劉貴浙

區(qū)塊鏈技術(shù)用數(shù)學(xué)方法實(shí)現(xiàn)分布式記賬，并解決信任問(wèn)題，從而完成了去中心化，將在通信、金融、物聯(lián)網(wǎng)、政府管理等眾多領(lǐng)域帶來(lái)深遠(yuǎn)的影響。

區(qū)塊鏈（Blockchain）是指通過(guò)去中心化和去信任的方式集體維護(hù)一個(gè)可靠數(shù)據(jù)庫(kù)的技術(shù)方案，是一種全民參與記賬的技術(shù)方式。而此前的記賬方式都是中心化的，需要中心化的中介，無(wú)論這個(gè)中介是傳統(tǒng)的政府、金融機(jī)構(gòu)、公證機(jī)構(gòu)還是新興的電商平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)支付平臺(tái)。

經(jīng)濟(jì)學(xué)假設(shè)中，信息是充分的。實(shí)際上，正是因?yàn)樾畔⒉怀浞?，才存在非常龐大的中介機(jī)構(gòu)。而中介機(jī)構(gòu)的存在，增加了交易成本，提高了交易門檻。區(qū)塊鏈技術(shù)本質(zhì)上來(lái)說(shuō)是一個(gè)大規(guī)模協(xié)作工具，它首次使用純技術(shù)方式讓直接的價(jià)值轉(zhuǎn)移成為可能，并延續(xù)了互聯(lián)網(wǎng)去中心化和去中介化的趨勢(shì)。去中介的區(qū)塊鏈技術(shù)將極大地顛覆信息中介行業(yè)。

源自比特幣的區(qū)塊鏈技術(shù)

2008年11月1日，一位化名中本聰（Satoshi Nakamoto）的程序員，在MIT計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安全組的網(wǎng)站上發(fā)表了一篇僅8頁(yè)長(zhǎng)的學(xué)術(shù)論文，《Bitcoin：A Peer-to-Peer Electronic Cash System》。中本聰描述了一種完全基于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的電子現(xiàn)金系統(tǒng)，使支付可以由交易雙方直接進(jìn)行，擺脫了通過(guò)第三方中介（如商業(yè)銀行）的傳統(tǒng)支付模式，創(chuàng)造了—種全新的貨幣體系。

2009年1月，第一個(gè)序號(hào)為0的比特幣區(qū)塊——?jiǎng)?chuàng)世區(qū)塊誕生。幾天后的1月9日出現(xiàn)序號(hào)為1的區(qū)塊，并與序號(hào)為0的創(chuàng)世區(qū)塊相連接形成了鏈，標(biāo)志著比特幣區(qū)塊鏈的誕生。

比特幣因其劇烈的價(jià)格波動(dòng)、高度的匿名性、與犯罪相連的壞名聲以及其他技術(shù)原因，2009年誕生至今仍遠(yuǎn)未進(jìn)入主流。然而2014年以后，作為比特幣背后的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，區(qū)塊鏈卻越來(lái)越受到廣泛關(guān)注。

區(qū)塊鏈技術(shù)是構(gòu)建比特幣數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與交易信息加密傳輸?shù)幕A(chǔ)技術(shù)，該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了比特幣的發(fā)行與交易。區(qū)塊鏈技術(shù)的核心是所有當(dāng)前參與的節(jié)點(diǎn)共同維護(hù)交易及數(shù)據(jù)庫(kù)，使交易基于密碼學(xué)原理而不基于信任，使得任何達(dá)成一致的雙方，能夠直接進(jìn)行支付交易，不需第三方的參與。

從技術(shù)上來(lái)講，區(qū)塊是一種記錄交易的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，反映了一筆交易的資金流向。系統(tǒng)中已經(jīng)達(dá)成交易的區(qū)塊連接在一起形成了一條主鏈，所有參與計(jì)算的節(jié)點(diǎn)都記錄了主鏈或主鏈的一部分。

比特幣的產(chǎn)生需要依據(jù)特定的算法，通過(guò)大量復(fù)雜的運(yùn)算才能生成，俗稱“挖礦”。挖礦就是指產(chǎn)生新區(qū)塊并計(jì)算隨機(jī)數(shù)的過(guò)程，以解決一項(xiàng)復(fù)雜的數(shù)學(xué)問(wèn)題來(lái)保證比特幣網(wǎng)絡(luò)分布式記賬系統(tǒng)的一致性。這項(xiàng)復(fù)雜的數(shù)學(xué)問(wèn)題是尋找一個(gè)隨機(jī)數(shù)散列值（也稱為哈希值）。散列值由散列函數(shù)生成，散列函數(shù)的功能是將任意長(zhǎng)度的不同信息（例如數(shù)字、文本或其他信息）轉(zhuǎn)化為長(zhǎng)度相等但內(nèi)容不同的二進(jìn)制數(shù)列（由0和1組成）。

比特幣采用的是散列算法中的SH256算法，任意長(zhǎng)度的信息輸入通過(guò)這個(gè)函數(shù)都可以轉(zhuǎn)換成一組長(zhǎng)度為256的二進(jìn)制數(shù)字，以便統(tǒng)一存儲(chǔ)和識(shí)別。256個(gè)0或1最多可以組合成2256個(gè)不同的數(shù)，這個(gè)龐大的集合能夠滿足與比特幣相關(guān)的任何標(biāo)記需要。且散列還有一個(gè)重要特征，若想要生成一個(gè)特殊的輸出數(shù)字，只能通過(guò)隨機(jī)嘗試的辦法逐個(gè)進(jìn)行正向運(yùn)算，而不能由輸出結(jié)果逆向推出輸入信息。這個(gè)特征是比特幣能夠順利運(yùn)行的重要基石。挖礦就是通過(guò)改變隨機(jī)數(shù)來(lái)生成不同的散列值，直到符合要求。

一個(gè)區(qū)塊包含以下三部分.交易信息、前一個(gè)區(qū)塊形成的哈希散列和隨機(jī)數(shù)。交易信息是區(qū)塊所承載的任務(wù)數(shù)據(jù)，具體包括交易雙方的私鑰、交易的數(shù)量、電子貨幣的數(shù)字簽名等；前一個(gè)區(qū)塊形成的哈希散列用來(lái)將區(qū)塊連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)過(guò)往交易的順序排列；隨機(jī)數(shù)是交易達(dá)成的核心，所有節(jié)點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)計(jì)算隨機(jī)數(shù)的答案，最快得到答案的節(jié)點(diǎn)生成一個(gè)新的區(qū)塊，并廣播到所有節(jié)點(diǎn)進(jìn)行更新，如此完成一筆交易。

分布式記賬成為可能

比特幣使用整個(gè)P2P網(wǎng)絡(luò)中眾多節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)確認(rèn)并記錄所有的交易行為。在信息傳遞過(guò)程中，發(fā)送方通過(guò)一把密鑰將信息加密，接收方在收到信息后，再通過(guò)配對(duì)的另一把密鑰對(duì)信息進(jìn)行解密，這就保證了信息傳遞過(guò)程的私密性與安全性。比特幣的交易并非簡(jiǎn)單的支付貨幣本身。由于每筆交易單都記錄了該筆資金的前一個(gè)擁有者、當(dāng)前擁有者以及后一個(gè)擁有者，依據(jù)交易單可實(shí)現(xiàn)對(duì)資金的全程追溯。這也是比特幣的典型特征之一。最后，當(dāng)每一筆交易完成時(shí)，系統(tǒng)都會(huì)向全網(wǎng)進(jìn)行廣播，告訴所有用戶這筆交易的實(shí)施。

比特幣系統(tǒng)大約每十分鐘創(chuàng)建一個(gè)區(qū)塊，其中包含了這段時(shí)間里全球范圍內(nèi)發(fā)生的所有交易。每個(gè)區(qū)塊中也包含了前一個(gè)區(qū)塊的ID，這種設(shè)計(jì)使得每個(gè)區(qū)塊都能找到其前一個(gè)節(jié)點(diǎn)，如此可一直倒推至起始節(jié)點(diǎn)，從而形成了一條完整的交易鏈條。

因此，從比特幣的誕生之日起，全網(wǎng)就形成一條唯一的主區(qū)塊鏈，其中記錄了從比特幣誕生以來(lái)的所有交易記錄，并以每十分鐘新增一個(gè)節(jié)點(diǎn)的速度無(wú)限擴(kuò)展。這條主區(qū)塊鏈在每添加一個(gè)節(jié)點(diǎn)后，都會(huì)向全網(wǎng)廣播，從而使得每臺(tái)參與比特幣交易的電腦上都有—份拷貝。

在現(xiàn)實(shí)世界里每筆非現(xiàn)金交易都由銀行系統(tǒng)進(jìn)行記錄，一旦銀行計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)崩潰所有數(shù)據(jù)都會(huì)遺失。而在互聯(lián)網(wǎng)世界里，比特幣的所有交易記錄都保存在全球數(shù)量巨大且分散的計(jì)算機(jī)中，只要有一臺(tái)裝有比特幣程序的計(jì)算機(jī)還能工作，這條主區(qū)塊鏈就可以被完整地讀取。如此高度分散化的交易信息存儲(chǔ)，使得比特幣主區(qū)塊鏈完全遺失的可能性極小。

每個(gè)人在對(duì)交易的有效性進(jìn)行驗(yàn)證后，都可以根據(jù)這些交易數(shù)據(jù)生成新區(qū)塊。為了避免虛假交易或重復(fù)交易，使這一新區(qū)塊被信任需要構(gòu)建工作量證明機(jī)制。如果想要修改某個(gè)區(qū)塊內(nèi)的交易信息，就必須完成該區(qū)塊及其后續(xù)連接區(qū)塊的所有工作量，這種機(jī)制大幅提高了篡改信息的難度。同時(shí)，工作量證明也解決了全網(wǎng)共識(shí)問(wèn)題，全網(wǎng)認(rèn)可最長(zhǎng)的鏈，因?yàn)樽铋L(zhǎng)的鏈包含了最大的工作量。

綜上所述，區(qū)塊鏈?zhǔn)且淮褂妹艽a學(xué)方法相關(guān)聯(lián)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)塊。在比特幣的應(yīng)用中，整個(gè)區(qū)塊鏈就是比特幣的公共賬本，網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都有比特幣交易信息的備份。當(dāng)發(fā)起一個(gè)比特幣交易時(shí)，信息被廣播到網(wǎng)絡(luò)中，通過(guò)算力的比拼而獲得合法記賬權(quán)的礦工將交易信息記錄成一個(gè)新的區(qū)塊連接到區(qū)塊鏈中，一旦被記錄，信息就不能被隨意篡改。比特幣是區(qū)塊鏈的一個(gè)“殺手級(jí)應(yīng)用”，區(qū)塊鏈?zhǔn)潜忍貛诺牡讓蛹夹g(shù)，且作用絕不僅僅局限在比特幣上。

區(qū)塊鏈系統(tǒng)同任何一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)一樣，都離不開(kāi)計(jì)算機(jī)硬件的支持。去除了第三方機(jī)構(gòu)的同時(shí)，也無(wú)法得到第三方機(jī)構(gòu)提供的硬件支持。區(qū)塊鏈集體記賬的特點(diǎn)要求每個(gè)支持交易的節(jié)點(diǎn)都能夠?yàn)橄到y(tǒng)提供計(jì)算能力，由此提出了一種鼓勵(lì)節(jié)點(diǎn)競(jìng)相提供計(jì)算能力的機(jī)制——挖礦。

新區(qū)塊的生成將獎(jiǎng)勵(lì)礦工新的電子貨幣，還可以通過(guò)設(shè)置交易費(fèi)用來(lái)獎(jiǎng)勵(lì)挖礦這種提供算力的行為，系統(tǒng)通過(guò)這樣的方式完成電子貨幣的發(fā)行，這也讓礦工有利可圖，成為了礦工挖礦的主要?jiǎng)訖C(jī)。

每個(gè)節(jié)點(diǎn)接收到交易信息以后，生成新的區(qū)塊并計(jì)算該區(qū)塊的隨機(jī)數(shù)答案，最快得到答案的節(jié)點(diǎn)將促成這筆交易的實(shí)現(xiàn)，完成交易的區(qū)塊記錄，并將該區(qū)塊廣播至所有節(jié)點(diǎn)。同時(shí)該節(jié)點(diǎn)將有可能獲得一枚新的電子貨幣作為獎(jiǎng)勵(lì)。

截至2016年1月，支持比特幣運(yùn)行的區(qū)塊鏈的計(jì)算能力已經(jīng)達(dá)到了800，000，000Gh/s，代表每秒能夠進(jìn)行8×10¹⁸次運(yùn)算，全球Top500的超級(jí)計(jì)算機(jī)的算力加在一起都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及這個(gè)數(shù)量級(jí)。中國(guó)的算力占比特幣全網(wǎng)的50%以上。隨著全網(wǎng)算力提高，找到散列值的難度也會(huì)提升，從而維持10分鐘找到一次的頻率。

區(qū)塊鏈技術(shù)的特點(diǎn)

區(qū)塊鏈通過(guò)去中心化和去信任的方式集體維護(hù)一個(gè)可靠數(shù)據(jù)庫(kù)，該技術(shù)方案讓參與系統(tǒng)的任意多個(gè)節(jié)點(diǎn)，把一段時(shí)間系統(tǒng)內(nèi)全部信息交流的數(shù)據(jù)，通過(guò)密碼學(xué)算法計(jì)算和記錄到一個(gè)數(shù)據(jù)塊，并且生成該數(shù)據(jù)塊的指紋用于鏈接下個(gè)數(shù)據(jù)塊和校驗(yàn)，系統(tǒng)所有參與節(jié)點(diǎn)來(lái)共同認(rèn)定記錄是否為真。

區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N類似于NoSQL（非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)）的技術(shù)解決方案統(tǒng)稱，并不是某種特定技術(shù)，能夠通過(guò)很多編程語(yǔ)言和架構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。并且實(shí)現(xiàn)區(qū)塊鏈的方式種類也有很多，目前常見(jiàn)除運(yùn)用于比特幣的POW（Proof of Work，工作量證明）外，還有POS（Proof of Stake，權(quán)益證明），DPOS（Delegate Proof of Stake，股份授權(quán)證明機(jī)制）等。

去中心化：分布式記錄+分布式儲(chǔ)存。區(qū)塊鏈與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)記錄體系不同，沒(méi)有設(shè)立中心記錄者，而是通過(guò)建立公開(kāi)記錄體系，使全網(wǎng)每一個(gè)節(jié)點(diǎn)在參與記錄的同時(shí)也來(lái)驗(yàn)證其他節(jié)點(diǎn)記錄結(jié)果的正確性，在全部參與者確認(rèn)后完成信息記錄，以確保記錄結(jié)果真實(shí)性。

目前傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)是中心化記錄、中心化儲(chǔ)存，即使采用異地災(zāi)備、云存儲(chǔ)，也只是將存儲(chǔ)地從一處變?yōu)槎嗵?，從本地變?yōu)樵贫?，如果中央服?wù)器出現(xiàn)問(wèn)題，則災(zāi)備數(shù)據(jù)庫(kù)也將停止更新數(shù)據(jù)。而區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)庫(kù)是分布式記錄、分布式儲(chǔ)存、分布式傳播，每一條信息都由單個(gè)節(jié)點(diǎn)傳播給全網(wǎng)其它所有節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的記錄、儲(chǔ)存，沒(méi)有中心化或第三方機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)管理，一個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問(wèn)題，其他節(jié)點(diǎn)會(huì)繼續(xù)數(shù)據(jù)的更新和存儲(chǔ)，通過(guò)去中心化的方式，維持系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

去信任化：非對(duì)稱加密數(shù)學(xué)+可靠數(shù)據(jù)庫(kù)。傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)模式通過(guò)可信任的中央節(jié)點(diǎn)或第三方通道進(jìn)行信息匹配驗(yàn)證和信任積累，這些中央節(jié)點(diǎn)或通道是否可信任對(duì)整個(gè)體系的信用影響極大。而區(qū)塊鏈，通過(guò)數(shù)學(xué)方法解決了信任問(wèn)題，依靠非對(duì)稱加密和可靠數(shù)據(jù)庫(kù)完成了信用背書(shū)，所有的規(guī)則事先都以算法程序的形式表述出來(lái)，參與方不需要知道交易對(duì)手信用度，更不需要借助第三方機(jī)構(gòu)來(lái)進(jìn)行交易背書(shū)或者擔(dān)保驗(yàn)證，而只需要信任共同的算法就可以建立互信，通過(guò)算法為參與者創(chuàng)造信用、產(chǎn)生信任和達(dá)成共識(shí)，完成去信任化。

區(qū)塊鏈采用非對(duì)稱加密算法，即在加密和解密的過(guò)程中使用一個(gè)“密鑰對(duì)”，“密鑰對(duì)”中的兩個(gè)密鑰具有非對(duì)稱的特點(diǎn)：一是用其中一個(gè)密鑰加密后，只有另一個(gè)密鑰才能解開(kāi)；二是其中一個(gè)密鑰公開(kāi)后，根據(jù)公開(kāi)的密鑰其他人也無(wú)法算出另外一個(gè)密鑰。在區(qū)塊鏈的應(yīng)用場(chǎng)景中，一是加密時(shí)的密鑰是公開(kāi)所有參與者可見(jiàn)的（公鑰），每個(gè)參與者都可以用自己的公鑰來(lái)加密一段信息，在解密時(shí)只有信息的擁有者才能用相應(yīng)的私鑰來(lái)解密，用于接收價(jià)值。二是使用私鑰對(duì)信息簽名，公開(kāi)后通過(guò)其對(duì)應(yīng)的公鑰來(lái)驗(yàn)證簽名，確保信息為真正的持有人發(fā)出。

整個(gè)系統(tǒng)將通過(guò)分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)的形式，讓每個(gè)參與節(jié)點(diǎn)都能獲得一份完整數(shù)據(jù)庫(kù)的拷貝。除非能夠同時(shí)控制整個(gè)系統(tǒng)中超過(guò)51%的節(jié)點(diǎn)，否則單個(gè)節(jié)點(diǎn)上對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的修改是無(wú)效的，也無(wú)法影響其他節(jié)點(diǎn)上的數(shù)據(jù)內(nèi)容。而在實(shí)際中，發(fā)動(dòng)51%攻擊是無(wú)意義的，為掌握全網(wǎng)51%算力所需投入的成本，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于成功實(shí)施攻擊后獲得的收益，因此，從理論上來(lái)說(shuō)，區(qū)塊鏈技術(shù)可以保障數(shù)據(jù)庫(kù)安全可靠，且參與系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)越多和計(jì)算能力越強(qiáng)，該系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)安全性越高。

區(qū)塊鏈仍存在一些問(wèn)題

目前，區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用還處于初級(jí)階段，仍面臨著諸多問(wèn)題。以區(qū)塊鏈最成熟的應(yīng)用比特幣為例：

首先，技術(shù)層面上，網(wǎng)絡(luò)容量有限、確認(rèn)時(shí)間長(zhǎng)、能量消耗大。在區(qū)塊鏈中，每隔10分鐘增加一個(gè)區(qū)塊，由于區(qū)塊的容量有限（1MB），每個(gè)區(qū)塊最多可以容納4096筆交易，區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)每秒鐘只能處理7筆交易，遠(yuǎn)低于Visa/Master網(wǎng)絡(luò)每秒4.7萬(wàn)筆和支付寶雙十一8.59萬(wàn)筆/秒的交易能力。在能耗方面，比特幣礦工目前的“挖礦”設(shè)備已經(jīng)由300MH/秒的CPU升級(jí)到了5TH/秒的ASICs。據(jù)估計(jì)，目前比特幣網(wǎng)絡(luò)處理一筆交易的耗電量相當(dāng)于美國(guó)一個(gè)家庭一天的耗電量，而碳排放是534噸/日或825萬(wàn)噸/年。

其次，在安全層面上，比特幣交易平臺(tái)易遭到黑客攻擊。如2015年1月世界第三大比特幣交易所BitStamp因一次黑客攻擊丟失了540萬(wàn)美元的比特幣。隨后，總部位于斯洛文尼亞的這家公司被迫停止交易。這次攻擊大約損失了19000個(gè)比特幣。這一幕同樣可能發(fā)生在通過(guò)區(qū)塊鏈交易的資產(chǎn)上。而比黑客攻擊更尷尬的是，丟失私鑰的用戶將無(wú)法挽回自己的資產(chǎn)。

再次，政策層面上，需要平衡監(jiān)管與隱私。“去中心化”讓中心化的政府疑慮重重，監(jiān)管政策不樂(lè)觀，而對(duì)于一個(gè)分散式網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，監(jiān)管的難度也不小。此外，人們對(duì)區(qū)塊鏈的理解程度和接受意愿不夠，這導(dǎo)致新技術(shù)及新應(yīng)用很難推廣。

第四，事后不可追索。不可篡改是區(qū)塊鏈的一大好處，但在實(shí)際應(yīng)用中，卻造成了無(wú)法事后追索的問(wèn)題。一旦區(qū)塊寫(xiě)入，就不能修改或取消，而一定需要進(jìn)行新的一筆逆向交易。因此在構(gòu)建區(qū)塊鏈的交易結(jié)算系統(tǒng)中，需要預(yù)先設(shè)置追索機(jī)制和例外機(jī)制。

區(qū)塊鏈的應(yīng)用前景

無(wú)論是金融、公證、醫(yī)療、房地產(chǎn)還是物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，只要有過(guò)多的中介參與、過(guò)高的中介成本或者是低追蹤成本和高信息安全的需求，都會(huì)有區(qū)塊鏈技術(shù)的用武之地。

通信：通信領(lǐng)域是最早的區(qū)塊鏈應(yīng)用之一。傳統(tǒng)的通信程序都是考慮如何用最短的時(shí)間和路徑傳送信息，如今除了速度，安全性成了關(guān)注重點(diǎn)，基于區(qū)塊鏈的比特信（Bitmessage）應(yīng)運(yùn)而生。區(qū)別與傳統(tǒng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸方式，比特信不需要信任溝通協(xié)議，一份郵件會(huì)發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的所有人，只有真正擁有密鑰的人才能打開(kāi)信件，這也避免了被追蹤收件方和發(fā)件方的風(fēng)險(xiǎn)。跟蹤信件的路徑是沒(méi)有意義的，因?yàn)樗腥硕际盏搅?，這可以解決路徑的安全問(wèn)題。由于這種方式對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬和運(yùn)算能力要求很高，只有在如今具備軟硬件基礎(chǔ)的情況下，才能承擔(dān)這種由快到安全的轉(zhuǎn)變。

域名管理也是區(qū)塊鏈在通信領(lǐng)域的潛在應(yīng)用之一。傳統(tǒng)的域名管理系統(tǒng)是由ICANN分配給不同的機(jī)構(gòu)，但這樣的樹(shù)狀結(jié)構(gòu)非常不安全，尤其是像中國(guó)這種不控制任何根服務(wù)器的國(guó)家。基于區(qū)塊鏈技術(shù)的第二代域名管理系統(tǒng)從傳統(tǒng)的中心化管理系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)槿ブ行幕挠蛎芾?，使其更安全也更有效率?/p>

金融：金融領(lǐng)域存在大量諸如銀行、證券交易所等中介機(jī)構(gòu)，對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù)的巨大需求使金融領(lǐng)域成為目前區(qū)塊鏈應(yīng)用最多的領(lǐng)域。金融系統(tǒng)的去中心化將大大提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率。近年來(lái)開(kāi)發(fā)出其他區(qū)塊鏈協(xié)議，使區(qū)塊鏈有機(jī)會(huì)在金融業(yè)和其他行業(yè)中得到實(shí)際應(yīng)用。以太坊（Ethereum）、Ripple、Stellar、Eris、Tendermint、HyperLedger等，以權(quán)益證明、股份授權(quán)證明等機(jī)制取代了費(fèi)時(shí)費(fèi)力的比特幣工作量證明機(jī)制，從而提高了交易速度，降低了能耗。

匯豐銀行的報(bào)告稱，央行未來(lái)可以通過(guò)區(qū)塊鏈技術(shù)來(lái)發(fā)行貨幣。例如政府要實(shí)行量化寬松，央行可以低成本且精確的發(fā)放到每個(gè)人的帳戶，也可以查到每一筆錢的流轉(zhuǎn)。并且可以通過(guò)智能合約，在錢上設(shè)定條件。例如，這筆錢必須進(jìn)入農(nóng)業(yè)，則這筆錢的預(yù)設(shè)程序限制了這筆錢只能流向農(nóng)業(yè)，在發(fā)放之前就能寫(xiě)成合約。未來(lái)的金融發(fā)展方向之一是可編程金融，區(qū)塊鏈技術(shù)將是重要的實(shí)現(xiàn)手段。

銀行很大的一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)是單點(diǎn)錯(cuò)誤，典型例子是巴林銀行，因?yàn)橐粋€(gè)交易員作假虛報(bào)，最終導(dǎo)致巴林銀行破產(chǎn)清算。如果銀行采取更嚴(yán)格的審查和審計(jì)勢(shì)必提高經(jīng)營(yíng)成本。如果使用區(qū)塊鏈可以從根本上避免單點(diǎn)錯(cuò)誤的發(fā)生，任何細(xì)微的造假系統(tǒng)會(huì)馬上識(shí)別，進(jìn)而降低審查和審計(jì)成本。

互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了信息的自由傳遞，但是價(jià)值的自由傳遞尚未實(shí)現(xiàn)。下一步是將資產(chǎn)數(shù)字化，在互聯(lián)網(wǎng)上登記各類權(quán)益資產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)權(quán)益資產(chǎn)的自由流通。區(qū)別于信息的可復(fù)制，權(quán)益資產(chǎn)對(duì)應(yīng)的價(jià)值是不可復(fù)制的，其傳輸方式顯然與信息不同，區(qū)塊鏈技術(shù)有望實(shí)現(xiàn)從信息互聯(lián)網(wǎng)到價(jià)值互聯(lián)網(wǎng)的轉(zhuǎn)變。

醫(yī)療：目前醫(yī)療領(lǐng)域是除了金融領(lǐng)域外的區(qū)塊鏈第二大應(yīng)用領(lǐng)域，包括病例、指紋等在內(nèi)的很多資料具有隱私性，需要很高的權(quán)限保護(hù)。盡管目前對(duì)與個(gè)人信息的管理能基本符合要求，未來(lái)技術(shù)的發(fā)展將獲得大量特定基因數(shù)據(jù)，當(dāng)前的中心化資料系統(tǒng)也會(huì)變得很吃力，容易出現(xiàn)大規(guī)模數(shù)據(jù)泄漏的問(wèn)題。

而區(qū)塊鏈技術(shù)可以通過(guò)多簽名私鑰和加密技術(shù)來(lái)防止這種情況的出現(xiàn)。當(dāng)數(shù)據(jù)放置在區(qū)塊鏈上后，使用多簽名技術(shù)，就能夠讓那些獲得授權(quán)的人們才可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問(wèn)。使用這種技術(shù)，將能夠制定一定的規(guī)則來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問(wèn)，必須獲得授權(quán)才能夠進(jìn)行，無(wú)論是醫(yī)生、護(hù)士或者病人本身都需要獲得許可；在某些情況下，可以設(shè)定需要3個(gè)人中2個(gè)人授權(quán)才可以進(jìn)行。

物聯(lián)網(wǎng)：傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)模式是由一個(gè)中心化的數(shù)據(jù)中心收集所有已聯(lián)接設(shè)備的信息，這種方式在生命周期成本、收入方面有嚴(yán)重缺陷。如果設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境可以去中心化，彼此相連，形成分布式云網(wǎng)絡(luò)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的生命周期就可以變得非常長(zhǎng)，同時(shí)運(yùn)行成本可以顯著降低。

區(qū)塊鏈對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)的意義在于，為物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)以億計(jì)的設(shè)備之間建立低成本的、P2P的溝通橋梁；同時(shí)，通過(guò)去中心化的共識(shí)機(jī)制保證了信息的安全性和私密性，又能做到開(kāi)放和透明化的數(shù)據(jù)管理。

基于區(qū)塊鏈技術(shù)的智能合約，可以使智能設(shè)備成為自我維護(hù)、自我調(diào)節(jié)的獨(dú)立個(gè)體，能夠自主的與其他設(shè)備核實(shí)身份、交換信息，并按照事先擬定的規(guī)則合約，執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。

公證：公證作為當(dāng)前社會(huì)的重要需求，具有較高的成本并嚴(yán)重依賴政府機(jī)關(guān)和權(quán)威單位的信用，也造成了門檻較高、國(guó)內(nèi)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)不夠的問(wèn)題。利用區(qū)塊鏈去中心化的特點(diǎn)，使用數(shù)學(xué)信用背書(shū)可以完成全自動(dòng)化公證。如果從重要信息到生活痕跡都能夠證明所有權(quán)，且數(shù)據(jù)永久保存并隨時(shí)可追溯源頭，微信息和微知識(shí)產(chǎn)權(quán)將形成體量驚人的交易市場(chǎng)。當(dāng)前已有不少公司在公證領(lǐng)域做出嘗試。Bitproof專注于學(xué)校學(xué)歷證書(shū)的認(rèn)證，Monegraph試圖把藝術(shù)品進(jìn)行區(qū)塊鏈登記，F(xiàn)actom提供對(duì)所有文書(shū)、文件的數(shù)據(jù)資料公證服務(wù)。

政府：基于區(qū)塊鏈技術(shù)的分布式賬本在政府公共事務(wù)管理中可以發(fā)揮重要作用。分布式賬本有潛力幫助政府在收集稅收、傳遞福利、簽發(fā)護(hù)照、記錄土地注冊(cè)、保證商品供應(yīng)鏈、投票等方面，確保政府記錄和服務(wù)的完整性。目前，已經(jīng)有一些國(guó)家政府開(kāi)始了區(qū)塊鏈實(shí)踐。區(qū)塊鏈對(duì)于限制權(quán)力腐敗，提供政府公信力也有幫助。不可更改的公共賬本便于政府審計(jì)和公民監(jiān)督。智能合約還可以使一些可電子化、可編程的行政過(guò)程自動(dòng)化，避免人為干擾。

華爾街的應(yīng)用

從云計(jì)算到開(kāi)源軟件到第二代信息安全技術(shù)，華爾街在新技術(shù)的應(yīng)用和推廣上緊跟前沿。鑒于區(qū)塊鏈技術(shù)的潛在影響，華爾街的金融機(jī)構(gòu)也已開(kāi)始主動(dòng)研發(fā)。幾乎所有歐美大型金融機(jī)構(gòu)當(dāng)前各自都有10～20個(gè)項(xiàng)目在開(kāi)發(fā)測(cè)試中。

美國(guó)已經(jīng)在基于區(qū)塊鏈技術(shù)的證券交易方面做了很多的探索，一旦區(qū)塊鏈技術(shù)的證券交易做大，意味著可能成為真正意義上的全球交易所。區(qū)塊鏈技術(shù)的交易平臺(tái)可以跨過(guò)所有的法律障礙來(lái)完成交易。納斯達(dá)克在2015年12月30日完成了基于區(qū)塊鏈平臺(tái)的首個(gè)證券交易，推出基于區(qū)塊鏈的數(shù)字分類賬技術(shù)Linq平臺(tái)，進(jìn)行股票的記錄交易與發(fā)行。SEC近期批準(zhǔn)了美國(guó)上市電商O(píng)verstock將自己公司的股票放在Overstock自己的區(qū)塊鏈技術(shù)交易平臺(tái)上進(jìn)行交易。

2014年以來(lái)，包括巴萊克銀行、瑞士信貸銀行、摩根大通在內(nèi)多家銀行都已經(jīng)加入了由金融技術(shù)公司R3領(lǐng)導(dǎo)的組織，著手為區(qū)塊鏈技術(shù)在銀行業(yè)中的使用制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議。傳統(tǒng)的跨國(guó)轉(zhuǎn)賬SWIFT協(xié)議結(jié)算清算時(shí)間很長(zhǎng)，一般來(lái)說(shuō)資金電匯按天來(lái)結(jié)算，而R3區(qū)塊鏈聯(lián)盟可以實(shí)現(xiàn)銀行間的跨國(guó)準(zhǔn)時(shí)清算。全球范圍內(nèi)加入R3聯(lián)盟的銀行已超過(guò)42家。人民銀行研究區(qū)塊鏈技術(shù)

1月20日央行召開(kāi)數(shù)字貨幣研討會(huì)，提出爭(zhēng)取早日推出央行發(fā)行的數(shù)字貨幣。2月15日，《財(cái)新周刊》刊發(fā)對(duì)央行行長(zhǎng)周小川的專訪，談及數(shù)字貨幣的未來(lái)。周小川認(rèn)為紙幣必然要被取代。央行發(fā)行的數(shù)字貨幣不會(huì)影響現(xiàn)有的貨幣供給、創(chuàng)造機(jī)制和貨幣政策傳導(dǎo)，其防偽性和安全性則有賴于多種信息技術(shù)手段的保障。

周小川稱，

“央行發(fā)行數(shù)字貨幣，主要體現(xiàn)這么幾個(gè)原則：一是提供便利性和安全性。二是做到保護(hù)隱私與維護(hù)社會(huì)秩序、打擊違法犯罪行為的平衡，尤其針對(duì)洗錢、恐怖主義等犯罪行為要保留必要的遏制手段。三是要有利于貨幣政策的有效運(yùn)行和傳導(dǎo)。四是要保留貨幣主權(quán)的控制力，數(shù)字貨幣是自由可兌換的，同時(shí)也是可控的。為此，我們認(rèn)為數(shù)字貨幣作為法定貨幣必須由央行來(lái)發(fā)行。數(shù)字貨幣的發(fā)行、流通和交易，都應(yīng)當(dāng)遵循傳統(tǒng)貨幣與數(shù)字貨幣一體化的思路，實(shí)施同樣原則的管理?！?/p>

關(guān)于區(qū)塊鏈技術(shù)，周小川稱，“數(shù)字貨幣的技術(shù)路線可分為基于賬戶和不基于賬戶兩種，也可分層并用而設(shè)法共存。區(qū)塊鏈技術(shù)是一項(xiàng)可選的技術(shù)，其特點(diǎn)是分布式簿記、不基于賬戶，而且無(wú)法篡改。如果數(shù)字貨幣重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)保護(hù)個(gè)人隱私，可選用區(qū)塊鏈技術(shù)，人民銀行部署了重要力量研究探討區(qū)塊鏈應(yīng)用技術(shù)，但是到目前為止區(qū)塊鏈占用資源還是太多，不管是計(jì)算資源還是存儲(chǔ)資源，應(yīng)對(duì)不了現(xiàn)在的交易規(guī)模，未來(lái)能不能解決，還要看。除了區(qū)塊鏈技術(shù)，人民銀行數(shù)字貨幣研究團(tuán)隊(duì)還深入研究了數(shù)字貨幣涉及的其他相關(guān)技術(shù)，比如移動(dòng)支付、可信可控云計(jì)算、密碼算法、安全芯片等等。”