一、 區(qū)塊鏈發(fā)展演進路徑

    區(qū)塊鏈技術(shù)起源于化名為“中本聰”（Satoshi Nakamoto）的學者在 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)塊鏈是一種按照時間順序?qū)��?shù)據(jù)區(qū)塊以順序相連的方式組合成的一 種鏈式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu), 并以密碼學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)是利用塊鏈式數(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，

區(qū)塊鏈的演進路徑

    （一）、 技術(shù)來源

    1、P2P網(wǎng)絡技術(shù)是區(qū)塊鏈系統(tǒng)連接各對等節(jié)點的組網(wǎng)技術(shù)，學術(shù)界 將其翻譯為對等網(wǎng)絡，在多數(shù)媒體上則被稱為“點對點”或“端對端”網(wǎng) 絡，是建構(gòu)在互聯(lián)網(wǎng)上的一種連接網(wǎng)絡。

P2P網(wǎng)絡模式

中心化網(wǎng)絡模式

    不同于中心化網(wǎng)絡模式，P2P網(wǎng)絡中各節(jié)點的計算機地位平等，每個 節(jié)點有相同的網(wǎng)絡權(quán)力，不存在中心化的服務器。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)絡計算技術(shù)已被廣泛用于開發(fā)各種應用，如即時通訊軟件、文件共 享和下載軟件、網(wǎng)絡視頻播放軟件、計算資源共享軟件等。P2P網(wǎng)絡技術(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。

非對稱加密解密過程

    2、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)展到基于嚴密關(guān)系代數(shù)基礎的關(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（Digital money） 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)字貨幣是電子商務和網(wǎng)上轉(zhuǎn)賬的基 礎�，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，致力于解決重復花費問題，使用 了盲簽名技術(shù)，可以完全保護用戶隱私。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者們提出。匿名可控 即在適當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

    區(qū)塊鏈1.0——數(shù)字貨幣

    2009年初，比特幣網(wǎng)絡正式上線運行。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 其中的供應量及交易記錄。在比特幣網(wǎng)絡成功運行多年后，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 典型特征如下： 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) 塊通過密碼學證明的方式鏈接在一起的，當區(qū)塊鏈達到一定的長度后，要修改某個歷史區(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 錄及密碼學證明進行重構(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公鑰中的資產(chǎn)。 4、源代碼開源：區(qū)塊鏈網(wǎng)絡中設定的共識機制、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)如所示。

    區(qū)塊鏈2.0——智能合約

    2014年前后，業(yè)界開始認識到區(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，如分布式身份認證、分布式域名系統(tǒng)、分布式自治組 織等。這些應用稱為分布式應用（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，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)中的應用，是已編碼的、可自動運行的業(yè) 務邏輯，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)

    隨著區(qū)塊鏈技術(shù)和應用的不斷深入，以智能合約、DAPP為代表的區(qū) 塊鏈2.0，將不僅僅只是支撐各種典型行業(yè)應用的架構(gòu)體系。在組織、公 司、社會等多種形態(tài)的運轉(zhuǎn)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�活方式。區(qū) 塊鏈技術(shù)可能應用于人類活動的規(guī)模協(xié)調(diào)，甚至有人大膽預測人類社會可 能進入到區(qū)塊鏈時代，即區(qū)塊鏈3.0。

    二、 區(qū)塊鏈類型

    區(qū)塊鏈系統(tǒng)根據(jù)應用場景和設計體系的不同，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，并參加鏈上數(shù)據(jù)的讀 寫，運行時以扁平的拓撲結(jié)構(gòu)互聯(lián)互通，網(wǎng)絡中不存在任何中心化的服務 端節(jié)點。 聯(lián)盟鏈的各個節(jié)點通常有與之對應的實體機構(gòu)組織，通過授權(quán)后才能 加入與退出網(wǎng)絡。各機構(gòu)組織組成利益相關(guān)的聯(lián)盟，共同維護區(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。

區(qū)塊鏈特性

    三、區(qū)塊鏈發(fā)展生態(tài)

    隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的演進，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。

區(qū)塊鏈完整 的發(fā)展生態(tài)系統(tǒng)

    四、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（Hyperledger Project）。

    相關(guān)報告：智研咨詢發(fā)布的《2017-2022年中國區(qū)塊鏈行業(yè)深度調(diào)研及市場前景預測報告》

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