区块链技术的原理及行业应用发展前景分析

李天扬

【摘 要】区块链技术本身是对所有交易和电子行为进行全面记录的一种数据记录方案，它本身也属于一种公开的账本技术。而区块链技术最明显的三大特征为分布式、中心化和不可造假，这三大明显的特性带来的效果越来越多地引发了世界各行各业的关注。本文主要就区块链技术的原理、行业应用的特性和发展的前景进行全面系统的分析，希望能够给大家以参考性的意见。

【关键词】区块链技术；区块链原理；行业应用；发展前景

中图分类号： TP311.13 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）04-0172-002

0 引言

在去年中国人民银行所召开的数字货币研讨会上，会议已经对包括比特币在内哦数字货币的价值进行全面的肯定。目前，市场上流通的诸多货币不仅使得传统的货币发行成本得以降低，而且也使得其流通的成本慢慢降低，并在最后逐步使得经济活动的便利性和透明度更上一个台阶。截至到2017年，各种加密类型的货币种类已经突破了600种，总体市值突破了100多亿美元，而比特币的数量更是超过了70%。

1 区块链的概念和特点

1.1 区块链的概念

在研究区块链技术的概念之前，我们首先要了解区块链本身的概念。它是比特币中非常重要的一种概念。区块链本身也属于比特币的一种底层技术和基础型的架构。本质的特点是一种中心化的数据库[1]。从本质上说，区块链是一种依靠一连串使用的密码和相关的链接产生的数据块，每一个数据块中都需要包含一次比特币网络交易的信息过程，为的是能够使得信息的有效性更好地得以验证，并且在这个基础上可以生成下一种类型的区块。

1.2 区块链的特点

从区块链的概念和区块链使用的过程来看，区块链的特征主要可以被概括成如下几点：第一，如果引入了区块链的概念，那么整体网络中将不再存在中心化的管理机构，整个管理机构将呈现出一种分布式的端到端的网络结构，整个网络的结构势必将改变。第二，整个区块链的内部都会存在诸多种类的协商一致的规范，使得我们可以利用所有类型的节点去更好地信任环境，并在这个过程中使得整体数据的交换变得更加安全。第三，在区块链技术操作的过程中，一般都可以采用非对称的密码数据对交易数据进行加密，此后又可以借助工作量证明的机制将数据理论更好地改变。第四，整个区块链呈现的是一种公开透明的状态，所有的交易过程和交易记录都可以在网络中被公开，信息的不对称性将在很大一部分程度上被打破。

2 区块链接技术的概念和特点

2.1 区块链技术的概念

区块链技术的英文缩写为 Blockchain tecknology。区块链技术也被分为分布式账本技术，它是一种新型的互联网数据库技术，其最核心的特点就是集中化和中心化，区块链技术对每个人都实施公开透明的战略，每个人都可以进入到内部参与数据库记录的进程。区块链技术最早是运用在比特币领域的基础技术，目前已经被广泛运用于全世界的各个行业，此种技术最终将扩展到金融领域。区块链技术最核心的特点就是能够不依赖第三方渠道，直接通过自身分布式节点的形式进行全面的数据交换和验证，最终达到使得技术更全面地进行存储的一种概念。目前，相当多的区块链技术已经被缩写成为区块链。

2.2 区块链技术的特点

2.2.1 去中心化

在所有类型的区块链技术的特征中，去中心化是其最本质的特征。区块链技术的诞生意味着我们能够在完全没有中央处理节点的情况下更好地实现全网所有数据的分布和记录，并能够将数据的真实性更好地保存下来。在去中心化的网络环境中，所有类型的节点其实都没有什么本质上的区别，它们都拥有相同的义务和权利。所有区块链技术的网络节点都必须遵守同样的密码学规则，从而也就能够更好地将全网系统中的数据记录被更好地维护下来[2]。所有的網络节点在没有第三方中介机构的帮助下也就能够更好地进行信任背书。因此，在去中心化的区块链的网络构建中，一定要通过全方位地对单个节点的攻击及你想能够全方位的控制，进而才能够对整个区块网络链接产生更好的影响。

2.2.2 信息的不可篡改性

所有蕴含在区块链中区块的信息都将是不可篡改的。所有区块链中的数据信息必须要经过全网大部分节点的审核之后才能够更好地被全方位地记录下来。如果不能够保证整个控制系统中存在超过一半的网节点，那么即使在之后对单个的节点进行篡改也是没有实际的意义的。这也就是说，如果只对个别的节点数据及你想能够篡改和攻击，那么是不会影响到全网总帐的安全性和稳定性的。这种信息的不可篡改性使得区块链数据变得更加稳定和可靠。

2.2.3 匿名性

区块链技术能够在非常复杂的网络条件下解决网络节点之间存在的信任问题。因此，在区块链网络交易的过程中，我们可以在不了解双方身份的情况下就进行交易。所有区块链网络中的交易都是以加密地址为基础进行交易的，在这个过程中根本不会对双方的身份进行双重确认，交易的双方仅仅通过公布自己的地址信息就可以和对方进行全方位的交易，这也就体现了区块链技术中的匿名性。

3 区块链技术的原理

3.1 P2P网络

在区域链技术运用的过程中，P2P技术一直都占据着非常重要的地位。P2P网络中的每个节点都处于平等的地位，客户端也可以在这个过程中更好地进行直接通信。而从结构来看，P2P网络结构主要可以分为有结构和无结构两种。有结构的P2P网络可以采用一致性的哈希表来更好地构建路由表，无结构的P2P网络可以采用广播式的结构来支撑，每个节点都可以更加全面地向邻居节点来发送数据，从而更好地在网络中进行数据的传递和广播。而在 区块链技术中最常用的就是这种P2P网络技术，由于P2P网络结构下，数据技术的加密和验证也就显得非常重要了。

3.2 非对称加密与数字签名技术

使用一对公钥对信息进行全程加密的过程被称为非对称加密技术。但在公钥加密的过程只能够用私钥解密才能够形成。私钥加密的内容只能够用对应的公钥才能够完成。此外，数字签名的过程保证了信息传输的安全性，所有信息发送者都需要将信息都去掉之后，再更好地进行哈希操作，之后再附着于数字签名的末尾。所有信息的接收者都要在收到信息之后才能够使用公钥对文本进行解密，之后再对摘要进行全程的哈希操作。

3.3 哈希算法

哈希算法又被称为散列函数。它能够将任意长度的数值印射成一组固定的长度值。整个哈希算法主要包含四种性质：第一，所有的哈希算法几乎都不能够更好地进行反推输入，这被称为单向性；第二，不同长度的数值所输入的哈希值的时间是大致相同的，这被称之为定时性；第三，只要输入的过程中其输入的哈希值稍微产生任何的变化，那么所产生的结果也会有所不同，这一点就被称之为随机性。整体区块链接技术采用的就是双SHA256哈希运算的数值进行运算。任何一种长度的数据只需要经过两次或者两次以上的SHA256哈希运算，那么就可以得到任何形式的哈希值。

4 区块链的行业应用前景

4.1 通信领域

区块链技术最常在通信领域被运用。传统的通信工具都是先在节点中找到最短和最快的路径，之后再把信息全盘复制过去。但是，区块链技术本身就有着最明显的分布式和中心化的兩大特征，这两大特征正是可以在很大一部分程度上颠覆传统通信工具设计的思想。而如果能够以P2P网络结构、非对称加密技术和数字签名技术在全网进行广播的话，那么网络中所有的节点都可以收到信息，只有拥有钥匙的人才能够通过打开和实现信息传输的功能来保证整体操作环境的安全性。

4.2 金融领域

从目前使用的情况来看，区块链技术在金融领域的应用是最普遍的。广大银行和财团必须在同时处理好交易安全技术的基础上更多地去吸引投资者的资金。在股票交易市场，一般都需要先为二级市场列出公司的股份，等到真正需要交易或者结算的时候，再按照一定的时间顺序进行结算。从理论的意义上来说，一些公司完全可以根据区块链技术直接对股份进行分配，而这些被记录好的股份在之后也完全可以被拿到二级市场上进行出售。

纳斯达克公司正计划用区块链技术更好地开展自身的私募股权业务。这项投资业务本身也要与IPO或者是民营公司的财务报表有很深刻的关系。但当前的股权交易程序多数是由第三方机构来进行的，其参与的效率非常低下和缓慢。纳斯达克也将更深入地通过加入智能合约区块链项目计划去实施他们的股权私募业务。而通过这样的区块链技术的运用，这项业务的范围也将变得更广，其实施起来的效率也会变得更高。由此可见，区块链技术可以被广泛地应用于股票、红利、有价证券和其他相关的区域。

4.3 投票领域

将区块链技术更加广泛地运用于投票领域，那么也可以大大地降低投票的成本，同时也可以让投票在更加安全的范围内得以进行。因此，区块链技术在西方国家可以被广泛的运用[3]。位于美国的一家区块链技术公司正以区块链技术为基础来制作投票机，希望能够在美国大选的过程中被广泛地 应用。很多美国的大型机构和企业已经宣布将用区块链技术来替代传统的投票方式，以便更好地实施投票。

4.4 能源领域

通常情况下，电力企业和个人除了可以利用自己手中的资源通过太阳能、风力和其他方式来生产电力，而其余的电力也可以通过电力公司统一进行购买，之后在统一转售给其他人，这样本身用电的效率将会非常低。但是随着“调度独立、售电开放和交易平台”的独立形成，其电力改革过程也开始全面地被实施。而在电力改革的过程中，区块链技术也能够被广泛地得以运用，其在能源领域也能够因此迎来新的契机。区块链技术可以更好地实现能源领域的自主交易。

5 结束语

区块链技术已经在各行各业的应用中更好地证明了其潜在的价值。但是如何将区块链技术更加全面地运用到包括金融、能源、投票和通信等诸多领域？如何在应用的过程中与企业更好地融合来提高生产力？这两个问题是我们大家尤其需要去摸索的。而有关的政府、行业协会和企业等都要从各个角度来看待这种创新的技术，以便更好地引导区块链技术发挥其潜力。

【参考文献】

[1]何广锋，黄未希.区块链技术本质以及对金融业的影响[J].互联网金融，2016（3）：96-103

[2]宋湘燕，黄珊.区块链技术在商业银行的应用前景[N].金融时报，2015（3）：38-43

[3]益言.区块链的发展现状、银行面临的挑战及对策分析[J].金融会计，2016（3）：88-94