區(qū)塊鏈的概念

區(qū)塊鏈技術(shù)起源于2008年由化名“中本聰”的學(xué)者在密碼學(xué)郵件組發(fā)表的奠基性論文《比特幣：一種點對點電子現(xiàn)金系統(tǒng)》，目前尚沒有行業(yè)內(nèi)公認的區(qū)塊鏈定義。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。區(qū)塊鏈技術(shù)最重要的是解決了中介信用的問題。

區(qū)塊鏈技術(shù)的核心優(yōu)勢

區(qū)塊鏈的核心優(yōu)勢就是去中心化。在一個分布有眾多節(jié)點的系統(tǒng)中，每個節(jié)點都具有高度自治的特征。節(jié)點之間彼此可以自由連接，形成新的連接單元。任何一個節(jié)點都可能成為階段性的中心，但不具備強制性的中心控制功能。節(jié)點與節(jié)點之間的影響，會通過網(wǎng)絡(luò)而形成非線性因果關(guān)系。這種開放式、扁平化、平等性的系統(tǒng)現(xiàn)象或結(jié)構(gòu)，我們稱之為去中心化。

隨著主體對客體的相互作用的深入和認知機能的不斷平衡、認知結(jié)構(gòu)的不斷完善，個體能從自我中心狀態(tài)中解除出來，稱之為去中心化。

去中心化，不是不要中心，而是由節(jié)點來自由選擇中心、自由決定中心。簡單地說，中心化的意思，是中心決定節(jié)點。節(jié)點必須依賴中心，節(jié)點離開了中心就無法生存。在去中心化系統(tǒng)中，任何人都是一個節(jié)點，任何人也都可以成為一個中心。任何中心都不是永久的，而是階段性的，任何中心對節(jié)點都不具有強制性。

區(qū)塊鏈的其他優(yōu)勢：一是開放性：區(qū)塊鏈技術(shù)基礎(chǔ)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(guān)應(yīng)用，因此整個系統(tǒng)信息高度透明。二是獨立性：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(xué)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(nèi)自動安全地驗證、交換數(shù)據(jù)，不需要任何人為的干預(yù)。三是安全性：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(luò)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。四是匿名性：除非有法律規(guī)范要求，單從技術(shù)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)塊鏈的基本架構(gòu)

一般說來，區(qū)塊鏈系統(tǒng)由數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、共識層、激勵層、合約層和應(yīng)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(guān)的數(shù)據(jù)加密和時間戳等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和基本算法；網(wǎng)絡(luò)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(luò)節(jié)點的各類共識算法；激勵層將經(jīng)濟因素集成到區(qū)塊鏈技術(shù)體系中來，主要包括經(jīng)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(chǔ)；應(yīng)用層則封裝了區(qū)塊鏈的各種應(yīng)用場景和案例。該模型中，基于時間戳的鏈?zhǔn)絽^(qū)塊結(jié)構(gòu)、分布式節(jié)點的共識機制、基于共識算力的經(jīng)濟激勵和靈活可編程的智能合約是區(qū)塊鏈技術(shù)最具代表性的創(chuàng)新點。

區(qū)塊鏈在虛擬貨幣上的應(yīng)用發(fā)展

區(qū)塊鏈最早是在比特幣種應(yīng)用的。自2009年1月誕生以來，出現(xiàn)了各種各樣類似的比特幣虛擬數(shù)字貨幣，都是基于區(qū)塊鏈的。

國內(nèi)發(fā)展

2016年1月20日，中國人民銀行數(shù)字貨幣研討會宣布對數(shù)字貨幣研究取得階段性成果。會議肯定了數(shù)字貨幣在降低傳統(tǒng)貨幣發(fā)行等方面的價值，并表示央行在探索發(fā)行數(shù)字貨幣。中國人民銀行數(shù)字貨幣研討會的表達大大增強了數(shù)字貨幣行業(yè)信心。這是繼2013年12月5日央行五部委發(fā)布關(guān)于防范比特幣風(fēng)險的通知之后，第一次對數(shù)字貨幣表示明確的態(tài)度。

2016年12月20日，數(shù)字貨幣聯(lián)盟——中國FinTech數(shù)字貨幣聯(lián)盟及FinTech研究院正式籌建，火幣是聯(lián)合發(fā)起單位之一。

國外發(fā)展

區(qū)塊鏈在國內(nèi)雖然還處于概念導(dǎo)入和探索的初期階段，但國際上許多大型銀行以各種形式在區(qū)塊鏈領(lǐng)域已經(jīng)開展了一系列探索。

商業(yè)銀行成立內(nèi)部的區(qū)塊鏈實驗室。比如花旗銀行、瑞銀、紐約梅隆銀行等已相繼成立研發(fā)實驗室，重點圍繞支付、數(shù)字貨幣和結(jié)算模式等方面測試區(qū)塊鏈的應(yīng)用，有的還擴大到其員工內(nèi)部系統(tǒng)中測試。

2015年以來，許多跨國大型金融集團紛紛以創(chuàng)投形式進入?yún)^(qū)塊鏈領(lǐng)域

與初創(chuàng)公司合作。例如巴克萊銀行在技術(shù)孵化和加速器項目中與區(qū)塊鏈初創(chuàng)公司合作，澳大利亞聯(lián)邦銀行和開源軟件Ripple合作組隊，創(chuàng)建了一個在其子公司之間互相支付轉(zhuǎn)賬的區(qū)塊鏈系統(tǒng)等。

基于區(qū)塊鏈的網(wǎng)絡(luò)安全

著移動互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)空間承載了海量數(shù)據(jù)，必須保證其安全性和隱私性。

區(qū)塊鏈技術(shù)具有去中心化、不可篡改、可追溯、高可信和高可用的特性，有利于提升網(wǎng)絡(luò)安全性，是網(wǎng)絡(luò)安全新技術(shù)之一。

網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)安全和隱私保護：將權(quán)限與數(shù)據(jù)分離，權(quán)限設(shè)置和數(shù)據(jù)訪問情況記錄在區(qū)塊鏈。數(shù)據(jù)訪問權(quán)限完全可控，數(shù)據(jù)操作過程對用戶透明。

傳統(tǒng)的中心節(jié)點數(shù)據(jù)管理體系中，數(shù)據(jù)存儲于中央機構(gòu)，中央機構(gòu)的管理缺失或設(shè)備故障可能造成數(shù)據(jù)的丟失或泄露。基于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)管理體系采用去中心化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并且將數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)存取權(quán)限分離。基于區(qū)塊鏈的系統(tǒng)消除了中央機構(gòu)存在的安全風(fēng)險，同時應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)的一切操作過程均被記錄，確保了數(shù)據(jù)的安全性。

傳統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備管理系統(tǒng)采用中心化結(jié)構(gòu)，設(shè)備的數(shù)據(jù)和控制信息都由中心節(jié)點控制和維護，加了中心節(jié)點的計算負載和安全問題。引入?yún)^(qū)塊鏈，能夠構(gòu)建去中心化的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備管理系統(tǒng)，進行設(shè)備的權(quán)限設(shè)置與通信控制。管理系統(tǒng)在區(qū)塊鏈的記錄之下，能夠確保設(shè)備的權(quán)限與控制記錄的完整和不可篡改。

DDoS攻擊者通過一系列手段，向目標(biāo)系統(tǒng)的中心節(jié)點發(fā)起大量請求，造成目標(biāo)節(jié)點或網(wǎng)絡(luò)的癱瘓。基于區(qū)塊鏈的系統(tǒng)能夠?qū)⑾到y(tǒng)數(shù)據(jù)分布完整存儲于多臺設(shè)備。部分節(jié)點遭到攻擊時，其余節(jié)點依然可以依靠完整的系統(tǒng)數(shù)據(jù)維持系統(tǒng)的運行。因此利用區(qū)塊鏈的分布式特點，能夠打造一個抵抗DDoS攻擊的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

區(qū)塊鏈的局限

能源效率低：能源效率問題在計算機工程領(lǐng)域目前無須處理，但在一些特殊領(lǐng)域比如說手機云計算，能源效率就是一個很關(guān)鍵的問題了。以比特幣為例，比特幣在挖礦的過程中需要大量的資源來計算、確認交易安全性、可信性。這一過程實際上占用了過于大量的資源，這種資源浪費程度應(yīng)當(dāng)受到控制和減少。

隱私性差：在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中．分布式共識網(wǎng)沒有秘密．所有的交易都是透明的，全社會公開因此，區(qū)塊鏈中的個人隱私只能是通過打破信息流保持的。公眾可以看到所有的交易。但是交易與個人隱私之間沒有相連的信息。

安全問題：2018年5月29日，360公司Vulcan團隊發(fā)現(xiàn)了區(qū)塊鏈平臺EOS的一系列高危漏洞，經(jīng)驗證，部分漏洞可以在EOS節(jié)點上遠程執(zhí)行任意代碼，即可以通過遠程攻擊，直接控制和接管EOS上運行的所有節(jié)點。當(dāng)掌控數(shù)據(jù)節(jié)點超過51%時，就可以肆意操控修改網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。

區(qū)塊鏈的應(yīng)用前景

1、評估科學(xué)研究。每年全球發(fā)布大約250萬篇科學(xué)研究，超過三分之二是復(fù)制品，區(qū)塊鏈技術(shù)可幫忙認證；

2、處理交易。據(jù)統(tǒng)計，2017年超過3億美金的交易通過區(qū)塊鏈進行；

3、增加媒體廣告行業(yè)透明度。美國一些企業(yè)已經(jīng)開始使用IBM開發(fā)的媒體廣告合約區(qū)塊鏈APP；

4、電力智能管理。能源公司與用戶可使用區(qū)塊鏈共享數(shù)據(jù)，實現(xiàn)電力資源高效分配；

5、全球航運的福音。航運業(yè)正嘗試使用區(qū)塊鏈簡化航運登記流程，可大大降低航運開支；

6、管理無線頻譜。區(qū)塊鏈用于管理電波，可根據(jù)需求建立多用途頻譜；

7、創(chuàng)建數(shù)字身份證。微軟區(qū)塊鏈項目團隊正在研究區(qū)塊鏈創(chuàng)建數(shù)字標(biāo)識，為每個人分配獨特的識別符，用于銀行業(yè)務(wù)、健康保險乃至衣食住行。

區(qū)塊鏈展望：

我們認為區(qū)塊鏈更類似于一種新的協(xié)議機制，這種機制有望打破原有的中心化數(shù)據(jù)庫模式，將數(shù)據(jù)通過分布式記錄和存儲的方式留在每個個體當(dāng)中，從而改變數(shù)據(jù)的價值提取方式。這樣一來，區(qū)塊鏈甚至有望徹底顛覆現(xiàn)有的中心化IT模式，使得現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)重新洗牌，傳統(tǒng)的IT廠商有望借助區(qū)塊鏈的大浪潮得到重新分配蛋糕的機會。

雖然現(xiàn)階段不論是金融業(yè)還是其他企業(yè)界都非常看好區(qū)塊鏈技術(shù)“去中心化”所帶來的便捷，但這項技術(shù)在大范圍應(yīng)用時仍然存在著諸如能源效率低、隱私性差、存在一些安全漏洞問題等等制約其發(fā)展。相信隨著越來越多研究的進行．更多解決方案的提出，區(qū)塊鏈技術(shù)將會日漸完善，最終進入人民群眾的身邊。

總結(jié)

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