一、 區(qū)塊鏈發(fā)展演進(jìn)路徑

    區(qū)塊鏈技術(shù)起源于化名為“中本聰”（Satoshi Nakamoto）的學(xué)者在 2008年發(fā)表的奠基性論文《比特幣: 一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)電子現(xiàn)金系統(tǒng)》。狹義來(lái) 講, 區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N按照時(shí)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(lái)講，區(qū)塊鏈技術(shù)是利用塊鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)驗(yàn)證與存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、利 用分布式節(jié)點(diǎn)共識(shí)算法來(lái)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(fǎng)問(wèn)的安全、利用由自動(dòng)化腳本代碼組成的智能合約來(lái)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(jì)算范式。 目前，區(qū)塊鏈技術(shù)被很多大型機(jī)構(gòu)稱(chēng)為是徹底改變業(yè)務(wù)乃至機(jī)構(gòu)運(yùn)作 方式的重大突破性技術(shù)。同時(shí)，就像云計(jì)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(dú)創(chuàng)性的組合及創(chuàng)新，從而實(shí)現(xiàn)以前未實(shí)現(xiàn)的功能。 至今為止，區(qū)塊鏈技術(shù)大致經(jīng)歷了3個(gè)發(fā)展階段，

區(qū)塊鏈的演進(jìn)路徑

    （一）、 技術(shù)來(lái)源

    1、P2P網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是區(qū)塊鏈系統(tǒng)連接各對(duì)等節(jié)點(diǎn)的組網(wǎng)技術(shù)，學(xué)術(shù)界 將其翻譯為對(duì)等網(wǎng)絡(luò)，在多數(shù)媒體上則被稱(chēng)為“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”或“端對(duì)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)。

P2P網(wǎng)絡(luò)模式

中心化網(wǎng)絡(luò)模式

    不同于中心化網(wǎng)絡(luò)模式，P2P網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的計(jì)算機(jī)地位平等，每個(gè) 節(jié)點(diǎn)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(diǎn)間通過(guò)特定的 軟件協(xié)議共享部分計(jì)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(jì)算技術(shù)已被廣泛用于開(kāi)發(fā)各種應(yīng)用，如即時(shí)通訊軟件、文件共 享和下載軟件、網(wǎng)絡(luò)視頻播放軟件、計(jì)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(duì)稱(chēng)加密算法是指使用公私鑰對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和傳輸進(jìn)行加密和解 密。公鑰可公開(kāi)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(duì)計(jì)算時(shí)間較長(zhǎng)，主要用于加密較少的 數(shù)據(jù)。常用的非對(duì)稱(chēng)加密算法有RSA和ECC。非對(duì)稱(chēng)加密算法的過(guò)程如圖 2-3所示。區(qū)塊鏈正是使用非對(duì)稱(chēng)加密的公私鑰對(duì)來(lái)構(gòu)建節(jié)點(diǎn)間信任的。

非對(duì)稱(chēng)加密解密過(guò)程

    2、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)涉及計(jì)算機(jī)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(kù)技術(shù)脫胎于軟件業(yè)，將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存獨(dú)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(kù)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(kù)用簡(jiǎn)單的二維表格 集存儲(chǔ)真實(shí)世界的對(duì)象及其聯(lián)系，有業(yè)界統(tǒng)一的SQL語(yǔ)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(jiǎn)稱(chēng)：Key-Value）對(duì)為基礎(chǔ)的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)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(kù)和分布式鍵值數(shù)據(jù)均適用。 4、數(shù)字貨幣（Digital money） 又被稱(chēng)為電子現(xiàn)金（Ecash）或電子 貨幣（Emoney），視為對(duì)現(xiàn)實(shí)貨幣的模擬，涉及用戶(hù)、商家和處于中心 化地位的銀行或第三方支付機(jī)構(gòu)。數(shù)字貨幣是電子商務(wù)和網(wǎng)上轉(zhuǎn)賬的基 礎(chǔ)。現(xiàn)實(shí)中數(shù)字貨幣也指一類(lèi)免密支付的卡，如公交卡。第一個(gè)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(fèi)問(wèn)題，使用 了盲簽名技術(shù)，可以完全保護(hù)用戶(hù)隱私。完全匿名的數(shù)字貨幣不能滿(mǎn)足政 府和金融機(jī)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(xiāo)匿名性且用戶(hù)無(wú)法察覺(jué),也可以是在審計(jì)時(shí)用戶(hù) 主動(dòng)撤銷(xiāo)匿名性。

數(shù)字貨幣的使用過(guò)程

    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(xiàn)運(yùn)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(shí)協(xié)議限定的，沒(méi)有任何個(gè)人及機(jī)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(yùn)行多年后，部分金融機(jī)構(gòu) 開(kāi)始意識(shí)到，支撐比特幣運(yùn)行的底層技術(shù)——區(qū)塊鏈實(shí)際上是一種極其巧 妙的分布式共享賬本及點(diǎn)對(duì)點(diǎn)價(jià)值傳輸技術(shù)，對(duì)金融乃至各行各業(yè)帶來(lái)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(shí)質(zhì)分析，區(qū)塊鏈就是一種無(wú)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(diǎn)通過(guò)一定的 共識(shí)機(jī)制選取具有打包交易權(quán)限的區(qū)塊節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)需要將新區(qū)塊的前一 個(gè)區(qū)塊的哈希值、當(dāng)前時(shí)間戳、一段時(shí)間內(nèi)發(fā)生的有效交易及其梅克爾樹(shù) 根值等內(nèi)容打包成一個(gè)區(qū)塊，向全網(wǎng)廣播。由于每一個(gè)區(qū)塊都是與前續(xù)區(qū) 塊通過(guò)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(zhǎng)度后，要修改某個(gè)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(shí)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(gè)節(jié)點(diǎn)都能夠存儲(chǔ) 全網(wǎng)發(fā)生的歷史交易記錄的完整、一致賬本，即對(duì)個(gè)別節(jié)點(diǎn)的賬本數(shù)據(jù)的 篡改、攻擊不會(huì)影響全網(wǎng)總賬的安全性。此外，由于全網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)是通過(guò)點(diǎn) 對(duì)點(diǎn)的方式連接起來(lái)的，沒(méi)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(shí)，全網(wǎng)共享賬本這個(gè)特性也使得防止雙重支付成為現(xiàn)實(shí)。 3、非對(duì)稱(chēng)加密：典型的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中，賬戶(hù)體系由非對(duì)稱(chēng)加密算法 下的公鑰和私鑰組成，若沒(méi)有私鑰則無(wú)法使用對(duì)應(yīng)公鑰中的資產(chǎn)。 4、源代碼開(kāi)源：區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中設(shè)定的共識(shí)機(jī)制、規(guī)則等都可以通過(guò) 一致的、開(kāi)源的源代碼進(jìn)行驗(yàn)證。 以上技術(shù)的組合，就是區(qū)塊鏈1.0的典型實(shí)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(kāi)始認(rèn)識(shí)到區(qū)塊鏈技術(shù)的重要價(jià)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(chēng)為分布式應(yīng)用（DAPP）。用區(qū)塊鏈技術(shù)架構(gòu)從零開(kāi)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(tái)并向開(kāi)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(shí)算法， 使DAPP的開(kāi)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(dòng)運(yùn)行的業(yè) 務(wù)邏輯，通常有自己的代幣和專(zhuān)用開(kāi)發(fā)語(yǔ)言。 2、DAPP：包含用戶(hù)界面的應(yīng)用，包括但不限于各種加密貨幣，如 以太坊錢(qián)包。 3、虛擬機(jī)：用于執(zhí)行智能合約編譯后的代碼。虛擬機(jī)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(yīng)用的不斷深入，以智能合約、DAPP為代表的區(qū) 塊鏈2.0，將不僅僅只是支撐各種典型行業(yè)應(yīng)用的架構(gòu)體系。在組織、公 司、社會(huì)等多種形態(tài)的運(yùn)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�？梢哉f(shuō)，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(yīng)用于人類(lèi)活動(dòng)的規(guī)模協(xié)調(diào)，甚至有人大膽預(yù)測(cè)人類(lèi)社會(huì)可 能進(jìn)入到區(qū)塊鏈時(shí)代，即區(qū)塊鏈3.0。

    二、 區(qū)塊鏈類(lèi)型

    區(qū)塊鏈系統(tǒng)根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景和設(shè)計(jì)體系的不同，一般分為公有鏈、聯(lián)盟 鏈和專(zhuān)有鏈。其中： 公有鏈的各個(gè)節(jié)點(diǎn)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(xiě)，運(yùn)行時(shí)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(diǎn)。 聯(lián)盟鏈的各個(gè)節(jié)點(diǎn)通常有與之對(duì)應(yīng)的實(shí)體機(jī)構(gòu)組織，通過(guò)授權(quán)后才能 加入與退出網(wǎng)絡(luò)。各機(jī)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(yùn)轉(zhuǎn)。 專(zhuān)有鏈的各個(gè)節(jié)點(diǎn)的寫(xiě)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(duì)外開(kāi)放。專(zhuān)有鏈仍然具備區(qū)塊鏈多節(jié)點(diǎn)運(yùn)行的通用結(jié)構(gòu)，適用 于特定機(jī)構(gòu)的內(nèi)部數(shù)據(jù)管理與審計(jì)。

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(jìn)，越來(lái)越多的機(jī)構(gòu)開(kāi)始重視并參與到區(qū)塊鏈 技術(shù)的探索中來(lái)。從最初的以比特幣、以太坊等公有鏈項(xiàng)目開(kāi)源社區(qū)，到 各種類(lèi)型的區(qū)塊鏈創(chuàng)業(yè)公司、風(fēng)險(xiǎn)投資基金、金融機(jī)構(gòu)、IT企業(yè)及監(jiān)管機(jī) 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(kāi)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(lái) 自于企業(yè)，而是發(fā)源于開(kāi)源社區(qū)，并在社區(qū)中發(fā)展壯大，此后逐漸受到金 融機(jī)構(gòu)、IT巨頭等機(jī)構(gòu)的關(guān)注。目前，具有代表性的區(qū)塊鏈開(kāi)源項(xiàng)目有兩 類(lèi)：一類(lèi)是以比特幣、以太坊為代表的源自于技術(shù)社區(qū)的開(kāi)源項(xiàng)目。這一 類(lèi)項(xiàng)目主要以公有鏈為主，大部分項(xiàng)目采用PoW作為共識(shí)機(jī)制。相應(yīng)的 社區(qū)組成包括了開(kāi)發(fā)者、礦工、代幣持有者及代幣交易平臺(tái)等。另一類(lèi)則 是由傳統(tǒng)企業(yè)發(fā)起的區(qū)塊鏈開(kāi)源項(xiàng)目，最具代表性的便是Linux基金會(huì)于2015年發(fā)起的超級(jí)賬本項(xiàng)目（Hyperledger Project）。

    相關(guān)報(bào)告：智研咨詢(xún)發(fā)布的《2017-2022年中國(guó)區(qū)塊鏈行業(yè)深度調(diào)研及市場(chǎng)前景預(yù)測(cè)報(bào)告》

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