區(qū)塊鏈專題研究

區(qū)塊鏈即將顛覆世界的新技術(shù)要點總結(jié)：區(qū)塊鏈技術(shù)源自于比特幣，通過對比特幣運行體系的深入剖析，我們可以直觀地了解區(qū)塊鏈技術(shù)的原理。它的本質(zhì)是運用計算機算法和密碼學(xué)等技術(shù)創(chuàng)造一種去中心化的數(shù)字貨幣系統(tǒng)，實現(xiàn)貨幣的發(fā)行和交易功能。區(qū)塊鏈技術(shù)是一種互聯(lián)網(wǎng)底層的分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)，它的出現(xiàn)有望實現(xiàn)從信息互聯(lián)網(wǎng)向價值互聯(lián)網(wǎng)的轉(zhuǎn)變。其特點包括去中心化、點對點傳輸、透明、可追蹤、不可篡改、數(shù)據(jù)安全及信用的自我建立等。要點總結(jié)：區(qū)塊鏈的應(yīng)用不限于數(shù)字貨幣，眾多特點決定了其廣闊的應(yīng)用空間，涉及到人類社會活動的方方面面，包括跨境支付、電子商務(wù)、投票、公證、知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)、證券發(fā)行交易、眾籌、契約、擔(dān)保等，解決中心化帶來的各種弊端。海外市場廣泛看好區(qū)塊鏈技術(shù)的前景，金融機構(gòu)、技術(shù)公司、政府部門紛紛加入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)的研究的開發(fā)，積極應(yīng)對即將到來的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)變革。目錄通過比特幣了解區(qū)塊鏈技術(shù)的原理區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N互聯(lián)網(wǎng)底層的分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)區(qū)塊鏈的應(yīng)用場景豐富海外區(qū)塊鏈技術(shù)研究與投資廣受追捧通過比特幣了解區(qū)塊鏈技術(shù)的原理比特幣的歷史2008年金融危機爆發(fā)之后不久的11月1日，中本聰在一個隱秘的密碼學(xué)討論組上發(fā)表了一篇論文《比特幣：一種點對點的電子現(xiàn)金系統(tǒng)》（Bitcion：APeer-to-PeerElectronicCashSystem），闡述了基于P2P技術(shù)和加密技術(shù)等技術(shù)的電子現(xiàn)金系統(tǒng)的構(gòu)架理念，即比特幣系統(tǒng)的基本框架。2009年1月3日第一個序號為0的比特幣的區(qū)塊——創(chuàng)世區(qū)塊誕生。幾天后的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(biāo)志著比特幣區(qū)塊鏈誕生。簡單來說，比特幣是一種P2P形式的電子貨幣，它不需要特定的機構(gòu)（中央銀行）來發(fā)行，而是由計算機程序（算法）生成，并且這種電子貨幣可以在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行點對點的支付，即從發(fā)行到流通，比特幣都是去中心化的運作模式，這與法定貨幣有本質(zhì)上的區(qū)別。比特幣已經(jīng)運行了6年多的時間，雖然遭到多無數(shù)次的黑客攻擊，但整個系統(tǒng)的運行從未停止過，市值已超過100億美元。比特幣的生成每一個網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點都可以生成比特幣，購買一臺電腦，連接到互聯(lián)網(wǎng)，安裝一個軟件，就可以加入到比特幣的生成、交易和支付的活動中來。比特幣的產(chǎn)生需要依據(jù)特定的算法，通過大量復(fù)雜的運算才能生成，俗稱“挖礦”。所謂“挖礦”就是競爭網(wǎng)絡(luò)中比特幣交易的記賬權(quán)，競爭的方式是用計算機解決一項復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題，來保證比特幣網(wǎng)絡(luò)分布式記賬系統(tǒng)的一致性。網(wǎng)絡(luò)中算得最快最好的節(jié)點就能獲得記賬權(quán)，同時系統(tǒng)自動生成相應(yīng)的比特幣作為獎勵?！巴诘V”需下載專用的比特幣運算工具，注冊任意一個比特幣合作網(wǎng)站，將注冊的用戶名和密碼填入計算程序中，點擊開始運算即可。比特幣的生成在設(shè)計比特幣體系的時候，中本聰借用了金本位的思路，過去黃金可以成為流通貨幣的一個主要原因是稀缺性，即貨幣的總量是相對穩(wěn)定或者說是增長緩慢的，這就能從某種程度上避免通貨膨脹的發(fā)生。比特幣的生成在設(shè)計之初也考慮到了這個問題，通過算法的設(shè)定，控制了比特幣的生成速度，隨著比特幣總量的增加，新比特幣生成的速度會減緩，并且設(shè)定了比特幣的總量上限2100萬個。在比特幣誕生之初的2009年，每次挖礦的獎勵是50個比特幣，以每10分鐘50個的速度增加，當(dāng)總量達(dá)到1050萬時，即上限2100萬的一半時，獎勵減半為25個，當(dāng)總量達(dá)到1575萬時，即新增量達(dá)到1050的一半時，獎勵再減半為12.5個，以此類推，到2140年，比特幣將達(dá)到2100萬個的總量上限。比特幣的交易和記錄比特幣是一種無須顯式第三方介入的防偽造、防重復(fù)支付的數(shù)字貨幣系統(tǒng)。對于防偽造比特幣系統(tǒng)構(gòu)造了總賬本保留所有貨幣的所有流通信息，在交易時，對每一個貨幣的來源進(jìn)行追溯，一直追溯到該貨幣被創(chuàng)造出來的那個時刻；每進(jìn)行一次交易，就多記錄一次流通信息，并在點對點網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行廣播，使得所有節(jié)點（即使用比特幣的所有計算機）都保存有全部貨幣的全部流通信息。這樣任一個節(jié)點在交易之前就可以輕松發(fā)現(xiàn)偽造的貨幣，從而杜絕偽造貨幣的流通。比特幣的交易和記錄比特幣使用整個P2P網(wǎng)絡(luò)中眾多節(jié)點構(gòu)成的分布式數(shù)據(jù)庫來確認(rèn)并記錄所有的交易行為，并使用密碼學(xué)的設(shè)計來確保貨幣流通各個環(huán)節(jié)安全性。在注冊比特幣合作網(wǎng)站時候?qū)@得一個公鑰，即比特幣地址，只需將地址告訴別人，別人就可以通過比特幣系統(tǒng)向你付款。同時，你會獲得一個私鑰，只有私鑰才能打開電子錢包。如果將私鑰丟失，你將無法找回你的比特幣。比特幣在交易時的表現(xiàn)形式是一串字符，或者叫數(shù)字簽名，這串字符包含了上一次交易的信息和下一個所有者的公鑰信息，這個字符將被發(fā)送給收款方（下一個所有者），收款方會對這串字符進(jìn)行驗證，并向全網(wǎng)絡(luò)廣播。被全網(wǎng)絡(luò)認(rèn)可的交易信息將被確認(rèn)形成區(qū)塊，收款方可通過自己的私鑰接受比特幣匯款。比特幣的交易和記錄雙重支付的解決方案：時間戳雖然數(shù)字簽名可以解決付款方信息的真實性，但現(xiàn)有的支付系統(tǒng)還是需要一個第三方機構(gòu)來確認(rèn)交易的唯一性，避免同一筆資金支付給多個收款人。比特幣區(qū)塊鏈上的每一個區(qū)塊都會被蓋上時間戳，該時間戳能夠證實特定數(shù)據(jù)必然于某特定時間是確實存在的，因為只有在該時刻存在了才能獲取相應(yīng)的隨機散列值。每個時間戳應(yīng)當(dāng)將前一個時間戳納入其隨機散列值中，每一個隨后的時間戳都對之前的一個時間戳進(jìn)行增強，這樣就形成了一個鏈條。雙重支付的解決方案：工作量證明為防止同一個貨幣被重復(fù)支付，比特幣系統(tǒng)采用了工作量證明法。比特幣系統(tǒng)中的每筆交易都要向網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行廣播，重復(fù)支付就意味著多次廣播了關(guān)于同一個比特幣的交易。比特幣網(wǎng)絡(luò)節(jié)點江把它接收到的其中一次交易放到一個區(qū)塊（一個區(qū)塊包含了規(guī)定時間內(nèi)的所有交易單，記為A）進(jìn)行驗證，驗證方法是進(jìn)行一次耗時的解密計算，如果計算成功，則向全網(wǎng)進(jìn)行廣播。驗證成功后，如果另一個節(jié)點在區(qū)塊A的基礎(chǔ)上完成了下一個區(qū)塊B的驗證，它就會把B的區(qū)塊掛在A區(qū)塊之后，以此類推，形成一個區(qū)塊鏈。對于同一比特幣的多次交易會形成多個區(qū)塊鏈，最終的結(jié)果就是：哪個鏈條最長，哪個交易就被確認(rèn)為有效，其他交易則被廢棄。這樣就確保了一個比特幣無論被重復(fù)支付多少次，只能有一次有效，從而解決了重復(fù)支付的問題。確保交易不可逆的解決方案：哈希算法前幾張圖表中提到的隨機散列值就是哈希值，它是區(qū)塊鏈的重要構(gòu)成部分。每一個區(qū)塊中都包含了區(qū)塊號（id）、交易信息（tx）、時間戳（time）和隨機數(shù)（random）的信息，這些數(shù)據(jù)通過一個算法的壓縮處理，就生成了一個哈希值，這種算法就是哈希算法，哈希算法的具體算法有多種，比特幣采用的是SH256算法。只要區(qū)塊中的信息發(fā)生細(xì)微的變化，哈希值就會完全變化，而從哈希值本身是無法還原出原有信息的，即整個壓縮過程是不可逆的。挖礦從另一個角度來說就是數(shù)據(jù)的打包壓縮，礦工通過改變隨機數(shù)來生成不同的哈希值，挖礦的難度就是要通過調(diào)正隨機數(shù)找到符合要求的哈希值。目前比特幣對哈希值的要求是前17位都是零，概率之低可想而知。確保交易不可逆的解決方案：哈希算法區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N互聯(lián)網(wǎng)底層的分布式數(shù)據(jù)

庫技術(shù)區(qū)塊鏈?zhǔn)鞘裁?？“區(qū)塊鏈（Blockchain）是指通過去中心化和去信任的方式集體維護(hù)一個可靠數(shù)據(jù)庫的技術(shù)方案。該技術(shù)方案讓參與系統(tǒng)中的任意多個節(jié)點，把一段時間系統(tǒng)內(nèi)全部信息交流的數(shù)據(jù)，通過密碼學(xué)算法計算和記錄到一個數(shù)據(jù)塊（block），并且生成該數(shù)據(jù)塊的指紋用于鏈接（chain）下個數(shù)據(jù)塊和校驗，系統(tǒng)所有參與節(jié)點來共同認(rèn)定記錄是否為真?！薄獏^(qū)塊鏈新經(jīng)濟(jì)區(qū)塊鏈如何工作？區(qū)塊鏈的關(guān)鍵詞：比特幣比特幣是截止到目前，區(qū)塊鏈技術(shù)最成功的一個應(yīng)用案例。截至目前6年多的存續(xù)時間也佐證了區(qū)塊鏈技術(shù)的可靠性。區(qū)塊鏈?zhǔn)且淮褂妹艽a學(xué)方法相關(guān)聯(lián)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)塊，每一個數(shù)據(jù)塊中包含了過去十分鐘內(nèi)所有比特幣網(wǎng)絡(luò)交易的信息，用于驗證其信息的真實性并生成下一個區(qū)塊。整個區(qū)塊鏈就是比特幣的公共賬本，網(wǎng)絡(luò)中的每一個節(jié)點都有比特幣交易信息的備份。當(dāng)發(fā)起一個比特幣交易時，信息被廣播到網(wǎng)絡(luò)中，通過算力的比拼而獲得合法記賬權(quán)的礦工將交易信息記錄成一個新的區(qū)塊連接到區(qū)塊鏈中，每一個區(qū)塊都包含了上一個區(qū)塊的部分信息。區(qū)塊鏈的關(guān)鍵詞：底層可以將區(qū)塊鏈技術(shù)理解為一種互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，即在網(wǎng)絡(luò)中傳遞和管理信息的一些格式和規(guī)則。正如人與人之間的語言交流，因為我們學(xué)習(xí)了相同的詞匯和語法，這才使交流溝通成為可能。在互聯(lián)網(wǎng)的世界里同樣需要這樣的規(guī)范，在這種規(guī)范之下的信息才能在互聯(lián)網(wǎng)中自由傳遞，信息接收方才能確保收到正確的信息內(nèi)容。目前的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議中最基礎(chǔ)的協(xié)議就是TCP/IP協(xié)議，又名網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，是國際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，由網(wǎng)絡(luò)層的IP協(xié)議和傳輸層的TCP協(xié)議組成。TCP/IP定義了電子設(shè)備如何連入因特網(wǎng)，以及數(shù)據(jù)如何在它們之間傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)。互聯(lián)網(wǎng)上的每個節(jié)點都執(zhí)行這個協(xié)議，賦予信息相同的格式，使信息能自由地在互聯(lián)網(wǎng)上點對點的傳輸。基礎(chǔ)協(xié)議好比是互聯(lián)網(wǎng)的地基，而應(yīng)用程序是蓋在上面的房子。區(qū)塊鏈同樣也是一種互聯(lián)網(wǎng)的“地基”，比特幣是蓋在這種地基上最早最大的房子，但是還有其他類型的房子可以建造。區(qū)塊鏈的關(guān)鍵詞：去中心化區(qū)塊鏈的核心思想是去中心化。數(shù)據(jù)的傳輸不再依賴某個中心節(jié)點，而是P2P的直接傳輸。全網(wǎng)絡(luò)的每個節(jié)點都依據(jù)共識開源協(xié)議，自由安全地傳輸數(shù)據(jù)。所有交易記錄是對全網(wǎng)絡(luò)公開的，每個節(jié)點都可備份。網(wǎng)絡(luò)去中心化的一個著名案例就是BT下載，其基礎(chǔ)就是P2P多點共享協(xié)議。資源的分享不再依賴于中央服務(wù)器，在這種去中心化的網(wǎng)絡(luò)中，下載的節(jié)點越多，下載的數(shù)據(jù)越快。區(qū)塊鏈的關(guān)鍵詞：信用的建立區(qū)塊鏈最大的顛覆性在于信用的建立。在我們?nèi)粘５纳鐣顒又?，信任的產(chǎn)品往往需要依靠第三方機構(gòu)的證明，這種方式通常會增加交易的成本，降低效率，滋生腐敗。區(qū)塊鏈系統(tǒng)本身能產(chǎn)生信用，這種信用的產(chǎn)品不是來自第三方，而是來自程序（算法），因為區(qū)塊鏈記錄信息的產(chǎn)生是需要全網(wǎng)絡(luò)節(jié)點確認(rèn)的，一旦生成將永久記錄，無法篡改。除非能擁有全網(wǎng)絡(luò)總算力的51%才有可能修改最新的生成的一個區(qū)塊記錄。TCP/IP協(xié)議使信息可以在互聯(lián)網(wǎng)上自由傳遞，而區(qū)塊鏈技術(shù)將實現(xiàn)信息的自由公證。區(qū)塊鏈發(fā)展的三個方向2015年是區(qū)塊鏈技術(shù)被討論得特別熱烈的一年，形成了區(qū)塊鏈1.0、區(qū)塊鏈2.0和區(qū)塊鏈3.0的概念。區(qū)塊鏈1.0就是以比特幣為代表的虛擬貨幣，雖然問題重重，但其仍然是區(qū)塊鏈技術(shù)最成功的應(yīng)用，并為人們勾勒了一幅理想的遠(yuǎn)景——全球貨幣的統(tǒng)一。貨幣的發(fā)行不再依賴于各國的央行。區(qū)塊鏈發(fā)展的三個方向區(qū)塊鏈2.0可以被理解為區(qū)塊鏈技術(shù)在其他金融領(lǐng)域的運用。包括目前華爾街銀行聯(lián)合想要打造的區(qū)塊鏈行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，提高銀行結(jié)算支付的效率，降低跨境支付的成本；交易所積極嘗試用區(qū)塊鏈技術(shù)實現(xiàn)股權(quán)登記、轉(zhuǎn)讓等功能。區(qū)塊鏈發(fā)展的三個方向區(qū)塊鏈3.0將區(qū)塊鏈應(yīng)用的領(lǐng)域擴展到的金融行業(yè)之外，覆蓋人類社會生活的方方面面，在各類社會活動中實現(xiàn)信息的自證明，不再依靠某個第三人或機構(gòu)獲得信任或建立信用，實現(xiàn)信息的共享，包括在司法、醫(yī)療、物流等各個領(lǐng)域，區(qū)塊鏈技術(shù)可以解決信任問題，提高整個系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)效率。區(qū)塊鏈發(fā)展的三個方向這三個版本不會是依次實現(xiàn)的過程，而是共同發(fā)展，相互促進(jìn)的過程。在1994年之前，信息技術(shù)的運用體現(xiàn)在數(shù)據(jù)計算、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用、商業(yè)智能和全球運營。之后我們進(jìn)入了互聯(lián)網(wǎng)時代，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)拓寬了人際交流的渠道、提供了自我展示的平臺，發(fā)展了電子商務(wù)，增進(jìn)了社群互動。2015年之后，區(qū)塊鏈技術(shù)為我們展開了新的愿景：去中心化的信任和去中介的價值傳遞。區(qū)塊鏈發(fā)展的三個方向區(qū)塊鏈的實踐：海外全球第八大銀行——花旗銀行曾于2015年9月間宣布，其過去幾年一直在研發(fā)分散式分類技術(shù)。KennethMoore曾就此透露：花旗已開始啟動并運營三個獨立的系統(tǒng)，開發(fā)塊環(huán)鏈分散式分類技術(shù)。這三套獨立系統(tǒng)則搭載著花旗銀行的數(shù)字貨幣——花旗幣(CitiCoin)。2015年下半年，包括高盛、摩根士丹利在內(nèi)的42家歐美銀行巨頭，加入了初創(chuàng)公司R3CEV領(lǐng)導(dǎo)的區(qū)塊鏈聯(lián)盟。該聯(lián)盟曾宣布，工作主要集中在概念驗證的試驗和區(qū)塊鏈技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定。2015年12月底，納斯達(dá)克宣布其合作伙伴C在對一位私人投資者發(fā)行股票時，首次使用了納斯達(dá)克的區(qū)塊鏈技術(shù)交易平臺Linq。區(qū)塊鏈的實踐：中國對于國內(nèi)的資本市場，研究區(qū)塊鏈的公司較少，代表就只有萬向集團(tuán)了。首先，萬向集團(tuán)成立了一個名為區(qū)塊鏈實驗室的非營利性機構(gòu)，其聯(lián)合創(chuàng)始人分別是中國萬向控股有限公司副董事長兼執(zhí)行董事肖風(fēng)、以太坊創(chuàng)始人VitalikButerin、以及比特股聯(lián)合創(chuàng)始人沈波。然后，該區(qū)塊鏈實驗室將設(shè)立一支5000萬美元的基金，專門投資有商業(yè)前景的區(qū)塊鏈應(yīng)用技術(shù)項目。其中，萬向集團(tuán)將是唯一有限合伙方（LP）。區(qū)塊鏈的實踐：中國按照萬向控股副董事長肖風(fēng)的話說，國內(nèi)區(qū)塊鏈的發(fā)展已經(jīng)落后歐美國家1至2兩年的時間。他把區(qū)塊鏈技術(shù)在中國目前的現(xiàn)狀，比做是“上世紀(jì)90年代中后期的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”——未來可能能夠重構(gòu)金融業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)施，但是還處在非常早期的發(fā)展階段。相較于歐美金融機構(gòu)的對此技術(shù)的研究和應(yīng)用進(jìn)度，國內(nèi)金融機構(gòu)對于區(qū)塊鏈還處在早期信息收集、資料整理的階段。區(qū)塊鏈的應(yīng)用場景豐富區(qū)塊鏈的應(yīng)用場景豐富區(qū)塊鏈的應(yīng)用場景大致可分為數(shù)字貨幣、記錄保存、智能合約和證券。具體包括跨境支付、電子商務(wù)、投票、公證、知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)、證券發(fā)行交易、眾籌、契約、擔(dān)保等各類社會事務(wù)。區(qū)塊鏈的應(yīng)用必須建立在大量群體參與并共享的基礎(chǔ)上才能體現(xiàn)價值，封閉的系統(tǒng)并不能發(fā)揮區(qū)塊鏈技術(shù)的優(yōu)勢。海外區(qū)塊鏈技術(shù)研究與投資廣受追捧全球性技術(shù)公司、咨詢公司和金融公司積極尋求合作，探索區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用場景IBM的Linux基金會推出了“開放賬本項目”（OpenLedgerProject），通過開源，實現(xiàn)區(qū)塊鏈的巨大潛力。埃森哲，澳新銀行，思科，第一信貸，德意志交易所，DAH數(shù)字資產(chǎn)控股，DTCC，富士通，IC3，英特爾，摩根大通，倫敦證券交易所集團(tuán)，三菱UFJ金融集團(tuán)，R3，StateStreet，SWIFT，VMware和富國銀行加入了該計劃。管理咨詢公司埃森哲的金融創(chuàng)新實驗室也加入了區(qū)塊鏈初創(chuàng)公司，包括在香港的匯款初創(chuàng)企業(yè)Bitspark和能夠使用區(qū)塊鏈機制，通過眾籌的方式來發(fā)行證券的Crowdaura。Visa聯(lián)合Coinbase推出了首張在美國可以使用的比特幣借記卡。在2015年11月30日的倫敦UnBound大會上，Visa歐洲創(chuàng)新實驗室展示了一款“概念證明”（proof-of-concept）匯款應(yīng)用，通過這款應(yīng)用，人們可以在比特幣區(qū)塊鏈上匯款。區(qū)塊鏈技術(shù)的開發(fā)得到各國政府部門的支持和鼓勵-英國央行已組建了區(qū)塊鏈技術(shù)團(tuán)隊，并考慮發(fā)行電子貨幣的可能性。-英國政府對科技金融