如何理解和应用区块链技术 刘 权 博士、研究员 赛迪智库网络安全研究所 赛迪区块链研究院 区块链是什么？ 区块链承载的延伸意义已经远远超出了加密货 币这个范畴。区块链让人们可以在没有中央权威 机构的情况下，能够对互相协作彼此建立起信心。 简单的说，它是一台创造信任的机器（智能合约 实现了通过技术手段保障各方权益）。 2015.11《经济学人》封面文章：信任的机器 如何正确理解区块？ 定义：狭义来讲, 区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式 组合成的一种链式数据结构, 并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的 分布式账本； 我们定义：分布式账本+区块链关系网络 如何正确理解区块？ 一、理念创新； 二、天生高大上，支撑国家战略 三、自带生态，自建关系网络； 四、数据库格式创新，解决数据共享责任界定问题 五、两个核心技术：电子签名、数字指纹，解决数据共享授权访问和隐 私保护问题； 六、系统可靠、非常稳定； 如何理解区块链价值？ • 一是去中心化的分布式结构可节省大量的中介机构成本消耗。可被应用于许多传统的中心化领域中，处理 一些原本由中介机构代理的交易，在极大降低交易成本的同时提高交易效率。 • 二是不可篡改的时间戳可解决数据追踪与信息防伪问题。区块链技术为我们的信息防伪与数据追踪提供了 革新手段。区块链中的数据区块顺序相连构成了一个不可篡改的数据链条，时间戳为所有的交易行为贴上 一套不可伪造的真实标签，这对于现实生活中打击假冒伪劣产品都大有帮助。 • 三是区块链有助于实现用户对数据的控制权。传统互联网中，大量的用户数据沉淀在信息服务商的平台上， 存在用户不可控、数据可能被滥用等风险。区块链技术使永固可以自主上传、下载、存储数据，授权将数 据进行交易，也可全程追踪数据的来源和用途。 • 四是很好解决关键数据数据保护和授权访问问题。区块链底层技术哈希算法以及电子签名应用能够和好解 决目前信息化应用突出的信息保护和授权访问问题。 • 五是灵活的可编程特性有助于规范现有市场秩序。当今社会的市场秩序仍不够规范，例如，政府对农业进 行的补贴、慈善机构的善款被挪作他用，利用区块链技术的可编程特性，在资产转移的同时嵌入一段代码 来规定资产未来的用途范围，将彻底解决上述问题。 区块链的技术架构？ 区块链的特点？ 可靠数据库 去中心化 无需信任的信任 集体维护 高度透明 整个网络没 区块链技术的革命性在于它 系统中的数 有中心化的硬件 实现了一种全新的信任方式 据块由整个系 或者管理机构， ，通过在技术层面的设计创 统中所有具有 任意节点之间的 新，使得价值交互过程中人 维护功能的节 权利和义务是均 与人的信任关系能够转换为 点来共同维护 等的，且任一节 人与技术的信任，在区块链 的，而这些具 Ø 整个网络 系统对所有参 与者开放 Ø参与者可通 过公开接口 Ø查询数据或 开发应用 Ø系统高度透 明 点的损坏或者失 体系中，参与者可以不需要 有维护功能的 的，也无法影响其他节点上 去都会不影响整 了解对方基本信息的情况进 节点是任何人 的数据内容。因此参与系统 个系统的运作， 行交易，实现了“无需信任 都可以参与的 中的节点越多、计算能力越 系统具有极好的 的信任”，改变了传统模式 。 强，系统中的数据安全性越 健壮性。 中以第三方为中心的信任模 式。 通过分布式数据库的形 式，让每个参与节点都能获 得一份完整数据库的拷贝。 除非同时控制整个系统中超 过51%的节点，否则单个节 点上对数据库的修改是无效 高。 区块链发展历程 区块链 1.0 区块链 2.0 区块链 3.0 区块链 4.0 以比特币为代表的数 以以太坊唯代表的基于区块 以EOS为代表的用区块链重 以可信数据交换为代表的基 字货币； 链的可编程、自动执行的智 新定义互联网底层协议； 记录简单的账本； 能合约； 性能更好、治理机制更好、 用的数据交换协议；（算法 不支持应用； 支持轻量级应用（如游戏） 共识算法更优； 于区块链的多种技术综合应 跑路 代替数据跑路） 支持简单企业级应用（如游 异构森林结构、支持跨链协 戏、娱乐） 议、神经网络共识、链内链 外筭力共享、支持现行扩展 尽管区块链目前还存在不足，区块链行业还处于快速的变化和演进过程中， 但是，作为一种平等互信的互联网机制，区块链还是被人们寄语厚望。 区块链是 技术革命，也是认知革命。它是继农业、工业、互联网之后的第四次技术革命。 ；有效支持大规模产业级复 杂应用； （1 ）分布式账本。 数据记录在区块上，通过哈希值和时间戳链上，形成超级大账本。它改变了传统中心化的数据存储模式，是去中心化的。这个用在会计上，直接颠覆了企业用了多年的复式记账法，颠覆了会计学。一个企业一个钱包，一个个人一个钱包，用区块链记账，防伪防篡改。（1 ）分布式账本。 数据记录在区块上，通过哈希值和时间戳链上，形成超级大账本。它改变了传统中心化的数据存储模式，是去中心化的。这个用在会计上，直接颠覆了企业用了多年的复式记账法，颠覆了会计学。一个企业一个钱包，一个个人一个钱包，用区块链记账，防伪防篡改。 各国政府高度重视区块链发展 国别 态度要点 美国 美国政府部门积极推动区块链技术开发和应用 英国 英国政府将区块链发展提升到国家战略高度 法国 法国央行推进区块链技术研究 德国 德国央行探讨区块链技术与各行业联系 荷兰 荷兰政府建立区块链园区，推动区块链技术的发展和应用 澳大利亚 澳大利亚政府在教育、金融等多领域使用区块链技术 中国 被写入国家“十三五”规划和《中国金融业信息技术“十三五”发展规划》，强化战略性前沿技术超前布局； 日本 日本政府积极探索区块链发展道路 新加坡 新加坡政府优先发展区块链，打造政策特区 韩国 韩国政府借助区块链技术发展争夺亚洲金融科技中心 迪拜 迪拜政府积极研究区块链技术 印度 印度政府积极与其他国家合作研究区块链 菲律宾 菲律宾政府正式将比特币确定为合法的付款方式 泰国 泰国政府巩固其区块链技术在东盟地区的领先地位。 俄罗斯 严格监管下支持创新。 区块链应用场景 区块链 应用场景 区块链应用场景 功能 身份认证 应用案例 身份 为居民建立区块链身份，提供出生证明、结婚证明、商务合同、公证等服务 爱沙尼亚、波兰 安防 用区块链记录边境安防数据；用区块链记录非法移民 美国 产权、土地登记 用区块链记录并追踪房产、土地交易 英国、瑞典、洪 都拉斯、格鲁吉 亚、巴西 版权交易 国家版权局指导、版权交易中心和太一云发布中国版权链智慧保险箱4.0 中国 社会福利 用区块链记录福利支付、养老金兑换，减少社会安全欺诈 英国、中国 使用区块链实现精准扶贫 英国、中国 建立“区块链寻人”共享账本、连接公益机构、打破各公益平台的信息壁垒 中国 区块链将在临床试验记录、监管合规性、医疗/健康记录领域应用 美国、爱沙尼亚 用区块链技术记录交易装货清单、保护进出口货运公司免受诈骗银行之害 新加坡 基于区块链实现物流订单系统的管理 中国 政府预算 用区块链实时同步政府预算监督系统 美国 政府效率 为城市交易建立无纸化数字层、提高政府运营效率 迪拜 竞选投票 用区块链记录公民和法律对政府选举的投票 美国、俄罗斯、 西班牙 鉴定确权 公益 信息共享 医疗保健 海关、物流 政务透明 试点国家 我国区块链应用情况 为了解区块链应用现状，推动区 块链技术应用落地，寻找区块链技术 应用创新践行者，总结先进经验，提 升我国区块链应用水平，在中国区块 链生态联盟的指导下，赛迪区块链研 究院联合多家单位向全社会征集区块 链解决方案和应用案例，在此基础上 并详细总结分析了我国区块链应用情 况。 13 收集到的解决方案及应用案例总体情况 15个城市 74家企业 101个解决方案 104个应用案例 中国优秀区块链解决方案和应用案例征集活动于2019年5月展开，并于2019年7 月31号截止申报。各地区块链企事业单位积极上报，共收集到来自15个城市共 计74家企业提交的申报材料，包括101个解决方案和104个应用案例。 解决方案及应用案例总体情况-领域分布 区块链解决方案领域分布 （单位：个） 25 20 20 区块链应用案例领域分布 （单位：个） 25 19 16 20 15 15 10 5 0 22 19 18 15 15 9 7 6 10 5 2 2 5 9 7 6 6 1 1 0 解决方案申报数量较多的领域是金融服务、电子存证、供应链管理，数量分别 为20，19，16个，占比为20%、19%，16%。应用案例申报分布情况与解决方案保 持基本一致。 15 解决方案及应用案例总体情况-细分场景 54个，占51.9% 14 12 10 8 6 4 2 0 12 12 11 区块链案例应用场景分布（单位：个） 39个，占37.5% 10 9 6 5 5 4 3 3 3 3 3 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 l 申报应用案例涉及包括供应链金融、物流溯源、数据共享、司法存证等共计27个细分场景。 l 物流溯源、供应链金融、数据共享、司法存证、数字资产服务共54个案例，占据全部应用案例数的51.9% l 数字版权、广告营销、电子处方、积分激励等11个场景涉及39个案例，占全部应用案例的37.5% 解决方案和案例情况-底层技术架构和共识算法 区块链解决方案底层技术 架构应用情况 25 20 15 10 5 0 l 23 19 8 区块链解决方案共识算法应 用情况 14 6 3 30 25 20 15 10 5 0 1 从底层技术选型来看，大部分企业使用以太坊和Hyperledger Fabric l 25 15 13 10 5 6 PoX （Pow、Pos、Dpos等共识算法）系列及其混合（25个）是 选用最多的共识算法，占比37%。 ，占比超过90%。 l l 从底层技术选型来看，个别企业使用自主研发的底层平台。 l 据调查，自研底层平台多是基于比特币、以太坊、Hyperledger ）是选用较多的共识算法，分别占比22%，19%；上两者合计涉 Fabric的核心代码进行改进，自主研发创新能力有待提升。 及BFT系列共识算法的解决方案达28个，占比41%