區塊鏈技術及其應用相關論文

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書名：區塊鏈核心技術與應用

作者：鄒均

豆瓣評分：8.6

出版社：機械工業出版社

出版年份：2018-8-1

頁數：388

內容簡介：

知名專家聯袂推薦，實力專家聯合撰寫，權威性、全面性、透徹性毋庸置疑。深度講解區塊鏈核心技術、平台與應用開發，涵蓋架構、共識、加密、P2P、比特幣、以太坊、Hyperledger、EOS、潛力框架、問題與測評等。本書分為三篇，內容解讀如下。

基礎篇（第1～6章），著重講解區塊鏈技術思想、通用架構和核心技術。該部分寫作時注意通俗易懂且兼顧全局，是學習基石與藍圖，涵蓋區塊鏈思想與價值、通用架構模型、基礎概念與核心技術（加密、共識、P2P網路等）。

實戰篇（第7～9章），講解主流的區塊鏈開發平台比特幣、以太坊、Hyperledger Fabric的核心機制、技術細節，並給出點對點的電子現金系統、智能合約開發、完整的Fabric網路構建與應用開發三個案例。

進階篇（10～12章），為進一步提升讀者開發能力、眼界與研究方向，涵蓋三個方面：① 可能的發展方向，以及一些富有潛力、特色的區塊鏈平台（EOS、Cardano、IOTA等）；② 區塊鏈開發需要考慮的各種問題，包括技術局限、各種安全問題與漏洞、應對措施；③區塊鏈測評，從6個層面和8大類質量指標來設計區塊鏈項目評測點和測試用例。

作者簡介：

鄒均 於斌 庄鵬 邢春曉 等著：鄒均，廣電運通區塊鏈科技有限公司CEO、中關村區塊鏈聯盟副秘書長。主編技術暢銷書《區塊鏈技術指南》，在領先的國際會議和期刊上發表論文20餘篇，其中區塊鏈論文獲IEEE ICWS最佳論文獎，共識演算法論文由國際頂級期刊《Transaction on Service Computing》收錄並刊登。曾榮獲澳中校友會「傑出校友獎」、麥考瑞大學「校長獎」。

於斌，現任北郵在線教育投資集團總裁、中國電子學會區塊鏈專委會委員、中關村區塊鏈產業聯盟專家，是上海財經大學，亞洲財經商學院特聘教授。北京郵電大學通信與信息系統專業博士，主編《金融科技概論》等專著4本，曾獲得國家科技進步二等獎，教育部一等獎。網路教育、金融科技、區塊鏈等領域專家。

庄鵬， IBM全球服務金融服務部高級顧問經理、資深架構師。14年金融行業架構設計與戰略咨詢規劃經驗。擁有豐富的服務轉型、大型企業級分布式系統架構設計、大數據分析、金融支付方面的豐富實施經驗。最近三年專注於區塊鏈和分布式賬本架構研究，區塊鏈相關應用和數字貨幣咨詢研究，多次作為區塊鏈峰會的講師、培訓專家。

邢春曉，清華大學信息技術研究院和互聯網產業研究院副院長，主要研究領域：計算機軟體與理論，資料庫和數據倉庫、大數據管理和分析，知識工程和軟體工程、區塊鏈與數字經濟、智慧城市（政務，商務，文化和醫療健康）等領域。發表學術論文350餘篇，其中SCI 40餘篇、EI 150餘篇，發明專利40項。

B. 淺析區塊鏈技術的應用

淺析區塊鏈技術的應用
對於最近大熱的區塊鏈技術，相信很多人並不了解它的適用場景。雖然理論層面上任何跟數字網路相關的行業都能夠應用，而從落地成本的角度講，有下面這么幾個行業更加契合區塊鏈技術。
由於區塊鏈的本質就是一個分布式記賬的賬本，而以比特幣、以太坊為代表的數字貨幣也是一種非常簡潔而安全的結算方式。在金融領域最重要的也就是記賬以及清算過程，通過區塊鏈技術可以大幅提升傳統銀行以及金融業的效率。
不過以上這些也都是發揮了區塊鏈的基礎功能，其中還有很多可以提升的空間，目前世界范圍內尚沒有一個成熟的區塊鏈金融項目落地，我們還有很長的路要走。

談到區塊鏈的應用，首先我們想到的就是銀行、金融行業，由於區塊鏈的本質就是一個分布式記賬系統，用於金融行業算是最為契合。基於區塊鏈的數字貨幣，也可以應用於交易以及清算以及結算等，利用區塊鏈的安全性和去中心化保障記賬的安全性，當下各大國家都在探索此項應用。
此外政府機構的許多業務也非常適合區塊鏈技術的應用，例如對於居民身份信息的管理，所有權記錄以及產品監督等等。通過分布式不可篡改記錄來確保關鍵信息的安全型和隱秘性。愛爾蘭等許多國家已經將此項開發計劃納入短期目標，也是區塊鏈較為常見的使用領域之一。
金融領域：金融領域算是區塊鏈除了比特幣應用之外應用最多的一個領域了，畢竟金融發展也摻雜者貨幣與數字貨幣。尤其近兩年數字貨幣的發展也帶動了區塊鏈的應用。
關於區塊鏈欺騙，區塊鏈剛剛興起的時候，遭到很多人的質疑，被稱為區塊鏈欺騙。而現在區各國的首席經濟學家都開始戒除研究區塊鏈，證明區塊鏈正在逐漸被大眾所接受。
此外，由於以太坊只能合約的出現，區塊鏈也可以更好的協助資源共享相關行業，例如我們常見的共享單車等產品。再比如醫療領域，我們也可以使用區塊鏈技術提升效率和安全，是這個行業得到質變。
相信大家已經對區塊鏈的實際應用有一個初步的認識了，反觀國內前段時間的ICO熱，大量的諸如狗鏈一類不靠譜的項目強行炒概念，顯然是國內投資者對區塊鏈應用領域不夠了解，所以叫停ICO除了規范行業之外也是對投資大眾的保護。

C. 一文看懂互聯網區塊鏈

一文看懂互聯網區塊鏈

一文看懂互聯網區塊鏈，要了解區塊鏈，就不得不從互聯網的誕生開始研究區塊鏈的技術發展簡史，從中發掘區塊鏈產生的動因，並由此推斷區塊鏈的未來。下面讓我們一文看懂互聯網區塊鏈。

一文看懂互聯網區塊鏈1

區塊鏈的鼻祖就是麻將，最早的區塊鏈是中國人發明的！區塊鏈就跟麻將一樣，只不過麻將的區塊比較少而已，麻將只有136個區塊，各地麻將規則不同可視作為比特幣的硬分叉。

麻將作為最古老的區塊鏈項目，四個礦工一組，最先挖出13位正確哈希值的獲得記賬權以及獎勵，採用願賭服輸且不能作弊出老千的共識機制！

麻將去中心化，每個人都可以是庄，完全就是點對點。

礦池=棋牌室的老闆抽佣。

不可篡改，因為說服其他三個人需要消耗太多算力和體力。

典型的價值互聯網。我兜里的價值用不了八圈，就跑到他們兜里去了。

中國人基本上人手打得一手好麻將，區塊鏈方面生產了全球70%~80%的礦機，並擁有全世界最多的算力，約佔77%的算力

麻將其實是最早的的區塊鏈項目：

1，四個礦工一組，先碰撞出13個數字正確哈希值的礦工可以獲得記賬權並得到獎勵。

2，不可篡改。因為說服其他三個人需要消耗太多算力和體力。

3，典型的價值互聯網。我兜里的價值數字貨幣www.gendan5.com/digitalcurrency/btc.html用不了八圈，就跑到他們兜里去了。

4、去中心化，每個人都可以是庄，完全就是點對點。

5、UTXO，未花費的交易支出。

還有另外一種賒賬的區塊鏈玩法，假設大家身上都沒現金

細究一下，在大家達成共識時，我們看不到任何中介或者第三方出來評判丙贏了，大家給丙的獎勵也不需要通過第三方轉交給丙，都是直接點對點交易，這一過程就是去中心化，牌友們（礦工）各自記錄了第一局的戰績，丙大胡自摸十三幺，乙杠了甲東風，記錄完成後就生成了一個完整的區塊，但要記住，這才只是第一局，在整個區塊鏈上，這才僅僅是一個節點，開頭說的8局打完，也就是8個節點（區塊），8個區塊連接在一起就形成了一個完整賬本，這就是區塊鏈。因為這個賬本每人都有一個，所以就是分布式賬本，目的就是為了防止有人篡改記錄，打到最後，誰輸誰贏一目瞭然。

4個男士（甲乙丙丁）湊在一塊打麻將來錢，大家都沒帶現金，於是請一美女（中心化）用本子記賬，記錄每一局誰贏了多少錢、誰輸了多少錢？最後結束時，大家用支付寶或微信支付結總賬，但是如果這位美女記賬時記錯了或者預先被4人中的某人買通了故意記錯，就保證不了這個游戲結果的公正公平合理性，你說是不是？那怎麼辦呢？如果你「打麻將」能用「區塊鏈」作為游戲規則改編為如下：

4個男士（甲乙丙丁）湊在一塊打麻將來錢，大家都沒帶現金，乙說讓她帶來的美女記賬，甲說這位美女我們都不認識，於是甲乙丙丁4人一致約定每個人每局牌都在自己的手機上（區塊鏈節點）同時記賬（去中心化），最後打完麻將，直接手機上以電子貨幣結賬時，大家都對一下記賬的的結果，本來應該是一樣的記賬結果。

假設本來結果是甲手機上記的賬：乙欠甲10元。但乙手機上的記錄卻是不欠，可是其餘2人（丙、丁）和甲的記賬一樣，那還是按照少數服從多數規則結算，另外大家心裡對乙的誠信印象就差評了，下次打麻將就不會帶乙一起玩了。

除非乙預先買通（丙、丁）2人讓其故意作假，但乙買通他們2人的代價是10萬元（賴賬10元的1萬倍），那常理上乙只能選擇放棄，因為做假成本太高了。

假設即使乙在打牌的過程中，偷偷願意以高價10萬元預先買通丙、丁做這筆巨虧的傻貓交易，但區塊鏈的規則是按時間戳記賬的，原來是下午1點鍾記賬乙欠甲10元的，即丙和丁下午3點鍾再改賬時，時間是不可逆的，只能記下午3點鍾，那就又不吻合游戲規則了。

實際上在2017年博主已經開發出了一套麻將幣

中國最早的區塊鏈項目：四個礦工一組，最先從 148 個隨機數字中碰撞出 14 個數字正確哈希值的礦工，可以獲得一次記賬權激勵，由於分布式記賬需要得到其他幾位礦工的共識，因此每次記賬交易時間長約十幾分鍾。

一文看懂互聯網區塊鏈2

一、比特幣誕生之前，5個對區塊鏈未來有重大影響的互聯網技術

1969年，互聯網在美國誕生，此後互聯網從美國的四所研究機構擴展到整個地球。在應用上從最早的軍事和科研，擴展到人類生活的方方面面，在互聯網誕生後的近50年中，有5項技術對區塊鏈的未來發展有特別重大的意義。

1、1974誕生的TCP/IP協議：決定了區塊鏈在互聯網技術生態的位置

1974年，互聯網發展邁出了最為關鍵的一步，就是由美國科學家文頓瑟夫和羅伯特卡恩共同開發的互聯網核心通信技術－－TCP/IP協議正式出台。

這個協議實現了在不同計算機，甚至不同類型的網路間傳送信息。所有連接在網路上的計算機，只要遵照這個協議，都能夠進行通訊和交互。

通俗的說，互聯網的數據能穿過幾萬公里，到達需要的計算機用戶手裡，主要是互聯網世界形成了統一的信息傳播機制。也就是互聯網設備傳播信息時遵循了一個統一的法律-TCP/IP協議。

理解TCP/IP協議對掌握互聯網和區塊鏈有非常重要的意義，在1974年TCP/IP發明之後，整個互聯網在底層的硬體設備之間，中間的網路協議和網路地址之間一直比較穩定，但在頂層應用層不斷涌現層出不窮的創新應用，這包括新聞，電子商務，社交網路，QQ，微信，也包括區塊鏈技術。

也就是說區塊鏈在互聯網的技術生態中，是互聯網頂層-應用層的一種新技術，它的出現，運行和發展沒有影響到互聯網底層的基礎設施和通訊協議，依然是按TCP/IP協議運轉的眾多軟體技術之一。

2、1984年誕生的思科路由器技術：是區塊鏈技術的模仿對象

1984年12月，思科公司在美國成立，創始人是斯坦福大學的一對夫婦，計算機中心主任萊昂納德·波薩克和商學院的計算機中心主任桑蒂·勒納，他們設計了叫做「多協議路由器」的聯網設備，放到互聯網的通訊線路中，幫助數據准確快速從互聯網的一端到達幾千公里的另一端。

整個互聯網硬體層中，有幾千萬台路由器工作繁忙工作，指揮互聯網信息的傳遞，思科路由器的一個重要功能就是每台路由都保存完成的互聯網設備地址表，一旦發生變化，會同步到其他幾千萬台路由器上（理論上），確保每台路由器都能計算最短最快的路徑。

大家看到路由器的運轉過程，會感到非常眼熟，那就是區塊鏈後來的重要特徵，理解路由器的意義在於，區塊鏈的重要特徵，在1984年的路由器上已經實現，對於路由器來說，即使有節點設備損壞或者被黑客攻擊，也不會影響整個互聯網信息的傳送。

3、隨萬維網誕生的B/S（C/S）架構：區塊鏈的對手和企圖顛覆的對象

萬維網簡稱為Web，分為Web客戶端和伺服器。所有更新的信息只在Web伺服器上修改，其他幾千，上萬，甚至幾千萬的客戶端計算機不保留信息，只有在訪問伺服器時才獲得信息的數據，這種結構也常被成為互聯網的B/S架構，也就是中心型架構。這個架構也是目前互聯網最主要的架構，包括谷歌、Facebook、騰訊、阿里巴巴、亞馬遜等互聯網巨頭都採用了這個架構。

理解B/S架構，對與後續理解區塊鏈技術將有重要的意義，B/S架構是數據只存放在中心伺服器里，其他所有計算機從伺服器中獲取信息。區塊鏈技術是幾千萬台計算機沒有中心，所有數據會同步到全部的計算機里，這就是區塊鏈技術的核心，

4、對等網路（P2P）：區塊鏈的父親和技術基礎

對等網路P2P是與C/S(B/S)對應的另一種互聯網的基礎架構，它的特徵是彼此連接的多台計算機之間都處於對等的地位，無主從之分，一台計算機既可作為伺服器，設定共享資源供網路中其他計算機所使用，又可以作為工作站。

Napster是最早出現的P2P系統之一，主要用於音樂資源分享，Napster還不能算作真正的對等網路系統。2000 年3月14 日，美國地下黑客站點Slashdot郵寄列表中發表一個消息，說AOL的Nullsoft 部門已經發放一個開放源碼的Napster的克隆軟體Gnutella。

在Gnutella分布式對等網路模型中，每一個聯網計算機在功能上都是對等的，既是客戶機同時又是伺服器，所以Gnutella被稱為第一個真正的對等網路架構。

20年裡，互聯網的一些科技巨頭如微軟，IBM，也包括自由份子，黑客，甚至侵犯知識產權的犯罪分子不斷推動對等網路的發展，當然互聯網那些希望加強信息共享的理想主義者也投入了很大的熱情到對等網路中。區塊鏈就是一種對等網路架構的軟體應用。它是對等網路試圖從過去的沉默爆發的標桿性應用。

5、哈希演算法：產生比特幣和代幣（通證）的關鍵

哈希演算法將任意長度的數字用哈希函數轉變成固定長度數值的演算法，著名的哈希函數如：MD4、MD5、SHS等。它是美國國家標准暨技術學會定義的加密函數族中的一員。

這族演算法對整個世界的運作至關重要。從互聯網應用商店、郵件、殺毒軟體、到瀏覽器等、，所有這些都在使用安全哈希演算法，它能判斷互聯網用戶是否下載了想要的東西，也能判斷互聯網用戶是否是中間人攻擊或網路釣魚攻擊的受害者。

區塊鏈及其應用比特幣或其他虛擬幣產生新幣的過程，就是用哈希演算法的函數進行運算，獲得符合格式要求的數字，然後區塊鏈程序給予比特幣的獎勵。

包括比特幣和代幣的挖礦，其實就是一個用哈希演算法構建的小數學游戲。不過因為有了激烈的競爭，世界各地的人們動用了強大的伺服器進行計算，以搶先獲得獎勵。結果導致互聯網眾多計算機參與到這個小數學游戲中，甚至會耗費了某些國家超過40%的電量。

二、區塊鏈的誕生與技術核心

區塊鏈的誕生應該是人類科學史上最為異常和神秘的發明和技術，因為除了區塊鏈，到目前為止，現代科學史上還沒有一項重大發明找不到發明人是誰。

2008年10月31號，比特幣創始人中本聰（化名）在密碼學郵件組發表了一篇論文——《比特幣：一種點對點的電子現金系統》。在這篇論文中，作者聲稱發明了一套新的不受政府或機構控制的電子貨幣系統，區塊鏈技術是支持比特幣運行的基礎。

論文預印本地址在http://www.bitcoin.org/bitcoin.pdf，從學術角度看，這篇論文遠不能算是合格的論文，文章的主體是由8個流程圖和對應的解釋文字構成的, 沒有定義名詞、術語，論文格式也很不規范。

2009年1月,中本聰在SourceForge網站發布了區塊鏈的應用案例-比特幣系統的開源軟體，開源軟體發布後, 據說中本聰大約挖了100萬個比特幣.一周後，中本聰發送了10個比特幣給密碼學專家哈爾·芬尼，這也成為比特幣史上的第一筆交易。伴隨著比特幣的蓬勃發展，有關區塊鏈技術的研究也開始呈現出井噴式增長。

向大眾完整清晰的解釋區塊鏈的確是困難的事情，我們以比特幣為對象，盡量簡單但不斷深入的介紹區塊鏈的技術特徵。

1、區塊鏈是一種對等網路（P2P）的軟體應用

我們在前文提過，在21世紀初，互聯網形成了兩大類型的應用架構，中心化的B/S架構和無中心的對等網路（P2P）架構，阿里巴巴，新浪，亞馬遜，網路等等很多互聯網巨頭都是中心化的B/S架構，簡單的說，就是數據放在巨型伺服器中，我們普通用戶通過手機，個人電腦訪問阿里，新浪等網站的伺服器。

21世紀初以來，出現了很多自由分享音樂，視頻，論文資料的軟體應用，他們大部分採用的是對等網路（P2P）架構，就是沒有中心伺服器，大家的個人計算機都是伺服器，也都是客戶機，身份平等。但這類應用一直沒有流行起來，主要原因是資源消耗大，知識版權有問題等。區塊鏈就是這種領域的一種軟體應用。

2、區塊鏈是一種全網信息同步的對等網路（P2P）軟體應用

對等網路也有很多應用方式，很多時候，並不要求每台計算機都保持信息一致，大家只存儲自己需要的的信息，需要時再到別的計算機去下載。

但是區塊鏈為了支持比特幣的金融交易，就要求發生的每一筆交易都要寫入到歷史交易記錄中，並向所有安裝比特幣程序的計算機發送變動信息。每一台安裝了比特幣軟體的計算機都保持最新和全部的.比特幣歷史交易信息。

區塊鏈的這個全網同步，全網備份的特徵也就是常說的區塊鏈信息安全，不可更改來源。雖然在實際上依然不是絕對的安全，但當用戶量非常大時，的確在防範信息篡改上有一定安全優勢。

3、區塊鏈是一種利用哈希演算法產生」通證（代幣）」的全網信息同步的對等網路（P2P）軟體應用

區塊鏈的第一個應用是著名的比特幣，討論到比特幣時，經常會提到的一個名詞就是「挖礦」，那麼挖礦到底是什麼呢？

形象的比喻是，區塊鏈程序給礦工（游戲者）256個硬幣，編號分別為1,2,3……256，每進行一次Hash運算，就像拋一次硬幣，256枚硬幣同時拋出，落地後如果正巧編號前70的所有硬幣全部正面向上。礦工就可以把這個數字告訴區塊鏈程序，區塊鏈會獎勵50個比特幣給礦工。

從軟體程序的角度說，比特幣的挖礦就是用哈希SHA256函數構建的數學小游戲。區塊鏈在這個小游戲中首先規定了一種獲獎模式：給出一個256位的哈希數，但這個哈希數的後70位全部是0，然後游戲者（礦工）不斷輸入各種數字給哈希SHA256函數，看用這個函數能不能獲得位數有70個0的數字，找到一個，區塊鏈程序會獎勵50個比特幣給游戲者。實際的挖坑和獎勵要更復雜，但上面的舉例表達了挖礦和獲得比特幣的核心過程。

2009年比特幣誕生的時候，每筆賞金是50個比特幣。誕生10分鍾後，第一批50個比特幣生成了，而此時的貨幣總量就是50。隨後比特幣就以約每10分鍾50個的速度增長。當總量達到1050萬時(2100萬的50%)，賞金減半為25個。當總量達到1575萬(新產出525萬，即1050的50%)時，賞金再減半為12.5個。根據比特幣程序的設計，比特幣總額是2100萬。

從上述介紹看，比特幣可以看做一個基於對等網路架構的猜數小游戲，每次正確的猜數結果獎勵的比特幣信息會傳遞給所有游戲者，並記錄到每個游戲者的歷史資料庫中。

4、區塊鏈技術因比特幣的興起產生的智能合約，通證、ICO與區塊鏈基礎平台

從上面的介紹看，比特幣的技術並不是從天上掉下來的新技術，而是把原來多種互聯網技術，如對等網路架構，路由的全網同步，網路安全的加密技術巧妙的組合在一起，算是一種組合創新的演算法游戲。

由於比特幣通過運作成為可以兌換法幣，購買實物，通過升值獲得暴利，全世界都不淡定了。抱著你能做，我也能做的態度，很多人創造了自己的仿比特幣軟體應用。同時利用政府難以監管對等網路的特點，各種山寨幣與比特幣一起爆發。這其中出現了很多欺詐和潛逃事件，逐步引起各國政府的關注。

區塊鏈基礎平台：用區塊鏈技術框架創建貨幣還是有相當的技術難度，這時區塊鏈基礎平台以太坊等基礎技術平台出現了，讓普通人也可以方便的創建類「比特幣」軟體程序，各顯神通，請人入局挖幣，炒幣，從中獲得利益。

通證或代幣：各家「比特幣」、「山寨幣」如果用哈希演算法創建的猜數小游戲，產生自己的「貨幣」時，這個「貨幣」統稱「通證」或「代幣」。

ICO:由於比特幣和以太幣已經打通與各國法幣的兌換，其他新虛擬幣發幣時，只允許用比特幣和以太幣購買發行的新幣，這樣的發幣過程就叫ICO，ICO的出現放大了比特幣，以太幣的交易量。同時很多ICO項目完全建立在虛無的項目上，導致大量欺詐案例頻發。進一步加深了社會對區塊鏈生成虛擬貨幣的負面認識。

智能合約:可以看做區塊鏈上的一種軟體功能，是輔助區塊鏈上各種虛擬幣交易的程序，具體的功能就像淘寶上支付寶的資金託管一樣，當一方用戶收到的貨物，在支付寶上進行確認後，資金自動支付個給買家貨主，智能合約在比特幣等區塊鏈應用上也是承擔了這個中介支付功能。

三、區塊鏈技術在互聯網中的歷史地位和未來前景

1、區塊鏈處於互聯網技術的什麼位置？是頂層的一種新軟體和架構。

我們在前面的TCP/IP介紹中提到，區塊鏈與瀏覽器、QQ、微信、網路游戲軟體、手機APP等一樣，是互聯網頂層-應用層的一種軟體形式。它的運行依然要靠TCP/IP的架構體系傳輸數據。只是與大部分應用層軟體不同，沒有採用C/S（B/S）的中心軟體架構。而是採用了不常見的對等網路架構，從這一點說，區塊鏈並不能顛覆互聯網基礎結構。

2、區塊鏈想要顛覆誰？想顛覆萬維網的B/S（C/S）結構。

它試圖要顛覆其實是89年年誕生的萬維網B/S,C/S結構。前面說過。由於89年年歐洲物理學家蒂姆· 伯納斯· 李發明萬維網並放棄申請專利。此後近30年中，包括谷歌，亞馬遜，facebook，阿里巴巴，網路，騰訊等公司利用萬維網B/S（C/S）結構，成長為互聯網的巨頭。

在他們的總部，建立了功能強大的中心伺服器集群，存放海量數據，上億用戶從巨頭伺服器中獲取自己需要的數據，這樣也導致後來雲計算的出現，而後互聯網巨頭把自己沒有用完的中心伺服器資源開放出來，進一步吸取企業，政府，個人的數據。中心化的互聯網巨頭對世界，國家，互聯網用戶影響力越來越大。

區塊鏈的目標是通過把數據分散到每個互聯網用戶的計算機上，試圖降低互聯網巨頭的影響力，由此可見區塊鏈真正的對手和想要顛覆的是1990年誕生的B/S（C/S）結構。但能不能顛覆掉，就要看它的技術優勢和瓶頸。

3、區塊鏈的技術缺陷：追求徹底平等自由帶來的困境

區塊鏈的技術缺陷首先來自與它的對等網路架構上，舉個例子，目前淘寶是B/S結構，海量的數據存放在淘寶伺服器集群機房裡，幾億消費者通過瀏覽器到淘寶伺服器網站獲取最新信息和歷史信息。

如果用區塊鏈技術，就是讓幾億人的個人電腦或手機上都保留一份完整的淘寶資料庫，每發生一筆交易，就同步給其他幾億用戶。這在現實中是完全無法實現的。傳輸和存儲的數據量太大。相當於同時建立幾億個淘寶網站運行。

因此區塊鏈無法應用在數據量大的項目上，甚至小一點的網站項目用區塊鏈也會吃力。到2018年，比特幣運行了近10年，積累的交易數據已經讓整個系統面臨崩潰。

於是區塊鏈採用了很多變通方式，如建立中繼節點和閃電節點，這兩個概念同樣會讓人一頭霧水，通俗的說，就是區塊鏈會向它要顛覆的對象B/S結構進行了學習，建立數據伺服器中心成為區塊鏈的中繼節點，也用類瀏覽器的終端訪問，這就是區塊鏈的閃電節點。

這種變動能夠緩解區塊鏈的技術缺陷，但確讓區塊鏈變成它反對的樣子，中心化。由此可見，單純的區塊鏈技術由於技術特徵有重大缺陷，無法像萬維網一樣應用廣泛，如果技術升級，部分採用B/S（C/S）結構,又會使得區塊鏈有了中心化的信息節點，不在保持它誕生時的夢想。

4、從互聯網大腦模型看區塊鏈的未來前景

我們知道互聯網一般是指將世界范圍計算機網路互相聯接在一起的網際網路，在這基礎上發展出覆蓋全世界的全球性互聯網路稱互聯網，即是互相連接一起的網路結構。

從1969年互聯網誕生以來，人類從不同的方向在互聯網領域進行創新，並沒有統一的規劃將互聯網建造成什麼結構，當時間的車輪到達2017年，隨著人工智慧，物聯網，大數據，雲計算，機器人，虛擬現實，工業互聯網等科學技術的蓬勃發展，當人類抬起頭來觀看自己的創造的巨系統，互聯網大腦的模型和架構已經越來越清晰。

通過近20年的發展依託萬維網的B/S,C/S結構，騰訊QQ，微信，Facebook，微博、twitter亞馬遜已經發展出類神經元網路的結構。互聯網設備特別是個人計算機，手機在通過設備上的軟體在巨頭的中心伺服器上映射出個人數據和功能空間，相互加好友交流，傳遞信息。互聯網巨頭通過中心伺服器集群的軟體升級，不斷優化數億台終端的軟體版本。在神經學的體系中，這是一種標準的中樞神經結構。

區塊鏈的誕生提供了另外一種神經元模式，不在巨頭的集中服務中統一管理神經元，而是每台終端，包括個人計算機和個人手機成為獨立的神經元節點，保留獨立的數據空間，相互信息進行同步，在神經學的體系中，這是一種沒有中心，多神經節點的分布式神經結構。

有趣的是，神經系統的發育出現過這兩種不同類型的神經結構。在低等生物中，出現過類區塊鏈的神經結構，有多個功能相同的神經節，都可以指揮身體活動和反應，但隨著生物的進化，這些神經節逐步合並，當進化成為高等生物時，中樞神經出現了，中樞神經中包含大量神經元進行交互。

四、關於區塊鏈在互聯網未來地位的判斷

1、對比特幣的認知：一個基於對等網路架構（P2P）的猜數小游戲，通過高明的金融和輿論運作，成為不受政府監管的」世界性貨幣」。

2、對區塊鏈的認知：一個利用哈希演算法產生」通證（代幣）」的全網信息同步的對等網路(P2P)軟體應用。

3、區塊鏈有特定的用途，如大規模選舉投票，大規模賭博，規避政府金融監管的金融交易等等領域，還是有不可替代的用處。

4、在更多時候，區塊鏈技術會依附於互聯網的B/S,C/S結構，實現功能的擴展，但總體依然屬於互聯網已有技術的補充。對於區塊鏈目前設想的絕大部分應用場景，都是可以用B/S,C/S結構實現，效率可以更高和技術也可以更為成熟。

5、無論是從信息傳遞效率和資源消耗，還是從神經系統進化看，區塊鏈無法成為互聯網的主流架構，更不能成為未來互聯網的顛覆者和革命者。

6、當然B/S,C/S結構發展出來的互聯網巨頭也有其問題，但這些將來可以通過商業的方式，政治的方式逐漸解決。

D. 區塊鏈論文精讀——Pixel: Multi-signatures for Consensus

論文主要提出了一種針對共識機制PoS的多重簽名演算法Pixel。

所有基於PoS的區塊鏈以及允許的區塊鏈均具有通用結構，其中節點運行共識子協議，以就要添加到分類賬的下一個區塊達成共識。這樣的共識協議通常要求節點檢查阻止提議並通過對可接受提議進行數字簽名來表達其同意。當一個節點從特定塊上的其他節點看到足夠多的簽名時，會將其附加到其分類帳視圖中。

由於共識協議通常涉及成千上萬的節點，為了達成共識而共同努力，因此簽名方案的效率至關重要。此外，為了使局外人能夠有效地驗證鏈的有效性，簽名應緊湊以進行傳輸，並應快速進行驗證。已發現多重簽名對於此任務特別有用，因為它們使許多簽名者可以在公共消息上創建緊湊而有效的可驗證簽名。

補充知識： 多重簽名
是一種數字簽名。在數字簽名應用中，有時需要多個用戶對同一個文件進行簽名和認證。比如，一個公司發布的聲明中涉及財務部、開發部、銷售部、售後服務部等部門，需要得到這些部門簽名認可，那麼，就需要這些部門對這個聲明文件進行簽名。能夠實現多個用戶對同一文件進行簽名的數字簽名方案稱作多重數字簽名方案。
多重簽名是數字簽名的升級，它讓區塊鏈相關技術應用到各行各業成為可能。 在實際的操作過程中，一個多重簽名地址可以關聯n個私鑰，在需要轉賬等操作時，只要其中的m個私鑰簽名就可以把資金轉移了，其中m要小於等於n，也就是說m/n小於1，可以是2/3, 3/5等等，是要在建立這個多重簽名地址的時候確定好的。

本文提出了Pixel簽名方案，這是一種基於配對的前向安全多簽名方案，可用於基於PoS的區塊鏈，可大幅節省帶寬和存儲要求。為了支持總共T個時間段和一個大小為N的委員會，多重簽名僅包含兩個組元素，並且驗證僅需要三對配對，一個乘冪和N -1個乘法。像素簽名幾乎與BLS多重簽名一樣有效，而且還滿足前向安全性。此外，就像在BLS多簽名中一樣，任何人都可以非交互地將單個簽名聚合到一個多簽名中。

有益效果：
為了驗證Pixel的設計，將Pixel的Rust實施的性能與以前的基於樹的前向安全解決方案進行了比較。展示了如何將Pixel集成到任何PoS區塊鏈中。接下來，在Algorand區塊鏈上評估Pixel，表明它在存儲，帶寬和塊驗證時間方面產生了顯著的節省。我們的實驗結果表明，Pixel作為獨立的原語並在區塊鏈中使用是有效的。例如，與一組128位安全級別的N = 1500個基於樹的前向安全簽名（對於T = 232）相比，可以認證整個集合的單個Pixel簽名要小2667倍，並且可以被驗證快40倍。像素簽名將1500次事務的Algorand塊的大小減少了約35％，並將塊驗證時間減少了約38％。

對比傳統BLS多重簽名方案最大的區別是BLS並不具備前向安全性。

對比基於樹的前向安全簽名，基於樹的前向安全簽名可滿足安全性，但是其構造的簽名太大，驗證速度有待提升。 本文設計減小了簽名大小、降低了驗證時間。

補充知識： 前向安全性
是密碼學中通訊協議的安全屬性，指的是長期使用的主密鑰泄漏不會導致過去的會話密鑰泄漏。前向安全能夠保護過去進行的通訊不受密碼或密鑰在未來暴露的威脅。如果系統具有前向安全性，就可以保證在主密鑰泄露時歷史通訊的安全，即使系統遭到主動攻擊也是如此。

構建基於分層身份的加密（HIBE）的前向安全簽名，並增加了在同一消息上安全地聚合簽名以及生成沒有可信集的公共參數的能力。以實現：
1、生成與更新密鑰
2、防止惡意密鑰攻擊的安全性
3、無效的信任設置

對於常見的後攻擊有兩種變體：
1、短程變體：對手試圖在共識協議達成之前破壞委員會成員。解決：通過假設攻擊延遲長於共識子協議的運行時間來應對短距離攻擊。
2、遠程變體：通過分叉選擇規則解決。
前向安全簽名為這兩種攻擊提供了一種干凈的解決方案，而無需分叉選擇規則或有關對手和客戶的其他假設。（說明前向安全簽名的優勢）。

應用於許可的區塊鏈共識協議（例如PBFT）也是許多許可鏈（例如Hyperledger）的核心，在這些區塊鏈中，只有經過批準的方可以加入網路。我們的簽名方案可以類似地應用於此設置， 以實現前向保密性，減少通信帶寬並生成緊湊的塊證書。

傳統Bellare-Miner 模型，消息空間M的前向安全簽名方案FS由以下演算法組成：
1、Setup
pp ←Setup(T), pp為各方都同意的公共參數，Setup(T)表示在T時間段內對於固定參數的分布設置。

2、Key generation
(pk,sk1) ←Kg
簽名者在輸入的最大時間段T上運行密鑰生成演算法，以為第一時間段生成公共驗證密鑰pk和初始秘密簽名密鑰sk1。

3、Key update
skt+1←Upd(skt) 簽名者使用密鑰更新演算法將時間段t的秘密密鑰skt更新為下一個周期的skt + 1。該方案還可以為任何t0> t提供 「快速轉發」更新演算法 skt0←$ Upd0（skt，t0），該演算法比重復應用Upd更有效。

4、Signing
σ ←Sign(skt,M),在輸入當前簽名密鑰skt消息m∈M時，簽名者使用此演算法來計算簽名σ。

5、Verification
b ← Vf(pk,t,M,σ)任何人都可以通過運行驗證演算法來驗證消息M在公共密鑰pk下的時間段t內的簽名M的簽名，該演算法返回1表示簽名有效，否則返回0。

1、依靠非對稱雙線性組來提高效率，我們的簽名位於G2×G1中而不是G2 ^2中。這樣，就足以給出公共參數到G1中（然後我們可以使用散列曲線實例化而無需信任設置），而不必生成「一致的」公共參數（hi，h0 i）=（gxi 1，gxi 2）∈G1× G2。

2、密鑰生成演算法，公鑰pk更小，參數設置提升安全性。

除了第3節中的前向安全簽名方案的演算法外，密鑰驗證模型中的前向安全多重簽名方案FMS還具有密鑰生成，該密鑰生成另外輸出了公鑰的證明π。
新增Key aggregation密鑰匯總、Signature aggregation簽名匯總、Aggregate verification匯總驗證。滿足前向安全的多重簽名功能的前提下也證明了其正確性和安全性。

1、PoS在後繼損壞中得到保護
後繼損壞：後驗證的節點對之前的共識驗證狀態進行攻擊破壞。
在許多用戶在同一條消息上傳播許多簽名（例如交易塊）的情況下，可以將Pixel應用於所有這些區塊鏈中，以防止遭受後繼攻擊並潛在地減少帶寬，存儲和計算成本。

2、Pixel整合
為了對區塊B進行投票，子協議的每個成員使用具有當前區塊編號的Pixel簽署B。當我們看到N個委員會成員在同一塊B上簽名的集合時，就達成了共識，其中N是某個固定閾值。最後，我們將這N個簽名聚合為單個多重簽名Σ，而對（B，Σ）構成所謂的 區塊證書 ，並將區塊B附加到區塊鏈上。

3、注冊公共密鑰
希望參與共識的每個用戶都需要注冊一個參與簽名密鑰。用戶首先採樣Pixel密鑰對並生成相應的PoP。然後，用戶發出特殊交易（在她的消費密鑰下簽名）， 注冊新的參與密鑰 。交易包括PoP。選擇在第r輪達成協議的PoS驗證者，檢查（a）特殊交易的有效性和（b）PoP的有效性。如果兩項檢查均通過，則 使用新的參與密鑰更新用戶的帳戶 。從這一點來看，如果選中，則用戶將使用Pixel登錄塊。
即不斷更換自己的參與密鑰，實現前向安全性。

4、傳播和聚集簽名
各個委員會的簽名將通過網路傳播，直到在同一塊B上看到N個委員會成員的簽名為止。請注意，Pixel支持非互動式和增量聚合：前者意味著簽名可以在廣播後由任何一方聚合，而無需與原始簽名者，而後者意味著我們可以將新簽名添加到多重簽名中以獲得新的多重簽名。實際上，這意味著傳播的節點可以對任意數量的委員會簽名執行中間聚合並傳播結果，直到形成塊證書為止。或者，節點可以在將塊寫入磁碟之前聚合所有簽名。也就是說，在收到足夠的區塊證明票後，節點可以將N個委員會成員的簽名聚集到一個多重簽名中，然後將區塊和證書寫入磁碟。

5、密鑰更新
在區塊鏈中使用Pixel時，時間對應於共識協議中的區塊編號或子步驟。將時間與區塊編號相關聯時，意味著所有符合條件的委員會成員都應在每次形成新區塊並更新輪回編號時更新其Pixel密鑰。

在Algorand 項目上進行實驗評估，與Algorand項目自帶的防止後腐敗攻擊的解決方案BM-Ed25519以及BLS多簽名解決方案做對比。

存儲空間上：

節省帶寬：
Algorand使用基於中繼的傳播模型，其中用戶的節點連接到中繼網路（具有更多資源的節點）。如果在傳播過程中沒有聚合，則中繼和常規節點的帶寬像素節省來自較小的簽名大小。每個中繼可以服務數十個或數百個節點，這取決於它提供的資源。

節省驗證時間

E. 區塊鏈畢業設計開題報告

課題研究的背景：

隨著現代科技與信息產業的發展，現階段,第四次工業革命初見端倪,全球即將進入一個以互聯網、人工智慧等新技術為核心的科技時代,同時,區塊鏈技術應運而生,成為國際眾多政府與行業關注的熱點對象。區塊鏈技術已經被視為繼蒸汽機、電力、信息和互聯網科技之後,最有潛力觸發第五輪顛覆性革命浪潮的核心技術。過去10年,在政府與政策的大力支持下,我國公益慈善事業的發展形勢較為樂觀。然而隨著慈善規模不斷發展擴大,我國公益事業逐漸顯露了一些弊端。傳統的公益事業存在的最大問題是公信力不足,存在慈善組織內部管理不健全、成本高等問題,但目前許多互聯網公益服務公司正積極利用區塊鏈這一新技術解決該問題。區塊鏈技術具有去中心化、信息可追溯且不可篡改、公開透明、智能合約等特點,能夠彌補傳統公益事業中存在的信息不透明、管理效率低等不足, 區塊鏈技術進入公益事業,將為慈善行業帶來新的發展契機。

課題研究的主要內容： 本課題主要包括以下三個方面的內容：

[if !supportLists]一、[endif]區塊鏈技術與公益結合會出現的問題並解決。

[if !supportLists]二、[endif]基於區塊鏈技術做一個公益查詢網頁

[if !supportLists]三、[endif]對該查詢系統應用問題及闡述

課題研究的目的：

我國公益規模不斷的發展擴大，隨之而來我們的弊端也被顯露出來，公信力不足，慈善組織缺乏管理，而利用區塊鏈技術可以達到解決這問題的效果。該技術會在捐贈流程中實行數據和行為的全程跟蹤，存證，實現公益鏈的完整公開，使捐贈者進行有效監督，避免了效率低，資金流向明確等缺點，為公益項目控股風險，提升公信力和公益項目的透明度，促進公益項目的發展與進步，增強了人與人的信任。公益性企業根據區塊鏈系統的屬性與特點,可以在公益流程中實行數據與行為的全周期跟蹤、存證與審計,使公益項目參與各方能夠對該項目進行全程跟蹤及有效監督, 避免公益中因人為降低效率的缺點,從而為公益項目提供控制風險、判斷效果的理性方法, 提升公益事業的透明度,促進公益發展。

  課題研究的意義： 本課題擬在區塊鏈技術的基礎上，結合我國公益事業發展實際，做出關於公益事業捐贈的追蹤，公開透明的系統。通過對區塊鏈技術和慈善事業業務的深入分析, 我們發現區塊鏈技術對解決公益透明性問題有著天然優勢。區塊鏈技術可理解為是一種分布式的記賬方式,可記錄所有交易信息並確保無法篡改,這就決定了凡需要公正、公平、誠信的地方,區塊鏈都有很大的技術發揮空間。同時,智能合約的加入直接解決了專款專用這一業務難題。

    最終將會實現公民之間信任增強，捐贈渠道速度加快，推動社會捐助事業的發展

二、文獻綜述 （國內外相關研究現況和發展趨向）

[if !supportLists] (一) [endif] 國外區塊鏈相關產業現狀

  中歐在區塊鏈產業政策中逐漸佔領全球，歐盟在2018年2月已成立歐洲區塊鏈觀察論壇，主要職責包括:政策確定，產學研聯動,跨國境BaaS

  (Blockchain as a Service)服務構建，標准開源制定等，組在Horizon2020投入 500萬歐作為區塊鏈研發基金(在2018年12月19日前)，預計三年內(2018-2020) 區塊鏈方面投資將達到3.4億歐元。美國則由於各州之間政策不一，雖然區塊鏈在美國初創企業中仍然是熱潮，產業政策推動-直較慢。中東地區以迪湃為首在引|領區塊鏈的潮流，由政府牽頭，企業配合以探索區塊鏈的新技術應用。亞太區域日韓也相對活躍，日本以NTT為主,政府背後提供支撐，韓國以金融為切入點探索區塊鏈應用。主義也時刻在威脅著中國社會的各個領域。綜觀國外主要發達國家新媒體文化的發展現狀，總結經驗，吸取教訓，對中國新媒體文化發展有一定的啟示。

[if !supportLists] (二） [endif] 國內新媒體研究現狀

     中國國務院印發《「十三五」國家信息化規劃》，區塊鏈與大數據、人工智慧、機器深度學習等新技術，成為國家布局重點。中國人民銀行印發了《中國金融業信息技術"十三五」發展規劃》，明確提出積極推進區塊鏈、人工智慧等新技術應用研究，並組織進行國家數字貨幣的試點。在2017年10月，工信部發布《中國區塊鏈技術和應用發展白皮書》，這是首個落地的區塊鏈官方指導文件。

各地政府，特別是沿海地區紛紛成立區塊鏈實驗地、研究院。前，深圳、杭州、廣州、貴陽等地政府都在積極建立區塊鏈發展專區,給予特別扶植政策。中廣州在2017年12月正式發布廣州區塊鏈10條策略,在黃浦區和開發區打造區塊鏈企業技術創新區。深圳在2018年3月由深圳市經濟貿易和信息化委員會發布《市經貿信息委關於組織實施深圳市戰略性新興產業新一代信息技術信息安全轉型201 8年第二批扶持計劃的通知》，區塊鏈在扶持方向之列，這是繼廣州、貴陽、鴿杭州之後,國內第5個地方政府，出台的關於區塊鏈的扶持政策。

( 三）區塊鏈在開源領域的現狀

    超級賬本(Hyperledger)

超級賬本(Hyperledger)是由Linux基會於2015年發起的推進區塊鏈數字技術和交易驗證的開源項目，吸引了包括IBM,英特爾，Fujitsu,UPS,Cisco,華為，Redhat,Oracle,三星，騰訊雲，網路金融等眾多公司參與，目前已經有超過200家會員單位，Aache基金會創始人BranBehlendorf擔任賬本項目的執行董事。

  超級賬本項目的目標是讓成員共同合作，共建開放平台，滿足來自多個不同行業的用戶案例並簡化業務流程。流程賬本旗下有多個區塊鏈平台項目，包括BIM貢獻的Fabric項目，Intel貢獻的Sawtooth項目，以及Iroha,Burrow,Indy等。

區塊鏈在標准領域的發展現狀

ITU-T

ITU-T (國際電信聯盟標准化組織)於2016至2017年初，SG16 (Study Group)、SG17和SG20分別啟動了分布式賬本的總體需求、安全,以吸在物聯網中的應用研究。成立三個焦點組Focus Group (分布式賬本焦點組(FG DLT)、數據處理與管理焦點組(FG DPM) )、法定數字貨幣焦點組(FG DFC) ), 分別針對區塊鏈與分布式賬本技術應用與服務研究,基於區塊鏈建立可信任的物聯網和智慧城市數據管理框架，基於數字貨幣的區塊鏈應用展開標准化工作。華為擔任分布式賬本焦點組(FG DLT)架構組主席和數據處理與管理焦點組(FGDPM)區塊鏈組主席。

CCSA (中國通信標准化協會)兩個委員會分別成立了子組和項目:

CCSA TC10 (物聯網技術工作委員會) 2017年10月成立物聯網區塊鏈子組:負責區塊鏈技術在物聯網及其涵蓋的智慧城市、車聯網、邊緣計算、物聯網大數據、物聯網行業應用、物流和智能製造等領域的應用研究與標准化，由中國聯通技術專家擔任組長，華為技術專家擔任副組長。  

CCSA TC1 (互聯網與應用技術工作委員會)下區塊鏈與大數據工作組完成兩個區塊鏈行業標准:《區塊鏈: 第1部分區塊鏈總體技術要求》和《區塊鏈:第2部分評價指標和評測方法》，華為積極參與其中。

JPEG

201 8年2月第78屆JPEG會議期間，JPEG委員會組織了關於區塊鏈和分布式賬本技術及其對JPEG標准影響的特別會議。考慮到區塊鏈和分布式賬本等技術對未來多媒體的潛在影響，委員會決定成立一個特設小組在多媒體環境下探索與區塊鏈技術相關的用例和標准化需求，歧持專注於圖像和多媒體應用的標准化工作。

IETF

在2017年6月lETF99會議上成立"Decentralized Internet  Infrastructure ProposedRG

(Research Group),計劃研究區塊鏈架構和相應的標准，201 8年IETF在區塊鏈上將可能更多的關注區塊鏈的互聯互通的標準的落地發展。

 

三、擬採取的研究方法（方案、技術路線等）和可行性論證

本課題主要研究區塊鏈技術的應用於慈善捐贈的結合採取的研究方法：

1、以文獻資料法收集相關理論，以信息檢索、篩選等方法收集文獻資料及其相關理論，來了區塊鏈技術的現狀，掌握區塊鏈去中心化技術。

2、以理論與實際相結合的方法，將該技術與公益事業結合起來。完成對系統的改進。

3、採用對比分析的方法，從國內外兩個方面討論新媒體運營發展現狀，以及我國新媒體運營模式發展的現存問題，並展望該技術領域的發展前景。

可行性論證：

1、技術可行性，本課題所涉及的研究目標，在國內外已經有相當多的理論基礎。通過文獻調查，可以了解到實際的、可靠的、有用的信息數據，實際要求的難度不大。

2、經濟可行性，本課題的研究，可以通過網路和圖書館查閱文獻資料，方便可行，不需要很多的經濟消耗，所以，從經濟的角度，完全可行。

3、操作可行性，本課題要求對區塊鏈技術與公益的結合特別是追溯這些方面應用，對關於此課題的畢業設計的系統的全面解析，能夠通過對既有文獻的學習和既有資料文檔的研習，利用自己搜集的數據，進行整理和分析，學以致用，完整的完成本次課題。從可操作性的角度來講，完全可行。

四、預期結果（或預計成果）

1、通過對資料的研究，明確區塊鏈技術的相關概念，熟練運用dapp，製作出網頁。

2、通過對分布式應用，製作出可以使大眾快速瀏覽與了解公益進程的系統為我國公益事業進一步發展增加便利。

3、希望我能夠從這次論文的撰寫的過程中不斷學習，不斷進步。能夠掌握區塊鏈的相關的知識，對自己以後的事業能有所幫助。

F. 區塊鏈在金融領域的前景分析論文

區塊鏈在金融領域的前景分析論文

區塊鏈技術誕生於2008年，第一個應用是畢特幣。區塊鏈技術使用去中心化共識機制，維護一個完整的、分布式的、不可篡改的賬本資料庫，在無需建立信任關系的前提下，能夠讓區塊鏈中的參與者實現一個統一的賬本系統。2015年，歐美的很多主流金融機構認識到了該技術的應用前景，紛紛探索在金融領域應用區塊鏈技術。國際貨幣基金組織在一份報告中指出「它具有改變財政金融的潛力」，也有人認為區塊鏈技術將會像復式記賬法和股份制一樣深刻改變人類社會。

區塊鏈將使所有個體都有可能成為金融資源配置中的重要節點，也將促進現有金融體系與金融規則的改良，構建共享共贏式的金融發展生態體系。區塊鏈技術的出現是人類信用創造的一次革命，它能讓交易雙方在無需第三方信用中介的情況下開展經濟活動，從而實現低成本的價值轉移。可以說，區塊鏈技術是互聯網時代效率更高的價值交換技術，互聯網由此從傳遞信息的信息互聯網向轉移價值的價值互聯網進化，這有利於傳統金融機構借勢轉型，將內生的業務流程和應用場景互聯網化。

一、區塊鏈的特徵與不足

(一)區塊鏈的主要特徵

(1)去中心。在區塊鏈中，不存在中心化的硬體或管理機構，分布式的結構體系和開源協議讓所有的參與者都參與數據的記錄和驗證，再通過分布式傳播發送給各個節點，每個參與的節點都是「自中心」，權利和義務都是均等的。區塊鏈又不是簡單的去中心，而是多中心或弱中心。當物聯網使所有個體都有可能成為中心節點時，傳統金融中介的中心地位發生改變，從壟斷型、資源優勢型的中心和強中介轉化為開放式平台，成為服務導向式的多中心當中的差異化中心。

(2)去信任。從信任的角度來看，區塊鏈採用一套公開透明的數學演算法，基於協商一致的規范和協議，使所有節點能夠在去信任的環境下自動安全地交換數據。區塊鏈實質上是通過數學方法解決信任問題，所有的規則都以演算法程序的形式表達，參與方不需要知道交易對手的信用水平，不需要第三方機構的交易背書或者擔保驗證，只需要信任共同的演算法，通過演算法為參與者創造信用、產生信任、達成共識。

(3)時間戳。區塊是一段時間內的數據和代碼打包而生成的，下一區塊的頁首包含上一區塊的索引信息，首尾相連便形成了鏈。記錄完整歷史的區塊與可進行完整驗證的鏈，形成了可追朔完整歷史的時間戳，可為每一筆數據提供檢索和查找功能，並可藉助區塊鏈結構追本溯源，逐筆驗證。所以，區塊鏈生成時都加蓋了時間戳，形成不可篡改、不可偽造的資料庫。單個節點上對資料庫的修改是無效的，除非能夠同時控制系統中超過51%的節點，因此區塊鏈的數據可靠性很高。

(4)非對稱加密。區塊鏈使用非對稱加密演算法，即在加密和解密過程中使用一個「密鑰對」，「密鑰對」中的兩個密鑰具有非對稱特點。在區塊鏈的應用場景中，一方面，密鑰是所有參與者可見的公鑰，參與者都可用公鑰來加密一段真實性信息，只有信息擁有者能用私鑰來解密。另一方面，使用私鑰對信息簽名，通過對應的公鑰來驗證簽名，確保信息為真正的持有人發出。非對稱加密將價值交換中的摩擦邊界降到最低，能夠實現透明數據的匿名性，保護個人隱私。

(5)智能合約：由於區塊鏈可實現點對點的價值傳遞，傳遞時可以嵌入相應的編程腳本，通過這種智能合約的方式去處理一些無法預見的交易模式，保證區塊鏈能夠持續生效。這種可編程腳本本質上是眾多指令匯總的列表，實現價值交換時的針對性和條件性，實現價值的特定用途。所以，基於區塊鏈的任何價值交換活動都可通過智能編程的方式對其用途、方向和各種限制條件等做到硬控制，省去了以法律或者合同軟約束的成本。

(二)區塊鏈存在的主要問題

(1)高能耗問題。傳統貨幣銀行學體系中存在不可能三角，即不可能同時達到去中心化、低能耗和高度安全，在區塊鏈構建中也同樣存在不可能三角。比如，在畢特幣的實際應用中，其發展帶來了計算機硬體的快速膨脹，在「挖礦」過程中的主要成本轉移到硬體成本和電力成本等。所以，應用區塊鏈技術實現權益成本收益後，讓其技術功效發揮至最大化成為急需解決的問題。

(2)存儲空間問題。由於區塊鏈記錄系統中自初始信息的每一筆交易信息，並且每個節點都要下載存儲並實時更新數據區塊，所以，每個節點的數據都完全同步的話，網路壓力較大，每個節點的存儲空間容量要求可能會成為制約其發展的關鍵問題。

(3)抗壓能力問題。基於區塊鏈構建的.系統遵循木桶理論，要兼顧所有網路節點中處理速度和網路環境最差的，所以，如果將區塊鏈技術推廣至大規模交易環境下，其整體的抗壓能力還有待驗證。如果每秒產生的交易量超過系統(最弱節點)的設計容納能力，交易就自動進入到隊列進行排隊，帶來不良用戶體驗。

二、區塊鏈在金融領域的應用

(一)金融基礎設施

區塊鏈可能作為互聯網的基礎設施，在很多領域都表現出廣闊的應用前景。在金融行業中，區塊鏈技術將首先影響支付系統、證券結算系統、交易資料庫等金融基礎設施，隨後該技術也會擴及一般性金融業務，比如信用體系、「反洗錢」等。這是因為，基於區塊鏈技術的特點，其將首先切入信任要求高且傳統信任機製成本高的基礎設施領域，過去，基礎設施都是公共產品，而區塊鏈新技術和新制度使更多人有可能參與公共產品供給。未來的互聯網金融是要利用區塊鏈等互聯網技術，改造傳統金融機構的核心生產系統，把金融企業架構在互聯網上。

當前的信息互聯網可統稱為TCP/IP模型，HTTP是應用層中最重要的應用協議。在價值互聯網中，區塊鏈是在應用層里的一個點對點傳輸的協議。它的價值與信息互聯網中HTTP協議的價值是一樣的。區塊鏈的巨大潛力和前景就是可以重構傳統金融業的基礎設施與核心生產系統，而不僅僅停留在APP等應用層面。這是因為，在網路層次，區塊鏈是建立在IP通信協議基礎上的，是建立在分布式網路基礎上的;在數據層面，區塊鏈這一資料庫系統是嶄新的，明顯優於現有金融體系的資料庫;在應用層面，基於區塊鏈的登記結算、清算系統以及智能合約、物聯網能大幅提升效率，區塊鏈上的金融活動是可編程的金融。.

(二)數字的貨幣

從安全、成本等角度看，紙幣被新技術、新產品取代是大勢所趨。數字的貨幣發行、流通體系的建立，對於金融基礎設施建設和經濟發展都是十分必要的。遵循傳統貨幣與數字的貨幣一體化的思路，數字的貨幣的發行、流通和交易應由央行主導，體現便利性和安全性，做到保護隱私與維護社會秩序、打擊違法犯罪行為的平衡，要有利於貨幣政策的有效運行和傳導，要保留貨幣主權的控制力，數字的貨幣是自由可兌換的，同時也是可控的可兌換。

區塊鏈技術在畢特幣上的成功證明了可編程數字的貨幣的可行性。英國央行的研究表明，中央銀行可以考慮發行基於區塊鏈的數字的貨幣，這可增加金融穩定性。數字的貨幣的技術路線可分為基於賬戶和不基於賬戶兩種，也可分層並用而設法共存。區塊鏈技術的特點是分布式簿記，不基於賬戶，而且無法篡改，如果數字的貨幣重點強調保護個人隱私，可選用這一技術。不過，目前區塊鏈佔用的計算資源和存儲資源太多，應對不了現在的交易規模，需要解決這一問題才能得到推廣應用。

(三)自金融

如果從服務的角度、從非貨幣創造角度來看，現代金融都是通過中介機構實現的。互聯網時代，有可能實現去中介化的真正意義上的直接金融。不過，這種可能性還不完全，最主要的原因是目前互聯網金融是在原有金融基礎之上的，無法跳出來，區塊鏈技術提供了一種可能性。區塊鏈可分為公有區塊鏈和私有區塊鏈。公有區塊鏈就是像畢特幣這樣的，認可了協議，就成為區塊鏈的組成部分。私有區塊鏈仍然是要獲得許可的，銀行系統的區塊鏈技術，需要對每一個參與者進行審核。私有區塊鏈非常近似於一種自金融的形態，公有區塊鏈更類似於對私有區塊鏈底層的支持和保障。當區塊鏈技術普遍應用，金融管理技術的第三方化普通呈現，基於區塊鏈技術的自金融就完全成為可能。

三、區塊鏈應用與金融監管

區塊鏈技術是目前唯一無需第三方就可用於記錄和證明交易一致性和公司財務准確性的工具。因此，它可以滿足潛在監管者和公眾對於審計有效性、准確性和時效性的要求，在金融領域有著廣闊的應用前景。但其發展仍受到現行制度的制約。一方面，區塊鏈對現行體制帶來了沖擊，因為其去中心、自治的特性淡化了國家、監管等概念。比如，以畢特幣為代表的數字的貨幣挑戰了國家的貨幣發行權和貨幣政策調控權，導致貨幣當局對數字的貨幣的發展持保守態度。另一方面，監管部門對這項新技術也缺乏充分的認識和預期，法律和制度建立將會嚴重滯後，導致區塊鏈運用缺乏必要的制度規范和法律保護，增大了市場主體的風險。

區塊鏈金融技術一旦在金融業普遍展開以後，監管的去金融屬性化就產生了，監管職能、監管方式和監管手段將會被重新界定。比如，證券借貸、回購和融資融券如能通過區塊鏈交易，監管部門就可考慮利用這個公共賬本的信息對市場中的系統性風險進行監控，不僅高效而且可靠。從宏觀金融視角看，當自金融時代產生以後，貨幣創造和傳導機制以及信用創造格局將會變化。從微觀金融視角看，隨著區塊鏈技術的進一步發展，金融與商業已經難以區分，將超越分業和混業監管的含義，金融監管體系的改革需要從這個視角來探討。

區塊鏈技術帶來的「去中心化」仍需要中心化的部門提供規范和保障支持。監管機構可主動擁抱互聯網金融的新技術，美國證監會委員Kara Stein認為，監管機構需要處於引導位置，利用區塊鏈技術的優勢並快速響應其潛在的弱點。比如，區塊鏈技術希望打破特權和人為操縱，讓計算機演算法實現「信用自由公證」。但從實踐來看，由於缺乏監管，畢特幣等數字的貨幣交易面臨的投機和洗錢風險就很高。因此，區塊鏈技術應用需要監管部門制定相關標准和規范，保證金融創新產品得到合理運用。同時，還要提高消費者權益的保護，加強金融消費權益保護的教育工作，提高消費者的風險防範意識。

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G. 區塊鏈能夠提高供應鏈的透明度和靈活性

當今市場競爭變得越來越動態和苛刻，導致競爭環境充滿挑戰。為了適應這種動態環境，供應鏈越來越依賴於接管者之間的協作、集成、靈活性和信任。因此，新技術應用在供應鏈中的重要性與日俱增。

為了改善供應鏈流程式控制制，毛球 科技 認為，必須實施現代專業應用。區塊鏈技術已成為當今競爭環境的必要組成部分。對公司而言，應該投資區塊鏈技術，以快速響應當今動態商業環境不斷變化的市場條件和需求。

根據MDPI發布的一份論文報告顯示：區塊鏈解決了供應鏈中可追溯性和交易不可逆性兩個主要問題，從而可以有效提高供應鏈的透明度。透明度作為供應鏈中所有利益相關者重視的一點，能夠保證產品信息能夠及時被查看和獲取，會相應的因信息延遲而造成的損失。

供應鏈的透明度主要基於有關產品沿供應鏈移動的信息。如果公司要保持與利益相關者的主動溝通能力，以獲得供應鏈運營的可見性和可追溯性的權利，從而就能確保有關產品服務、融資和信息從製造商流向客戶的信息的可見性和可訪問性。

通過上面的方式，利益相關者的反饋可以包含在區塊鏈中，以提高供應鏈的績效能力。此外可以在整個供應鏈中跟蹤產品的 歷史 記錄，並且可以清楚地顯示當前活動的圖片。公司可以通過闡明核心價值觀來減少公開市場的不確定性，從而通過透明度來面對環境或 社會 問題。

許多利益相關者對區塊鏈寄予厚望，因為它具有實時信息共享、安全性、不可篡改和透明度等能力。區塊鏈憑借工作量證明和分布式資料庫結構，可以提高供應鏈的透明度，同時使用實時分布式數據共享使利益相關者能夠識別產品質量、位置、交易和程序有關的數據。

區塊鏈的這些能力使產品跟蹤成為可能，允許在整個交易過程中進行全面的產品驗證和產品授權，並根據整個組織的許可權提供端到端的審計。區塊鏈減少了貿易夥伴在信息篡改、腐敗、欺詐等方面的機會行為。

因此，區塊鏈為貿易夥伴之間的交易提供了透明度，從而增加了信任，並且區塊鏈通過開發有效的戰略規劃工具，加強了供應商、客戶、外包、3PL和分包商之間的關系聯系，將供應鏈變得更高效和透明。

區塊鏈技術可以通過為供應鏈帶來透明度來幫助建立信任和聲譽。 大規模的區塊鏈解決方案能夠完全重新設計整個網路的聲譽管理並檢測欺詐行為。區塊鏈共識為觀點的統一和實現更高透明度的能力提供堅實的基礎，在供應鏈中建立基於區塊鏈技術的分散式供應鏈而不是集中式供應鏈明顯具有更加高效和透明的優點，

隨著供應的廣泛分布，傳統供應鏈中發生沖突、不匹配和不一致的風險增加。區塊鏈能夠允許更好的跟蹤和報告，提高供應鏈流程中的透明度，從而改善交付時間表。例如基於GPS的車輛跟蹤設備可以與區塊鏈一起使用，為區塊鏈提供無法覆蓋和篡改的數據，當涉及物流車輛跟蹤時，它可以降低成本並提高效率。

當代供應鏈因為涉及部門繁多，從而比以往更加復雜、動態和不確定性。所以創建靈活的供應鏈是實現可持續競爭優勢的關鍵。靈活的供應鏈能夠改善交付流程，並快速將產品運送到所需市場。

商業交易正變得越來越不穩定和全球化。當公司能夠有效地響應和適應整個供應鏈中針對競爭對手的中斷和需求變化以滿足客戶需求時，就實現了靈活性，提升公司競爭力。

快速的經濟和技術發展要求在內部（營銷和製造）和外部（供應和分銷）供應鏈中增加靈活性，擁有靈活供應鏈的公司可以在不確定的情況下更快地做出反應，並提供公司快速、有效地展示產品和服務的能力。

在全球化的世界中，競爭已經擴展到整個供應鏈，而不僅僅是公司。因此，供應鏈成員需要重組自己，通過增加靈活性來平衡組織對市場變化的響應能力。

在當今的經濟環境中，公司將一些業務流程外包，以確保供應鏈的靈活性，這通常會導致各種物流運營失去控制和可見性。由於數字技術、集成運輸和物流系統的可見性將在從製造商到終端用戶的所有貨物交付階段實現。公司需要直接共享信息，以便快速應用於供應鏈中的每家公司，從而提高供應鏈的靈活性。

所以這就需要不同的信息來確保鏈可以作為一個整體來運行。因此，從一個器官轉移到另一個器官的信息應該是有幫助的，能夠實現可供鏈中的其他地方使用。

區塊鏈技術通過促進跟蹤和追溯訂單生產的各個階段到交付和快速調整來為客戶提供服務。區塊鏈技術帶來的應用，只有在相關方接受的情況下，才能在網路中的特定接觸點實現，從而控制所有供應鏈交易的數據安全性。

區塊鏈可以提高供應鏈的可見性，並在網路上實現實時數據共享。因此，區塊鏈可以通過減少受中斷影響的利益相關者數量來支持供應鏈靈活性策略。

同時，區塊鏈也可以快速整合所有上鏈流程，改善預測和管理需求，從而實現更現實的供應和庫存管理。

區塊鏈技術成為當今最普遍的概念之一。隨著數字化成為一種普通現象，我們已經開始將我們的資產數字化。

區塊鏈能夠提高供應鏈的透明度和靈活性，從而作為在供應鏈中建立信任的有效工具。不過毛球 科技 還認為，區塊鏈要在供應鏈應用中真正的實現，離不開企業之間的相互信任，這樣才能形成有效的共識基礎，提高互相協作能力，提升供應鏈的運行效率。