“區(qū)塊鏈”一詞最早出現(xiàn)是對“chainofblocks”的直譯，是2008年在中本村的論文《比特幣：一種點(diǎn)對點(diǎn)的電子現(xiàn)金系統(tǒng)》中首次提出，比特幣的底層技術(shù)架構(gòu)用到的就是區(qū)塊鏈技術(shù)。區(qū)塊鏈通俗理解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?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并以密碼學(xué)原理算法保證數(shù)據(jù)的不可篡改和不可偽造的分布式存儲。
圖：區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的存在形式
一、區(qū)塊鏈技術(shù)的特點(diǎn)
“區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的存在形式”圖1發(fā)現(xiàn)區(qū)塊鏈?zhǔn)欠植际綌?shù)據(jù)存儲、點(diǎn)對點(diǎn)交互，通過共識機(jī)制實(shí)現(xiàn)信息的開放性、自治性，數(shù)據(jù)信息一經(jīng)被達(dá)成共識寫入鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)將不可被篡改。
去中心化：分布式核算和存儲，不存在中心化的硬件或管理機(jī)構(gòu)，任意節(jié)點(diǎn)的權(quán)利和義務(wù)都是均等的，系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)塊由整個系統(tǒng)中具有維護(hù)功能的節(jié)點(diǎn)來共同維護(hù)。
開放性：系統(tǒng)是開放的，除了交易各方的私有信息被加密外，區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)對所有人公開，任何人都可以通過公開的接口查詢區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)和開發(fā)相關(guān)應(yīng)用，因此整個系統(tǒng)信息高度透明。
自治性：區(qū)塊鏈采用基于協(xié)商一致的規(guī)范和協(xié)議（比如一套公開透明的算法）使得整個系統(tǒng)中的所有節(jié)點(diǎn)能夠在去信任的環(huán)境自由安全的交換數(shù)據(jù)，使得對“人”的信任改成了對機(jī)器的信任，任何人為的干預(yù)不起作用。
信息不可篡改：一旦信息經(jīng)過驗(yàn)證并添加至區(qū)塊鏈，就會永久的存儲起來，除非能夠同時控制住系統(tǒng)中超過51%的節(jié)點(diǎn)，否則單個節(jié)點(diǎn)上對數(shù)據(jù)庫的修改是無效的，因此區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)穩(wěn)定性和可靠性極高。
匿名性：節(jié)點(diǎn)之間的交換遵循固定的算法，其數(shù)據(jù)交互是無需信任的（區(qū)塊鏈中的程序規(guī)則會自行判斷活動是否有效），因此交易對手無須通過公開身份的方式讓對方自己產(chǎn)生信任，對信用的累積非常有幫助。
二、區(qū)塊鏈的基礎(chǔ)架構(gòu)原理
一般來說，區(qū)塊鏈?zhǔn)怯蓴?shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、共識層、激勵層、合約層、應(yīng)用層6層結(jié)構(gòu)組成，數(shù)據(jù)層主要對信息數(shù)據(jù)的記錄、存儲，封裝了通過時間戳記錄的數(shù)據(jù)區(qū)塊、鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)、哈希函數(shù)、Merkle樹和非對稱加密，網(wǎng)絡(luò)層封裝了P2P網(wǎng)絡(luò)、傳播機(jī)制和驗(yàn)證機(jī)制，共識層封裝了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的共識算法機(jī)制，目前共識算法主要有PoW、PoS、DPoS等等，激勵層主要對于經(jīng)濟(jì)因素集成到區(qū)塊鏈體系，一般為經(jīng)濟(jì)激勵的的發(fā)行機(jī)制和分配機(jī)制，合約層主要封裝了區(qū)塊鏈的各類可編程腳本、算法機(jī)制和智能合約，應(yīng)用層是對區(qū)塊鏈的應(yīng)用場景擴(kuò)展。
圖2：區(qū)塊鏈的基礎(chǔ)架構(gòu)
三、區(qū)塊鏈的核心技術(shù)
區(qū)塊鏈技術(shù)首次提出主要解決交易的信任和安全問題，因此它針對這個問題提出了四個技術(shù)創(chuàng)新：
一是分布式賬本，就是交易記賬由分布在不同地方的多個節(jié)點(diǎn)共同完成，而且每一個節(jié)點(diǎn)都記錄的是完整的賬目，因此它們都可以參與監(jiān)督交易合法性，同時也可以共同為其作證。不同于傳統(tǒng)的中心化記賬方案，沒有任何一個節(jié)點(diǎn)可以單獨(dú)記錄賬目，從而避免了單一記賬人被控制或者被賄賂而記假賬的可能性。另一方面，由于記賬節(jié)點(diǎn)足夠多，理論上講除非所有的節(jié)點(diǎn)被破壞，否則賬目就不會丟失，從而保證了賬目數(shù)據(jù)的安全性。
二是非對稱加密和授權(quán)技術(shù)，存儲在區(qū)塊鏈上的交易信息是公開的，但是賬戶身份信息是高度加密的，只有在數(shù)據(jù)擁有者授權(quán)的情況下才能訪問到，從而保證了數(shù)據(jù)的安全和個人的隱私。
三是共識機(jī)制，就是所有記賬節(jié)點(diǎn)之間怎么達(dá)成共識，去認(rèn)定一個記錄的有效性，這既是認(rèn)定的手段，也是防止篡改的手段。區(qū)塊鏈提出了四種不同的共識機(jī)制，適用于不同的應(yīng)用場景，在效率和安全性之間取得平衡。以比特幣為例，采用的是工作量證明，只有在控制了全網(wǎng)超過51%的記賬節(jié)點(diǎn)的情況下，才有可能偽造出一條不存在的記錄。當(dāng)加入?yún)^(qū)塊鏈的節(jié)點(diǎn)足夠多的時候，這基本上不可能，從而杜絕了造假的可能。
四是智能合約，智能合約是基于這些可信的不可篡改的數(shù)據(jù)，可以自動化的執(zhí)行一些預(yù)先定義好的規(guī)則和條款。以保險為例，如果說每個人的信息（包括醫(yī)療信息和風(fēng)險發(fā)生的信息）都是真實(shí)可信的，那就很容易的在一些標(biāo)準(zhǔn)化的保險產(chǎn)品中，去進(jìn)行自動化的理賠。
四、區(qū)塊鏈的發(fā)展歷程
近十年來，區(qū)塊鏈技術(shù)不斷升級進(jìn)化，技術(shù)界將其歸納為三個階段：區(qū)塊鏈1.0、區(qū)塊鏈2.0、區(qū)塊鏈3.0。
區(qū)塊鏈1.0是以比特幣為代表的數(shù)字貨幣應(yīng)用，其場景包括支付、流通等貨幣職能，主要解決貨幣和支付手段的去中心化。
區(qū)塊鏈2.0是數(shù)字貨幣與智能合約相結(jié)合，對金融領(lǐng)域更廣泛的場景和流程進(jìn)行優(yōu)化的應(yīng)用，用來注冊、確認(rèn)和轉(zhuǎn)移各種不同類型的資產(chǎn)及合約，如各種金融交易、公共記錄、私人記錄等，從而更宏觀地對整個市場去中心化。
區(qū)塊鏈3.0超出金融領(lǐng)域，為各種行業(yè)提供去中心化解決方案，超越經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)日趨自動化的物理資源和人力資產(chǎn)的分配，促進(jìn)科學(xué)、健康、教育等領(lǐng)域的大規(guī)模協(xié)作。
區(qū)塊鏈技術(shù)有公有鏈、聯(lián)盟鏈和私有鏈三種不同的應(yīng)用模式，公有鏈?zhǔn)侵溉魏稳硕伎梢噪S時參與網(wǎng)絡(luò)中讀取數(shù)據(jù)、發(fā)起交易和參與記賬的區(qū)塊鏈；聯(lián)盟鏈?zhǔn)侵溉舾蓚€機(jī)構(gòu)或組織共同參與管理記賬的區(qū)塊鏈；私有鏈?zhǔn)侵杆袇⑴c節(jié)點(diǎn)嚴(yán)格控制在特定的機(jī)構(gòu)、組織或社群團(tuán)體的區(qū)塊鏈。
圖：對比表
四、區(qū)塊鏈技術(shù)的挑戰(zhàn)和趨勢
區(qū)塊鏈技術(shù)從誕生到現(xiàn)在已持續(xù)發(fā)展創(chuàng)新十來年，在私有鏈和聯(lián)盟鏈的應(yīng)用落地已初現(xiàn)端倪，公有鏈的應(yīng)用落地仍存在很多挑戰(zhàn)，但整體上區(qū)塊鏈技術(shù)在金融支付領(lǐng)域的創(chuàng)新點(diǎn)到跨機(jī)構(gòu)、跨領(lǐng)域、跨行業(yè)的由線到面的殺手級應(yīng)用尚未出現(xiàn)。
在傳統(tǒng)貨幣理論中存在“不可能三角”，即一國無法同時實(shí)現(xiàn)貨幣政策的獨(dú)立性、匯率穩(wěn)定與資本自由流動，最多只能同時滿足兩個目標(biāo)，放棄另一個目標(biāo)。相類似，區(qū)塊鏈技術(shù)的“不可能三角”理論也正是當(dāng)前最大的挑戰(zhàn)，即擴(kuò)展性（Scalability）、去中心化(Decentralization)、安全性(Security)。比特幣的底層區(qū)塊鏈技術(shù)便是一種追求“去中心化”與“安全性”的技術(shù)組合，放棄“可擴(kuò)展性”，以太坊的區(qū)塊分片技術(shù)追求“可擴(kuò)展性”與“去中心化”，犧牲“安全性”，以及現(xiàn)在很多采用POS、DPOS等共識機(jī)制的區(qū)塊鏈技術(shù)則追求“可擴(kuò)展性”與“安全性”，舍掉“去中心化”。
當(dāng)前市場上已存在很多區(qū)塊鏈體系或系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，各自鏈外協(xié)同、數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性、一致性存在很大的局限性，區(qū)塊鏈就變成一個個“閉關(guān)孤島”，無法形成“跨機(jī)構(gòu)、跨領(lǐng)域、跨行業(yè)”的協(xié)同發(fā)展，提升區(qū)塊鏈技術(shù)形成合力服務(wù)實(shí)體經(jīng)濟(jì)的大勢。
區(qū)塊鏈技術(shù)面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)、標(biāo)準(zhǔn)挑戰(zhàn)，在國內(nèi)市場上，區(qū)塊鏈技術(shù)趨勢已初露頭角的“主、側(cè)、跨”技術(shù)架構(gòu)解決方案，即“二層網(wǎng)絡(luò)”（Layer2）解決方案，主鏈采用POW的共識機(jī)制達(dá)到“去中心化”和“安全”，側(cè)鏈采用POS、DPOS等共識機(jī)制滿足擴(kuò)展性和效率，跨鏈技術(shù)解決區(qū)塊鏈孤島，形成“跨機(jī)構(gòu)、跨領(lǐng)域、跨行業(yè)”的協(xié)同發(fā)展。
五、區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用前景和暢想
區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展與新一代信息技術(shù)相互關(guān)聯(lián)相互促進(jìn)，對社會的運(yùn)轉(zhuǎn)模式發(fā)生新的變化，未來區(qū)塊鏈應(yīng)用將由單技術(shù)應(yīng)用向綜合云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、5G等前沿技術(shù)協(xié)同共建、融合應(yīng)用，服務(wù)多場景、跨機(jī)構(gòu)、跨領(lǐng)域、跨行業(yè)的信息共享、信用傳遞、自動化協(xié)作，改變社會形態(tài)、增強(qiáng)社會治理、加速“人類命運(yùn)共同體”，形成“區(qū)塊鏈+”社會體系。
在不久的未來，我們將生活在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中，萬物都有跡可循，所有資產(chǎn)都可以在區(qū)塊鏈中被證明，生活是基于信用，高度智能化的世界，社會去中心化、去信任化，每個人都無需再去為“證明你媽是你媽”而煩惱，跨越國家、民族、地域的自由協(xié)作，個體、機(jī)構(gòu)、國家的效率大大提升，協(xié)作摩擦非常低，人們有更多時間和精力，盡情投入在人類社會進(jìn)步和發(fā)展的事業(yè)上。
