區(qū)塊鏈被刷屏了，自從2008年區(qū)塊鏈概念面世以來，這一技術(shù)的發(fā)展一直成為學(xué)術(shù)屆的熱門研究話題之一，而且目前已經(jīng)逐步滲透到數(shù)字金融、物聯(lián)網(wǎng)、智能制造、供應(yīng)鏈管理、數(shù)字資產(chǎn)交易等全球多個(gè)行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域。這之前的一切都顯得那么微不足道，因?yàn)閰^(qū)塊鏈概念會(huì)因?yàn)檫@一次講話而從此改變。
好吧，話講完了，咱們來深入了解一下區(qū)塊鏈到底是什么，不然就真跟不上實(shí)現(xiàn)“中國夢(mèng)”的步伐了。
區(qū)塊鏈?zhǔn)请S著比特幣等數(shù)字加密貨幣的普及而興起的一種去中心化可信任的分布式賬本系統(tǒng)，構(gòu)建了可靠高效的價(jià)值傳輸網(wǎng)絡(luò)，彌補(bǔ)了當(dāng)下互聯(lián)網(wǎng)信息傳輸網(wǎng)絡(luò)沒有對(duì)價(jià)值進(jìn)行保護(hù)的不足。
隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的快速發(fā)展引起了金融機(jī)構(gòu)、企業(yè)、資本甚至政府部門的廣泛關(guān)注，較多以區(qū)塊鏈技術(shù)為基點(diǎn)的新型探索和實(shí)踐研究開始爭(zhēng)奪席位：R3CEV區(qū)塊鏈聯(lián)盟為了探索區(qū)塊鏈在金融行業(yè)方面的應(yīng)用場(chǎng)景，已與花旗銀行、中國平安保險(xiǎn)(集團(tuán))及巴黎銀行等46家大型企業(yè)或銀行展開合作。2016年，全球與區(qū)塊鏈和比特幣有關(guān)的世界范圍內(nèi)的初創(chuàng)企業(yè)接近800家，風(fēng)投資金已達(dá)13億美元。中國在2018年有投資或生產(chǎn)的區(qū)塊鏈企業(yè)約425家，大多提供多項(xiàng)相關(guān)服務(wù)如區(qū)塊鏈專業(yè)技術(shù)支持、產(chǎn)品解決方案等，產(chǎn)業(yè)規(guī)模4.5億元。
1 區(qū)塊鏈技術(shù)研究概述
區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的分布式數(shù)據(jù)庫賬本，其賬本由多個(gè)“區(qū)塊”按照一定的順序排列組成線性的鏈表，前置位區(qū)塊的哈希值(Pre hash)由其后的區(qū)塊存儲(chǔ)記憶。所有區(qū)塊不能刪除任何信息，只能添加數(shù)據(jù)，而這個(gè)數(shù)據(jù)必須由一個(gè)全新的區(qū)塊存儲(chǔ)起來。如何確認(rèn)這個(gè)新區(qū)塊是否合格，需要所有的維護(hù)節(jié)點(diǎn)通過技術(shù)核心———共識(shí)機(jī)制來做出評(píng)判。從去中心化共識(shí)機(jī)制的逐步改善期間，區(qū)塊鏈技術(shù)已經(jīng)從概念階段延伸至具體場(chǎng)景中實(shí)施應(yīng)用。
隨著中國區(qū)塊鏈相關(guān)政策逐步完善，技術(shù)不斷向前發(fā)展，應(yīng)用場(chǎng)景多點(diǎn)開花，已經(jīng)涉及多個(gè)社會(huì)領(lǐng)域和金融領(lǐng)域。區(qū)塊鏈技術(shù)具有超高安全存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的能力，其價(jià)值體系是以P2P網(wǎng)絡(luò)協(xié)議為基礎(chǔ)的去中心化機(jī)制，該技術(shù)對(duì)于國內(nèi)的智能儀器領(lǐng)域發(fā)揮著重大的革新作用，將未來的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)緊密聯(lián)系在一起。
2 區(qū)塊鏈技術(shù)理論
區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N具備信任基礎(chǔ)的實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)價(jià)值傳輸?shù)姆植际綌?shù)據(jù)庫技術(shù)，不需要依托任何其他中間機(jī)構(gòu)，因其防篡改、透明、安全等特點(diǎn)受到各行各業(yè)的大力追捧。
2.1 區(qū)塊鏈的基本概念
區(qū)塊鏈涵蓋三個(gè)基本概念，即區(qū)塊(Block)、鏈(Chain)和交易(Transaction)。
(1)區(qū)塊：指在某一個(gè)時(shí)間段，記憶儲(chǔ)存期間全部的狀態(tài)改變和交易的最終結(jié)果，是一次對(duì)數(shù)據(jù)賬本狀態(tài)的共識(shí)。
(2)鏈：指存儲(chǔ)整個(gè)數(shù)據(jù)賬本從開始到結(jié)束的狀態(tài)變化，是由區(qū)塊遵循一定的次序排列組成。
(3)交易：通過對(duì)數(shù)據(jù)賬本的一次作業(yè)，打亂賬本的原始情態(tài),改變系統(tǒng)的狀態(tài)。每一次交易就是試圖改變數(shù)據(jù)賬本的狀態(tài)，每一個(gè)區(qū)塊按照生成順序排列聯(lián)結(jié)組成鏈表，也就是“區(qū)塊鏈”的由來，而要確定這個(gè)新生成的區(qū)塊的資格，就必須要統(tǒng)一共識(shí)，這是一個(gè)只能新增、不能刪除的數(shù)據(jù)賬本，區(qū)塊鏈的結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示。
2.2 區(qū)塊鏈的核心技術(shù)
區(qū)塊鏈的六大核心技術(shù)———共識(shí)機(jī)制、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、加密算法、P2P網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、側(cè)鏈技術(shù)及智能合約，而去中心化的共識(shí)機(jī)制是區(qū)塊鏈技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)。
(1)共識(shí)機(jī)制
共識(shí)機(jī)制是區(qū)塊鏈技術(shù)的關(guān)鍵，該機(jī)制讓區(qū)塊鏈存在去中心化的特點(diǎn)成為可能。在分布式網(wǎng)絡(luò)中，由特殊節(jié)點(diǎn)展開投票環(huán)節(jié)，來產(chǎn)生存放數(shù)據(jù)的新區(qū)塊，通過對(duì)新區(qū)塊的選擇達(dá)成一致共識(shí)而實(shí)現(xiàn)去中心化，與此同時(shí)，必須達(dá)到數(shù)據(jù)不可被篡改的效果。PoW共識(shí)機(jī)制為目前應(yīng)用最廣泛的共識(shí)機(jī)制，其次是PoS共識(shí)機(jī)制、DPoS共識(shí)機(jī)制等。
(2)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)
區(qū)塊鏈作為一個(gè)分布式賬本數(shù)據(jù)庫，可以保存所有數(shù)據(jù)的詳細(xì)信息，其信息由區(qū)塊承載。由于信息只能添加、無法刪除，而且所有區(qū)塊都含有前置位區(qū)塊的信息和當(dāng)前區(qū)塊的信息，所以區(qū)塊上的數(shù)據(jù)信息除了防篡改之外，同時(shí)也會(huì)呈遞增趨勢(shì)。只要信息被存儲(chǔ)下來，數(shù)據(jù)將不可逆，除非篡改者付出利益遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及成本的代價(jià)，使用大量資源去攻擊51%以上的區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)，否則不能修改。
(3)加密算法
區(qū)塊鏈技術(shù)采用的就是非對(duì)稱加密算法，其優(yōu)點(diǎn)在于加密密鑰(即公鑰，Public Key)和解密密鑰(即私鑰，Private Key)不在一起。公鑰是公開的，可將信息加密發(fā)生給接收人，私鑰隸屬個(gè)人，可將發(fā)送人加密的信息進(jìn)行解密。若是接收人沒有私鑰，將無法解開公鑰加密后的信息。
(4)P2P網(wǎng)絡(luò)協(xié)議
P2P網(wǎng)絡(luò)是一種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，即為對(duì)等網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)對(duì)等站點(diǎn)之間可以互相傳送和接收信息數(shù)據(jù)。正是由于P2P網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的存在，讓區(qū)塊鏈技術(shù)可以顛覆性地實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)之間的價(jià)值傳輸，使得所有區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)都可以不依靠中央機(jī)構(gòu)就能夠保護(hù)區(qū)塊鏈上的信息數(shù)據(jù)，使其不被攻擊和篡改。
(5)側(cè)鏈技術(shù)
側(cè)鏈，即與主鏈平行且相隔一定距離的另外一條區(qū)塊鏈。側(cè)鏈技術(shù)，主要是雙向和聯(lián)合楔入兩種方式，實(shí)現(xiàn)了側(cè)鏈與主鏈之間的雙向溝通和價(jià)值傳輸，從很大程度上發(fā)揮保護(hù)主鏈的作用，舍側(cè)鏈保主鏈，使主鏈不被破壞，同時(shí)從側(cè)面補(bǔ)足主鏈的短板，拓展區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用范圍。
(6)智能合約
智能合約是一種節(jié)點(diǎn)之間可以達(dá)成共識(shí)的新方式，其本質(zhì)是一段無危險(xiǎn)的、可使用的計(jì)算機(jī)程序。在去中心化的系統(tǒng)中，當(dāng)滿足設(shè)置的初始條件時(shí)，可以存儲(chǔ)智能編程運(yùn)行代碼的區(qū)塊鏈技術(shù)強(qiáng)行自動(dòng)執(zhí)行合約內(nèi)容。
區(qū)塊鏈技術(shù)具備去中心化可信任、開放透明、安全隱私等特點(diǎn)，所以基于區(qū)塊鏈技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用快速發(fā)展是順應(yīng)市場(chǎng)，適合技術(shù)發(fā)展潮流的。
3 區(qū)塊鏈發(fā)展應(yīng)用分析
3.1 區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用
區(qū)塊鏈作為一個(gè)記錄過去所有信息的公開賬簿，以其特殊的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)價(jià)值傳輸體系為核心，從根本上解決人們身邊中的現(xiàn)實(shí)難題，例如經(jīng)濟(jì)、慈
善、科技等領(lǐng)域。Melanie Swan深刻闡述了區(qū)塊鏈去中心化前所未有的發(fā)展?jié)摿Γ瑫r(shí)根據(jù)區(qū)塊鏈的發(fā)展應(yīng)用情況分為以下三種類型和四個(gè)階段。
(1)區(qū)塊鏈1.0：貨幣領(lǐng)域。階段一：數(shù)字貨幣階段。在去中心化的區(qū)塊鏈1.0價(jià)值網(wǎng)絡(luò)大環(huán)境下，此階段的應(yīng)用核心圍繞著貨幣展開，主要是實(shí)現(xiàn)數(shù)字貨幣交易和支付功能，使得雙方的交易活動(dòng)既便捷又安全。
(2)區(qū)塊鏈2.0：金融領(lǐng)域。階段二：智能合約階段。越過第一階段貨幣，應(yīng)用類型和范圍逐步增加和擴(kuò)大，此階段的關(guān)鍵應(yīng)用主要趨向于金融服務(wù)領(lǐng)域，利用智能合約開拓發(fā)展了債券、養(yǎng)老金、集資等經(jīng)濟(jì)行業(yè)。
(3)區(qū)塊鏈3.0：社會(huì)領(lǐng)域。階段三：社會(huì)公正階段。此階段的應(yīng)用類型主要是解決社會(huì)領(lǐng)域的公平公開問題，基于可信任的基礎(chǔ)，保證中立和公正立場(chǎng)，彼此之間互相自由平等，涉及社會(huì)領(lǐng)域較多行業(yè)，例如投票、公證和保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)等需要價(jià)值存在證明的問題；階段四：社會(huì)合作階段。區(qū)別于階段三的多種商業(yè)應(yīng)用模式，本階段主要強(qiáng)調(diào)應(yīng)用于相對(duì)大型規(guī)模的項(xiàng)目合作。
此外,站在參與者的角度分析，可將區(qū)塊鏈分為三種類型，即公有鏈、私有鏈及聯(lián)盟鏈。從當(dāng)前的市場(chǎng)行情和人們的需求來看，公有鏈更能引起共鳴和輿論，但是從商業(yè)的發(fā)展來講，私有鏈和聯(lián)盟鏈的出現(xiàn)更引人注意。當(dāng)前基于區(qū)塊鏈技術(shù)的主要應(yīng)用場(chǎng)景及實(shí)例見下表。
3.2 區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展難題與挑戰(zhàn)
(1)吞吐性能。吞吐性能是用數(shù)據(jù)吞吐量的大小來衡量的。吞吐量，即單位時(shí)間內(nèi)，信息可以百分百確認(rèn)發(fā)送的量。從已知的理論概念來講，比特幣網(wǎng)絡(luò)的吞吐量最快程度是每秒鐘可以處理七筆交易，而實(shí)際操作中，吞吐量一般為每秒鐘一筆交易。如果區(qū)塊鏈要提高運(yùn)行速度，那么就意味著要加大所有區(qū)塊的面積，那么將會(huì)引發(fā)區(qū)塊鏈擴(kuò)容等其他一系列問題。
(2)體積容量。隨著區(qū)塊鏈的普及程度和應(yīng)用廣度不斷提高，區(qū)塊鏈存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)會(huì)越來越多，體積也相應(yīng)地增大。如果應(yīng)用在大規(guī)模的應(yīng)用場(chǎng)景中，交易次數(shù)越多，需要記錄的信息就多，那么未來下載這些信息的時(shí)間將會(huì)與日俱增，給使用人群帶來不便。
(3)安全防護(hù)。如果區(qū)塊鏈的安全受到威脅，那么區(qū)塊鏈的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)防篡改等優(yōu)勢(shì)特征將不復(fù)存在。
(4)法律監(jiān)管。區(qū)別于互聯(lián)網(wǎng)傳統(tǒng)的傳輸模式，區(qū)塊鏈最大的益處就是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的價(jià)值傳輸，就意味著這是一個(gè)不需要第三方中間機(jī)構(gòu)的技術(shù)，獨(dú)特的去中心化特點(diǎn)使得區(qū)塊鏈脫離了政府的監(jiān)管和控制。
雖然區(qū)塊鏈技術(shù)還存在著吞吐性能不夠好、體積容量過大、安全防護(hù)被攻擊、法律監(jiān)管不到位等問題，但就近十年區(qū)塊鏈的發(fā)展趨勢(shì)和數(shù)據(jù)來看，區(qū)塊鏈在物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字貨幣、版權(quán)認(rèn)證等方面證實(shí)了這項(xiàng)技術(shù)的不可替代性。
4 區(qū)塊鏈未來應(yīng)用場(chǎng)景
區(qū)塊鏈已經(jīng)從普通的文字階段導(dǎo)向多樣的實(shí)踐階段，根據(jù)其關(guān)鍵技術(shù)具備去中心化可信任、開放透明、安全隱私的特點(diǎn)，可以看出區(qū)塊鏈擁有不同行業(yè)的創(chuàng)新能力，有理由認(rèn)為區(qū)塊鏈的未來市場(chǎng)將會(huì)持續(xù)向好。
4.1 探索金融領(lǐng)域的區(qū)塊鏈應(yīng)用場(chǎng)景
(1)預(yù)防金融犯罪。預(yù)防金融犯罪在當(dāng)下包括兩個(gè)重要因素，其一是了解客戶(Know Your Customer,KYC)，其二是反洗錢(Anti Money Laundering,AML)。
區(qū)塊鏈技術(shù)是一個(gè)公開透明的分布式共享數(shù)據(jù)庫賬本，客戶之間存在既定的共識(shí)機(jī)制，通過此機(jī)制才能更新賬本信息，有效地提升了信息的透明性和易查性，縮短不必要的時(shí)間，降低維護(hù)成本。針對(duì)AML，金融監(jiān)管機(jī)構(gòu)可以通過私鑰去獲取私有區(qū)塊鏈的訪問權(quán)利，實(shí)時(shí)形成分析報(bào)告，隨時(shí)檢查有問題的客戶，大大地提高監(jiān)管效率。
(2)眾籌投資。眾籌(Crowfunding)，指以面向大眾籌措項(xiàng)目資金來支撐運(yùn)營企業(yè)或者研究項(xiàng)目，大致上可以分成股權(quán)眾籌(Equity Crowfunding)與回報(bào)型眾籌(Rewards Crowfunding)兩種類型。區(qū)塊鏈眾籌，直接破除傳統(tǒng)眾籌平臺(tái)用于信任的意義存在，以其去中心化的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)為眾籌平臺(tái)樹立前進(jìn)的旗幟。區(qū)塊鏈技術(shù)能夠通過項(xiàng)目投資人所支付的資金發(fā)行對(duì)應(yīng)的數(shù)字貨幣，保證項(xiàng)目資金的流通和項(xiàng)目從發(fā)起到結(jié)束的信息完全公開透明，降低眾籌平臺(tái)的管理費(fèi)用。與此同時(shí)，智能合約的出現(xiàn)讓區(qū)塊鏈眾籌可以自動(dòng)退回項(xiàng)目因沒有達(dá)到預(yù)定投資金額而取消項(xiàng)目的全數(shù)資金。因此，區(qū)塊鏈眾籌將是未來眾籌平臺(tái)的必然趨勢(shì)和走向。
4.2 探索社會(huì)領(lǐng)域的區(qū)塊鏈應(yīng)用場(chǎng)景
(1)邊境管理。目前，許多犯罪者通過造假護(hù)照、偷渡等非法行為出入境實(shí)施犯罪行為或者因?yàn)榉缸镄枰獫撎映鰢?，?duì)犯罪者采取實(shí)時(shí)跟蹤和追查顯得尤為重要。然而，目前卻不存在實(shí)時(shí)撤銷或者被列入的護(hù)照識(shí)別系統(tǒng)，而且由于安檢系統(tǒng)由單一機(jī)構(gòu)控制，導(dǎo)致各個(gè)執(zhí)法部門不能及時(shí)了解到罪犯的真實(shí)情況。
針對(duì)上述問題，可以利用區(qū)塊鏈技術(shù)智能合約和信息防篡改的特點(diǎn)進(jìn)行解決。根據(jù)區(qū)塊鏈技術(shù)的數(shù)據(jù)不可逆的性質(zhì)檢驗(yàn)護(hù)照的真實(shí)性，通過智能合約檢驗(yàn)護(hù)照的合法性，自動(dòng)執(zhí)行黑名單護(hù)照信息，同時(shí)根據(jù)安全部門需要隨時(shí)進(jìn)行更新，使得各個(gè)執(zhí)法部門能實(shí)時(shí)獲得罪犯信息，立即展開調(diào)查和追蹤，提升追蹤效率，嚴(yán)厲打擊罪犯，維護(hù)邊境和平?；趨^(qū)塊鏈技術(shù)的邊境管理部分實(shí)例見下表。
(2)版權(quán)許可。隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷升級(jí)和普及程度，共享信息變得十分簡(jiǎn)單，甚至不需要給予提供信息者任何東西。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)上的電子數(shù)據(jù)信息，各部門很難去監(jiān)管保護(hù)，盡管各國政府都在出臺(tái)制度、落實(shí)政策來保護(hù)原創(chuàng)，但是盜版事件還是屢屢發(fā)生。
區(qū)塊鏈的存在，恰恰使得信息傳輸轉(zhuǎn)為價(jià)值傳輸變成了可能，既能保證信息的共享，同時(shí)又保護(hù)數(shù)據(jù)的版權(quán),使其無法被篡改。其次，基于區(qū)塊鏈技術(shù)的版權(quán)許可可以不受地域限制。每個(gè)國家的公用網(wǎng)絡(luò)都存在一定的差異，如果在區(qū)塊鏈上登記電子數(shù)據(jù)的版權(quán)，將不用考慮需要在不同國家的司法局進(jìn)行反復(fù)地認(rèn)證，簡(jiǎn)化了認(rèn)證的流程，同時(shí)節(jié)約了打擊盜版、保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的成本。除了金融犯罪、眾籌投資、邊境管理及版權(quán)許可等方面的應(yīng)用場(chǎng)景，區(qū)塊鏈還有更多值得去探索和挖掘的行業(yè)應(yīng)用，比如電子游戲、政府職能、媒體行業(yè)等應(yīng)用場(chǎng)景。區(qū)塊鏈技術(shù)能夠解決很多行業(yè)現(xiàn)在的痛點(diǎn)。
5 結(jié)論
目前，區(qū)塊鏈已應(yīng)用于多個(gè)行業(yè)中，比如數(shù)字貨幣交易、物聯(lián)網(wǎng)、智能制造、供應(yīng)鏈管理等，越來越多的行業(yè)已經(jīng)注意到區(qū)塊鏈這一新型技術(shù)的重要性，并重點(diǎn)探索和研究。我國在區(qū)塊鏈領(lǐng)域擁有良好基礎(chǔ)，所以要加快推動(dòng)區(qū)塊鏈技術(shù)和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，積極推進(jìn)區(qū)塊鏈和經(jīng)濟(jì)社會(huì)融合發(fā)展；強(qiáng)化基礎(chǔ)研究，提升原始創(chuàng)新能力，努力讓我國在區(qū)塊鏈這個(gè)新興領(lǐng)域走在理論最前沿、占據(jù)創(chuàng)新制高點(diǎn)、取得產(chǎn)業(yè)新優(yōu)勢(shì)；推動(dòng)協(xié)同攻關(guān)，加快推進(jìn)核心技術(shù)突破，為區(qū)塊鏈應(yīng)用發(fā)展提供安全可控的技術(shù)支撐；加強(qiáng)區(qū)塊鏈標(biāo)準(zhǔn)化研究，提升國際話語權(quán)和規(guī)則制定權(quán)；加快產(chǎn)業(yè)發(fā)展,發(fā)揮好市場(chǎng)優(yōu)勢(shì),進(jìn)一步打通創(chuàng)新鏈、應(yīng)用鏈、價(jià)值鏈。
可見隨著區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展相繼完善和成熟，可以有效降低計(jì)算復(fù)雜性，減少資源冗余，在可預(yù)見的未來有望破解吞吐性能不夠好、體積容量過大、安全防護(hù)被攻擊、法律監(jiān)管不到位等問題，技術(shù)應(yīng)用所面臨的難題與挑戰(zhàn)將會(huì)最終得到解決，讓我們一起歡呼和期待吧。
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