中國區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展白皮書

指導(dǎo)單位：工業(yè)和信息化部信息化和軟件服務(wù)業(yè)司國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)二部編寫單位：中國區(qū)塊鏈技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇2016年10月18日發(fā)布2016年10月序當(dāng)前，全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革持續(xù)深入，國際產(chǎn)業(yè)格局加速投入最集中、創(chuàng)新最活躍、應(yīng)用最廣泛、輻射帶動作用最大的領(lǐng)域，是全球技術(shù)創(chuàng)新的競爭高地，是引領(lǐng)新一輪變革的主導(dǎo)力量。的集成應(yīng)用，近年來已成為聯(lián)合國、國際貨幣基金組織等國際組織以及許多國家政府研究討論的熱點，產(chǎn)業(yè)界也紛紛加大投入力度。目前，區(qū)塊鏈的應(yīng)云計算、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)的發(fā)展帶來新的機遇，有能力引發(fā)新一輪的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)變革。為推動區(qū)塊鏈技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，信息化和軟件服務(wù)業(yè)司指導(dǎo)中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院，聯(lián)合螞蟻金融云、萬向控股、微眾銀行、樂視、萬達(dá)網(wǎng)絡(luò)、平安科技等骨干企業(yè)，開展區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展趨勢專題研究，編撰形成了《中國區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展白皮書(2016)》。白皮書總結(jié)了區(qū)塊鏈發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，分析了核心關(guān)鍵技術(shù)及典型應(yīng)用場景，提出了我國區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展路線圖和標(biāo)準(zhǔn)化路線圖等相關(guān)建議。白皮書內(nèi)容詳實、分析透徹，具有較好的參考價值。希望各界共同努力，積極把握區(qū)塊鏈發(fā)展趨勢和規(guī)律，營造良好的發(fā)展環(huán)境，加速推動我國區(qū)塊鏈技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。信息化和軟件服務(wù)業(yè)司司長近兩年來，聯(lián)合國、國際貨幣基金組織和多個發(fā)達(dá)國家政府先后發(fā)布了有關(guān)區(qū)塊鏈的系列報告，探索區(qū)塊鏈技術(shù)及其應(yīng)用。在國內(nèi)，金融企業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、T企業(yè)和制造企業(yè)積極投入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用推廣，發(fā)展勢頭迅猛。為了積極引導(dǎo)我國區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展，我們編寫一、國內(nèi)外區(qū)塊鏈發(fā)展現(xiàn)狀的研究分析。首先研究了區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展的演進(jìn)路徑，提出了區(qū)塊鏈的發(fā)展生態(tài)結(jié)構(gòu)，盤點了7類典型參與者：開源社區(qū)、產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、骨干企業(yè)、初創(chuàng)公司、投資機構(gòu)、金融機構(gòu)和監(jiān)管機構(gòu)的區(qū)塊鏈實踐進(jìn)程。梳理了英國、美國、俄羅斯等國家的相關(guān)機構(gòu)對區(qū)塊鏈的態(tài)度，分析了區(qū)塊鏈與云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、下一代網(wǎng)二、區(qū)塊鏈典型應(yīng)用場景及典型應(yīng)用分析。通過分析全球200多個應(yīng)用案例，提出了區(qū)塊鏈的典型應(yīng)用場景。列舉了6個應(yīng)用相對成熟、應(yīng)用前景廣闊或具有潛在應(yīng)用價值的應(yīng)用場景，并對區(qū)塊鏈的應(yīng)用價值進(jìn)行了三、提出我國區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展路線圖的建議。分析提出了由7個主要技術(shù)特征構(gòu)成的區(qū)塊鏈通用技術(shù)需求，結(jié)合國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用場景，提出典型的區(qū)塊鏈技術(shù)架構(gòu)，并分析了共識機制、數(shù)據(jù)存儲、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、加密算法、隱私保護(hù)和智能合約等6類核心關(guān)鍵技術(shù)，以及區(qū)塊鏈治理和安全。最后，結(jié)合國內(nèi)外發(fā)展趨勢，提出了我國區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展以及區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展需求，提出了基礎(chǔ)、業(yè)務(wù)和應(yīng)用、過程和方法、可信和互操作、信息安全等5類標(biāo)準(zhǔn)，并初步明確了21個標(biāo)準(zhǔn)化重點最后，基于對全球區(qū)塊鏈發(fā)展趨勢的研判，以及我國區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，圍繞扶持政策、技術(shù)攻關(guān)和平臺建設(shè)、應(yīng)用示范等方中國區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展白皮書(2016)指導(dǎo)單位工業(yè)和信息化部信息化和軟件服務(wù)業(yè)司國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)二部編寫單位(排名不分先后)中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院北京螞蟻云金融信息服務(wù)有限公司中國萬向控股有限公司深圳前海微眾銀行股份有限公司中國平安保險(集團(tuán))股份有限公司樂視聯(lián)服信息技術(shù)有限公司萬達(dá)網(wǎng)絡(luò)科技有限公司編寫人員李升林季宙棟蘇小康余文波陳家樂李倉良盧道和黃宇翔趙尊奎范瑞彬喻學(xué)才馮慶磊姚輝亞張開翔汪東艷 2 5 5 62.1.2區(qū)塊鏈1.0——數(shù)字貨幣 8 2.1.4區(qū)塊鏈類型 2.2區(qū)塊鏈發(fā)展生態(tài) 2.3.3美國特拉華州：區(qū)塊鏈技術(shù)簡化企業(yè)注冊成 2.3.4俄羅斯央行：研究區(qū)塊鏈在金融領(lǐng)域的潛在應(yīng)用 2.3.6新加坡政府：銀行應(yīng)持續(xù)關(guān)注技術(shù)變革 2.4區(qū)塊鏈與新一代信息技術(shù) 202.4.1區(qū)塊鏈與云計算 2.4.2區(qū)塊鏈與大數(shù)據(jù) 212.4.3區(qū)塊鏈與物聯(lián)網(wǎng) 2.4.4區(qū)塊鏈與下一代移動通訊網(wǎng)絡(luò) 222.4.5區(qū)塊鏈與加密技術(shù) 232.4.6區(qū)塊鏈與人工智能 23三、區(qū)塊鏈典型應(yīng)用場景 3.1區(qū)塊鏈應(yīng)用全景概覽 253.2區(qū)塊鏈與金融服務(wù) 263.2.1行業(yè)痛點 263.2.2基于區(qū)塊鏈的解決思路 263.2.3應(yīng)用場景 3.3區(qū)塊鏈與供應(yīng)鏈管理 28 3.3.2基于區(qū)塊鏈的解決思路 293.3.3應(yīng)用場景 293.4區(qū)塊鏈與文化娛樂 3.4.2基于區(qū)塊鏈的解決思路 3.4.3應(yīng)用場景 3.5區(qū)塊鏈與智能制造 3.5.2基于區(qū)塊鏈的解決思路 3.5.3應(yīng)用場景 3.6區(qū)塊鏈與社會公益 353.7區(qū)塊鏈與教育就業(yè) 3.8區(qū)塊鏈應(yīng)用展望 4.1區(qū)塊鏈通用技術(shù)需求 4.2區(qū)塊鏈技術(shù)架構(gòu) 414.3區(qū)塊鏈核心關(guān)鍵技術(shù) 414.3.1共識機制 41 42 454.4區(qū)塊鏈治理 46 46 464.5區(qū)塊鏈安全 474.5.1區(qū)塊鏈技術(shù)特有的安全特性 484.5.2區(qū)塊鏈技術(shù)面臨的安全挑戰(zhàn)與應(yīng)對策略 4.5.3區(qū)塊鏈的安全體系構(gòu)建 494.6區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展路線 4.6.1區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展趨勢 4.6.2區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展路線圖 五、我國區(qū)塊鏈標(biāo)準(zhǔn)化路線圖 5.1區(qū)塊鏈標(biāo)準(zhǔn)化需求分析 5.2區(qū)塊鏈標(biāo)準(zhǔn)體系建議 5.3區(qū)塊鏈標(biāo)準(zhǔn)化重點方向 5.3.2業(yè)務(wù)和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn) 5.3.3過程和方法標(biāo)準(zhǔn) 5.3.4可信和互操作標(biāo)準(zhǔn) 5.3.5信息安全標(biāo)準(zhǔn) 605.4區(qū)塊鏈標(biāo)準(zhǔn)化實施方案 5.5區(qū)塊鏈國際標(biāo)準(zhǔn)化 5.5.1國際標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程 5.5.2國際標(biāo)準(zhǔn)化策略 65 參考文獻(xiàn) 70區(qū)塊鏈?zhǔn)欠植际綌?shù)據(jù)存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法等計算機技術(shù)在互聯(lián)網(wǎng)時代的創(chuàng)新應(yīng)用模式。區(qū)塊鏈技術(shù)被認(rèn)為是繼大型機、個人電腦、互聯(lián)網(wǎng)之后計算模式的顛覆式創(chuàng)新，很可能在全球范圍引起一場新的技術(shù)革新和產(chǎn)業(yè)變革。聯(lián)合國、國際貨幣基金組織，以及美國、英國、日本等國家對區(qū)塊鏈的發(fā)展給予高度關(guān)注，積極探索推動區(qū)塊鏈的應(yīng)用。目前，區(qū)塊鏈的應(yīng)用已延伸到物聯(lián)網(wǎng)、智能制造、供應(yīng)鏈管理、數(shù)字資產(chǎn)交易等多個領(lǐng)域。近年來，區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用在我國引起了多個行業(yè)的廣泛關(guān)注，北京、上海、深圳等城市先后成立了不同形式的聯(lián)盟，區(qū)塊鏈的應(yīng)用開發(fā)實踐在以金融科技為代表的領(lǐng)域逐漸展開，同時在媒體的推動下不斷掀起討論熱潮?？偟膩砜?，在多重力量和因素的催化下，區(qū)塊鏈或許已經(jīng)開啟一個快速發(fā)展的時期。另外，我們也要清醒地看到，區(qū)塊鏈技術(shù)是從比特幣這一應(yīng)用中衍生出來的技術(shù)，是否成熟可用，需要投入新的技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用實踐來進(jìn)行證明。因此，區(qū)塊鏈的大發(fā)展并非萬事俱備，而是機遇與風(fēng)險并存，動力與障礙共同作用，特別是缺乏金融領(lǐng)域以外的成熟應(yīng)用，至今仍是區(qū)塊鏈的一個現(xiàn)實不足。更重要的是，近期發(fā)生的一系列安全事件，透露出區(qū)塊鏈技術(shù)仍然面臨安全風(fēng)險和挑戰(zhàn)。為系統(tǒng)研究分析區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用的發(fā)展趨勢，梳理我國推動區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展的路徑，提出區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展的相關(guān)建議，2016年7月，工業(yè)和信息化部信息化和軟件服務(wù)業(yè)司印發(fā)了《關(guān)于組織開展區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展趨勢研究的函》(工信軟函[2016]840號),委托中2國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院聯(lián)合螞蟻金服、萬向控股、微眾銀行、平安科技、樂視金融、萬達(dá)網(wǎng)絡(luò)科技等單位開展區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展趨勢研究。為有效貫徹落實工信軟函[2016]840號文的要求，推動我國區(qū)塊鏈技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，我們聯(lián)合編寫了本白皮書，目的是為各級產(chǎn)業(yè)主管部門、從業(yè)機構(gòu)提供指導(dǎo)和參考。1.2編寫方法一是收集和分析國外最新文獻(xiàn)資料。收集了聯(lián)合國、國際貨幣基金組織，以及美國、英國、日本等國際政府間組織和主要國家政府發(fā)布的區(qū)塊鏈相關(guān)報告，比特幣、以太坊、超級賬本等區(qū)塊鏈開源技術(shù)平臺的白皮書。例如聯(lián)合國的《數(shù)字貨幣和區(qū)塊鏈技術(shù)在構(gòu)建社會團(tuán)結(jié)金融中如何扮演角色》(HowCanCryptocurrencyandBlo報告《分布式賬本技術(shù)》超越區(qū)塊鏈》(DistributedLedgerTechnology:BeyondBlockchain)、日本產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)省的《區(qū)塊鏈技術(shù)及相關(guān)服務(wù)的調(diào)查報告(2015)》(SurveyonBlockchainTechnologiesandRelatedServicesFY2015Report)等，累計研究分析了20多項最新的文獻(xiàn)資料，系統(tǒng)掌握了國外區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展最新動向。二是研究分析國外典型應(yīng)用案例。累計研究分析了金融服務(wù)、供應(yīng)鏈管理、文化娛樂等領(lǐng)域的200多個應(yīng)用案例，包括所采用的底層基礎(chǔ)設(shè)施、應(yīng)用架構(gòu)、服務(wù)內(nèi)容和應(yīng)用價值等方面。例如全球開發(fā)者共同開發(fā)和維護(hù)的比特幣和以太坊、美國區(qū)塊鏈創(chuàng)業(yè)公司Skuchain的區(qū)塊鏈供應(yīng)鏈解決方案、美國Blockai公司的數(shù)字作品知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)方案，初步掌握了區(qū)塊鏈技術(shù)在全球的總體應(yīng)用情況以及存在的問題。三是系統(tǒng)梳理國內(nèi)區(qū)塊鏈研發(fā)和應(yīng)用實踐。重點分析了螞蟻金服、萬向控股、微眾銀行、平安科技、樂視金融、萬達(dá)網(wǎng)絡(luò)科技、鉅真金融等 3數(shù)十家企業(yè)在區(qū)塊鏈底層技術(shù)平臺研發(fā)、區(qū)塊鏈即服務(wù)(BlockchainasaService,簡稱BaaS)實踐和行業(yè)應(yīng)用推廣。例如，萬向區(qū)塊鏈實驗室的BaaS平臺、微眾銀行的銀行間聯(lián)合貸款清算項目、螞蟻金服的社會公益項目、鉅真金融的區(qū)塊鏈底層架構(gòu)平臺等，全面掌握了區(qū)塊鏈技術(shù)在國內(nèi)的研發(fā)和應(yīng)用最新進(jìn)展以及未來的發(fā)展趨勢。四是聯(lián)合開展研究。共同開展“十問區(qū)塊鏈”專題研究，研究分析區(qū)塊鏈的關(guān)鍵技術(shù)、區(qū)塊鏈架構(gòu)、應(yīng)用全景等。例如，在“十問區(qū)塊鏈”專題研究中涉及了區(qū)塊鏈?zhǔn)羌夹g(shù)還是模式、區(qū)塊鏈安全等問題；在區(qū)塊鏈架構(gòu)方面，提出了3層結(jié)構(gòu)的方案，分析了區(qū)塊鏈與新一代信息技術(shù)的關(guān)系，并初步規(guī)劃了我國區(qū)塊鏈標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)和標(biāo)準(zhǔn)化實施方案。另外，需要特別說明的是，在編寫白皮書的過程中，所采用的數(shù)據(jù)僅供參考，同時最新數(shù)據(jù)的截至日期為2016年9月中句。1.3術(shù)語和縮略語本白皮書中涉及的重點術(shù)語及其所表達(dá)的意義如表1-1所示。區(qū)塊鏈分布式數(shù)據(jù)存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法等計算機技術(shù)的相對于集中式而言。在白皮書中，分布式是區(qū)塊鏈的對應(yīng)的英文是Decentralized,完整的表達(dá)形式是不(集群)、利用分布的計算機資源進(jìn)行計算的模式。通過科技讓金融服務(wù)更高效，通常簡稱為FinTech。立足機會平等要求和商業(yè)可持續(xù)原則，以可負(fù)擔(dān)數(shù)字貨幣貨幣的數(shù)字化，通過數(shù)據(jù)交易并發(fā)揮交易媒介、記賬單位及價值存儲4共識機制區(qū)塊鏈系統(tǒng)中實現(xiàn)不同節(jié)點之間建立信任、獲取權(quán)益智能合約的資產(chǎn)數(shù)據(jù)庫。其中，資產(chǎn)可以是貨幣以及法律定義的、實體的或是電子的資產(chǎn)。工作量證明(ProofofWork)權(quán)益證明(ProofofStake)股份授權(quán)證明(DelegateProofofStake)Paxos算法(FaxusAlgorithm)實用拜占庭容錯(PracticalByzantineFaultTolerance)點對點(PeertoPeer)分布式應(yīng)用(DecentralizedApplication)RSA加密算法(RSAAlgorithm)橢圓加密算法(ElipticCurveCryptography)區(qū)塊鏈即服務(wù)(BlockchainasaSarvica)5、國內(nèi)外區(qū)塊鏈發(fā)展現(xiàn)狀2.1區(qū)塊鏈發(fā)展演進(jìn)路徑2008年發(fā)表的奠基性論文《比特幣：一種點對點電子現(xiàn)金系統(tǒng)》。狹義來講，區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N按照時間順序?qū)?shù)據(jù)區(qū)塊以順序相連的方式組合成的一種鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并以密碼學(xué)方式保證的不可篡改和不可偽造的分布式賬本。廣義來講，區(qū)塊鏈技術(shù)是利用塊鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來驗證與存儲數(shù)據(jù)、利用分布式節(jié)點共識算法來生成和更新數(shù)據(jù)、利用密碼學(xué)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來編程和操作數(shù)據(jù)的一種全新的分布式基礎(chǔ)架構(gòu)與計算范式。目前，區(qū)塊鏈技術(shù)被很多大型機構(gòu)稱為是徹底改變業(yè)務(wù)乃至機構(gòu)運作方式的重大突破性技術(shù)。同時，就像云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)一樣，區(qū)塊鏈技術(shù)并不是單一信息技術(shù)，而是依托于現(xiàn)有技術(shù)，加以獨創(chuàng)性的組合及創(chuàng)新，從而實現(xiàn)以前未實現(xiàn)的功能。至今為止，區(qū)塊鏈技術(shù)大致經(jīng)歷了3個發(fā)展階段，如圖2-1所示。技術(shù)起源區(qū)塊鏈1.0區(qū)塊鏈2.06002.1.1技術(shù)來源1、P2P網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是區(qū)塊鏈系統(tǒng)連接各對等節(jié)點的組網(wǎng)技術(shù)，學(xué)術(shù)界將其翻譯為對等網(wǎng)絡(luò)，在多數(shù)媒體上則被稱為“點對點”或“端對端”網(wǎng)絡(luò)，是建構(gòu)在互聯(lián)網(wǎng)上的一種連接網(wǎng)絡(luò)。圖2-2a)所示為一種P2P網(wǎng)絡(luò)模式，圖2-2b)為典型中心化網(wǎng)絡(luò)模式。同不同于中心化網(wǎng)絡(luò)模式，P2P網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點的計算機地位平等，每個節(jié)點有相同的網(wǎng)絡(luò)權(quán)力，不存在中心化的服務(wù)器。所有節(jié)點間通過特定的軟件協(xié)議共享部分計算資源、軟件或者信息內(nèi)容。在比特幣出現(xiàn)之前，P2P網(wǎng)絡(luò)計算技術(shù)已被廣泛用于開發(fā)各種應(yīng)用，如即時通訊軟件、文件共享和下載軟件、網(wǎng)絡(luò)視頻播放軟件、計算資源共享軟件等。P2P網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是構(gòu)成區(qū)塊鏈技術(shù)架構(gòu)的核心技術(shù)之一。2、非對稱加密算法是指使用公私鑰對數(shù)據(jù)存儲和傳輸進(jìn)行加密和解密。公鑰可公開發(fā)布，用于發(fā)送方加密要發(fā)送的信息，私鑰用于接收方解密接收到的加密內(nèi)容。公私鑰對計算時間較長，主要用于加密較少的數(shù)據(jù)。常用的非對稱加密算法有RSA和ECC。非對稱加密算法的過程如圖2-3所示。區(qū)塊鏈正是使用非對稱加密的公私鑰對來構(gòu)建節(jié)點間信任的。 73、數(shù)據(jù)庫技術(shù)涉及計算機技術(shù)發(fā)展的大半歷程，是基礎(chǔ)性技術(shù)，也是軟件業(yè)的基石。數(shù)據(jù)庫技術(shù)脫胎于軟件業(yè)，將數(shù)據(jù)儲存獨立于代碼，改變了此前數(shù)據(jù)處理軟件的架構(gòu)。數(shù)據(jù)庫技術(shù)從早期的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、層次結(jié)構(gòu)發(fā)展到基于嚴(yán)密關(guān)系代數(shù)基礎(chǔ)的關(guān)系型。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫用簡單的二維表格集存儲真實世界的對象及其聯(lián)系，有業(yè)界統(tǒng)一的SQL語言，被極為廣泛地用于構(gòu)建各種系統(tǒng)和應(yīng)用軟件。世界互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)催生了以鍵值 (簡稱：Key-Value)對為基礎(chǔ)的分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。目前，世界上主要的互聯(lián)網(wǎng)公司根據(jù)各自需要研發(fā)和構(gòu)建了NoSQL數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。在區(qū)塊鏈系統(tǒng)建設(shè)方面，傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫和分布式鍵值數(shù)據(jù)均適用。4、數(shù)字貨幣(Digitalmoney)又被稱為電子現(xiàn)金(Ecash)或電子貨幣(Emoney),視為對現(xiàn)實貨幣的模擬，涉及用戶、商家和處于中心化地位的銀行或第三方支付機構(gòu)。數(shù)字貨幣是電子商務(wù)和網(wǎng)上轉(zhuǎn)賬的基礎(chǔ)?，F(xiàn)實中數(shù)字貨幣也指一類免密支付的卡，如公交卡。第一個數(shù)字貨幣方案于1982年被Chaum創(chuàng)造性地提出，致力于解決重復(fù)花費問題，使用了盲簽名技術(shù)，可以完全保護(hù)用戶隱私。完全匿名的數(shù)字貨幣不能滿足政府和金融機構(gòu)的監(jiān)管要求，于是匿名可控的概念被學(xué)者們提出。匿名可控即在適當(dāng)條件下可以撤銷匿名性且用戶無法察覺，也可以是在審計時用戶主動撤銷匿名性。數(shù)字貨幣的使用過程如圖2-4所示。8數(shù)字貨幣:數(shù)字貨幣:發(fā)款申請檢驗銀行網(wǎng)絡(luò)使用過的數(shù)字貨幣資料庫圖2-4數(shù)字貨幣的使用過程2.1.2區(qū)塊鏈1.0——數(shù)字貨幣2009年初，比特幣網(wǎng)絡(luò)正式上線運行。作為一種虛擬貨幣系統(tǒng)，比特幣的總量是由網(wǎng)絡(luò)共識協(xié)議限定的，沒有任何個人及機構(gòu)能夠隨意修改其中的供應(yīng)量及交易記錄。在比特幣網(wǎng)絡(luò)成功運行多年后，部分金融機構(gòu)開始意識到，支撐比特幣運行的底層技術(shù)——區(qū)塊鏈實際上是一種極其巧妙的分布式共享賬本及點對點價值傳輸技術(shù)，對金融乃至各行各業(yè)帶來的潛在影響甚至可能不亞于復(fù)式記賬法的發(fā)明。若從其實質(zhì)分析，區(qū)塊鏈就是一種無須中介參與，亦能在互不信任或弱信任的參與者之間維系一套不可篡改的賬本記錄的技術(shù)。區(qū)塊鏈1.0的1、以區(qū)塊為單位的鏈狀數(shù)據(jù)塊結(jié)構(gòu)：區(qū)塊鏈系統(tǒng)各節(jié)點通過一定的共識機制選取具有打包交易權(quán)限的區(qū)塊節(jié)點，該節(jié)點需要將新區(qū)塊的前一個區(qū)塊的哈希值、當(dāng)前時間戳、一段時間內(nèi)發(fā)生的有效交易及其梅克爾樹根值等內(nèi)容打包成一個區(qū)塊，向全網(wǎng)廣播。由于每一個區(qū)塊都是與前續(xù)區(qū)塊通過密碼學(xué)證明的方式鏈接在一起的，當(dāng)區(qū)塊鏈達(dá)到一定的長度后，要 9修改某個歷史區(qū)塊中的交易內(nèi)容就必須將該區(qū)塊之前的所有區(qū)塊的交易記錄及密碼學(xué)證明進(jìn)行重構(gòu)，有效實現(xiàn)了防篡改。2、全網(wǎng)共享賬本：在典型的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中，每一個節(jié)點都能夠存儲全網(wǎng)發(fā)生的歷史交易記錄的完整、一致賬本，即對個別節(jié)點的賬本數(shù)據(jù)的篡改、攻擊不會影響全網(wǎng)總賬的安全性。此外，由于全網(wǎng)的節(jié)點是通過點對點的方式連接起來的，沒有單一的中心化服務(wù)器，因此不存在單一的攻擊入口。同時，全網(wǎng)共享賬本這個特性也使得防止雙重支付成為現(xiàn)實。3、非對稱加密：典型的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中，賬戶體系由非對稱加密算法下的公鑰和私鑰組成，若沒有私鑰則無法使用對應(yīng)公鑰中的資產(chǎn)。4、源代碼開源：區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中設(shè)定的共識機制、規(guī)則等都可以通過一致的、開源的源代碼進(jìn)行驗證。以上技術(shù)的組合，就是區(qū)塊鏈1.0的典型實現(xiàn)，其完整的技術(shù)架構(gòu)如圖2-5所示。發(fā)行機制分配機制網(wǎng)絡(luò)層驗證機制區(qū)塊數(shù)據(jù)數(shù)字簽名哈希函數(shù)非對稱加密2.1.3區(qū)塊鏈2.0——智能合約2014年前后，業(yè)界開始認(rèn)識到區(qū)塊鏈技術(shù)的重要價值，并將其用于數(shù)字貨幣外的領(lǐng)域，如分布式身份認(rèn)證、分布式域名系統(tǒng)、分布式自治組織等。這些應(yīng)用稱為分布式應(yīng)用(DAPP)。用區(qū)塊鏈技術(shù)架構(gòu)從零開始構(gòu)建DAPP非常困難，但不同的DAPP共享了很多相同的組件。區(qū)塊鏈2.0試圖創(chuàng)建可共用的技術(shù)平臺并向開發(fā)者提供BaaS服務(wù)，極大提高了交易速度，大大降低資源消耗，并支持PoW、PoS和DPoS等多種共識算法，使DAPP的開發(fā)變得更容易。區(qū)塊鏈2.0的典型特征如下：1、智能合約：區(qū)塊鏈系統(tǒng)中的應(yīng)用，是已編碼的、可自動運行的業(yè)務(wù)邏輯，通常有自己的代幣和專用開發(fā)語言。2、DAPP:包含用戶界面的應(yīng)用，包括但不限于各種加密貨幣，如以太坊錢包。3、虛擬機：用于執(zhí)行智能合約編譯后的代碼。虛擬機是圖靈完備的。區(qū)塊鏈2.0的技術(shù)架構(gòu)如圖2-6所示。智能合約層照本代碼發(fā)行機制分配機制網(wǎng)絡(luò)層傳播機制驗證機制區(qū)塊數(shù)據(jù)數(shù)字簽名哈希函數(shù)非對稱加密圖2-6區(qū)塊鏈2.0技術(shù)架構(gòu) 隨著區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用的不斷深入，以智能合約、DAPP為代表的區(qū)塊鏈2.0,將不僅僅是支撐各種典型行業(yè)應(yīng)用的架構(gòu)體系。在政府、企事業(yè)單位、行業(yè)組織等多種組織運轉(zhuǎn)形態(tài)的背后，可能都能看到區(qū)塊鏈的這種分布式協(xié)作模式的影子。可以說，區(qū)塊鏈必將廣泛而深刻地改變?nèi)藗兊纳罘绞健^(qū)塊鏈技術(shù)可能應(yīng)用于人類活動的規(guī)模協(xié)調(diào)，有人甚至預(yù)測人類社會可能進(jìn)入?yún)^(qū)塊鏈時代，即區(qū)塊鏈3.0。2.1.4區(qū)塊鏈類型區(qū)塊鏈系統(tǒng)根據(jù)應(yīng)用場景和設(shè)計體系的不同，一般分為公有鏈、聯(lián)盟鏈和專有鏈。其中：公有鏈的各個節(jié)點可以自由加入和退出網(wǎng)絡(luò)，并參加鏈上數(shù)據(jù)的讀寫，運行時以扁平的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)互聯(lián)互通，網(wǎng)絡(luò)中不存在任何中心化的服務(wù)端節(jié)點。聯(lián)盟鏈的各個節(jié)點通常有與之對應(yīng)的實體機構(gòu)組織，通過授權(quán)后才能加入與退出網(wǎng)絡(luò)。各機構(gòu)組織組成利益相關(guān)的聯(lián)盟，共同維護(hù)區(qū)塊鏈的健康運轉(zhuǎn)。專有鏈的各個節(jié)點的寫入權(quán)限收歸內(nèi)部控制，而讀取權(quán)限可視需求有選擇性地對外開放。專有鏈仍然具備區(qū)塊鏈多節(jié)點運行的通用結(jié)構(gòu)，適用于特定機構(gòu)的內(nèi)部數(shù)據(jù)管理與審計。上述3種類型的區(qū)塊鏈特性如圖2-7所示：聯(lián)盟鏈聯(lián)盟鏈管AML/KYC公有鏈2.2區(qū)塊鏈發(fā)展生態(tài)隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的演進(jìn)，越來越多的機構(gòu)開始重視并參與到區(qū)塊鏈技術(shù)的探索中來。從最初的以比特幣、以太坊等公有鏈項目開源社區(qū)，到各種類型的區(qū)塊鏈創(chuàng)業(yè)公司、風(fēng)險投資基金、金融機構(gòu)、IT企業(yè)及監(jiān)管機構(gòu)，區(qū)塊鏈的發(fā)展生態(tài)也在逐漸得到發(fā)展與豐富?？偟膩砜?，區(qū)塊鏈完整的發(fā)展生態(tài)如圖2-8所示。2.2.1開源社區(qū)不同于很多其他技術(shù)，區(qū)塊鏈技術(shù)并非發(fā)源于科研院所，也不是來自于企業(yè)，而是發(fā)源于開源社區(qū)，并在社區(qū)中發(fā)展壯大，此后逐漸受到金融機構(gòu)、IT巨頭等機構(gòu)的關(guān)注。目前，具有代表性的區(qū)塊鏈開源項目有兩類：一類是以比特幣、以太坊為代表的源自于技術(shù)社區(qū)的開源項目。這一類項目主要以公有鏈為主，大部分項目采用PoW作為共識機制。相應(yīng)的社區(qū)組成包括了開發(fā)者、礦工、代幣持有者及代幣交易平臺等。另一類則是由傳統(tǒng)企業(yè)發(fā)起的區(qū)塊鏈開源項目，最具代表性的便是Linux基金會于 2015年發(fā)起的超級賬本項目(HyperledgerProject)。存儲通信個人&聯(lián)盟聯(lián)器鐵可編程合約公有鏈可編程資產(chǎn)企業(yè)機構(gòu)隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展，其在各行業(yè)的應(yīng)用潛力開始受到參與者的關(guān)注。為了協(xié)調(diào)推進(jìn)區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展，國內(nèi)外先后成立各種類型的區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。例如，美國銀行、花旗銀行、紐約梅隆銀行、德意志銀行、法國興業(yè)銀行、摩根史丹利等國際大型金融機構(gòu)參加的R3區(qū)塊鏈聯(lián)盟，萬向控股、樂視金融、上海矩真等發(fā)起成立的分布式總賬基礎(chǔ)協(xié)議聯(lián)盟(簡稱：Chinaledger),微眾銀行、平安銀行、招銀網(wǎng)絡(luò)、恒生電子等共同發(fā)起成立的金融區(qū)塊鏈合作聯(lián)盟(簡稱：金鏈盟)?！?.2.3骨干企業(yè)目前，國內(nèi)外互聯(lián)網(wǎng)、IT等領(lǐng)域的大量企業(yè)開始涉足區(qū)塊鏈行業(yè)，著手研發(fā)或推出從基礎(chǔ)設(shè)施到應(yīng)用案例的一系列解決方案。其中，國內(nèi)已經(jīng)初步發(fā)展形成了一批區(qū)塊鏈骨干企業(yè)。例如，萬向控股于2015年9月成立了萬向區(qū)塊鏈實驗室，開展區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)研究、開源項目贊助等活動，并建立了國內(nèi)首個區(qū)塊鏈云平臺——萬云(Wancloud)。此外，設(shè)立了專注于區(qū)塊鏈領(lǐng)域的風(fēng)險投資基金，已在全球范圍內(nèi)投資超過30個區(qū)塊鏈初創(chuàng)公司，累計投資金額超3000萬美金。2016年9月，萬向集團(tuán)宣布未來7年還將投資2000億人民幣在杭州建設(shè)以新能源汽車為核心產(chǎn)業(yè)的“萬向創(chuàng)新聚能城”,該項目將全方位大規(guī)模應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)，成為迄今為止全球最大的區(qū)塊鏈應(yīng)用項目。螞蟻金服在以公益為代表的普惠金融場景中利用區(qū)塊鏈解決信任缺失的問題。萬達(dá)網(wǎng)絡(luò)科技積極加入國際區(qū)塊鏈開源聯(lián)盟，專注推動國內(nèi)開源區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展，研發(fā)安全可控的自主區(qū)塊鏈平臺，同時將區(qū)塊鏈技術(shù)融入智慧生活、物流網(wǎng)等領(lǐng)域，整合海量實體商業(yè)應(yīng)用場景，實現(xiàn)實體產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級，已內(nèi)部試運行區(qū)塊鏈征信及區(qū)塊鏈資產(chǎn)交易所等應(yīng)用。微眾銀行倡議發(fā)起金融區(qū)塊鏈合作聯(lián)盟，推出基于騰訊云的聯(lián)盟鏈云服務(wù)，發(fā)布了基于聯(lián)盟鏈技術(shù)的銀行間聯(lián)合貸款清算平臺并已上線試運行。2.2.4初創(chuàng)公司隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展，區(qū)塊鏈領(lǐng)域的初創(chuàng)公司也如雨后春筍般涌現(xiàn)出來。這些初創(chuàng)公司將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用到包括金融與非金融在內(nèi)的多個領(lǐng)域中。其中，金融領(lǐng)域包含支付匯款、智能債券、資產(chǎn)發(fā)行與交易后清結(jié)算等應(yīng)用。在非金融領(lǐng)域包括數(shù)字存證、物聯(lián)網(wǎng)、供應(yīng)鏈、醫(yī)療、公益、文化娛樂等應(yīng)用。此外，還出現(xiàn)了一些為區(qū)塊鏈開發(fā)者提供開發(fā)平臺的技術(shù)型公司。2.2.5投資機構(gòu)資金是推動區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展不可或缺的力量之一，各類投資機構(gòu)也是 區(qū)塊鏈生態(tài)的重要組成部分。由于區(qū)塊鏈技術(shù)仍處于較為早期的階段，風(fēng)險投資機構(gòu)則是區(qū)塊鏈領(lǐng)域內(nèi)的主要投資力量。另外，以高盛為代表的傳統(tǒng)金融機構(gòu)在區(qū)塊鏈投資領(lǐng)域也占據(jù)重要地位。隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的快速發(fā)展，區(qū)塊鏈領(lǐng)域的投資金額一直在成倍的增長。自2009年以來，全球已有數(shù)十億美元的資金投入到區(qū)塊鏈行業(yè)中。2015年以前，主要的投資主要集中在與比特幣相關(guān)的企業(yè)中，比如礦機芯片、交易平臺、支付匯款、錢包服務(wù)等相關(guān)企業(yè)。隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展，越來越多的資金投入在了區(qū)塊鏈技術(shù)研發(fā)及行業(yè)應(yīng)用上，包括交易后清結(jié)算、智能合約、供應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療、身份認(rèn)證、數(shù)據(jù)存證、數(shù)據(jù)分析等。多數(shù)的投資都集中在北美，其次是歐洲，最后是亞洲。由于區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)自2015年以來，全球主流金融機構(gòu)紛紛開始布局區(qū)塊鏈，以高盛、摩根大通、瑞銀集團(tuán)為代表的銀行業(yè)巨頭分別成立各自的區(qū)塊鏈實驗室、發(fā)布區(qū)塊鏈研究報告或申請區(qū)塊鏈專利，并參與投資區(qū)塊鏈初創(chuàng)公司。其中，高盛不僅參與投資了區(qū)塊鏈創(chuàng)業(yè)公司Circle,還在2015年11月提交了一份專利申請，描述了一種可以用于證券結(jié)算系統(tǒng)的全新數(shù)字貨幣融電訊協(xié)會SWIFT等金融巨頭也相繼宣布其區(qū)塊鏈戰(zhàn)略。其中DTCC于2016年1月發(fā)布了名為《擁抱顛覆》的白皮書，呼吁全行業(yè)開展協(xié)作，利用區(qū)塊鏈技術(shù)改造傳統(tǒng)封閉復(fù)雜的金融業(yè)結(jié)構(gòu)，使其變得現(xiàn)代化、組織化和簡單化。除此之外，上海證券交易所、納斯達(dá)加哥商品交易所等各國證券交易所也對區(qū)塊鏈技術(shù)進(jìn)行了深入的探索。其中，納斯達(dá)克在2015年12月30日宣布通過其基于區(qū)塊鏈的交易平臺Linq完成了首個證券交易。2.2.7監(jiān)管機構(gòu)區(qū)塊鏈涉及了包括金融在內(nèi)的多個行業(yè)，各國監(jiān)管機構(gòu)在區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展與落地中勢必會發(fā)揮重要作用。當(dāng)前，各國政府對與以比特幣為代表的數(shù)字貨幣政策定義不一。但對于區(qū)塊鏈技術(shù)，各國政府普遍采取積極支持的態(tài)度。英國、新加坡政府相繼推出了沙盒計劃，以促進(jìn)區(qū)塊鏈領(lǐng)域內(nèi)的創(chuàng)新。中國互聯(lián)網(wǎng)金融協(xié)會也成立了區(qū)塊鏈研究工作組，深入研究區(qū)塊鏈技術(shù)在金融領(lǐng)域的應(yīng)用及影響。2.3部分國家和地區(qū)對區(qū)塊鏈的態(tài)度2015年下半年以來，“區(qū)塊鏈”這個詞開始成為全球各大監(jiān)管機構(gòu)、金融機構(gòu)及商業(yè)機構(gòu)如摩根斯丹利、英國政府、花旗銀行等爭相討論的對象。從整體上看，參與討論的金融機構(gòu)普遍對區(qū)塊鏈技術(shù)在改善其中后端流程效率及降低運作成本的可能性上有著較為積極的態(tài)度，部分國家政府對推動區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用的發(fā)展也持積極態(tài)度。2.3.1中國政府：積極探討推動區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展2016年2月，中國人民銀行行長周小川在談到數(shù)字貨幣相關(guān)問題時曾提及，區(qū)塊鏈技術(shù)是一項可選的技術(shù)，并提到人民銀行部署了重要力量研究探討區(qū)塊鏈應(yīng)用技術(shù)。他認(rèn)為，目前區(qū)塊鏈存在占用資源過多的問題，不管是計算資源還是存儲資源，還應(yīng)對不了現(xiàn)在的交易規(guī)模。2016年9月9日，中國人民銀行副行長范一飛在2015年度銀行科技發(fā)展獎評審領(lǐng)導(dǎo)小組會議中提出，各機構(gòu)應(yīng)主動探索系統(tǒng)架構(gòu)轉(zhuǎn)型，積極研究建立靈活、可延展性強、安全可控的分布式系統(tǒng)架構(gòu)，同時應(yīng)加強對區(qū)塊鏈等新興技術(shù)的持續(xù)關(guān)注，不斷創(chuàng)新服務(wù)和產(chǎn)品，提升普惠金融水平。 2.3.2英國政府：區(qū)塊鏈及分布式賬本技術(shù)有著顛覆性潛力英國政府首席科學(xué)顧問在其《分布式賬本：超越區(qū)塊鏈》報告中指出，區(qū)塊鏈技術(shù)能夠為多種形式的服務(wù)提供新型的信任機制。該國首席科學(xué)顧問認(rèn)為，分布式賬本技術(shù)能夠為英國的金融市場、供應(yīng)鏈、福利管理、土地所有權(quán)登記乃至英國國民健康保健制度等領(lǐng)域帶來極大的好處。此外，該國首席科學(xué)顧問指出，分布式賬本技術(shù)憑借其技術(shù)特點，具有天然的抵御攻擊的優(yōu)勢，認(rèn)為這種網(wǎng)絡(luò)中存在多個共享的數(shù)據(jù)庫副本，網(wǎng)絡(luò)的共識也能防止賬本內(nèi)容未經(jīng)授權(quán)的惡意篡改行為。這樣，就能夠解決中心化數(shù)據(jù)管理方案中可能存在的單點失效風(fēng)險。同時指出，分布式技術(shù)有可能改變數(shù)據(jù)管理體系中對個人信息隱私權(quán)的保護(hù)方式，讓個人有權(quán)力決定個人記錄的訪問權(quán)，為不同的機構(gòu)開放不同的信息訪問權(quán)限。政府首席科學(xué)顧問認(rèn)為，英國在金融技術(shù)領(lǐng)域有著很強大的先發(fā)優(yōu)勢，若借助分布式賬本技術(shù)并探索其對公共服務(wù)及經(jīng)濟(jì)體系所能帶來的益處，則有利于英國在新一輪的金融技術(shù)革命中搶占先機。針對分布式賬本技術(shù)使用過程中的監(jiān)管問題，提出了“法律治理”與“技術(shù)治理”兩大原則，認(rèn)為新時代的金融體系既需要沿用已有的法律體系監(jiān)管模式，也需要考慮如何使用技術(shù)要素對分布式賬本技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行管理。若能妥善處理“法律治理”與“技術(shù)治理”這兩者之間的關(guān)系，分布式賬本技術(shù)有利于降低金融機構(gòu)的合規(guī)成本、降低系統(tǒng)性風(fēng)險及提高金融機構(gòu)運作的效率。最后，政府首席科學(xué)顧問指出，不同的分布式賬本體系都有各自的實施方案，這也帶來了不同的安全性及隱私問題的差異，各機構(gòu)在使用具體的分布式賬本系統(tǒng)之前，應(yīng)該從自身的業(yè)務(wù)流程及安全、隱私保護(hù)的角度出發(fā)，著重解決相關(guān)的問題并尋求最佳的技術(shù)解決方案。2.3.3美國特拉華州：區(qū)塊鏈技術(shù)簡化企業(yè)注冊成本美國的特拉華州因其寬松的企業(yè)管理環(huán)境和法律體系被譽為是“企業(yè)注冊圣地”。目前，在特拉華州注冊的企業(yè)超過了100萬，包括美國過半數(shù)的上市企業(yè)。美國特拉華州州長JackMarkell表示，區(qū)塊鏈技術(shù)用于企業(yè)注冊及股權(quán)管理等領(lǐng)域有著很大的潛力，并通過與特拉華州律師協(xié)會合作，探索將區(qū)塊鏈技術(shù)與該州法律體系結(jié)合起來，擇機開始將特拉華州的企業(yè)檔案管理記錄轉(zhuǎn)移到分布式賬本體系的嘗試。特拉華州政府在區(qū)塊鏈上的一系列舉措及計劃，被統(tǒng)稱為“特拉華州區(qū)塊鏈倡議行動”。2015年成立的智能證券公司Symbiont是該行動的一個參與者，該公司將區(qū)塊鏈技術(shù)與現(xiàn)有的金融市場基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)合起來，用于股東信息登記、股份登記、資本管理等領(lǐng)域，作為特拉華州區(qū)塊鏈倡議行動的重要組成部分。Symbiont公司認(rèn)為這個計劃能夠簡化公司股權(quán)管理及股東權(quán)益管理等事項，從而讓在特拉華州注冊的公司受益。2.3.4俄羅斯央行：研究區(qū)塊鏈在金融領(lǐng)域的潛在應(yīng)用2016年上半年，俄羅斯央行發(fā)布的一項研究計劃表示將對區(qū)塊鏈技術(shù)在金融領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行研究，這與其對比特幣的態(tài)度有著較大的差距。目前，俄羅斯央行發(fā)布的信息顯示已成立了一個專門研究前沿科技及金融市場創(chuàng)新技術(shù)的工作小組，對分布式賬本、區(qū)塊鏈技術(shù)及多種金融科技領(lǐng)域的新成果展開調(diào)查和研究。俄羅斯央行行長ElviraNabiullina表示，該國央行正在密切關(guān)注及監(jiān)控區(qū)塊鏈基礎(chǔ)的發(fā)展，并對其創(chuàng)新金融領(lǐng)域的可能性表示關(guān)注。2.3.5歐洲證券及市場管理局：區(qū)塊鏈技術(shù)可改進(jìn)交易后流程歐盟的最高證券監(jiān)管機構(gòu)——歐洲證券及市場管理局(ESMA)執(zhí)行董事VerenaRoss稱，區(qū)塊鏈及分布式賬本技術(shù)有助于改進(jìn)交易后流程。該機構(gòu)認(rèn)為，區(qū)塊鏈可在結(jié)算、所有權(quán)記錄、證券相關(guān)服務(wù)及抵押品管理等領(lǐng)域帶來成本及效率上的改善。針對區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用可能帶來的風(fēng)險問題，ESMA認(rèn)為需要關(guān)注其 安全性。此外，該機構(gòu)還意識到分布式賬本技術(shù)與現(xiàn)有的中心化系統(tǒng)，如交易平臺，在一段相當(dāng)長的時期內(nèi)可能是會共存的，因此也特別關(guān)注區(qū)塊一旦區(qū)塊鏈及分布式賬本技術(shù)能夠解決交易量、可擴展性、隱私保護(hù)等問題，則會帶來降低成本、提高市場效率的好處，并有助于降低中心化系統(tǒng)ESMA對區(qū)塊鏈及分布式賬本技術(shù)的看法，與美國DTCC頗為一致。DTCC指出，當(dāng)今的金融市場是建立在不同的服務(wù)提供商及市場基礎(chǔ)設(shè)施所組成的龐大網(wǎng)絡(luò)上的，在這個龐大的網(wǎng)絡(luò)中，存在著各種互相孤立的數(shù)據(jù)系統(tǒng)及運作體系，這極大地影響了金融市場效率的進(jìn)一步提升。DTCC認(rèn)為，區(qū)塊鏈及分布式賬本技術(shù)有潛力降低金融機構(gòu)數(shù)據(jù)管理、風(fēng)險控制及清算、結(jié)算和對賬的成本；同時，該機構(gòu)也認(rèn)為，分布式賬本技術(shù)的發(fā)展需要引入金融產(chǎn)業(yè)參與者的溝通及協(xié)調(diào)機制，以免各種互不兼容的分布式賬本技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與體系互相孤立，否則現(xiàn)有金融系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施缺乏互操作新加坡總理李顯龍表示，銀行業(yè)正在面臨著全新的技術(shù)所推動的新型商業(yè)模式將會對銀行業(yè)原有的商業(yè)模式帶來沖擊，區(qū)隨著新一輪產(chǎn)業(yè)革命的到來，云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)在智能制造、金融、能源、醫(yī)療健康等行業(yè)中的作用愈發(fā)重要。自“十二五”被確立為七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一以來，我國新一代信息技術(shù)的發(fā)展迅速，逐步成為各行業(yè)深化信息技術(shù)應(yīng)用的方向。從國內(nèi)外發(fā)展趨勢和區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展演進(jìn)路徑來看，區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用的發(fā)展需要云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)作為基礎(chǔ)設(shè)施支撐，同時區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展對推動新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要的促進(jìn)作用。圖2-9說明了區(qū)塊鏈與新一代信息技術(shù)的關(guān)系。區(qū)塊鏈’圖2-9區(qū)塊鏈與新一代信息技術(shù) 區(qū)塊鏈技術(shù)的開發(fā)、研究與測試工作涉及多個系統(tǒng)，時間與資金成本等問題將阻礙區(qū)塊鏈技術(shù)的突破，基于區(qū)塊鏈技術(shù)的軟件開發(fā)依然是一個高門檻的工作。云計算服務(wù)具有資源彈性伸縮、快速調(diào)整、低成本、高可靠性的特質(zhì)，能夠幫助中小企業(yè)快速低成本地進(jìn)行區(qū)塊鏈開發(fā)部署。兩項技術(shù)融合，將加速區(qū)塊鏈技術(shù)成熟，推動區(qū)塊鏈從金融業(yè)向更多領(lǐng)域拓展。2015年11月，微軟在Azure云平臺里面提供BaaS服務(wù)，并于2016年8月正式對外開放。開發(fā)者可以在上面以最簡便、高效的方式創(chuàng)建區(qū)塊鏈環(huán)境。IBM也在2016年2月宣布推出區(qū)塊鏈服務(wù)平臺，幫助開發(fā)人員在IBM云上創(chuàng)建、部署、運行和監(jiān)控區(qū)塊鏈應(yīng)用程序。2.4.2區(qū)塊鏈與大數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N不可篡改的、全歷史的數(shù)據(jù)庫存儲技術(shù)，巨大的區(qū)塊數(shù)據(jù)集合包含著每一筆交易的全部歷史，隨著區(qū)塊鏈的應(yīng)用迅速發(fā)展，數(shù)據(jù)規(guī)模會越來越大，不同業(yè)務(wù)場景區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)融合進(jìn)一步擴大了數(shù)據(jù)規(guī)模和豐富性。區(qū)塊鏈提供的是賬本的完整性，數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析的能力較弱。大數(shù)據(jù)具備海量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)和靈活高效的分析技術(shù)，極大提升區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)的價值和使用空間。區(qū)塊鏈以其可信任性、安全性和不可篡改性，讓更多數(shù)據(jù)被解放出來，推進(jìn)數(shù)據(jù)的海量增長。區(qū)塊鏈的可追溯特性使得數(shù)據(jù)從采集、交易、流通，以及計算分析的每一步記錄都可以留存在區(qū)塊鏈上，使得數(shù)據(jù)的質(zhì)量獲得前所未有的強信任背書，也保證了數(shù)據(jù)分析結(jié)果的正確性和數(shù)據(jù)挖掘的效果。區(qū)塊鏈能夠進(jìn)一步規(guī)范數(shù)據(jù)的使用，精細(xì)化授權(quán)范圍。脫敏后的數(shù)據(jù)交易流通，則有利于突破信息孤島，建立數(shù)據(jù)橫向流通機制，并基于區(qū)塊鏈的價值轉(zhuǎn)移網(wǎng)絡(luò)，逐步推動形成基于全球化的數(shù)據(jù)交易場景。2.4.3區(qū)塊鏈與物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)作為互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上延伸和擴展的網(wǎng)絡(luò)，通過應(yīng)用智能感知、識別技術(shù)與普適計算等計算機技術(shù)，實現(xiàn)信息交換和通信，同樣能滿足區(qū)塊鏈系統(tǒng)的部署和運營要求。另外，區(qū)塊鏈系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)是典型的P2P網(wǎng)絡(luò)，具有分布式異構(gòu)特征，而物聯(lián)網(wǎng)天然具備分布式特征，網(wǎng)中的每一個設(shè)備都能管理自己在交互作用中的角色、行為和規(guī)則，對建立區(qū)塊鏈系統(tǒng)的共識機制具有重要的支持作用。根據(jù)有關(guān)機構(gòu)預(yù)測，2020年全球的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量將達(dá)到250億臺左右。隨著物聯(lián)網(wǎng)中設(shè)備數(shù)量的增長，如果以傳統(tǒng)的中心化網(wǎng)絡(luò)模式進(jìn)行管理，將帶來巨大的數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入及維護(hù)投入。此外，基于中心化的網(wǎng)絡(luò)模式也會存在安全隱患。區(qū)塊鏈的去中心化特性為物聯(lián)網(wǎng)的自我治理提供了方法，可以幫助物聯(lián)網(wǎng)中的設(shè)備理解彼此，并讓物聯(lián)網(wǎng)中的設(shè)備知道不同設(shè)備之間的關(guān)系，實現(xiàn)對分布式物聯(lián)網(wǎng)的去中心化控制。2.4.4區(qū)塊鏈與下一代移動通訊網(wǎng)絡(luò)區(qū)塊鏈?zhǔn)屈c對點的分布式系統(tǒng)，節(jié)點間的多播通信會消耗大量網(wǎng)絡(luò)資源。隨著區(qū)塊鏈體量的逐步擴大，網(wǎng)絡(luò)資源的消耗會以幾何倍數(shù)增長，最終會成為區(qū)塊鏈的性能瓶頸。5G網(wǎng)絡(luò)作為下一代移動通信網(wǎng)絡(luò)，理論傳輸速度可達(dá)數(shù)十Gb每秒，這比4G網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度快數(shù)百倍。對于區(qū)塊鏈而言，區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)可以達(dá)到極速同步，從而減少了不一致數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，提高了共識算法的效率。另外，預(yù)計到2020年時，大約有500億部設(shè)備將連接到5G網(wǎng)絡(luò)，并且將融合到物聯(lián)網(wǎng)之中。下一代通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，將極大提升區(qū)塊鏈的性能，擴展區(qū)塊鏈的應(yīng)用范圍。 2.4.5區(qū)塊鏈與加密技術(shù)現(xiàn)代信息的應(yīng)用越來越趨于全球化和全民化，對于信息安全的要求除了防篡改、抗抵賴、可信等基礎(chǔ)安全之外，更需要加強隱私保護(hù)、身份認(rèn)證等方面的安全。從某種意義上看，區(qū)塊鏈技術(shù)是因為現(xiàn)代密碼學(xué)的發(fā)展才產(chǎn)生的，但今天區(qū)塊鏈技術(shù)所用的密碼學(xué)主要是二十年前的密碼學(xué)成果，還存在很多問題需要解決。將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于更多分布式的、多元身份參與的應(yīng)用場景，現(xiàn)有的加密技術(shù)是否滿足需求，還需要更多的應(yīng)用驗證，同時更需要深入整合密碼學(xué)前沿技術(shù)，包括目前國際國內(nèi)在零知識證明、多方保密計新興的區(qū)塊鏈技術(shù)有助于推動信息化溝通模式從多對多溝通發(fā)展到物聯(lián)網(wǎng)溝通模式，密碼學(xué)需要不斷創(chuàng)新才能滿足趨于復(fù)雜的通信方式的安全需求，從某種程度上說，區(qū)塊鏈技術(shù)在推動密碼體系創(chuàng)新的同時，也給現(xiàn)代密碼學(xué)帶來新的發(fā)展契機。同時在區(qū)塊鏈治理過程中，身份認(rèn)證系統(tǒng)是第一要務(wù)，數(shù)字證書對于區(qū)塊鏈技術(shù)也是極其重要的，區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展對數(shù)字證書的發(fā)展和應(yīng)用也有極大的促進(jìn)作用。2.4.6區(qū)塊鏈與人工智能基于區(qū)塊鏈的人工智能網(wǎng)絡(luò)可以設(shè)定一致、有效的設(shè)備注冊、授權(quán)及完善的生命周期管理機制，有利于提高人工智能設(shè)備的用戶體驗及安全性。此外，若各種人工智能設(shè)備通過區(qū)塊鏈實現(xiàn)互聯(lián)、互通，則有可能帶來一種新型的經(jīng)濟(jì)模式，即人類組織與人工智能、人工智能與人工智能之間進(jìn)行信息的交互甚至是業(yè)務(wù)的往來，而統(tǒng)一的區(qū)塊鏈基礎(chǔ)協(xié)議則可讓不同的人工智能設(shè)備之間在互動過程中不斷積累學(xué)習(xí)經(jīng)驗，從而實現(xiàn)人工智能程度的進(jìn)一步提升。3.1區(qū)塊鏈應(yīng)用全景概覽目前，區(qū)塊鏈的應(yīng)用已從單一的數(shù)字貨幣應(yīng)用，例如比特幣，延伸到經(jīng)濟(jì)社會的各個領(lǐng)域，其應(yīng)用的全景如圖3-1所示?？紤]到各個行業(yè)應(yīng)用的可行性、成熟度和重要性，本白皮書列舉了金融服務(wù)、供應(yīng)鏈管理、文化娛樂、智能制造、社會公益、教育就業(yè)等6個行業(yè)的應(yīng)用場景作為代表。另外，需要特別說明的是，除金融服務(wù)行業(yè)的應(yīng)用相對成熟外，其他行業(yè)的應(yīng)用還處于探索起步階段。在后續(xù)工作中，我們將結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用的發(fā)展不斷豐富完善。醫(yī)療醫(yī)療健康服務(wù)公益公益教育社會教育管理物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)共享經(jīng)濟(jì)圖3-1區(qū)塊鏈應(yīng)用全景概覽3.2區(qū)塊鏈與金融服務(wù)金融服務(wù)是區(qū)塊鏈技術(shù)的第一個應(yīng)用領(lǐng)域，不僅如此，由于該技術(shù)所擁有的高可靠性、簡化流程、交易可追蹤、節(jié)約成本、減少錯誤以及改善數(shù)據(jù)質(zhì)量等特質(zhì)，使得其具備重構(gòu)金融業(yè)基礎(chǔ)架構(gòu)的潛力。在支付領(lǐng)域，金融機構(gòu)特別是跨境的金融機構(gòu)間的對賬、清算、結(jié)算的成本較高，也涉及了很多的手工流程，這不僅導(dǎo)致了用戶端和金融機構(gòu)中后臺業(yè)務(wù)端等產(chǎn)生的支付業(yè)務(wù)費用高昂，也使得小額支付業(yè)務(wù)難以開展。在資產(chǎn)管理領(lǐng)域，股權(quán)、債券、票據(jù)、收益憑證、倉單等資產(chǎn)由不同的中介機構(gòu)托管，提高了這類資產(chǎn)的交易成本，也容易帶來憑證被偽造等問題。在證券領(lǐng)域，證券交易生命周期內(nèi)的一系列流程耗時較長，增加了金融機構(gòu)中后臺的業(yè)務(wù)成本。在清算和結(jié)算領(lǐng)域，不同金融機構(gòu)間的基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)、業(yè)務(wù)流程各不相同，同時涉及很多人工處理的環(huán)節(jié)，極大地增加了業(yè)務(wù)成本，也容易出現(xiàn)差錯。在用戶身份識別領(lǐng)域，不同金融機構(gòu)間的用戶數(shù)據(jù)難以實現(xiàn)高效的交互，使得重復(fù)認(rèn)證成本較高，也間接帶來了用戶身份被某些中介機構(gòu)泄露的風(fēng)險。3.2.2基于區(qū)塊鏈的解決思路區(qū)塊鏈技術(shù)具有數(shù)據(jù)不可篡改和可追溯特性，可以用來構(gòu)建監(jiān)管部門所需要的、包含眾多手段的監(jiān)管工具箱，以利于實施精準(zhǔn)、及時和更多維度的監(jiān)管。同時，基于區(qū)塊鏈技術(shù)能實現(xiàn)點對點的價值轉(zhuǎn)移，通過資產(chǎn)數(shù)字化和重構(gòu)金融基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)，可達(dá)成大幅度提升金融資產(chǎn)交易后清、結(jié)算流程效率和降低成本的目標(biāo)，并可在很大程度上解決支付所面 臨的現(xiàn)存問題。3.2.3應(yīng)用場景應(yīng)用場景1:支付領(lǐng)域在支付領(lǐng)域，區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用有助于降低金融機構(gòu)間的對賬成本及爭議解決的成本，從而顯著提高支付業(yè)務(wù)的處理速度及效率，這一點在跨境支付領(lǐng)域的作用尤其明顯。另外，區(qū)塊鏈技術(shù)為支付領(lǐng)域所帶來的成本和效率優(yōu)勢，使得金融機構(gòu)能夠更處理以往因成本因素而被視為不現(xiàn)實的小額跨境支付，有助于普惠金融的實現(xiàn)。應(yīng)用場景2:資產(chǎn)數(shù)字化各類資產(chǎn)，如股權(quán)、債券、票據(jù)、收益憑證、倉單等均可被整合進(jìn)區(qū)塊鏈中，成為鏈上數(shù)字資產(chǎn)，使得資產(chǎn)所有者無需通過各種中介機構(gòu)就能直接發(fā)起交易。上述功能可以借助于行業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施類機構(gòu)實現(xiàn)，讓其扮演托管者的角色，確保資產(chǎn)的真實性與合規(guī)性，并在托管庫和分布式賬本之間搭建一座橋梁，讓分布式賬本平臺能夠安全地訪問托管庫中的可信任資產(chǎn)。此外，資產(chǎn)發(fā)行可根據(jù)需要靈活采用保密或公開的方式進(jìn)行。應(yīng)用場景3:智能證券金融資產(chǎn)的交易是相關(guān)各方之間基于一定的規(guī)則達(dá)成的合約，區(qū)塊鏈能用代碼充分地表達(dá)這些業(yè)務(wù)邏輯，如固定收益證券、回購協(xié)議、各種掉期交易以及銀團(tuán)貸款等，進(jìn)而實現(xiàn)合約的自動執(zhí)行，并且保證相關(guān)合約只在交易對手方間可見，而對無關(guān)第三方保密。基于區(qū)塊鏈的智能證券能通過相應(yīng)機制確保其運行符合特定的法律和監(jiān)管框架。應(yīng)用場景4:清算和結(jié)算區(qū)塊鏈技術(shù)的核心特質(zhì)是能以準(zhǔn)實時的方式，在無需可信的第三方參與的情況下實現(xiàn)價值轉(zhuǎn)移。金融資產(chǎn)的交易涉及兩個重要方面：支付和證券。通過基于區(qū)塊鏈技術(shù)的法定數(shù)字貨幣或者是某種“結(jié)算工具”的創(chuàng)設(shè)，與前文所述的鏈上數(shù)字資產(chǎn)對接，即可完成點對點的實時清算與結(jié)算，從而顯著降低價值轉(zhuǎn)移的成本，縮短清算、結(jié)算時間。在此過程中，交易各方均可獲得良好的隱私保護(hù)。應(yīng)用場景5:客戶識別全世界的金融機構(gòu)都是受到嚴(yán)格監(jiān)管的，其中很重要的一條就是金融機構(gòu)在向客戶提供服務(wù)時必須履行客戶識別(KYC)責(zé)任。在傳統(tǒng)方式下，KYC是非常耗時的流程，缺少自動驗證消費者身份的技術(shù)，因此無法高效地開展工作。在傳統(tǒng)金融體系中，不同機構(gòu)間的用戶身份信息和交易記錄無法實現(xiàn)一致、高效的跟蹤，使得監(jiān)管機構(gòu)的工作難以落到實處。區(qū)塊鏈技術(shù)可實現(xiàn)數(shù)字化身份信息的安全、可靠管理，在保證客戶隱私的前提下提升客戶識別的效率并降低成本。3.3區(qū)塊鏈與供應(yīng)鏈管理供應(yīng)鏈?zhǔn)且粋€由物流、信息流、資金流所共同組成的，并將行業(yè)內(nèi)的供應(yīng)商、制造商、分銷商、零售商、用戶串聯(lián)在一起的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。而區(qū)塊鏈技術(shù)作為一種大規(guī)模的協(xié)作工具，天然地適合運用于供應(yīng)鏈管理。3.3.1行業(yè)痛點供應(yīng)鏈由眾多參與主體構(gòu)成，不同的主體之間必然存在大量的交互和協(xié)作，而整個供應(yīng)鏈運行過程中產(chǎn)生的各類信息被離散地保存在各個環(huán)節(jié)各自的系統(tǒng)內(nèi)，信息流缺乏透明度。這會帶來兩類嚴(yán)重的問題：一是因為信息不透明、不流暢導(dǎo)致鏈條上的各參與主體難以準(zhǔn)確了解相關(guān)事項的狀況及存在的問題，從而影響供應(yīng)鏈的效率；二是當(dāng)供應(yīng)鏈各主體間出現(xiàn)糾紛時，舉證和追責(zé)均耗時費力，甚至在有些情況下變得不可行。隨著經(jīng)濟(jì)全球化的快速推進(jìn)，企業(yè)必須在越來越大的范圍內(nèi)拓展市場，因此，供應(yīng)鏈管理中的物流環(huán)節(jié)往往表現(xiàn)出多區(qū)域、長時間跨度的特征，使得假冒偽劣產(chǎn)品這樣的難題很難徹底消除。 首先，區(qū)塊鏈技術(shù)能使得數(shù)據(jù)在交易各方之間公開透明，從而在整個供應(yīng)鏈條上形成一個完整且流暢的信息流，這可確保參與各方及時發(fā)現(xiàn)供應(yīng)鏈系統(tǒng)運行過程中存在的問題，并針對性地找到解決問題的方法，進(jìn)而提升供應(yīng)鏈管理的整體效率。其次，區(qū)塊鏈所具有的數(shù)據(jù)不可篡改和時間戳的存在性證明的特質(zhì)能很好地運用于解決供應(yīng)鏈體系內(nèi)各參與主體之間的糾紛，實現(xiàn)輕松舉證與追責(zé)。最后，數(shù)據(jù)不可篡改與交易可追溯兩大特應(yīng)用場景1:物流在物流過程中，利用數(shù)字簽名和公私鑰加解密機制，可以充分保證信息安全以及寄、收件人的隱私。例如，快遞交接需要雙方私鑰簽名，每個快遞員或快遞點都有自己的私鑰，是否簽收或交即可。最終用戶沒有收到快遞就不會有簽收記錄因此可杜絕快遞員通過偽造簽名來逃避考核的行為，減少用戶投訴，防止貨物的冒領(lǐng)誤領(lǐng)。而真正的收件人并不需要在快遞單上直觀展示實名制信息，由于安全隱私有保障，所以更多人愿意接受實名制，從而促進(jìn)國家物流實名制的落實。另外，利用區(qū)塊鏈技術(shù)，通應(yīng)用場景2:溯源防偽的溯源防偽問題。例如，可以用區(qū)塊鏈技術(shù)進(jìn)行鉆石身份認(rèn)證及流轉(zhuǎn)過程記錄——為每一顆鉆石建立唯一的電子身份，用來記錄每一顆鉆石的屬性并存放至區(qū)塊鏈中。同時，無論是這顆鉆石的來歸屬還是所在地都會被忠實的記錄在鏈，只要有非法的交易活動或是欺詐造假的行為，就會被偵測出來。此外，區(qū)塊鏈技術(shù)也可用于藥品、藝術(shù)品、收藏品、奢侈品等的溯源防偽。3.4區(qū)塊鏈與文化娛樂文化娛樂是文化產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，包括數(shù)字音樂、數(shù)字圖書、數(shù)字視頻、數(shù)字游戲等。文化娛樂產(chǎn)品涉及生產(chǎn)、復(fù)制、流通和傳播等主要環(huán)節(jié)。隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的到來，文化娛樂將迎來新的發(fā)展機遇。隨著知識經(jīng)濟(jì)的興起，知識產(chǎn)權(quán)已成為市場競爭力的核心要素?；ヂ?lián)網(wǎng)應(yīng)是知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)的前沿陣地，但當(dāng)下的互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)里知識產(chǎn)權(quán)侵權(quán)現(xiàn)象嚴(yán)重，網(wǎng)絡(luò)著作權(quán)官司糾紛頻發(fā)，侵蝕原創(chuàng)精神、行政保護(hù)力度較弱、舉證困難、維權(quán)成本過高等問題成為內(nèi)容產(chǎn)業(yè)的尖銳痛點。3.4.2基于區(qū)塊鏈的解決思路使用區(qū)塊鏈技術(shù)，可以通過時間戳、哈希算法對作品進(jìn)行確權(quán)，證明一段文字、視頻、音頻等存在性、真實性和唯一性。一旦在區(qū)塊鏈上被確權(quán)，作品的后續(xù)交易都會被實時記錄，文化娛樂業(yè)的全生命周期(如圖3-2)可追溯、可追蹤，這為司法取證提供了一種強大的技術(shù)保障和結(jié)論性證據(jù)。另外，文化娛樂的起點是創(chuàng)意、核心是內(nèi)容，利用區(qū)塊鏈技術(shù)，能將文化娛樂價值鏈的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行有效整合、加速流通，縮短價值創(chuàng)造周期。其次，利用區(qū)塊鏈技術(shù)，可實現(xiàn)數(shù)字內(nèi)容的價值轉(zhuǎn)移，并保證轉(zhuǎn)移過程的可信、可審計和透明。最后，基于區(qū)塊鏈的政策監(jiān)管、行業(yè)自律和民間個人等多層次的信任共識與激勵機制，同時通過安全驗證節(jié)點、平行傳播節(jié)點、交易市場節(jié)點、消費終端制造等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，不斷提升文化娛 樂行業(yè)的存儲與計算能力，有助于文化娛樂業(yè)跨入全社會的數(shù)字化生產(chǎn)傳播時代。43.4.3應(yīng)用場景應(yīng)用場景1:改變音樂市場格局音樂行業(yè)的市場規(guī)模巨大，但在傳統(tǒng)模式下，音樂人很難獲得合理的版稅。利用區(qū)塊鏈技術(shù)，使音樂整個生產(chǎn)和傳播過程中的收費和用途都是透明、真實的，能有效確保音樂人直接從其作品的銷售中獲益。另外，音樂人跨過出版商和發(fā)行商，通過區(qū)塊鏈平臺自行發(fā)布和推廣作品，不需要擔(dān)心侵權(quán)問題，還能更好地管理自己的作品。應(yīng)用場景2:文化眾籌文化眾籌不同于傳統(tǒng)意義的民間集資或金融領(lǐng)域的債權(quán)和股權(quán)融資，基于區(qū)塊鏈的文化消費端的眾籌服務(wù)，具有在獨特的泛金融和非金融特色，是圍繞知識產(chǎn)權(quán)(IP)的新業(yè)態(tài)。基于區(qū)塊鏈特性和虛擬市場規(guī)則，使得消費者能夠參與IP創(chuàng)作、生產(chǎn)、傳播和消費的全流程，而不需要依靠第三方眾籌平臺的信用背書。另外，利用區(qū)塊鏈技術(shù)，添加信任的確權(quán)節(jié)點，進(jìn)行IP及其相關(guān)權(quán)利的交易，以及權(quán)益分配等功能，可解決交易不透明、內(nèi)容不公開等問題。非公開融資也可以通過區(qū)塊鏈實現(xiàn)跨地域建立人與人之間的信任關(guān)系。3.5區(qū)塊鏈與智能制造加快推進(jìn)智能制造，是實施《中國制造2025》的主攻方向，是落實工業(yè)化和信息化深度融合、打造制造強國的戰(zhàn)略舉措，更是我國制造業(yè)緊跟世界發(fā)展趨勢、實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵所在。當(dāng)前，我國正在加快實施智能制造工程，積極推動制造企業(yè)利用新一代信息技術(shù)提升研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造、經(jīng)營管理等環(huán)節(jié)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化水平，實現(xiàn)智能化轉(zhuǎn)型，以重塑實施智能制造，重點任務(wù)就是要實現(xiàn)制造企業(yè)內(nèi)部信息系統(tǒng)的縱向集成，以及不同制造企業(yè)間基于價值鏈和信息流的橫向集成，從而實現(xiàn)制造的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化。在現(xiàn)實中，由于制造設(shè)備和信息系統(tǒng)涉及多個廠家，原本中心化的系統(tǒng)主要采用人工或中央電腦控制的方式，實時獲得制造環(huán)節(jié)中所有信息的難度大。同時，所有的訂單需求、產(chǎn)能情況、庫存水平變化以及突發(fā)故障等信息，都存儲在各自獨立的系統(tǒng)中，而這些系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)、通訊協(xié)議、數(shù)據(jù)存儲格式等各不相同，嚴(yán)重影響了互聯(lián)互通的效率，也制約了智能制造在實際生產(chǎn)制造過程中的應(yīng)用。3.5.2基于區(qū)塊鏈的解決思路利用區(qū)塊鏈技術(shù)，可有效采集和分析在原本孤立的系統(tǒng)中存在的所有傳感器和其他部件所產(chǎn)生的信息，并借助大數(shù)據(jù)分析，評估其實際價值，并對后期制造進(jìn)行預(yù)期分析，能夠幫助企業(yè)快速有效地建立更為安全的運營機制、更為高效的工作流程和更為優(yōu)秀的服務(wù)。數(shù)據(jù)透明化使研發(fā)審 計、生產(chǎn)制造和流通更為有效，同時也為制造企業(yè)降低運營成本、提升良品率和降低制造成本，使企業(yè)具有更高的競爭優(yōu)勢。智能制造的價值之一就是重塑價值鏈，而區(qū)塊鏈有助于提高價值鏈的透明度、靈活性，并能夠更敏捷地應(yīng)對生產(chǎn)、物流、倉儲、營銷、銷售、售后等環(huán)節(jié)存在的問題。■3.5.3應(yīng)用場景應(yīng)用場景1:組建和管理工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)組建高效、低成本的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，是構(gòu)建智能制造網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在傳統(tǒng)的組網(wǎng)模式下，所有設(shè)備之間的通信必須通過中心化的代理通信模式實現(xiàn)，設(shè)備之間的連接必須通過網(wǎng)絡(luò)，極大提高了組網(wǎng)成本，同時可擴展性、可維護(hù)性和穩(wěn)定性差。區(qū)塊鏈技術(shù)利用P2P組網(wǎng)技術(shù)和混合通信協(xié)議，處理異構(gòu)設(shè)備間的通信，將顯著降低中心化數(shù)據(jù)中心的建設(shè)和維護(hù)成本，同時可以將計算和存儲需求分散到組成物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的各個設(shè)備中，有效阻止網(wǎng)絡(luò)中的任何單一節(jié)點的失敗，而導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)崩潰的情況發(fā)生。另外，區(qū)塊鏈中分布式賬本的防篡改特性，能有效防止工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中任何單節(jié)點設(shè)備被惡意攻擊和控制后帶來的信息泄露和惡意操控風(fēng)險。最后，利用區(qū)塊鏈技術(shù)組建和管理工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，能及時、動態(tài)掌握網(wǎng)絡(luò)中各種生產(chǎn)制造設(shè)備的狀態(tài)，提高設(shè)備的利用率和維護(hù)效率，同時能提供精準(zhǔn)、高效的供應(yīng)鏈金融服務(wù)。應(yīng)用場景2:生產(chǎn)制造過程的智能化管理在傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式下，設(shè)備的操作、生產(chǎn)和維護(hù)記錄是存儲在單一、孤立的系統(tǒng)中，一旦出現(xiàn)安全和生產(chǎn)事故，企業(yè)、設(shè)備廠商和安全生產(chǎn)監(jiān)管部門難以確保記錄的真實性與一致性，也不利于后續(xù)事故的防范及設(shè)備的改進(jìn)。區(qū)塊鏈技術(shù)能夠?qū)⒅圃炱髽I(yè)中的傳感器、控制模塊和系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)、ERP系統(tǒng)等系統(tǒng)連接起來，并通過統(tǒng)一的賬本基礎(chǔ)設(shè)施，讓企業(yè)、設(shè)備廠商和安全生產(chǎn)監(jiān)管部門能夠長期、持續(xù)地監(jiān)督生產(chǎn)制造的各個環(huán)節(jié)，提高生產(chǎn)制造的安全性和可靠性。同時，區(qū)塊鏈賬本記錄的可追溯性和不可篡改性也有利于企業(yè)審計工作的開展，便于發(fā)現(xiàn)問題、追蹤問題、解決問題、優(yōu)化系統(tǒng)，極大提高生產(chǎn)制造過程的智能化管理水平。3.6區(qū)塊鏈與社會公益隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，社會公益的規(guī)模、場景、輻射范圍及影響力得到空前擴大，“互聯(lián)網(wǎng)+公益”、普眾慈善、指尖公益等概念逐步進(jìn)入公益主流。這些模式不僅解構(gòu)了傳統(tǒng)慈善的捐贈方式，同時推動公眾的公益行為向碎片化、小額化、常態(tài)化方向發(fā)展。同時，各式各樣的公益項目借助互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)豐富多彩的傳播，使公益的社會影響力被成百倍地放大。慈善機構(gòu)要獲得持續(xù)支持，就必須具有公信力，而信息透明是獲得公信力的前提。公眾關(guān)心捐助的錢款、物資發(fā)揮了怎樣的作用。既要知道公益機構(gòu)做了什么,也要知道花了多少，成本有多高。這種公信度的高低和公益的成效決定了公益機構(gòu)能否獲得公眾的認(rèn)同和持久支持。然而，在過去幾年里，公益慈善行業(yè)時不時地爆發(fā)出一些“黑天鵝”事件，極大地打擊了民眾對公益行業(yè)的信任度。公益信息不透明不公開，是社會輿論對公益機構(gòu)、公益行業(yè)的最大質(zhì)疑。公益透明度影響了公信力，公信力決定了社會公益的發(fā)展速度。信息披露所需的人工成本，又是掣肘公益機構(gòu)提升透明度的重要因素。3.6.2基于區(qū)塊鏈的解決思路區(qū)塊鏈從本質(zhì)上來說，是利用分布式技術(shù)和共識算法重新構(gòu)造的一種信任機制，是用共信力助力公信力。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(guān)信息，如捐贈項 目、募集明細(xì)、資金流向、受助人反饋等，均可以存放于區(qū)塊鏈上，在滿足項目參與者隱私保護(hù)及其他相關(guān)法律法規(guī)要求的前提下，有條件地進(jìn)行公開公示。為了進(jìn)一步提升公益透明度，公益組織、支付機構(gòu)、審計機構(gòu)等均可加入進(jìn)來作為區(qū)塊鏈系統(tǒng)中的節(jié)點，以聯(lián)盟的形式運轉(zhuǎn)，方便公眾和社會監(jiān)督，讓區(qū)塊鏈真正成為“信任的機器”,助力社會公益的快速健康發(fā)展。區(qū)塊鏈中智能合約技術(shù)在社會公益場景也可以發(fā)揮作用。在對于一些更加復(fù)雜的公益場景，比如定向捐贈、分批捐贈、有條件捐贈等，就非常適合用智能合約來進(jìn)行管理。使得公益行為完全遵從干預(yù)先設(shè)定的條件，更加客觀、透明、可信，杜絕過程中的貓膩行為。3.6.3應(yīng)用場景區(qū)塊鏈與公益的結(jié)合，有很多的應(yīng)用場景和想象空間，目前已經(jīng)有真實的應(yīng)用案例投產(chǎn)上線。2016年7月，支付寶與公益基金會合作，在其愛心捐贈平臺上線設(shè)立了第一個基于區(qū)塊鏈的公益項目，為聽障兒童募集資金，幫助他們“重獲新聲”。在這次的項目中，捐贈人可以看到一項“愛心傳遞記錄”的反饋信息，在進(jìn)行了必要的隱私保護(hù)基礎(chǔ)上，展示了自己的捐款從支付平臺劃撥到基金會賬號，以及最終進(jìn)入受助人指定賬號的整個過程。以上所有的信息，都來源于區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)，既從技術(shù)上保障了公益數(shù)據(jù)的真實性，又能幫助公益項目節(jié)省信息披露成本，充分體現(xiàn)出了區(qū)塊鏈公益的價值。3.7區(qū)塊鏈與教育就業(yè)教育就業(yè)作為社會文化傳授、傳播的窗口，需要實現(xiàn)學(xué)生、教育機構(gòu)以及用人就業(yè)單位之間的無縫銜接，以提高教育就業(yè)機構(gòu)的運行效率和透明度。區(qū)塊鏈系統(tǒng)的透明化、數(shù)據(jù)不可篡改等特征，完全適用于學(xué)生征信管理、升學(xué)就業(yè)、學(xué)術(shù)、資質(zhì)證明、產(chǎn)學(xué)合作等方面，對教育就業(yè)的健康政府、企業(yè)無法獲得完整有效信息，這直接導(dǎo)致學(xué)生無法便捷、公平地享受應(yīng)有的服務(wù)。學(xué)歷造假、論文造假、求職簡歷造假，用人單位、院校缺院校間的信任。另外，針對一些學(xué)術(shù)性實驗、跨校組織的公開課以及多媒體教學(xué)資源，在網(wǎng)絡(luò)上往往存在版權(quán)糾紛與學(xué)術(shù)糾紛，對學(xué)者以及研究人利用區(qū)塊鏈技術(shù)對現(xiàn)存運行方案不足之處進(jìn)行優(yōu)化，能有效簡化流程和提高運營效率，并能及時規(guī)避信息不透明和容易被篡改的問題。利用分布式賬本記錄跨地域、跨院校的學(xué)生信息，方便追蹤學(xué)生在校園時期所有正面以及負(fù)面的行為記錄，能幫助有良好記錄糾紛提供了權(quán)威的舉證憑據(jù)，降低糾紛事件消耗的人力與時間。同時，這種數(shù)字化證明可以與已有的應(yīng)用無縫整合，為每一個文字、圖片、音視頻加蓋唯一的時間戳身份證明，交叉配合生物識別技術(shù)，從根本上保障3.7.3應(yīng)用場景應(yīng)用場景1:教育存證在教育存證場景上，基于區(qū)塊鏈的學(xué)生信用平臺可創(chuàng)建含有關(guān)基本 信息的數(shù)字文件，然后使用用戶的私鑰對證書的內(nèi)容進(jìn)行簽名，再對證書本身附加簽名。依賴于創(chuàng)建的哈希值，可以驗證證書內(nèi)容是否被篡改。最后，再用私鑰在區(qū)塊鏈上創(chuàng)建一條數(shù)字記錄，保證用戶信息和證書內(nèi)容的一致性。教育機構(gòu)利用自己的私鑰簽署一份具有完整信息記錄的數(shù)字證書，將其哈希值存儲在區(qū)塊鏈中，在每一次發(fā)放和查詢時，都會由智能合約觸發(fā)相應(yīng)的多重簽名校驗，確保不會被惡意查詢，交易輸出將數(shù)字證書應(yīng)用場景2:產(chǎn)學(xué)合作產(chǎn)學(xué)合作是教育機構(gòu)與用人企業(yè)之間多贏的機制，現(xiàn)在教育存在的問題之一就是封閉辦學(xué)，即學(xué)生的技能信息、知識體系未與用人企業(yè)的技能需求、市場趨勢保持信息對稱。通過引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)，實現(xiàn)學(xué)生技能與社會用人需求無縫銜接，可精確評估人才錄用、崗位安排的科學(xué)性和合理盡管區(qū)塊鏈技術(shù)還存在可擴展性、隱私和安問題，但是已有的應(yīng)用充分證明了區(qū)塊鏈的價值。未來一段時間內(nèi)，隨著入，將為云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新一代信息技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造新的機遇。例如，隨著萬向、微眾等重點企業(yè)不斷推動BaaS平臺的深入應(yīng)用，必將帶動云計算和大數(shù)據(jù)的發(fā)展。這樣的機金融服務(wù)、供應(yīng)鏈管理、文化娛樂、智能制造、社會公益以及教育就業(yè)等經(jīng)濟(jì)社會各領(lǐng)域，必將優(yōu)化各行業(yè)的業(yè)務(wù)流程、降低運營成本、提升協(xié)同四、我國區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展路線圖4.1區(qū)塊鏈通用技術(shù)需求通過對第三章總結(jié)歸納的應(yīng)用場景進(jìn)行系統(tǒng)分析，提煉出針對區(qū)塊鏈應(yīng)用的技術(shù)需求，除分布式系統(tǒng)、密碼學(xué)算法、成員管理等通用技術(shù)外，還包括以下技術(shù)需求1、模塊化與插件化：為了提高區(qū)塊鏈應(yīng)用的研發(fā)效率、可維護(hù)性和可移植性，區(qū)塊鏈系統(tǒng)的核心功能應(yīng)實現(xiàn)模塊化、可配置和可擴展，以便捷地構(gòu)建上層應(yīng)用。2、高性能：突破現(xiàn)有區(qū)塊鏈技術(shù)的性能瓶頸，提升區(qū)塊鏈系統(tǒng)的吞吐量，以滿足主流交易網(wǎng)絡(luò)高并發(fā)的性能要求。3、數(shù)據(jù)一致性：采用科學(xué)合理的數(shù)據(jù)算法，降低數(shù)據(jù)同步延遲，保證數(shù)據(jù)的一致性，避免造成數(shù)據(jù)混亂和失準(zhǔn)，并減少意外分叉帶來的風(fēng)險。4、互操作：實現(xiàn)不同區(qū)塊鏈間的互操作，需要采用有效的通信協(xié)議、統(tǒng)一的API和區(qū)塊數(shù)據(jù)格式，以及高效的連接機制。5、經(jīng)濟(jì)合理：技術(shù)選型時，在滿足需求的前提下，一般盡可能降低技術(shù)復(fù)雜度，規(guī)避高能耗的技術(shù)方案。6、安全和隱私：區(qū)塊鏈技術(shù)的普及應(yīng)用需要保障數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)應(yīng)用等多個方面的安全和隱私保護(hù)。7、安全可靠：積極貫徹落實國家網(wǎng)絡(luò)安全和信息化戰(zhàn)略部署，優(yōu)先采用安全可靠的軟硬件產(chǎn)品。4.2區(qū)塊鏈技術(shù)架構(gòu)通過研究分析現(xiàn)有的區(qū)塊鏈系統(tǒng)的技術(shù)方案和需求，提出典型的區(qū)塊【Pow)鏈技術(shù)架構(gòu)，如圖4-1所示。核心應(yīng)用組件可輸程合約可輸程合約核心技術(shù)組件實用拜點庭容錯存儲通信存儲通信圖4-1區(qū)塊鏈技術(shù)架構(gòu)配套設(shè)施4.2.1核心技術(shù)組件核心技術(shù)組件包括區(qū)塊鏈系統(tǒng)所依賴的基礎(chǔ)組件、協(xié)議和算法，進(jìn)一步細(xì)分為通信、存儲、安全機制、共識機制等4層結(jié)構(gòu)。1、通信：區(qū)塊鏈通常采用P2P技術(shù)來組織各個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，每個節(jié)點通過多播實現(xiàn)路由、新節(jié)點識別和數(shù)據(jù)傳播等功能。2、存儲：區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)在運行期以塊鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲在內(nèi)存中，最終會持久化存儲到數(shù)據(jù)庫中。對于較大的文件，也可存儲在鏈外的文件系統(tǒng)里，同時將摘要(數(shù)字指紋)保存到鏈上用以自證。3、安全機制：區(qū)塊鏈系統(tǒng)通過多種密碼學(xué)原理進(jìn)行數(shù)據(jù)加密及隱私保護(hù)。對于公有鏈或其他涉及到金融應(yīng)用的區(qū)塊鏈系統(tǒng)而言，高強度高可靠的安全算法是基本要求，需要達(dá)到國密級別，同時在效率上需要具備一4、共識機制：是區(qū)塊鏈系統(tǒng)中各個節(jié)點達(dá)成一致的策略和方法，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)類型及應(yīng)用場景的不同靈活選取。 4.2.2核心應(yīng)用組件的功能，允許通過使用編程的方式發(fā)行數(shù)字資產(chǎn)，也可以通過配套的腳本語言編寫智能合約，靈活操作鏈上資產(chǎn)。通過激勵機制維系區(qū)塊鏈系統(tǒng)安區(qū)塊鏈作為典型的分布式系統(tǒng)，在研發(fā)階段需要具備與之配套的開發(fā)測試工具和環(huán)境。在生產(chǎn)階段，需要建立相應(yīng)的運維體系和運營管理功能。在部署層面，區(qū)塊鏈系統(tǒng)可以部署于單臺服務(wù)器上為區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的一個節(jié)點加入。也可部署于多臺服務(wù)器上，以服務(wù)器集群為單位作為區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的一個節(jié)點加入。后者可以提升節(jié)點的穩(wěn)定性4.3.1共識機制常用的共識機制主要有PoW、PoS、DPoS、Paxos、PBFT等。另外，基于區(qū)塊鏈技術(shù)的不同應(yīng)用場景，以及各種共識機1、PoW:依賴機器進(jìn)行數(shù)學(xué)運算來獲取記賬權(quán)，資源消耗相比其他共識機制高、可監(jiān)管性弱，同時每次達(dá)成共識需要全網(wǎng)共同參與運算，性能效率比較低，容錯性方面允許全網(wǎng)50%節(jié)點出錯。2、PoS:主要思想是節(jié)點記賬權(quán)的獲得難度與節(jié)點持有的權(quán)益成反比，相對于PoW,一定程度減少了數(shù)學(xué)運算帶來的資源消耗，性能也得到了相應(yīng)的提升，但依然是基于哈希運算競爭獲取記賬權(quán)的方式，可監(jiān)管性3、DPoS:與PoS的主要區(qū)別在于節(jié)點選舉若干代理人，由代理人驗4、Paxos:是一種基于選舉領(lǐng)導(dǎo)者的共識機制，領(lǐng)導(dǎo)者節(jié)點擁有絕對權(quán)限，并允許強監(jiān)管節(jié)點參與，性能高，資源消耗低。所有節(jié)點一般有5、PBFT:與Paxos類似，也是一種采用許可投票、少數(shù)服從多數(shù)來選舉領(lǐng)導(dǎo)者進(jìn)行記賬的共識機制，但該共識機制允許拜占庭容錯。該共識機制允許強監(jiān)管節(jié)點參與，具備權(quán)限分級能力，性能更高，耗能更低，該算法每輪記賬都會由全網(wǎng)節(jié)點共同選舉領(lǐng)導(dǎo)者，允許33%的節(jié)點作惡，容錯性為33%。4.3.2數(shù)據(jù)存儲在區(qū)塊鏈技術(shù)中，數(shù)據(jù)以區(qū)塊的方式永久儲存。區(qū)塊按時間順序逐個先后生成并連接成鏈，每一個區(qū)塊記錄了創(chuàng)建期間發(fā)生的所有交易信區(qū)塊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一般分為區(qū)塊頭(header)和區(qū)塊體(body),如圖4-2所示。其中，區(qū)塊頭用于鏈接到前一個區(qū)塊并且通過時間戳特性保證歷史數(shù)據(jù)的完整性；區(qū)塊體則包含了經(jīng)過驗證的、區(qū)塊創(chuàng)建過程中產(chǎn)生的所有頭哈希：00000000005e1e25時間戳：2015-12-2814:28.13區(qū)塊主體區(qū)塊主體此區(qū)塊中的所有交易信息時間戳：2015-12-2814.30:02區(qū)塊主體此區(qū)塊中的所有交易信息頭哈希：00000000002c8ae5時間戳：2015-12-2814:40.13難度：93448670796.32380676區(qū)塊主體區(qū)塊主體此區(qū)塊中的所有交易信息圖4-2區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2、數(shù)據(jù)庫按照數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組織形式來看，一般分為Key-Value型和關(guān)系型兩種。其中，Key-Value型數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組織形式比較簡單，讀寫性能很高，能支持海量并發(fā)讀寫請求，而且可擴展性強，操作接口簡單，支持一些基本的讀、寫、修改、刪除等功能，但不支持復(fù)雜的SQL功能和事務(wù)性。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫采用關(guān)系模型來組織數(shù)據(jù)，支持各種SQL功能，功能性強，支持事務(wù)性，讀寫性能一般，可擴展性弱。按照數(shù)據(jù)庫的部署形式來看，一般分為單機型和分布式兩種。其中，單機型數(shù)據(jù)庫保證強一致性和較好的可用性。分布式數(shù)據(jù)庫在物理部署上遵循了分布式架構(gòu)，能提供高并發(fā)的讀寫性能和容錯，有很強的可用性和分區(qū)容錯性，但由于需要進(jìn)行數(shù)據(jù)同步，分布式架構(gòu)的數(shù)據(jù)一致性較弱，只能保證最終一致性。4.3.3網(wǎng)絡(luò)協(xié)議區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)協(xié)議一般采用P2P協(xié)議，確保同一網(wǎng)絡(luò)中的每臺計算機彼此對等，各個節(jié)點共同提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，不存在任何“特殊”節(jié)點。不同的區(qū)塊鏈系統(tǒng)會根據(jù)需要制定獨自的P2P網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，比如比特幣有比特幣網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，以太坊也有自己的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。1、散列(哈希)算法散列算法也叫數(shù)據(jù)摘要或者哈希算法，其原理是將一段信息轉(zhuǎn)換成一個固定長度并具備以下特點的字符串：(1)如果某兩段信息是相同的，那么字符也是相同的。(2)即使兩段信息十分相似，但只要是不同的，那么字符串將會十分雜亂隨機并且兩個字符串之間完全沒有關(guān)聯(lián)。本質(zhì)上，散列算法的目的不是為了“加密”而是為了抽取“數(shù)據(jù)特征”,也可以把給定數(shù)據(jù)的散列值理解為該數(shù)據(jù)的“指紋信息”。典型的散列算法有MD5、SHA1/SHA2和SM3,表4-1對比了這些算法的特點。運算謙房輸出大小(位)低快中中高比SHA1略低高比SHA1略低總體上看，SHA256和SM3這兩種算法效率和安全性大致相當(dāng)，目前區(qū)塊鏈主要使用SHA256,國內(nèi)某些特定業(yè)務(wù)場景使用國密SM3,亦是比較符合國家安全和監(jiān)管的選擇。但由于不同業(yè)務(wù)場景的安全性標(biāo)準(zhǔn)有別，未來不排除還需要探索更優(yōu)算法的可能性。非對稱加密算法由對應(yīng)的一對唯一性密鑰(即公開密鑰和私有密鑰)組成的加密方法。任何獲悉用戶公鑰的人都可用用戶的公鑰對信息進(jìn)行加密與用戶實現(xiàn)安全信息交互。由于公鑰與私鑰之間存在的依存關(guān)系，只有用戶本身才能解密該信息，任何未受授權(quán)用戶甚至信息的發(fā)送者都無法將 此信息解密。在近代公鑰密碼系統(tǒng)的研究中，其安全性都是基于難解的可計算問題的，常用的非對稱加密算法特點及其比較如表4-2和表4-3所示。保密級別RSA密鑰長度ECC/SM2密鑰長度表4-3RSA、ECC/SM2總體比較資源消托高低慢高高高中中高高中中4.3.5隱私保護(hù)目前區(qū)塊鏈上傳輸和存儲的數(shù)據(jù)都是公開可見的，僅通過“偽匿名”的方式對交易雙方進(jìn)行一定的隱私保護(hù)。對于某些涉及大量的商業(yè)機密和利益的業(yè)務(wù)場景來說，數(shù)據(jù)的暴露不符合業(yè)務(wù)規(guī)則和監(jiān)管要求。目前，業(yè)界普遍認(rèn)為零知識證明、環(huán)簽名和同態(tài)加密等技術(shù)比較有希望解決區(qū)塊鏈的隱私問題。4.3.6智能合約智能合約可視作一段部署在區(qū)塊鏈上可自動運行的程序，其涵蓋的范圍包括編程語言、編譯器、虛擬機、事件、狀態(tài)機、容錯機制等。虛擬機是區(qū)塊鏈中智能合約的運行環(huán)境。虛擬機不僅被沙箱封裝起來，事實上它被完全隔離。也就是說運行在虛擬機內(nèi)部的代碼不能接觸到網(wǎng)絡(luò)、文件系統(tǒng)或者其他進(jìn)程。甚至智能合約之間也只能進(jìn)行有限的調(diào)用。智能合約本質(zhì)上是一段程序，存在出錯的可能性，甚至?xí)l(fā)嚴(yán)重問題或連鎖反應(yīng)。需要做好充分的容錯機制，通過系統(tǒng)化的手段，結(jié)合運行環(huán)境隔離，確保合約在有限時間內(nèi)按預(yù)期執(zhí)行。4.4區(qū)塊鏈治理區(qū)塊鏈的治理規(guī)則總體由區(qū)塊鏈參與者設(shè)定的規(guī)則組成，規(guī)則本身又設(shè)施等技術(shù)要素構(gòu)成。二是技術(shù)外部的、監(jiān)管法規(guī)層面的治理規(guī)則，由法規(guī)框架、條文、行業(yè)政策等組成。兼顧兩者，才更有利于保護(hù)參與者乃至全社會的廣泛利益，以及推進(jìn)在區(qū)塊鏈技術(shù)之上的商業(yè)應(yīng)用場景的落地，最終構(gòu)4.4.2區(qū)塊鏈治理模式有效的治