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區(qū)塊鏈、起源、概念定義、發(fā)展歷程、公有區(qū)塊鏈、聯(lián)合（行業(yè)）區(qū)塊鏈、私有區(qū)塊鏈、特征、架構模型、分布式賬本、非對稱加密、共識機制、智能合約、金融領域、物聯(lián)網(wǎng)和物流領域、公共服務領域、數(shù)字版權領域、保險領域、公益領域

區(qū)塊鏈 （數(shù)據(jù)結構）

區(qū)塊鏈，就是一個又一個區(qū)塊組成的鏈條。每一個區(qū)塊中保存了一定的信息，它們按照各自產生的時間順序連接成鏈條。這個鏈條被保存在所有的服務器中，只要整個系統(tǒng)中有一臺服務器可以工作，整條區(qū)塊鏈就是安全的。這些服務器在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中被稱為節(jié)點，它們?yōu)檎麄€區(qū)塊鏈系統(tǒng)提供存儲空間和算力支持。如果要修改區(qū)塊鏈中的信息，必須征得半數(shù)以上節(jié)點的同意并修改所有節(jié)點中的信息，而這些節(jié)點通常掌握在不同的主體手中，因此篡改區(qū)塊鏈中的信息是一件極其困難的事。相比于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡，區(qū)塊鏈具有兩大核心特點：一是數(shù)據(jù)難以篡改、二是去中心化?；谶@兩個特點，區(qū)塊鏈所記錄的信息更加真實可靠，可以幫助解決人們互不信任的問題

區(qū)塊鏈：起源

區(qū)塊鏈起源于比特幣，2008年11月1日，一位自稱中本聰(Satoshi Nakamoto)的人發(fā)表了《比特幣:一種點對點的電子現(xiàn)金系統(tǒng)》一文 ，闡述了基于P2P網(wǎng)絡技術、加密技術、時間戳技術、區(qū)塊鏈技術等的電子現(xiàn)金系統(tǒng)的構架理念，這標志著比特幣的誕生。兩個月后理論步入實踐，2009年1月3日第一個序號為0的創(chuàng)世區(qū)塊誕生。幾天后2009年1月9日出現(xiàn)序號為1的區(qū)塊，并與序號為0的創(chuàng)世區(qū)塊相連接形成了鏈，標志著區(qū)塊鏈的誕生。

區(qū)塊鏈：概念定義

狹義區(qū)塊鏈是按照時間順序，將數(shù)據(jù)區(qū)塊以順序相連的方式組合成的鏈式數(shù)據(jù)結構，并以密碼學方式保證的不可篡改和不可偽造的分布式賬本。廣義區(qū)塊鏈技術是利用塊鏈式數(shù)據(jù)結構驗證與存儲數(shù)據(jù)，利用分布式節(jié)點共識算法生成和更新數(shù)據(jù)，利用密碼學的方式保證數(shù)據(jù)傳輸和訪問的安全、利用由自動化腳本代碼組成的智能合約，編程和操作數(shù)據(jù)的全新的分布式基礎架構與計算范式。

區(qū)塊鏈：發(fā)展歷程

2008年由中本聰?shù)谝淮翁岢隽藚^(qū)塊鏈的概念 ，在隨后的幾年中，區(qū)塊鏈成為了電子貨幣比特幣的核心組成部分：作為所有交易的公共賬簿。通過利用點對點網(wǎng)絡和分布式時間戳服務器，區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)庫能夠進行自主管理。為比特幣而發(fā)明的區(qū)塊鏈使它成為第一個解決重復消費問題的數(shù)字貨幣。比特幣的設計已經成為其他應用程序的靈感來源。

2014年，"區(qū)塊鏈2.0”成為一個關于去中心化區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)庫的術語。對這個第二代可編程區(qū)塊鏈，經濟學家們認為它是一種編程語言，可以允許用戶寫出更精密和智能的協(xié)議 。因此，當利潤達到一定程度的時候，就能夠從完成的貨運訂單或者共享證書的分紅中獲得收益。區(qū)塊鏈2.0技術跳過了交易和“價值交換中擔任金錢和信息仲裁的中介機構”。它們被用來使人們遠離全球化經濟，使隱私得到保護，使人們“將掌握的信息兌換成貨幣”，并且有能力保證知識產權的所有者得到收益。第二代區(qū)塊鏈技術使存儲個人的“永久數(shù)字ID和形象”成為可能，并且對“潛在的社會財富分配”不平等提供解決方案。

2019年1月10日，國家互聯(lián)網(wǎng)信息辦公室發(fā)布《區(qū)塊鏈信息服務管理規(guī)定》。2019年10月24日，在中央政治局第十八次集體學習時，習近平總書記強調，“把區(qū)塊鏈作為核心技術自主創(chuàng)新的重要突破口”“加快推動區(qū)塊鏈技術和產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展”?！皡^(qū)塊鏈”已走進大眾視野，成為社會的關注焦點。2019年12月2日，該詞入選《咬文嚼字》2019年十大流行語。

2021年，國家高度重視區(qū)塊鏈行業(yè)發(fā)展，各部委發(fā)布的區(qū)塊鏈相關政策已超60項，區(qū)塊鏈不僅被寫入“十四五”規(guī)劃綱要中，各部門更是積極探索區(qū)塊鏈發(fā)展方向，全方位推動區(qū)塊鏈技術賦能各領域發(fā)展，積極出臺相關政策，強調各領域與區(qū)塊鏈技術的結合，加快推動區(qū)塊鏈技術和產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，區(qū)塊鏈產業(yè)政策環(huán)境持續(xù)利好發(fā)展。

區(qū)塊鏈：類型：公有區(qū)塊鏈

公有區(qū)塊鏈（Public Block Chains）是指：世界上任何個體或者團體都可以發(fā)送交易，且交易能夠獲得該區(qū)塊鏈的有效確認，任何人都可以參與其共識過程。公有區(qū)塊鏈是最早的區(qū)塊鏈，也是應用最廣泛的區(qū)塊鏈，各大bitcoins系列的虛擬數(shù)字貨幣均基于公有區(qū)塊鏈，世界上有且僅有一條該幣種對應的區(qū)塊鏈

聯(lián)合（行業(yè)）區(qū)塊鏈

行業(yè)區(qū)塊鏈（Consortium Block Chains）：由某個群體內部指定多個預選的節(jié)點為記賬人，每個塊的生成由所有的預選節(jié)點共同決定（預選節(jié)點參與共識過程），其他接入節(jié)點可以參與交易，但不過問記賬過程（本質上還是托管記賬，只是變成分布式記賬，預選節(jié)點的多少，如何決定每個塊的記賬者成為該區(qū)塊鏈的主要風險點），其他任何人可以通過該區(qū)塊鏈開放的API進行限定查詢。

區(qū)塊鏈：私有區(qū)塊鏈

私有區(qū)塊鏈（Private Block Chains）：僅僅使用區(qū)塊鏈的總賬技術進行記賬，可以是一個公司，也可以是個人，獨享該區(qū)塊鏈的寫入權限，本鏈與其他的分布式存儲方案沒有太大區(qū)別。傳統(tǒng)金融都是想實驗嘗試私有區(qū)塊鏈，而公鏈的應用例如bitcoin已經工業(yè)化，私鏈的應用產品還在摸索當中。

區(qū)塊鏈：特征

去中心化。區(qū)塊鏈技術不依賴額外的第三方管理機構或硬件設施，沒有中心管制，除了自成一體的區(qū)塊鏈本身，通過分布式核算和存儲，各個節(jié)點實現(xiàn)了信息自我驗證、傳遞和管理。去中心化是區(qū)塊鏈最突出最本質的特征。

開放性。區(qū)塊鏈技術基礎是開源的，除了交易各方的私有信息被加密外，區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)對所有人開放，任何人都可以通過公開的接口查詢區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)和開發(fā)相關應用，因此整個系統(tǒng)信息高度透明。

獨立性。基于協(xié)商一致的規(guī)范和協(xié)議(類似比特幣采用的哈希算法等各種數(shù)學算法)，整個區(qū)塊鏈系統(tǒng)不依賴其他第三方，所有節(jié)點能夠在系統(tǒng)內自動安全地驗證、交換數(shù)據(jù)，不需要任何人為的干預。

安全性。只要不能掌控全部數(shù)據(jù)節(jié)點的51%，就無法肆意操控修改網(wǎng)絡數(shù)據(jù)，這使區(qū)塊鏈本身變得相對安全，避免了主觀人為的數(shù)據(jù)變更。

匿名性。除非有法律規(guī)范要求，單從技術上來講，各區(qū)塊節(jié)點的身份信息不需要公開或驗證，信息傳遞可以匿名進行

區(qū)塊鏈：架構模型

一般說來，區(qū)塊鏈系統(tǒng)由數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡層、共識層、激勵層、合約層和應用層組成

其中，數(shù)據(jù)層封裝了底層數(shù)據(jù)區(qū)塊以及相關的數(shù)據(jù)加密和時間戳等基礎數(shù)據(jù)和基本算法；網(wǎng)絡層則包括分布式組網(wǎng)機制、數(shù)據(jù)傳播機制和數(shù)據(jù)驗證機制等；共識層主要封裝網(wǎng)絡節(jié)點的各類共識算法；激勵層將經濟因素集成到區(qū)塊鏈技術體系中來，主要包括經濟激勵的發(fā)行機制和分配機制等；合約層主要封裝各類腳本、算法和智能合約，是區(qū)塊鏈可編程特性的基礎；應用層則封裝了區(qū)塊鏈的各種應用場景和案例。該模型中，基于時間戳的鏈式區(qū)塊結構、分布式節(jié)點的共識機制、基于共識算力的經濟激勵和靈活可編程的智能合約是區(qū)塊鏈技術最具代表性的創(chuàng)新點。

區(qū)塊鏈：核心技術、分布式賬本

分布式賬本指的是交易記賬由分布在不同地方的多個節(jié)點共同完成，而且每一個節(jié)點記錄的是完整的賬目，因此它們都可以參與監(jiān)督交易合法性，同時也可以共同為其作證。

跟傳統(tǒng)的分布式存儲有所不同，區(qū)塊鏈的分布式存儲的獨特性主要體現(xiàn)在兩個方面：一是區(qū)塊鏈每個節(jié)點都按照塊鏈式結構存儲完整的數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)分布式存儲一般是將數(shù)據(jù)按照一定的規(guī)則分成多份進行存儲。二是區(qū)塊鏈每個節(jié)點存儲都是獨立的、地位等同的，依靠共識機制保證存儲的一致性，而傳統(tǒng)分布式存儲一般是通過中心節(jié)點往其他備份節(jié)點同步數(shù)據(jù)。沒有任何一個節(jié)點可以單獨記錄賬本數(shù)據(jù)，從而避免了單一記賬人被控制或者被賄賂而記假賬的可能性。也由記賬節(jié)點足夠多，理論上講除非所有的節(jié)點被破壞，否則賬目就不會丟失，從而保證了賬目數(shù)據(jù)的安全性。

區(qū)塊鏈：非對稱加密

存儲在區(qū)塊鏈上的交易信息是公開的，但是賬戶身份信息是高度加密的，只有在數(shù)據(jù)擁有者授權的情況下才能訪問到，從而保證了數(shù)據(jù)的安全和個人的隱私。

區(qū)塊鏈：共識機制

共識機制就是所有記賬節(jié)點之間怎么達成共識，去認定一個記錄的有效性，這既是認定的手段，也是防止篡改的手段。區(qū)塊鏈提出了四種不同的共識機制，適用于不同的應用場景，在效率和安全性之間取得平衡。

區(qū)塊鏈的共識機制具備“少數(shù)服從多數(shù)”以及“人人平等”的特點，其中“少數(shù)服從多數(shù)”并不完全指節(jié)點個數(shù)，也可以是計算能力、股權數(shù)或者其他的計算機可以比較的特征量。“人人平等”是當節(jié)點滿足條件時，所有節(jié)點都有權優(yōu)先提出共識結果、直接被其他節(jié)點認同后并最后有可能成為最終共識結果。以比特幣為例，采用的是工作量證明，只有在控制了全網(wǎng)超過51%的記賬節(jié)點的情況下，才有可能偽造出一條不存在的記錄。當加入?yún)^(qū)塊鏈的節(jié)點足夠多的時候，這基本上不可能，從而杜絕了造假的可能 。

區(qū)塊鏈：智能合約

智能合約是基于這些可信的不可篡改的數(shù)據(jù)，可以自動化的執(zhí)行一些預先定義好的規(guī)則和條款。以保險為例，如果說每個人的信息（包括醫(yī)療信息和風險發(fā)生的信息）都是真實可信的，那就很容易的在一些標準化的保險產品中，去進行自動化的理賠。在保險公司的日常業(yè)務中，雖然交易不像銀行和證券行業(yè)那樣頻繁，但是對可信數(shù)據(jù)的依賴是有增無減。因此，筆者認為利用區(qū)塊鏈技術，從數(shù)據(jù)管理的角度切入，能夠有效地幫助保險公司提高風險管理能力。具體來講主要分投保人風險管理和保險公司的風險監(jiān)督。

區(qū)塊鏈：應用、金融領域

區(qū)塊鏈在國際匯兌、信用證、股權登記和證券交易所等金融領域有著潛在的巨大應用價值。將區(qū)塊鏈技術應用在金融行業(yè)中，能夠省去第三方中介環(huán)節(jié)，實現(xiàn)點對點的直接對接，從而在大大降低成本的同時，快速完成交易支付。

比如Visa推出基于區(qū)塊鏈技術的 Visa B2B Connect，它能為機構提供一種費用更低、更快速和安全的跨境支付方式來處理全球范圍的企業(yè)對企業(yè)的交易。要知道傳統(tǒng)的跨境支付需要等3-5天，并為此支付1-3%的交易費用。Visa 還聯(lián)合 Coinbase 推出了首張比特幣借記卡，花旗銀行則在區(qū)塊鏈上測試運行加密貨幣“花旗幣”。

區(qū)塊鏈：物聯(lián)網(wǎng)和物流領域

區(qū)塊鏈在物聯(lián)網(wǎng)和物流領域也可以天然結合。通過區(qū)塊鏈可以降低物流成本，追溯物品的生產和運送過程，并且提高供應鏈管理的效率。該領域被認為是區(qū)塊鏈一個很有前景的應用方向。

區(qū)塊鏈通過結點連接的散狀網(wǎng)絡分層結構，能夠在整個網(wǎng)絡中實現(xiàn)信息的全面?zhèn)鬟f，并能夠檢驗信息的準確程度。這種特性一 定程度上提高了物聯(lián)網(wǎng)交易的便利性和智能化。區(qū)塊鏈+大數(shù)據(jù)的解決方案就利用了大數(shù)據(jù)的自動篩選過濾模式，在區(qū)塊鏈中建立信用資源，可雙重提高交易的安全性，并提高物聯(lián)網(wǎng)交易便利程度。為智能物流模式應用節(jié)約時間成本。區(qū)塊鏈結點具有十分自由的進出能力，可獨立的參與或離開區(qū)塊鏈體系，不對整個區(qū)塊鏈體系有任何干擾。區(qū)塊鏈 +大數(shù)據(jù)解決方案就利用了大數(shù)據(jù)的整合能力，促使物聯(lián)網(wǎng)基礎用戶拓展更具有方向性，便于在智能物流的分散用戶之間實現(xiàn)用戶拓展。

區(qū)塊鏈：公共服務領域

區(qū)塊鏈在公共管理、能源、交通等領域都與民眾的生產生活息息相關，但是這些領域的中心化特質也帶來了一些問題，可以用區(qū)塊鏈來改造。區(qū)塊鏈提供的去中心化的完全分布式DNS服務通過網(wǎng)絡中各個節(jié)點之間的點對點數(shù)據(jù)傳輸服務就能實現(xiàn)域名的查詢和解析，可用于確保某個重要的基礎設施的操作系統(tǒng)和固件沒有被篡改，可以監(jiān)控軟件的狀態(tài)和完整性，發(fā)現(xiàn)不良的篡改，并確保使用了物聯(lián)網(wǎng)技術的系統(tǒng)所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)沒有經過篡改。

區(qū)塊鏈：數(shù)字版權領域

通過區(qū)塊鏈技術，可以對作品進行鑒權，證明文字、視頻、音頻等作品的存在，保證權屬的真實、唯一性。作品在區(qū)塊鏈上被確權后，后續(xù)交易都會進行實時記錄，實現(xiàn)數(shù)字版權全生命周期管理，也可作為司法取證中的技術性保障。例如，美國紐約一家創(chuàng)業(yè)公司Mine Labs開發(fā)了一個基于區(qū)塊鏈的元數(shù)據(jù)協(xié)議，這個名為Mediachain的系統(tǒng)利用IPFS文件系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)字作品版權保護，主要是面向數(shù)字圖片的版權保護應用。

區(qū)塊鏈：保險領域

在保險理賠方面，保險機構負責資金歸集、投資、理賠，往往管理和運營成本較高。通過智能合約的應用，既無需投保人申請，也無需保險公司批準，只要觸發(fā)理賠條件，實現(xiàn)保單自動理賠。一個典型的應用案例就是LenderBot, 是 2016 年由區(qū)塊鏈企業(yè) Stratumn、德勤與支付服務商 Lemonway 合作推出，它允許人們通過 Facebook Messenger 的聊天功能，注冊定制化的微保險產品， 為個人之間交換的高價值物品進行投保，而區(qū)塊鏈在貸款合同中代替了第三方角色。

區(qū)塊鏈：公益領域

區(qū)塊鏈上存儲的數(shù)據(jù)，高可靠且不可篡改，天然適合用在社會公益場景。公益流程中的相關信息，如捐贈項目、募集明細、資金流向、受助人反饋等，均可以存放于區(qū)塊鏈上，并且有條件地進行透明公開公示，方便社會監(jiān)督。

區(qū)塊鏈：面臨的挑戰(zhàn)

從實踐進展來看，區(qū)塊鏈技術在商業(yè)銀行的應用大部分仍在構想和測試之中，距離在生活、生產中的運用還有很長的路，而要獲得監(jiān)管部門和市場的認可也面臨不少困難，主要有:

(一)受到現(xiàn)行觀念、制度、法律制約。區(qū)塊鏈去中心化、自我管理、集體維護的特性顛覆了人們生產生活方式，淡化了國家、監(jiān)管概念，沖擊了現(xiàn)行法律安排。對于這些，整個世界完全缺少理論準備和制度探討。即使是區(qū)塊鏈應用最成熟的比特幣，不同國家持有態(tài)度也不相同，不可避免阻礙了區(qū)塊鏈技術的應用與發(fā)展。解決這類問題，顯然還有很長的路要走。

(二)在技術層面，區(qū)塊鏈尚需突破性進展。區(qū)塊鏈應用尚在實驗室初創(chuàng)開發(fā)階段，沒有直觀可用的成熟產品。比之于互聯(lián)網(wǎng)技術，人們可以用瀏覽器、APP等具體應用程序，實現(xiàn)信息的瀏覽、傳遞、交換和應用，但區(qū)塊鏈明顯缺乏這類突破性的應用程序，面臨高技術門檻障礙。再比如，區(qū)塊容量問題，由于區(qū)塊鏈需要承載復制之前產生的全部信息，下一個區(qū)塊信息量要大于之前區(qū)塊信息量，這樣傳遞下去，區(qū)塊寫入信息會無限增大，帶來的信息存儲、驗證、容量問題有待解決。

(三)競爭性技術挑戰(zhàn)。雖然有很多人看好區(qū)塊鏈技術，但也要看到推動人類發(fā)展的技術有很多種，哪種技術更方便更高效，人們就會應用該技術。比如，如果在通信領域應用區(qū)塊鏈技術，通過發(fā)信息的方式是每次發(fā)給全網(wǎng)的所有人，但是只有那個有私鑰的人才能解密打開信件，這樣信息傳遞的安全性會大大增加。同樣，量子技術也可以做到，量子通信——利用量子糾纏效應進行信息傳遞——同樣具有高效安全的特點，近年來更是取得了不小的進展，這對于區(qū)塊鏈技術來說，就具有很強的競爭優(yōu)勢。

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