区块链技术与应用:打造分布式商业新生态
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1.1 区块链诞生:天时地利人和

2008年,雷曼兄弟银行倒闭,金融危机在美国爆发并向全世界蔓延。在这个特殊的时期,中本聪发明了比特币,扫清了创造加密货币的最后障碍。随后,与比特币相关的“区块链”一词慢慢进入了大众的视线,并逐渐步入了一条不断成长与快速发展的道路。

如今,区块链的应用价值已经逐渐获得了社会各界的广泛认可,针对该项技术的政策也纷纷出台。此外,很多公司也认识到区块链的潜力,开始布局区块链,推动区块链的发展。在各方力量的助力下,区块链的发展环境变得越来越好。

1.1.1 区块链技术概述

区块链是一种新事物,要想了解它就要先弄清楚它的来龙去脉。本节将对区块链的演化路线、区块链技术发展趋势等方面做一个简单的论述。

对于大多数非技术人员来说,可能会认为只要知道有区块链,并会用它就可以了,没必要了解它到底是一项什么样的技术。但是,既然要学习区块链的知识,还是要简单了解一下区块链技术的基本内容,这样才能对区块链技术有更深的认识。

1.区块链技术演化路线

区块链技术的演化路线,如图1-1所示。

惠特菲尔德·迪菲和马丁·赫尔曼两位密码学大师在1976年发表了论文《密码学的新方向》,此论文对非对称加密、椭圆曲线算法、哈希算法等手段做了论述。这不仅为整个密码学指引了发展方向,也对区块链技术和比特币的诞生起到了决定性作用。

图1-1 区块链技术的演化路线

直到1999年,戴伟和尼克·萨博同时提出密码学货币的概念,这才有了密码学货币的完整思想。其中,戴伟发明的B-Money被称为比特币的精神先驱,尼克·萨博发明的Bitgold,首次提出了工作量证明机制,用户通过在竞争中解决数学难题,然后将解答的结果用加密算法处理之后公开发布,构建出一个产权认证系统。

之后,在1999——2001年期间,先后出现了Napster、EDonkey2000和BitTorrent,奠定了P2P网络计算的基础。另外,在2001年,美国国家安全局(National Security Agency,NSA)发布了SHA-2系列算法,其中就包括比特币最终采用的哈希算法——SHA-256算法。

2008年,中本聪在一个密码邮件群组中发表了《比特币:一种点对点的电子现金系统》的文章,文中首次提到了区块链的思想以及相关概念。在2009年,中本聪在位于芬兰赫尔辛基的一个小型服务器上挖出了“上帝区块”,这是比特币的第一个区块,也被称为创世区块(Genesis Block)。随后,区块链技术开始进入不断发展和优化阶段,之后所有的技术难题在理论和实践上都被解决了,基于区块链技术的种种深度应用也呼之欲出。

2.区块链技术发展趋势

区块链技术的发展已经进化到第四阶段。其中,区块链技术1.0是以比特币为代表的区块链货币体系,截至目前它仍然是最普遍与最成功的区块链技术应用;区块链技术2.0则是以以太坊为代表的区块链底层操作系统,为区块链技术应用于其他衍生金融领域提供了前提;区块链技术3.0则以EOS技术为代表,致力于将区块链的应用领域扩展到金融行业之外,覆盖人们社会生活的方方面面,在各类社会活动中实现信息的自证明。区块链将进一步实现社会资金、合约、数字化资产在对应主链上的交换、交易与转移,构建一个全新的、依赖于技术的诚信价值交换体系。

而自2018年年中以来,随着以InterValue项目为代表的、基于全新架构的区块链项目的成功发布,区块链技术4.0时代更是呼之欲出。区块链技术4.0时代强调的关键要素是“互联”,InterValue项目的目标即是构建一个通用、支撑功能完善、性能高、易于使用、用户体验好、可扩展、基于增强有向无环图的区块链技术4.0基础设施,打造支撑各类链上应用的区块链技术4.0生态系统。

InterValue聚焦区块链基础设施和平台层核心技术,构建具备独创完全分布式匿名P2P网络通信协议、新型抗量子攻击密码哈希算法和签名算法,独创HashNet双层共识和挖矿机制,支持交易匿名保护、图灵完备智能合约等特性;采取公平分发机制,支持第三方资产发行、跨链通信、多链融合等功能;能以公有链、联盟链、私有链等形式落地到实际应用场景。InterValue的愿景是实现价值传输网络各类关键技术,构建全球价值互联网,为各类价值传输应用提供基础网络。

在安全性能方面,到目前为止,区块链技术4.0最核心的创新点在于提出了HashNet共识协议。HashNet共识协议试图通过“片内自治,片间协作”的方式形成一个分而治之的分布式系统,采用独创的分片算法将HashGraph数据结构、多签名、PoW共识等机制有机融合,在高交易吞吐率、去中心化和安全性之间实现了完美平衡。

WGGS(Wienchain Godden Griffin Stone)孵化基石是由世界互联网生态系统基金会(WIEF)发起的,基于区块链技术的开放性与不可逆性,结合电子商务、证券、线上娱乐等行业市场现状精心打造的覆盖全球范围的泛商业信息管理系统与交易平台。它以区块链底层架构技术为基础,构建复杂的智能合约,利用DApp将全球的产品与服务供应商、物流企业等中间交易环节、消费者无缝连接在一起,打造区块链世界的商品信息交换与贸易系统,推动智能支付、智能合约、智能物流乃至智能生活的发展,引领全新的生活方式。

WGGS孵化基石以“赋能新时代智能经济,推动AIoT科技发展”为愿景,以“诚实守序、群治群利”为宗旨,从WGGS孵化基石生态业务出发,向数字化世界的无限空间进行探索。在未来业务发展上,主要集中在以下三个方面。

1)首要目标:在透明和可监管的前提下,实现高并发交易。目前,商业交易双方缺乏信任,用户资产的安全保障存在隐患;另外,区块链底层公链一直备受质疑的交易速度和并发问题,也阻碍其长远发展。因此,WGGS孵化基石将通过交易上链并引入雾计算加速的模式解决上述问题。

2)未来愿景:支持DApp在所有AIoT(AIoT=AI(人工智能)+IoT(物联网),人工智能物联网)设备上运行,并能协同处理。目前,DApp生态仍处于初级阶段,设备种类相对单一、业务流程尚待规范,还无法满足用户多样化的需求。为此,WGGS孵化基石将开发新型底层公链,以支持底层公链在边缘设备运行,并支持多元化的资产类型。

3)价值承载:为了保证WGGS孵化基石的持续发展和经济价值,WGGS孵化基石在初始阶段将以GGS Chat DApp为中心,并结合WGGS孵化基石现有的其他生态业务作为发展基石;在社区生态和技术基础发展成熟后,WGGS孵化基石将面向全球拓展更为广泛的业务场景。

为了实现以上设计理念,WGGS孵化基石在技术上将引入以下特性。

1)资产上链,安全为先:WGGS孵化基石将安全作为架构设计的首要因素,并进行严格的安全审计和智能合约安全测试。

2)云雾协同:随着5G技术的快速发展,将大量计算由本地放到云端和边缘设备,从而大幅度加速底层公链的处理速度。

3)多元需求,生态闭环:WGGS孵化基石将借鉴传统金融市场的业务模式,为多元化的需求提供基础设施,构建并逐步完善数字身份体系,为多样的市场参与者提供精准的需求匹配。

在未来,WGGS孵化基石还将积极推动区块链技术与物联网技术、AI技术等其他前沿科技的有机结合,优化网络的治理模式,让数据的价值回归本人,平衡个体意识与智能的分离问题,形成更高效、可信的协同;进而以此为基础,依托不断扩张的业务规模与用户基础,开拓更广阔的市场空间,为WGGS孵化基石创造更多的应用情景。

实际上,企业与个人用户对技术细节和协议并不太关注,他们只关注最终结果:服务质量、体验的好坏以及交易速度能否得到保障。而基于提升各用户和合作企业的服务体验并最终实现全球经济一体化的愿景,也是区块链技术的目标。

1.1.2 区块链与云计算、云存储

区块链是一种基于密码学的比特币底层网络框架系统,通过这种系统,网络参与者可以在不需要第三方参与的情况下进行点对点交易。区块链的提出,引起了社会的高度关注。区块链之所以被视为一项创新技术,是因为其具有很强的适应性,可以和云计算、云存储融合在一起。

1.区块链+云计算

顾名思义,云计算就是用“云”去计算。那么“云”究竟怎么计算呢?之前,数据存储在硬盘中,人们很难随时随地查看和使用;如今,有了云计算,数据可以通过网络云端进行储存,人们在查看和使用时也更加方便、快捷。

另外,很多公司都有强烈的计算需求,这些公司往往会配备大量的服务器,但是服务器的成本高、算力低。通过“区块链+云计算”,这样的情况得到有效改善,这些公司可以在世界各地远程调用服务器,不仅比之前更加省时、省力,成本也降低了不少。

在大数据时代,公司需要对海量的数据进行采集和分析。这时,就必须利用云计算来管理和控制设备。这里所说的设备不仅包括高性能的服务器和存储器,还包括方便携带的终端,以便完成远程操作。区块链可以保证设备的安全,使记录在上面的数据不被篡改和泄露。

2.区块链+云存储

基于区块链的云存储有两个优点。

首先,区块链具有去中心化的特性,能够建立一个去中心化的云存储系统。在该系统中,所有的数据都被自动分配到每个节点中。通过这种方式,数据的安全性得到进一步提高,数据被盗的问题也被妥善解决。

其次,为了保护信息的安全,提高云存储的可靠性,区块链会对用户上传的文档进行加密处理,然后再将加密后的文档传到云端。当用户使用文档时,需要将文档下载并解密,整个过程虽然比较烦琐,但是十分安全。

如今,优化服务器的成本和算力、保护数据和信息的安全已经成为必然趋势,对于各类公司来说,引入区块链技术至关重要。在这个过程中,公司的主要任务就是为去中心化应用提供稳定的云计算平台和云存储系统。

1.1.3 公有链、联盟链与私有链

区块链依据其节点的分布情况可划分为公有链(Public Blockchain)、联盟链(Consortium Blockchain)、私有链(Private Blockchain)三种类型。

1)公有链的节点只需要遵守一个共同的协议便可获得区块链上的所有数据,而且不需要任何身份验证。与联盟链和私有链相比,公有链的节点被某一主体控制的难度最大。

2)联盟链主要面向某些特定的组织机构。因为这种特定性,联盟链的运行只允许一些特定的节点与区块链连接,这也就不可避免地令区块链产生了一个潜在中心。像那些以数字证书认证节点的区块链,它们的潜在中心就是CA(Certificate Authority)中心——证书授权中心;那些以IP地址认证节点的区块链,它们的潜在中心就是网络管理员。只要控制区块链的潜在中心,就有可能控制整个区块链。相比于公有链,联盟链被控制的难度要低得多,中心化程度也没有那么高。

3)私有链的应用场景通常在公司的内部。从名称上看,私有链其实并不难理解,其特点之一就在于“私”——私密性。私有链只在内部环境运行而不对外开放,而且只有少数用户可以使用,所有的账本记录和认证的访问权限也只由某一机构组织单一控制。因此,相较于公有链和联盟链,私有链不具有明显的去中心化特征,只是拥有一个天然的中心化基因。不同于公有链的广泛流行和使用,业界对私有链的存在价值存在颇多争议。有人认为私有链并无任何存在意义,因为它仅仅是一个分布式的数据库,容易被主体控制;也有人认为只要把私有链的应用建立在共识机制的基础上,它还是具有存在的意义。

1.1.4 区块链发展的新动力

与之前相比,区块链的应用范围有了大幅度扩张,政府和企业都已经认识到这一点,于是,它们开始拟定区块链在各领域的落地计划。基于此,区块链展现出了非常强大的生命力,正逐步渗透进各行各业。

1.应用范围无限扩张

在现实世界里,区块链把用户获取所有服务的渠道放到同一个网络里面,从而省去第三方平台的烦冗手续。而且,在网络中,信息交互都是通过加密算法自动完成的,这个加密算法运行在分布式运算引擎上,不会受到任何个体或组织的控制。

可以说,区块链将各种移动应用背后的复杂机制变成更完美的系统。这个系统可以帮助用户预订飞机票、车票、酒店,还可以顺便为用户推荐几首好听、热门的音乐。区块链现在似乎已经走到了爆发期,与之相关的发展和应用正扩展到各个行业,例如,社交、电商、金融等,可谓是全面覆盖了人们的生活。

随着资源和成本的投入越来越大,一些新型的区块链公司正在快速成长,这些公司不断促进着区块链的进步。与此同时,政策红利也在不断释放,区块链的发展前景将会十分广阔。

2.政府和企业积极表态

2018年5月28日,在中国科学院第十九次院士大会、中国工程院第十四次院士大会上,区块链与人工智能、量子信息、移动通信、物联网一道成为新一代信息技术代表。

2019年8月18日,中共中央、国务院印发《关于支持深圳建设中国特色社会主义先行示范区的意见》,意见中明确提出要支持在深圳开展数字货币研究与移动支付等创新应用。

在一系列的政策扶持下,区块链在我国迅速发展并与很多领域实现深度融合。如今,区块链正在创造更大的社会价值,并积极赋能实体经济。在我国,除了政府积极推动区块链以外,很多企业也做出了巨大贡献。例如,加大区块链的基础理论研究;加强国际与行业标准的制定,培养更多技术人才;完善区块链支撑技术体系,不断开展试点;强化数据管理机制,建立区块链风险评估体系,完善区块链相关监管框架;构建区块链产业生态,加快区块链和物联网、人工智能、5G等前沿技术的融合。

为了实现区块链的真正落地,我国的政府和企业都在努力,并取得了非常不错的成效。

1.1.5 精英的狂欢还是“小白”的逆袭

在最开始时,区块链基本上都是由技术极客发起的。对于技术极客来说,即使区块链被推到了风口浪尖,也依然可以保持一种淡定、沉着的状态。甚至有些技术极客都不愿意通过开发区块链项目来获取投资,而只是希望这项技术可以真正改变世界。

到了今天,区块链背后依然有技术极客的身影,但是与此同时,交易所、投资机构、媒体等资源也开始入局。在对这些新入局的资源进行分析之后可以发现,他们之中的绝大多数都是无名之辈,而且都属于区块链领域中的“小白”。

当作为精英的技术极客去接近“小白”时,这些“小白”早就形成了自己的圈子,而且非常团结。实际上,有一部分“小白”并不是一点实践经验都没有,他们可能已经在互联网、数字货币、域名等领域摸爬滚打了很多年。

在进入区块链领域之后,“小白”凭借着自己的敏锐嗅觉、勃勃野心,希望可以牢牢抓住这一新的蓝海市场。就像每一次大变革一样,冲在前面的“小白”敢想敢做、不怕失去,因此更有机会获得成功。

随着成功一同而来的还有过亿、过十亿甚至过百亿的身家,但是巨额的财富并没有为“小白”带来充分的满足感,他们依然有着强烈的奋斗决心。因此,不断逆袭的“小白”继续在区块链领域深耕,极力推动着技术的进步和发展。

不过必须承认,在各种不确定因素的影响下,区块链领域也变得有些浮躁,开始出现不好的现象。例如,信任赤字、“空气币”等。此外,由于部分参与者急功近利,尝试用高于传统投融资的成本收割区块链项目,这样的做法会对区块链领域的生态建设造成严重影响。

针对上述不好的现象,国内监管部门迅速做出反应,希望将区块链领域的发展拉回正轨。真格基金创始人徐小平也呼吁各大公司关注区块链,并强调“区块链对行业和领域的强大作用”。

在监管部门和精英的共同助力下,区块链又一次引起广泛的关注,还出现了精英和“小白”一同跑步进场的情况。于是,越来越多的互联网公司开始研究区块链,寻找该项技术与自身业务的结合点。

就现阶段而言,区块链究竟是精英的狂欢还是“小白”的逆袭,还没有一个明确的结论。不过可以肯定的是,随着区块链的不断发展,其热度会越来越高,到了那个时候,精英和“小白”都会入局,整个领域会呈现出一片繁荣的景象。