“区块链+”在民生领域的运用，积极推动区块链技术在教育、就业、养老、精准脱贫、医疗健康、商品防伪、食品安全、公益、社会救助等领域的应用，为人民群众提供更加智能、更加便捷、更加优质的公共服务。要推动区块链底层技术服务和新型智慧城市建设相结合，探索在信息基础设施、智慧交通、能源电力等领域的推广应用，提升城市管理的智能化、精准化水平。要利用区块链技术促进城市间在信息、资金、人才、征信等方面更大规模的互联互通，保障生产要素在区域内有序高效流动。要探索利用区块链数据共享模式，实现政务数据跨部门、跨区域共同维护和利用*，促进业务协同办理，深化“最多跑一次”改革，为人民群众带来更好的政务服务体验。

        习近平强调，要加强对区块链技术的引导和规范，加强对区块链安全风险的研究和分析，密切跟踪发展动态，积极探索发展规律。要探索建立适应区块链技术机制的安全保障体系，引导和推动区块链开发者、平台运营者加强行业自律、落实安全责任。要把依法治网落实到区块链管理中，推动区块链安全有序发展。

        习近平指出，相关部门及其负责领导同志要注意区块链技术发展现状和趋势，提高运用和管理区块链技术能力，使区块链技术在建设网络强国、发展数字经济、助力经济社会发展等方面发挥更大作用。

《高等学校区块链技术创新计划》

• 背景与目的：强调了区块链技术在全球科技创新中的重要性，以及其在技术革命和产业变革中的作用。

• 总体目标：到2025年，高校将布局建设区块链技术创新基地，培养技术攻关团队，形成高水平创新人才和高质量科技成果，支撑区块链技术和产业的创新发展。

• 重点任务：包括区块链核心技术攻关、技术攻关能力提升、技术示范应用等三个方面。

  • 核心技术攻关：涉及区块链体系结构、网络理论、共识理论、安全体系、监管体系等基础理论和核心技术的研究。
  • 技术攻关能力提升：加快创新基地建设，支持高水平人才队伍的培养，提升区块链技术创新能力。
  • 技术示范应用：推动区块链技术在教育、司法、金融、能源、知识产权、医疗健康、社会治理、公益慈善等领域的应用。

• 组织实施：高校需深入学习区块链技术，提高创造和运用能力，教育部将提供经费支持，并引导高校围绕区块链理论和技术进行研究攻关。

• 产学研合作：教育部将支持高校与行业企业合作，共建研究院，推动区块链技术转化为实际生产力。

DLT平台

Hyperledger Projects & Timeline

BaaS