1.1 区块链概念及应用

尽管“区块链”很像是在2016年由于比特币在世界范围内引起剧烈争议而突然产生的一个技术术语，但实际上，区块链从技术理论的提出，到今天的区块链2.0，已经历二十多年的发展。

1.1.1 区块链发展历程

早在1991年，斯图尔特·哈伯（Stuart Haber）和史葛托尔内塔（W.Scott Stornetta）就在论坛中提出了关于区块的加密保护链产品。之后，分别由罗斯安德森（Ross J.Anderson）与布鲁斯·施奈尔（Bruce Schneier）、凯尔西（John Kelsey）在1996年和1998年发表相关产品。尼克·萨博（Nick Szabo）在1998年进行了“虚拟币”分散化的机制研究，他将其命名为比特金。2000年，斯特凡·康斯特（Stefan Konst）发表了加密保护链的统一理论，并提出了一整套实施方案。

2008年爆发全球金融危机，当时有人用“中本聪”的化名发表了一篇论文，描述了“比特币”的产生模式。2009年，比特币诞生，其到2140年将达到2 100万个的总量上限，现在被挖出的比特币总量已经超过1 200万个。目前各国政府对待比特币的政策区别较大，在我国比特币不具有法定货币的地位，只是一种特定的虚拟商品。它对社会的贡献和价值主要在于其通过实践验证了其背后的支撑技术——区块链。

2014年，维塔利克·布特瑞（Vitalik Buterin）、加文伍德（Gavin Wood）和杰夫瑞·威尔克（Jeffrey Wilcke）开始开发下一代区块链平台——以太坊（Ethereum），其目标是创建可基于该平台执行可编程的、具有图灵完备的智能合约代码。智能合约的支持是以太坊相对比特币来说最核心的创新之一，并为区块链创造了广阔的应用前景。因此，区块链也由一个互联网普通用户使用的“虚拟币”支撑技术演变为受到IBM、微软、谷歌等互联网界豪门争相研究与布局的互联网技术“新贵”。

2015年，IBM的Linux基金会推出了“开放账本项目（Open Ledger Project）”，埃森哲（Accenture）、澳新银行、思科、第一信贷、德意志交易所、DAH数字资产控股、DTCC、富士通、IC3、英特尔、摩根大通、伦敦证券交易所集团、三菱UFJ金融集团、R3、State Street、SWIFT、VMware和富国银行加入了该计划。

2016年，俄罗斯联邦中央证券存管机构（NSD）宣布了一个基于区块链技术的试点项目。许多在音乐产业中具有监管权的机构开始利用区块链技术建立测试模型，用来征收版税和进行世界范围内的版权管理。

自2016年10月我国工业和信息化部发布《中国区块链技术和应用发展白皮书（2016）》及2016年12月区块链被作为战略性前沿技术、颠覆性技术写入国务院发布的《“十三五”国家信息化规划》以来，区块链日益受到我国政府的重视和关注，各地政府纷纷出台有关区块链的政策指导意见及通知文件，比如2017年6月，贵阳市人民政府办公厅印发了《关于支持区块链发展和应用的若干政策措施（试行）的通知》，山东省市北区人民政府印发了《关于加快区块链产业发展的意见（实行）》，2017年11月，重庆市经济和信息化委员会发布《关于加快区块链产业培育及创新应用的意见》等，甚至多个省份将区块链列入本省“十三五”战略发展规划。

到今天，区块链已经成为与“物联网”“云计算”“大数据”“人工智能”等互联网技术热点并驾齐驱的互联网技术“新贵”。

1.1.2 区块链的概念

目前有关区块链尚无统一和权威的定义，对区块链的公开解释主要是从其技术特征角度进行描述，并有狭义与广义之分。

1.区块链的狭义解释

区块链是一种块链式的数据结构，区块之间按照时间顺序相连，通过密码学方式保证数据不易篡改和不易伪造，并在网络所有节点进行分布式存储的共享账本。可见，狭义的区块链特指区块链技术 体系中特殊的技术组成部分——具有“区块”+“链”结构的分布式账本，但是，狭义的区块链并不能完整描述区块链的技术体系，因而有了广义区块链的描述。

2.区块链的广义解释

区块链是利用块链式共享账本来验证与存储数据、利用P2P分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动执行的脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式计算可信网络或计算公证网络。从广义区块链的描述可知，目前对区块链的解释是用区块链技术体系中比较特殊的组成部分“共享分布式账本”来构建一个全新的计算架构与技术体系。

对以“人”为中心的人类社会而言，技术是一种手段。区块链究竟解决了互联世界的什么问题？其本质是什么？能在哪些场景为人类服务？这是研究和发展区块链技术的几个根本问题。只有非常清楚区块链技术背后的本质和意义，才能在区块链的创新、应用与技术开发过程中不致盲目跟风或迷失方向。

从现有的区块链概念描述和技术体系中，可以知道区块链各层技术都围绕如下几个核心特征工作。

（1）去中心化。区块链基于P2P网络，使用分布式计算和存储，网络中的节点具有相同的权利和义务，区块链数据由具有维护功能的节点来自动共同维护。去中心化网络架构使区块链在节点自由进出的环境下，脱离了对第三方平台的依赖。

（2）数据不易篡改。区块链数据一旦经过验证并添加至区块链，就相当于是永久存储，数据的稳定性和可靠性极高。若想修改区块链中的数据，只在单个或少数节点上进行修改是无效的，必须同时控制51%以上的网络节点（算力或权重）才行，而这对已经取得广泛分布性的区块链网络来说几乎是不可能的。因而，相对于传统技术架构的网络，区块链中的数据因其不易篡改而更为安全可靠。

（3）自治性。区块链基于算法与机制，由软件与机器自动实现协商一致的规范和协议，使系统中的节点能够在不依赖对“人”的信任环境下相对自由安全地交换数据，使得对“人”的信任改成了对机器和数学算法的信任。

（4）开放性。区块链的数据、机制甚至其实现的源代 码对所有人公开，任何人都可以通过公开的接口查询区块链数据、机制，并能开发相关应用，因而区块链系统是信息高度透明的系统，这确保互联网用户得以平等地参与。

（5）匿名性。区块链用户使用账户与密钥基于本地区块链客户端存取数据，由共识机制选定节点统一向区块链加入区块数据，所存取数据通过P2P网络同步实现全网用户间的交互。用户间的交易基于加密账户而无须公开身份，并且交易地址无法跟踪，用户可匿名参与区块链的各类应用，用户隐私得以保护。

可见，区块链通过一系列的技术措施，目的是确保在开放的互联网络中，在不依赖第三方平台，甚至不需要参与者身份的条件下，进行“可信”的信息与价值传递。这能降低社会关系中构建“信任”的成本，因为这些“信任”不再依赖于权威与垄断的第三方，人们也就不需要为累积“信任”耗费大量的时间、金钱与精力。所以说，区块链通过数学证明、规则公开、信息透明、中立机器等技术机制与设施向人类社会提供了另外一条构建“信任”的思路：若人们相信“人”与“人类的机构”的代价太高，为何不可考虑相信“成本低廉且规则透明、确定执行的机制和中立公平的信息机器”呢？

基于上述对区块链应用本质的认识，下面给出区块链的定义：区块链是互联网世界构建信任的技术基础设施。对于这个定义，有如下延展说明。

（1）区块链的应用场景与前提是在人类社会的发展中影响越来越大的互联网虚拟世界，在这个世界中普通用户是主人，未来普通用户的世界就是人类社会的世界。

（2）现实社会关系将不断在互联网虚拟世界中投射与重构，开放的互联网原旨精神将持续优化和升级人与人之间的各种社会关系。

（3）支持“信任”是区块链技术在互联网虚拟世界中的核心使命与价值本质。

（4）技术基础设施是区块链的本质属性。

1.1.3 区块链的应用

了解区块链的应用本质，就能较容易地理解区块链的典型应用场景。

1.金融领域

金融领域是区块链较早应用的领域，目前应该说已取得了初步成功，可以预见未来还将在各个领域、各个国家产生更多的基于区块链具有不同影响的金融衍生品。特别是区块链的去中心化、去信任等特征，将推动互联网金融的发展。

2.保险行业

一方面诸如医疗信息、个人征信数据引入并存储于区块链，并将成为每一个人的数字身份，这些数据真实可信，不易篡改，实时同步，终身有效，这将为投保人的风险管理带来巨大价值；另一方面，区块链智能合约的支持可实现不依赖于人的自主投保和智能赔付，这可以极大地提升保险机构的运行效率并降低成本。

3.物联网与共享经济

在区块链物联网中可以为每一个物理设备分配地址，并结合物联网设备为该地址注入一定的费用，可以执行相关操作，从而达到物联网的应用，如PM2.5监测点数据获取、服务器租赁、网络摄像头数据调用、DNS服务器等。同时，通过物联网将现实物质世界与区块链所构建的虚拟社会有效连接在一起，从而更 大范围地推动社会运行效率与共享经济的发展。

4.法律行业

基于区块链数据的不易篡改性，可将各类认证、所有权证和证书如房屋产权、土地所有权、承包权、文凭等基于区块链登记、查询，并能实现所有权、使用权的高效鉴别与快速流转。

5.文化艺术行业

针对如音乐、字画等任何类型的艺术品，可基于区块链进行数字形式发布，艺术家们可以使用区块链技术来声明所有权，发行可编号、限量版的作品，以数字加密形式保护和流转。

6.房地产行业

基于区块链让整个产业链流程实现自动化、智能化，解决产业链中每个参与者在房地产开发、运营、使用，以及产权交易、租售中的各种关系，包括命名过程、土地登记、代理中介、产权交易、房屋出租等。

1.1.4 区块链不适用场景及风险

在区块链概念盛兴的时候，技术人员需要保持冷静，区块链的技术特征决定了其并非万能。由于区块链基于P2P网络，需要全网络所有节点保存同一份数据，执行同样的运算，而且如采用工作量证明（POW）共识机制还要浪费大量电力去解与计算结果几乎毫无关系的数学难题，这种计算效率其实是低效的，且浪费严重。因此，至少如下场景不适合采用区块链。

（1）在需要高效计算的场合，并不适宜采用区块链，如对计算速度要求极高的科学计算，大规模数据统计、分析与挖掘，人工智能学习与模型训练等。

（2）对计算和应用部署成本敏感的应用，如一般性的信息发布、展示或宣传，不适宜采用区块链。

（3）在需要系统封闭运行并独自拥有的场合，如各类机构、企业的私有系统，也不适宜采用区块链。

区块链之所以能立足于互联网中作为建立“信任”的基础设施，其核心原因在于其技术体系和机制保证了高可靠性与高安全性，但是，正如曾经指出基于以太坊The DAO项目九大漏洞并随后应验的美国著名计算机专家、康奈尔大学助理教授额明·昆（Emin Gün Sire）所讲：“区块链最终会拥有伟大的前景，但在此之前会面临很多失败。”具体的区块链项目在实际的运行中仍然可能面临不可小视的安全风险，正如The DAO项目所展示的那样：这些安全问题往往不是区块链的技术体系与机制本身的问题，而是人们自身疏忽或对网络安全漠视的问题。