1颜武、區(qū)塊鏈介紹

1.1 區(qū)塊鏈概述

區(qū)塊鏈(Blockchain)是分布式數(shù)據(jù)存儲、點對點傳輸拖吼、共識機(jī)制鳞上、加密算法等計算機(jī)技術(shù)在互聯(lián)網(wǎng)時代的創(chuàng)新應(yīng)用模式【1】。目前在世界范圍內(nèi)區(qū)塊鏈還沒有統(tǒng)一的定義吊档，綜合來看篙议，區(qū)塊鏈就是基于區(qū)塊鏈技術(shù)形成的，具有去中心化怠硼、去信任特性的不可逆公共數(shù)據(jù)庫鬼贱。

通過區(qū)塊鏈技術(shù)趾断，互聯(lián)網(wǎng)用戶作為節(jié)點相互連接起來，所有在區(qū)塊鏈架構(gòu)上發(fā)布或生成的內(nèi)容都會在加密后被每一個節(jié)點接收并備份吩愧，換而言之每一個節(jié)點都可以考證芋酌、監(jiān)督歷史上產(chǎn)生的任何數(shù)據(jù)。各節(jié)點將加密數(shù)據(jù)不斷打包到區(qū)塊中雁佳，再將區(qū)塊發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)中脐帝，并按照時間順序進(jìn)行連接，生成永久糖权、不可逆向的數(shù)據(jù)鏈堵腹，這便形成了一個公開透明的受全部用戶監(jiān)督的區(qū)塊鏈。

當(dāng)前世界星澳，無論是針對單一中心企業(yè)疚顷、機(jī)構(gòu)，還是從全社會角度考慮禁偎，中心化系統(tǒng)都存在維護(hù)成本過高的問題腿堤。單一企業(yè)需要高昂的設(shè)備成本和人力成本來維護(hù)中心化數(shù)據(jù)庫，而由于信息的不互通如暖，整個社會也浪費了大量的資源來管理重復(fù)的數(shù)據(jù)笆檀。同時，在某些行業(yè)盒至，傳統(tǒng)企業(yè)已經(jīng)顯露出了寡頭化特征酗洒，這并不利于行業(yè)和社會的進(jìn)步發(fā)展。區(qū)塊鏈的去中心化可以有效解決以上問題枷遂。

另一方面樱衷，區(qū)塊鏈的去信任化將有效解決信息不對稱問題。去信任本質(zhì)上是去信任中介酒唉，任何用戶沒有直接對接到服務(wù)提供商的場景下都存在中介矩桂。中介的本質(zhì)也是為了解決信息不對稱問題，但是隨之而來的便是信息的不透明和高昂的中介成本黔州。區(qū)塊鏈技術(shù)可以打通用戶和服務(wù)商之前的阻隔耍鬓，確保數(shù)據(jù)的真實可信，取締信任中介流妻，極大的提高全社會效率牲蜀。

1.2 區(qū)塊鏈特性

1.2.1不可篡改

區(qū)塊鏈加密技術(shù)多為單向性密碼學(xué)技術(shù)，如哈希算法绅这，橢圓曲線算法等等涣达，因此存在于鏈中的非本節(jié)點產(chǎn)生的數(shù)據(jù)是不可被修改的。同時由于區(qū)塊鏈系統(tǒng)共識算法的限制，幾乎無法單方面修改本節(jié)點產(chǎn)生的數(shù)據(jù)并使其被確認(rèn)度苔。

1.2.2去中心化

相對于“中心化”的一個概念匆篓。區(qū)塊鏈系統(tǒng)沒有特定的中央服務(wù)器，是一個基于點對點技術(shù)的開源系統(tǒng)寇窑，眾多節(jié)點共同進(jìn)行系統(tǒng)的維護(hù)并保證信息傳遞的真實性鸦概。

1.2.3去信任化

任意節(jié)點之間的連接或數(shù)據(jù)交換都不需要信任為前提并受到全網(wǎng)監(jiān)督，即每個節(jié)點都是區(qū)塊鏈系統(tǒng)的監(jiān)督者甩骏。

1.3共識機(jī)制

共識機(jī)制維系著項目的良性運作窗市，是區(qū)塊鏈設(shè)計中極為重要的一環(huán)，主要靠數(shù)學(xué)算法和編程語言實現(xiàn)饮笛。共識機(jī)制的設(shè)計應(yīng)考慮到包括但不限于以下方面：

a) 是否可以使得用戶有序參與到該系統(tǒng)中是否可以平衡參與者的成本和收益

b) 用戶的作惡成本是否足夠高

c) 能否滿足區(qū)塊鏈系統(tǒng)的性能需求

以下是幾種目前主流的共識機(jī)制：

1.3.1工作量證明機(jī)制（Proof of Work咨察，PoW）

區(qū)塊的產(chǎn)生需要一定的算力，即計算設(shè)備每秒能進(jìn)行哈希運算的次數(shù)福青。一臺設(shè)備的算力在全網(wǎng)算力中所占的比重即由這臺設(shè)備創(chuàng)建新區(qū)塊（挖礦）的概率摄狱。

1.3.2權(quán)益證明機(jī)制（Proof of Stake，PoS）

此機(jī)制引入了“幣齡”概念无午。一個節(jié)點擁有一定的數(shù)字資產(chǎn)媒役，每持有單位數(shù)字資產(chǎn)一天則積累一個幣天的幣齡，若發(fā)現(xiàn)新的區(qū)塊則現(xiàn)有的幣齡將清零并重新累計指厌。節(jié)點所擁有的幣齡在全網(wǎng)幣齡中所占的權(quán)重即由此節(jié)點創(chuàng)建新區(qū)塊的概率刊愚。

1.3.3代理權(quán)益證明機(jī)制（Delegated Proof of Share，DPoS）

該機(jī)制是一種基于投票選舉的共識算法踩验，類似民主代議制。在POS的基礎(chǔ)上商玫，DPOS將區(qū)塊生產(chǎn)者的角色專業(yè)化箕憾。所有具有權(quán)益的節(jié)點先進(jìn)行投票選舉出數(shù)量有限的代理人，然后代理人之間再輪流出塊拳昌。該機(jī)制由于出塊節(jié)點數(shù)量有限袭异，無需全節(jié)點共識，因此簡單高效炬藤，但受人為因素影響的概率相對而言較高御铃，是一種目前較為有爭議的共識機(jī)制。

1.4通證模型

通證(Token)是區(qū)塊鏈系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)模型和激勵模型里最關(guān)鍵的一環(huán)沈矿。在一個機(jī)器治理的系統(tǒng)中上真，如果想要使得各方用戶協(xié)同而高效的參與其中，自愿的貢獻(xiàn)和付出羹膳，那么就一定需要一個符合經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)律的激勵模型睡互，使得做出貢獻(xiàn)的用戶獲得一定的回報。這種回報便被設(shè)計成了通證。

通證的本質(zhì)是按照某一協(xié)議開發(fā)并基于一定的規(guī)律分發(fā)到社區(qū)的加密貨幣就珠，可以等同于在該區(qū)塊鏈系統(tǒng)中流通的一般等價物寇壳。在系統(tǒng)中獲取或提供有償服務(wù)，發(fā)生買賣妻怎，均可以使用通證作為價值轉(zhuǎn)移的手段壳炎。隨著整個生態(tài)的發(fā)展，通證的需求將會逐漸增加逼侦，其價值也會逐漸升高匿辩。

2、區(qū)塊鏈應(yīng)用生態(tài)闡述及分析

該部分將目前的區(qū)塊鏈應(yīng)用分為四大類若干小類偿洁，并對典型類別以及類別下的典型項目進(jìn)行闡述和分析撒汉。

2.1貨幣

最早期的區(qū)塊鏈應(yīng)用，主要作為支付手段使用涕滋，也被稱作區(qū)塊鏈1.0睬辐。

作為支付手段，主要分為基礎(chǔ)貨幣及分叉幣宾肺、匿名幣溯饵，每一類中均選取最具代表性的進(jìn)行闡述。

2.1.1基礎(chǔ)貨幣

2008年10月31日锨用，一位化名為中本聰?shù)娜嗽谡搲习l(fā)布《比特幣：一種點對點式的電子現(xiàn)金系統(tǒng)》一文丰刊，宣告了歷史上第一個區(qū)塊鏈應(yīng)用比特幣誕生。次年1月3日增拥，中本聰通過代碼制作了比特幣區(qū)塊鏈的第一個區(qū)塊：創(chuàng)世區(qū)塊啄巧，比特幣網(wǎng)絡(luò)正式上線。比特幣通過“挖礦”的方式產(chǎn)生掌栅，當(dāng)“礦工”（自然人或群組秩仆，他們自愿進(jìn)行哈希計算來解開區(qū)塊內(nèi)置方程并驗證發(fā)生的一系列數(shù)據(jù)交換）解開一個新的方程時，會獲得生成下一個

區(qū)塊的權(quán)利并將解密期間內(nèi)產(chǎn)生的交易數(shù)據(jù)記錄到該區(qū)塊中猾封。作為獎勵澄耍，該礦工將得到這個區(qū)塊內(nèi)包含的比特幣和交易的手續(xù)費。通過比特幣晌缘，轉(zhuǎn)賬可以跨過信任中介（銀行）齐莲，因此可被用于跨境貿(mào)易、支付磷箕、匯款等領(lǐng)域选酗，在這些領(lǐng)域采用比特幣支付將大大減少手續(xù)成本和時間成本。另外搀捷，由于比特幣的歸屬權(quán)只顯示在一串哈希值之中星掰，因此很難追溯到現(xiàn)實世界里的擁有者多望，具有一定的匿名性，所以也被廣泛用于違法交易中氢烘。早在2010年便有人用10000比特幣購買了兩個匹薩怀偷，這是歷史上最早的一筆比特幣與實物的交易，目前播玖，日德已經(jīng)合法化比特幣交易椎工，比特幣的支付領(lǐng)域已經(jīng)大大擴(kuò)展。

2.1.2分叉幣

a) 以太坊經(jīng)典

2016年6月蜀踏。以太坊出現(xiàn)重大漏洞维蒙，社區(qū)對漏洞的處理方式產(chǎn)生了兩種看法，最終導(dǎo)致了以太坊的硬分叉果覆。在硬分叉之后由于兩種方案分別對應(yīng)的主鏈都具有一定的算力支持颅痊，于是導(dǎo)致了原鏈和分叉鏈共存，最終導(dǎo)致了分裂局待，即出現(xiàn)了分叉幣——以太坊經(jīng)典斑响。

b) 比特幣現(xiàn)金

比特幣系統(tǒng)由于在早期設(shè)計中每個區(qū)塊的容量只有1MB，只能承載少量的交易數(shù)據(jù)钳榨，因此隨著比特幣交易的日益頻繁出現(xiàn)了堵塞現(xiàn)象舰罚，為了解決這一問題，比特幣開發(fā)者和算力掌控者提出了眾多的解決方案薛耻，由于沒有良好的決策共識機(jī)制营罢，最終無法達(dá)成共識，導(dǎo)致了比特幣的分裂饼齿，比特幣現(xiàn)金是第一個比特幣分叉幣饲漾。該分叉幣由礦工主導(dǎo)，采用大區(qū)塊模式缕溉，放棄了由核心開發(fā)團(tuán)隊主導(dǎo)的擴(kuò)容方案能颁，因此每個區(qū)塊的容量擴(kuò)展到了8MB。由于資本的逐利性倒淫，后續(xù)又出現(xiàn)了眾多比特幣分叉幣，但是大多沒有廣泛共識败玉，逐漸銷聲匿跡敌土。比特幣現(xiàn)金也是目前共識度最高，最被看好的分叉幣运翼。

2.1.3匿名幣

Zcash誕生于2011年11月9日返干，是首個使用零知識證明技術(shù)的區(qū)塊鏈系統(tǒng)。該系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)和運作模式與比特幣十分類似血淌，但是通過對交易記錄的加密化實現(xiàn)了節(jié)點信息的完全匿名矩欠，比基礎(chǔ)貨幣更能保護(hù)交易的隱私财剖。

目前零知識證明技術(shù)是區(qū)塊鏈開發(fā)中用以提升安全性的最有效手段之一，Zcash團(tuán)隊在這個領(lǐng)域的研究和開發(fā)非常領(lǐng)先癌淮。