区块链概念与发展概述

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区块链是一个信息技术领域的术语。从本质上讲，它是一个共享数据库，存储于其中的数据或信息，具有“不可伪造”、“全程留痕”、“可以追溯”、“公开透明”、“集体维护”等特征。基于这些特征，区块链技术奠定了坚实的“信任”基础，创造了可靠的”“合作”机制，具有广阔的运用前景。

一、概念定义

什么是区块链？从科技层面来看，区块链涉及数学、密码学、互联网和计算机编程等很多科学技术问题。从应用视角来看，简单来说，区块链是一个分布式的共享账本和数据库，具有去中心化、不可篡改、全程留痕、可以追溯、集体维护、公开透明等特点。这些特点保证了区块链的”诚实”与”透明”，为区块链创造信任奠定基础。而区块链丰富的应用场景，基本上都基于区块链能够解决信息不对称问题，实现多个主体之间的协作信任与一致行动。

区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。区块链（Blockchain），是比特币的一个重要概念，它本质上是一个去中心化的数据库，同时作为比特币的底层技术，是一串使用密码学方法相关联产生的数据块，每一个数据块中包含了一批次比特币网络交易的信息，用于验证其信息的有效性（防伪）和生成下一个区块[8]。

比特币白皮书英文原版其实并未出现blockchain一词，而是使用的chainofblocks。最早的比特币白皮书中文翻译版[9]中，将chainofblocks翻译成了区块链。这是”区块链”这一中文词最早的出现时间。

国家互联网信息办公室2019年1月10日发布《区块链信息服务管理规定》，自2019年2月15日起施行。

作为核心技术自主创新的重要突破口，区块链的安全风险问题被视为当前制约行业健康发展的一大短板，频频发生的安全事件为业界敲响警钟。拥抱区块链，需要加快探索建立适应区块链技术机制的安全保障体系。

二、区块链核心技术：

近十年来，区块链技术正在与人工智能、大数据、物联网等前沿技术一起引领着全球新一轮技术变革和产业变革，其核心技术主要有四项：即分布式账本、共识机制、密码学和智能合约四大核心技术。

基于分布式账本的数据存储

分布式账本本质上是一个分布式的数据库，是区块链的基础结构，可为数据提供一个存储的功能。其中，分布式是系统中一种特殊的架构类型，由一组依靠网络通信，为完成相同目标而协调工作的计算机节点组成，节点间的数据交换需要通过数字签名技术进行验证方可完成，因此，要想篡改单一节点数据，对于分布式存储而言是极其困难的。

正是由于分布式去中心化的特点，区块链网络中任意节点都能加入其中，共同参与记账。但随着网络节点数的增多，全网达成统一的难度就越大，拜占庭将军问题开始凸显。

协调节点账目的共识机制

为确保网络中全节点账目保持一致，区块链引入了共识机制的规则，明确每个人处理数据的途径，要求区块链上每一个区块记录的信息必须通过争夺记账权的方式实现节点账目统一，以此统筹网络节点行为，协调全节点账本，这也是区块链的灵魂所在。

在区块链网络中，任何人都可以参与其中，只需一台设备作为节点，每个节点都具备完整的数据账本，节点间彼此遵循一套共识机制，通过竞争记账来维护整个网络。故而，即使网络之中存在节点失效，也不会影响其余节点的正常运行。

确保数据安全的密码学技术

区块链生成新的区块过程中，数据进入分布式数据库并不是单纯的打包即可。区块链密码学决定了其底层数据架构，打包好的数据块需要通过密码学的哈希算法被处理成链式结构，借助哈希算法的单向性和抗篡改等特征，实现数据上链不可篡改，可追溯功能。其次，区块链还利用了非对称加密手段来保障数据安全，利用私钥和公钥的有机结合帮助节点交易中验证节点身份和明确数据归属。

约束协议执行的智能合约

对于陌生群体信任问题，以太坊提出在分布式账本的基础上搭建应用层面的智能合约，将用户之间的协议编译成特定的代码程序，当触发相应的预设条件，机器将自动调用区块链中的数据，实现数据执行与应用的功能。与传统系统相比，区块链可利用智能合约帮助用户以透明、无冲突的方式进行交易，采用自动强制执行的机制，避免第三方的参与，让执行效率更高，速度更快，成本更低。

以上四项技术共同构建了区块链的底层基础，正是由于这些技术的升级演化，区块链才得以孕育一个伟大的时代。在如今，”区块链+”的应用逐步落地，窥一斑而知全豹，未来，在国家发展新基建的政策红利之下，区块链将得益于5G、物联网技术的普及获得更多发展机会，应用场景也会更加蓬勃开放。

三、区块链发展历程

2008年由中本聪第一次提出了区块链的概念，在随后的几年中，区块链成为了电子货币比特币的核心组成部分：作为所有交易的公共账簿。通过利用点对点网络和分布式时间戳服务器，区块链数据库能够进行自主管理。为比特币而发明的区块链使它成为第一个解决重复消费问题的数字货币。比特币的设计已经成为其他应用程序的灵感来源。

2014年，”区块链2.0″成为一个关于去中心化区块链数据库的术语。对这个第二代可编程区块链，经济学家们认为它是一种编程语言，可以允许用户写出更精密和智能的协议。因此，当利润达到一定程度的时候，就能够从完成的货运订单或者共享证书的分红中获得收益。区块链2.0技术跳过了交易和”价值交换中担任金钱和信息仲裁的中介机构”。它们被用来使人们远离全球化经济，使隐私得到保护，使人们”将掌握的信息兑换成货币”，并且有能力保证知识产权的所有者得到收益。第二代区块链技术使存储个人的”永久数字ID和形象”成为可能，并且对”潜在的社会财富分配”不平等提供解决方案。

2016年1月20日，中国人民银行数字货币研讨会宣布对数字货币研究取得阶段性成果。会议肯定了数字货币在降低传统货币发行等方面的价值，并表示央行在探索发行数字货币。中国人民银行数字货币研讨会的表达大大增强了数字货币行业信心。这是继2013年12月5日央行五部委发布关于防范比特币风险的通知之后，第一次对数字货币表示明确的态度。

2016年12月20日，数字货币联盟–中国FinTech数字货币联盟及FinTech研究院正式筹建。

如今，比特币仍是数字货币的绝对主流，数字货币呈现了百花齐放的状态，常见的有bitcoin、litecoin、dogecoin、dashcoin，除了货币的应用之外，还有各种衍生应用，如以太坊Ethereum、Asch等底层应用开发平台以及NXT，SIA，比特股，MaidSafe，Ripple等行业应用。

四、区块链主要类型

公有区块链

公有区块链（PublicBlockChains)是指：世界上任何个体或者团体都可以发送交易，且交易能够获得该区块链的有效确认，任何人都可以参与其共识过程。公有区块链是最早的区块链，也是应用最广泛的区块链，各大bitcoins系列的虚拟数字货币均基于公有区块链，世界上有且仅有一条该币种对应的区块链。

联合（行业）区块链

行业区块链（ConsortiumBlockChains)：由某个群体内部指定多个预选的节点为记账人，每个块的生成由所有的预选节点共同决定（预选节点参与共识过程），其他接入节点可以参与交易，但不过问记账过程(本质上还是托管记账，只是变成分布式记账，预选节点的多少，如何决定每个块的记账者成为该区块链的主要风险点），其他任何人可以通过该区块链开放的API进行限定查询。

私有区块链

私有区块链（PrivateBlockChains)：仅仅使用区块链的总账技术进行记账，可以是一个公司，也可以是个人，独享该区块链的写入权限，本链与其他的分布式存储方案没有太大区别。传统金融都是想实验尝试私有区块链，而公链的应用例如bitcoin已经工业化，私链的应用产品还在摸索当中。

五、区块链的主要特征

去中心化。区块链技术不依赖额外的第三方管理机构或硬件设施，没有中心管制，除了自成一体的区块链本身，通过分布式核算和存储，各个节点实现了信息自我验证、传递和管理。去中心化是区块链最突出最本质的特征。

开放性。区块链技术基础是开源的，除了交易各方的私有信息被加密外，区块链的数据对所有人开放，任何人都可以通过公开的接口查询区块链数据和开发相关应用，因此整个系统信息高度透明。

独立性。基于协商一致的规范和协议(类似比特币采用的哈希算法等各种数学算法)，整个区块链系统不依赖其他第三方，所有节点能够在系统内自动安全地验证、交换数据，不需要任何人为的干预。

安全性。只要不能掌控全部数据节点的51%，就无法肆意操控修改网络数据，这使区块链本身变得相对安全，避免了主观人为的数据变更。

匿名性。除非有法律规范要求，单从技术上来讲，各区块节点的身份信息不需要公开或验证，信息传递可以匿名进行。