区块链技术、发展及其前景探究

张艳军

[摘 要]比特币创始人中本聪因非主权货币和竞争发行货币的理念催生了比特币，而区块链诞生于比特币的思想。最近两年，由于其根植于信息时代并体现出解决现实问题的可行性、便利性和高效性，区块链技术正在被世界各国加大研究投入并推出了很多实际的应用场景，如游戏、物联网、供应链、审计、政府治理、征信管理、分享经济、版权等，体现出公有链、私有链以及联盟链三种形式。要正确认识区块链技术及其开发应用过程中的一些问题，积极研究、开发并完善区块链适用的领域，及早开始底层技术研究，努力开创区块链美好的明天。

[关键词]比特币;区块链;哈希值;以太坊;应用场景

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2020.23.166

1 区块链起源

区块链是“区块”和“链”的结合，该概念的提出起源于一个叫中本聪的笔名及其提出的比特币概念。

1.1 中本聪其人

中本聪自称日裔美国人，但真实身份未知。2008年中本聪在P2P foundation网站上发表了一篇名为《比特币：一种点对点式的电子现金系统》的论文。2009年，中本聪发布了首个比特币软件，并正式启动了比特币金融系统。2010年，中本聪逐渐淡出比特币金融系统并将项目移交给比特币社区的其他成员。目前，美国承认比特币并已经批准设立比特币期货交易。

1.2 比特币

世界各国都有各自的货币作为主权国存在的体现，1976年著名经济学家哈耶克出版了《货币的非国家化》一书，提出了非主权货币和竞争发行货币的理念。中本聪借助非主权货币的理念和信息技术、数学科学等构建了一种全球自由流动、不受政府监管和控制的数字加密货币，这就是比特币。比特币的设立目标是打通全球货币支付体系，世界各国可以通过比特币进行支付交易，给贸易全球化带来了效率和便捷。如中本聪的论文题目一样，比特币是一种点对点的电子现金系统，其解决了如下的问题。

1.2.1 货币的发行

比特币是一种新型货币，对世界金融系统起到很好的补充作用，未来是否成为全球化的通用货币还看世界经济、信息技术的发展而定，以及世界各国政府对经济全球化及比特币的所持态度。

1.2.2 去中心化点对点快速交易

无须第三方公正的交易，提高了支付效率。

1.2.3 风险极低的全球支付的不可逆可信系统

非匿名真实记录每一笔对大众公开透明的不可更改的交易，以此提供交易担保，且担保手续费极低甚至为零。

总之，比特币的本质就是数字货币，是一种试图等价于黄金硬通货的数字硬通货币。伴随着信息技术发展，各国对比特币态度的渐显重视，比特币如果在世界上取得共识，就会被逐步推广应用。

1.3 比特币的基本技术理念与比特币网络

比特币基本技术理念包括密码学匿名现金系统Ecash、哈希现金（Hashcash）、工作量证明系统（POW）、数学文件安全协议、点对点交易和交易记录不可更改、可追踪交易等。比特币网络是为支持比特币在世界发行及流通的点对点电子金融交易系统，使得在线支付直接由一方发起并支付给另一方而不需要通过传统金融机构。比特币采用了基于国际互联网的P2P网络架构。比特币P2P网络中的各个节点相互对等，根据所提供的功能不同，各节点可能具有不同的分工。每个比特币节点都是路由、区块链数据库、挖矿、钱包服务等功能的某种集合。

1.4 区块链及其技术

在中本聪的原始论文中，记录交易的“区块”和“链”这两个字是被分开使用的，2009年1月3日第一个序号为0的创世区块诞生。2009年1月9日出现序号为1的区块，并与序号为0的创世区块相连接形成了链，标志着区块链的诞生。在“区块”和“鏈”被广泛使用时被合称为“区块-链”，到2016年才被变成一个词——“区块链”。区块链技术就是起源于比特币诞生的底层技术。

比特币本身对数字货币来说有其深刻的意义，但几乎所有人只把比特币看作是具备很强金融属性的数字黄金。世界各国对比特币的态度起起落落，目前也尚未达到深刻共识的程度。但起源于比特币底层技术的区块链技术日益受到世界各国重视。区块是一个一个的存储单元，记录了一定时间内各个区块节点全部的交流信息。各个区块之间通过随机散列实现链接，后一个区块包含前一个区块的哈希函数值，随着信息交流的扩大，一个区块与一个区块相继接续，形成的结果就叫区块链。

比特币技术解决了点对点信息传递的可靠新、真实性、安全性及不可逆性、无须第三方参与等问题，基于比特币技术的思想而延伸拓展的区块链技术得到了蓬勃发展，应用场景也逐步拓展到现实生活中的各个领域。所以，有人称为比特币网络是区块链1.0版本，随着比特币网络思想的发展而形成的区块链网络还有区块链2.0版本（如以太坊）、3.0版本（如GGC全球游戏网）等。比特币不完全等同于区块链，比特币局限于金融领域，而区块链虽起源于比特币但却拓展了很多应用领域。新的技术总是伴随着争论并在争论中发展，类似普及应用前的二维码技术说明，实践才是检验真理的唯一标准。

2 以太坊区块链平台应用案例

以太坊与比特币类似，也是运行在计算机网络中的一个软件，但以太坊是一个区块链的平台系统，类似手机的安卓或ISO系统可以在该平台上开发各种应用App，或者类似桌面窗口操作系统可以在该平台上开发如Office等各类应用程序。以太坊创设有以太币，但只在以太坊平台交易或支付，而比特币可以在现实生活中用来购买商品或服务。以太坊的设立思想源自于比特币却超越了比特币明显的金融属性。

2.1 以太坊的由来

以太坊是1994年出生于加拿大籍俄罗斯黑客维塔利克·布林特创造的区块链基础设施，将智能合约引入区块链在货币领域以外的应用，从而开启了区块链的2.0时代。比特币就金融属性来说是很完美的，但不足之处也是比特币创立时就已经决定了的，如用户无法定义另外的符号（比如公司股票等），实现不了除金融属性以外的更高级应用，而以太坊能解决比特币扩展性不足的问题。

以太坊对区块链技术的重要贡献是智能合约。作为一个公共区块链平台，用户可利用平台工具再开发各种去中心化的应用（即智能合约）进行各种交易，且没有欺诈、审查或第三方监管。智能合约的可塑性和通用性很高，能提供的业务多种多样，如储蓄账户、用户自定义的子货币等。以太坊最终目的是希望能将传统的经济来往、文化生活和社交都去中心化。

2.2 以太坊的功能

以太坊功能主要包括：①提供开发各种应用的平台工具;②支持点对点的支付方式;③提供以太币以募集或交易或以其他代币进行置换;④二级市场的投机交易等。

2.3 以太坊的实际应用

以太坊目前有200多个应用在平台上运行。下面是以太坊的一些应用场景。

（1）波兰银行巨头Alior使用以太坊区块链认证客户的文件。当Alior的客户收到一份文件时，可以通过链接到该文件在公共区块链上的位置来验证其真实性。即客户可以验证所涉及的文件实际上是银行以确切的措辞发出的。Alior区块链主管说：“我们可以清楚地知道带有给定哈希值的文档是在哪个以太坊区块发布的，如果我们知道区块号码，我们还知道时间戳，我们知道该文档是在一段时间前发布的，在这段时间内没有被修改，我们可以证实它没有在我们的服务器上被替换。”

（2）苏格兰皇家银行的结算交易机制。该银行用以太坊的分布式记账和智能合约平台创立结算交易机制，用于全国的支付系统。文档验证到点对点服务正在被越来越多的银行使用。

（3）摩根大通计划用以太坊上创建一个私人区块链用于洗乱派生性金融产品及交易记录以保护交易者的隐私，寻求在保护隐私与信息公开之间求得平衡。

3 区块链分类与应用方向

根据用户需求及不同的场景应用，区块链可以分为公有链（Public Blockchain）、私有链（Private Blockchain）以及联盟链（Consortium Blockchain）三大类，三者之间的区别在读写权限与去中心化的程度。

3.1 公有链

公有链的核心就是“公有”，是指全世界任何人均可在公有链上进行数据读取、交易或竞争新区块的记账权等。公有链的节点运行在互联网上， 公有链上的各个节点可以自由加入和退出网络，网络中不存在任何中心化的服务端节点。公有链由于其公共开放的特性，任何人均可访问同时无法进行篡改等，所以吞吐量较低（TPS），交易过程较为缓慢，很难适用到目前的商业场景中。公有链去中心化的程度最高，比特币、以太坊采取的都是公有链。

3.2 私有链

私有区块链的核心是“私有”， 用户必须取得许可权限才能在私有链上进行数据读取、交易等操作。可以将私有链理解为一个弱中心化或者多中心化的系统。与公有链相比，由于参与节点有严格限制且数量少，私有链达成共识的时间相对较短、交易速度更快、效率更高、成本更低。蚂蚁金服是私有链的应用典型代表。

3.3 联盟链

联盟链，是指有若干组织或机构共同参与管理的区块链，每个组织或机构控制一个或多个节点，共同记录交易数据且只有这些组织和机构能够对联盟链中的数据进行读写和发送交易。联盟链一般是半公开的，只有预先指定的几个节点才能获取到记账权，其他加入的节点仅有交易权利。联盟链其实也属于广义私有链的范畴，也具有相对成本较低、效率较高的特征。微众银行是联盟链的代表之一。

根据不同的应用场景，综合考虑速度及效率、去中心化与安全性问题，合理选择公有链、私有链或联盟链的区块链技术才是正确之道。

4 方兴未艾的区块链技术落地应用

基于P2P网络、良好传播机制和验证机制区块链技术日益受到世界各国、各行业的重视。目前，区块链技术正在快速探索的领域除金融和游戏外，还包括物联网、供应链、审计、政府治理、征信管理、分享经济、版权等方面，平台的搭建有日益增多的趋势。

凡是有复杂供应链的企业，都开始展现出对于区块链技术的浓厚兴趣。例如沃尔玛积极推动区块链供应链解决方案，借此对食品和药品进行跟踪;星巴克利用区块链供应链确保咖啡豆供应的合法来源;百威母公司利用区块链加强其供应链最后一公里——农民的管理。

在科技行业，无论是BAT、迅雷、京东，还是IBM、微软、Facebook都已经进军区块链行业。如基于蚂蚁区块链，浙江十几家医院做到了票据的流转，对用户而言，去医院看病，病历在医院内部甚至跨医院之间都是电子的，费用查询及报销事务等便利快捷。全国三家互联网法院（杭州、北京、广州）建立了基于区块链的司法存证链，把很多证据，特别跟版权相关的证据存到链上去，法院能够基于区块链的证据迅速做出判决。区块链在云计算、医疗健康与慈善事业等领域也逐见落地应用。

可以说，各行各业都在探索区块链应用场景的可行性，加速思考和拥抱区块链技术，以解决现实运作过程中产生的问题。区块链正从数字货币的底层技术，延伸到未来社会中可能无处不在的“信任机器”。脱胎于比特币的区块链技术，凭借公开、透明、不可篡改性的属性，一定会方兴未艾。

5 区块链技术及其开发应用上的一些认识问題

5.1 比特币的投机交易问题

比特币投机交易类似商品本身与商品期货，比如白糖本身是日常消费品，但白糖期货却是另外一回事。参与白糖期货交易的散户或许90%血本无归，但期货投机交易的问题不能视为比特币本身的问题。比特币设计的出发点是很好的，但比特币期货则是另外一回事，投机交易很多时候反映的是人性及博弈问题，不能因为比特币期货交易带来的巨大风险就否定比特币的思想，进而否定起源于比特币思想的区块链技术。

5.2 比特币与世界贸易的愿景

比特币被限制在金融领域的作为渐见影响，比特币金融要取得很大的发展，与世界各国对经济全球化及比特币的认识及态度有很大关系。如果经济全球化得到继续发展，世界各国认可并力推比特币，则比特币可以得到更大的发展;如果世界各国不能正确理解比特币，比特币发展则步履艰难。但是，新兴技术都是在争论中发展的，源自比特币思想的区块链技术也一定拥有很好的未来，并对世界贸易产生巨大影响。

5.3 比特币与区块链的区别与传承

比特币在金融领域是取得成效的，比特币概念也诞生于金融领域，而诞生比特币思想的区块链也正在其他领域得到应用和发展，将区块链与比特币严格割裂开来的认识是错误的。事实上，科学发展的基本道理告诉我们，技术的发展是在继承中发扬光大的。区块链起源于比特币，但又不能等同于比特币看待，少点争论，注重开发利用，为社会创造实实在在的便利和效率是区块链技术得到发展的根本出发点。认为区块链本身就是金融的思想会对区块链技术在其他领域的开发应用带来困惑。

5.4 比特币与区块链技术的教育

好产品需要大众参与才有未来，这需要区块链技术表现出在实际运用中的魅力，才能被大众及企业所接受。人们缺乏对区块链技术的正确理解，不清楚区块链如何起作用，或者简单认为区块链是解决一切问题的妙方，而认识的另一极端就是区块链技术所做的东西就是一骗局，这些都是不正确的，需要进一步深化与引导比特币与区块链技术的大众教育。

5.5 区块链技术研究的宏观方向

区块链的应用不能只看带着新技术噱头的各种开发，要看开发应用带来的效果、成本与产出及是否能解决实际问题。区块链不能走向歧路，变成某种集资工具，进而对人民的生活和工作带来困扰。区块链技术的愿景是美好的，很多细节需要在实施中逐步完善，未来或许还会涌现新的思路和设想方案，应该持开放的态度，参与区块链建设并持续努力开创区块链美好的明天。

对于我国来说，要积极研究、开发、完善区块链适于应用的领域，同时笔者的研究也不能偏重于应用层面，一定要研究底层开发技术，及早开始基础研究，以防西方的技术封锁，预防未来一旦起争端，类似中兴和华为的事件再次上演。

参考文献：

[1]唐塔普斯科特，亚力克斯·塔普斯科特.区块链革命：比特币底层技术如何改变货币、商业和世界[M].北京：中信出版社，2016.

[2]张健.区块链：定义未来金融与经济新格局[M].北京：机械工业出版社，2016.