2018世界智能大會上，馬云分享了阿里巴巴一位小程序員的相親趣事：相親簡歷上寫碼農沒人理，改成區(qū)塊鏈工程師，立刻收到上百份求愛信……

如果說當下互聯(lián)網圈最具吸引力的是區(qū)塊鏈，估計沒人會有異議。2017年起，伴隨著比特幣的熱炒，區(qū)塊鏈逐漸被大眾所熟知，很多人甚至將代幣與區(qū)塊鏈畫上了等號。而實際上，區(qū)塊鏈只是一個底層技術，簡單點來說，區(qū)塊鏈技術是一種互聯(lián)網數(shù)據(jù)庫技術，其特點是去中心化、公開透明，每個人都可以參與數(shù)據(jù)庫記錄。所以，除了比特幣，還有更多的應用場景可以建立在區(qū)塊鏈技術之上。

“比特幣只是區(qū)塊鏈的一個很小的應用，但是它被吹成今天這個樣子，說明我們對區(qū)塊鏈技術缺乏深刻的理解和了解。” 大會上，馬云一語中的：“區(qū)塊鏈不是泡沫，但是今天的比特幣是泡沫。”

區(qū)塊鏈定義

狹義來講，區(qū)塊鏈是一種按照時間順序將數(shù)據(jù)區(qū)塊以順序相連的方式組合成的一種鏈式數(shù)據(jù)結構， 并以密碼學方式保證的不可篡改和不可偽造的分布式賬本（分布式數(shù)據(jù)庫）。

廣義來講，區(qū)塊鏈技術是利用塊鏈式數(shù)據(jù)結構來驗證與存儲數(shù)據(jù)、利用分布式節(jié)點共識算法來生成和更新數(shù)據(jù)、利用密碼學的方式保證數(shù)據(jù)傳輸和訪問的安全、利用由自動化腳本代碼組成的智能合約來編程和操作數(shù)據(jù)的一種全新的分布式基礎架構與計算范式。

區(qū)塊鏈就像一臺魔法計算機，任何人都能夠上傳程序并自我執(zhí)行，程序執(zhí)行前和執(zhí)行后的所有狀態(tài)都公開可見，密碼經濟學為程序嚴格按照協(xié)議執(zhí)行提供了機制保障。

區(qū)塊鏈特征

區(qū)塊鏈是一種共享的分布式數(shù)據(jù)庫技術。盡管不同報告中對區(qū)塊鏈的介紹措辭都不相同，但以下4個技術特點是共識性的。

去中心化（Decentralization）

區(qū)塊鏈由眾多節(jié)點組成一個端到端的網絡，不存 在中心化的設備和管理機構，任一節(jié)點停止工作都會不影響系統(tǒng)整體的運作。圖2的左側描述了當今金融系統(tǒng)的中心化特征，右側描述的是正在形成的去中心化金融系統(tǒng)；

去信任（Trustless）

系統(tǒng)中所有節(jié)點之間通過數(shù)字簽名技術進行驗證，無需信任也可以進行交易，只要按照系統(tǒng)既定的規(guī)則進行，節(jié)點之間不能也無法欺騙其它節(jié)點；

集體維護（CollectivelyMaintain）

系統(tǒng)是由其中所有具有維護功能的節(jié)點共同維護的，系統(tǒng)中所有人共同參與維護工作；

可靠數(shù)據(jù)庫（ReliableDatabase）

系統(tǒng)中每一個節(jié)點都擁有最新的完整數(shù)據(jù)庫拷貝，單個甚至多個節(jié)點對數(shù)據(jù)庫的修改無法影響其他節(jié)點的數(shù)據(jù)庫，除非能控制整個網絡中超過51%的節(jié)點同時修改，這幾乎不可能發(fā)生。區(qū)塊鏈中的每一筆交易都通過密碼學方法與相鄰兩個區(qū)塊串聯(lián)，因此可以追溯到任何一筆交易的前世今生。

區(qū)塊鏈產業(yè)鏈

區(qū)塊鏈產業(yè)鏈主要包括基礎網絡層、中間協(xié)議層及應用服務層。

基礎網絡層

基礎網絡層由數(shù)據(jù)層、網絡層組成，其中數(shù)據(jù)層包括了底層數(shù)據(jù)區(qū)塊以及相關的數(shù)據(jù)加密和時間戳等技術；網絡層則包括分布式組網機制、數(shù)據(jù)傳播機制和數(shù)據(jù)驗證機制等。

中間協(xié)議層

中間協(xié)議層由共識層、激勵層、合約層組成，其中共識層主要包括網絡節(jié)點的各類共識算法；激勵層將經濟因素集成到區(qū)塊鏈技術體系中來，主要包括經濟激勵的發(fā)行機制和分配機制等；合約層主要包括各類腳本、算法和智能合約，是區(qū)塊鏈可編程特性的基礎。

應用服務層

應用服務層作為區(qū)塊鏈產業(yè)鏈中最重要的環(huán)節(jié)，則包括區(qū)塊鏈的各種應用場景和案例，包括可編程貨幣、可編程金融和可編程社會。

區(qū)塊鏈基礎技術架構

數(shù)據(jù)層：設計賬本的數(shù)據(jù)結構

區(qū)塊 + 鏈

從技術上來講，區(qū)塊是一種記錄交易的數(shù)據(jù)結構，反映了一筆交易的資金流向。系統(tǒng)中已經達成的交易的區(qū)塊連接在一起形成了一條主鏈，所有參與計算的節(jié)點都記錄了主鏈或主鏈的一部分。

每個區(qū)塊由區(qū)塊頭和區(qū)塊體組成，區(qū)塊體只負責記錄前一段時間內的所有交易信息，主要包括交易數(shù)量和交易詳情；區(qū)塊頭則封裝了當前的版本號、前一區(qū)塊地址、時間戳（記錄該區(qū)塊產生的時間，精確到秒）、隨機數(shù)（記錄解密該區(qū)塊相關數(shù)學題的答案的值）、當前區(qū)塊的目標哈希值、Merkle數(shù)的根值等信息。從結構來看，區(qū)塊鏈的大部分功能都由區(qū)塊頭實現(xiàn)。

哈希函數(shù)

哈希函數(shù)可將任意長度的資料經由Hash算法轉換為一組固定長度的代碼，原理是基于一種密碼學上的單向哈希函數(shù)，這種函數(shù)很容易被驗證，但是卻很難破解。通常業(yè)界使用y =hash(x)的方式進行表示，該哈希函數(shù)實現(xiàn)對x進行運算計算出一個哈希值y。

Merkle樹

Merkle樹是一種哈希二叉樹，使用它可以快速校驗大規(guī)模數(shù)據(jù)的完整性。在區(qū)塊鏈網絡中，Merkle 樹被用來歸納一個區(qū)塊中的所有交易信息，最終生成這個區(qū)塊所有交易信息的一個統(tǒng)一的哈希值，區(qū)塊中任何一筆交易信息的改變都會使得Merkle 樹改變。

非對稱加密算法

非對稱加密算法是一種密鑰的保密方法，需要兩個密鑰：公鑰和私鑰。公鑰與私鑰是一對，如果用公鑰對數(shù)據(jù)進行加密，只有用對應的私鑰才能解密，從而獲取對應的數(shù)據(jù)價值；如果用私鑰對數(shù)據(jù)進行簽名，那么只有用對應的公鑰才能驗證簽名，驗證信息的發(fā)出者是私鑰持有者。

因為加密和解密使用的是兩個不同的密鑰，所以這種算法叫做非對稱加密算法，而對稱加密在加密與解密的過程中使用的是同一把密鑰。

網絡層：實現(xiàn)記賬節(jié)點的去中心化

P2P網絡（對等網絡），又稱點對點技術，是沒有中心服務器、依靠用戶群交換信息的互聯(lián)網體系。與有中心服務器的中央網絡系統(tǒng)不同，對等網絡的每個用戶端既是一個節(jié)點，也有服務器的功能。國內的迅雷軟件采用的就是P2P技術。

共識層：調配記賬節(jié)點的任務負載

共識機制，就是所有記賬節(jié)點之間如何達成共識，去認定一個記錄的有效性，這既是認定的手段，也是防止篡改的手段。

激勵層：制定記賬節(jié)點的"薪酬體系"

以比特幣為例。比特幣最開始由系統(tǒng)獎勵給那些創(chuàng)建新區(qū)塊的礦工，該獎勵大約每四年減半。剛開始每記錄一個新區(qū)塊，獎勵礦工50個比特幣，該獎勵大約每四年減半。依次類推，到公元2140年左右，新創(chuàng)建區(qū)塊就沒有系統(tǒng)所給予的獎勵了。屆時比特幣全量約為2100萬個，這就是比特幣的總量，所以不會無限增加下去。

另外一個激勵的來源則是交易費。新創(chuàng)建區(qū)塊沒有系統(tǒng)的獎勵時，礦工的收益會由系統(tǒng)獎勵變?yōu)槭杖〗灰资掷m(xù)費。例如，你在轉賬時可以指定其中1%作為手續(xù)費支付給記錄區(qū)塊的礦工。如果某筆交易的輸出值小于輸入值，那么差額就是交易費，該交易費將被增加到該區(qū)塊的激勵中。只要既定數(shù)量的電子貨幣已經進入流通，那么激勵機制就可以逐漸轉換為完全依靠交易費，那么就不必再發(fā)行新的貨幣。

合約層：賦予賬本可編程的特性

智能合約是一組情景應對型的程序化規(guī)則和邏輯，是通過部署在區(qū)塊鏈上的去中心化、可信共享的腳本代碼實現(xiàn)的。通常情況下，智能合約經各方簽署后，以程序代碼的形式附著在區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)上，經P2P網絡傳播和節(jié)點驗證后記入?yún)^(qū)塊鏈的特定區(qū)塊中。智能合約封裝了預定義的若干狀態(tài)及轉換規(guī)則、觸發(fā)合約執(zhí)行的情景、特定情景下的應對行動等。區(qū)塊鏈可實時監(jiān)控智能合約的狀態(tài)，并通過核查外部數(shù)據(jù)源、確認滿足特定觸發(fā)條件后激活并執(zhí)行合約。

區(qū)塊鏈行業(yè)應用

數(shù)字貨幣

目前區(qū)塊鏈技術最廣泛、最成功的運用是以比特幣為代表的數(shù)字貨幣。近年來數(shù)字貨幣發(fā)展很快，由于去中心化信用和頻繁交易的特點，使得其具有較高交易流通價值，并能夠通過開發(fā)對沖性質的金融衍生品作為準超主權貨幣，保持相對穩(wěn)定的價格。

自比特幣誕生以后，已經陸續(xù)出現(xiàn)了數(shù)百種的數(shù)字貨幣，圍繞著數(shù)字貨幣生成、存儲、交易形成了較為龐大的產業(yè)鏈生態(tài)。

泛金融應用

區(qū)塊鏈應用于金融領域有著天生的絕對優(yōu)勢，用互聯(lián)網語言來說，這是區(qū)塊鏈的基因決定的。主觀來看，金融機構在區(qū)塊鏈應用的探索上意愿最強，需要新的技術來提高運營效率，降低成本來應對整個全球經濟當前現(xiàn)狀。客觀來看，金融行業(yè)市場空間巨大，些許的進步就能帶來巨大收益。金融行業(yè)是對安全性、穩(wěn)定性要求極高的行業(yè)，如果區(qū)塊鏈在金融領域應用得以驗證，那么將會產生巨大的示范效應，迅速在其他行業(yè)推廣。

在金融領域，除去數(shù)字貨幣應用，區(qū)塊鏈也逐漸在跨境支付、供應鏈金融、保險、數(shù)字票據(jù)、資產證券化、銀行征信等領域開始了應用。

1、跨境支付

該領域的痛點在于到賬周期長、費用高、交易透明度低。以第三方支付公司為中心，完成支付流程中的記賬、結算和清算，到賬周期長，比如跨境支付到賬周期在三天以上，費用較高。

區(qū)塊鏈去中介化、交易公開透明和不可篡改的特點，沒有第三方支付機構加入，縮短了支付周期、降低費用、增加了交易透明度。

2、數(shù)字票據(jù)

該領域痛點在于三個風險問題。

操作風險：由于系統(tǒng)中心化，一旦中心服務器出問題，整個市場癱瘓；

市場風險：根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，在2016年，涉及金額達到數(shù)億以上的風險事件就有七件，涉及多家銀行；

道德風險：市場上存在"一票多賣"、虛假商業(yè)匯票等事件。

區(qū)塊鏈去中介化、系統(tǒng)穩(wěn)定性、共識機制、不可篡改的特點，減少傳統(tǒng)中心化系統(tǒng)中的操作風險、市場風險和道德風險。

目前，國際區(qū)塊鏈聯(lián)盟R3聯(lián)合以太坊、微軟共同研發(fā)了一套基于區(qū)塊鏈技術的商業(yè)票據(jù)交易系統(tǒng)，包括高盛、摩根大通、瑞士聯(lián)合銀行、巴克萊銀行等著名國際金融機構加入了試用，并對票據(jù)交易、票據(jù)簽發(fā)、票據(jù)贖回等功能進行了公開測試。與現(xiàn)有電子票據(jù)體系的技術支撐架構完全不同，該種類數(shù)字票據(jù)可在具備目前電子票據(jù)的所有功能和優(yōu)點的基礎上，進一步融合區(qū)塊鏈技術的優(yōu)勢，成為了一種更安全、更智能、更便捷的票據(jù)形態(tài)。

3、征信管理

該領域的痛點在于：數(shù)據(jù)缺乏共享，征信機構與用戶信息不對稱；正規(guī)市場化數(shù)據(jù)采集渠道有限，數(shù)據(jù)源爭奪戰(zhàn)耗費大量成本；數(shù)據(jù)隱私保護問題突出，傳統(tǒng)技術架構難以滿足新要求等。

在征信領域，區(qū)塊鏈具有去中心化、去信任、時間戳、非對稱加密和智能合約等特征，在技術層面保證了可以在有效保護數(shù)據(jù)隱私的基礎上實現(xiàn)有限度、可管控的信用數(shù)據(jù)共享和驗證。

4、資產證券化

這一領域業(yè)務痛點在于底層資產真假無法保證；參與主體多、操作環(huán)節(jié)多交易透明度低出現(xiàn)信息不對稱等問題，造成風險難以把控。數(shù)據(jù)痛點在于各參與方之間流轉效率不高、各方交易系統(tǒng)間資金清算和對賬往往需要大量人力物力、資產回款方式有線上線下多種渠道，無法監(jiān)控資產的真實情況，還存在資產包形成后，交易鏈條里各方機構對底層資產數(shù)據(jù)真實性和準確性的信任問題。

區(qū)塊鏈去中介化、共識機制、不可篡改的特點，增加數(shù)據(jù)流轉效率，減少成本，實時監(jiān)控資產的真實情況，保證交易鏈條各方機構對底層資產的信任問題。

目前，歐美各大金融機構和交易所都在開展區(qū)塊鏈技術在證券交易方面的應用研究，探索利用區(qū)塊鏈技術提升交易和結算效率，以區(qū)塊鏈為藍本打造下一代金融資產交易平臺。

5、供應鏈金融

這一領域的痛點在于融資周期長、費用高。以供應鏈核心企業(yè)系統(tǒng)為中心，第三方增信機構很難鑒定供應鏈上各種相關憑證的真?zhèn)危斐扇斯徍说臅r間長、融資費用高。

區(qū)塊鏈去中介化、共識機制、不可篡改的特點，不需要第三方增信機構鑒定供應鏈上各種相關憑證的真實性，降低融資成本、減少融資的周期。

6、保險業(yè)務

隨著區(qū)塊鏈技術的發(fā)展，未來關于個人的健康狀況、事故記錄等信息可能會上傳至區(qū)塊鏈中，使保險公司在客戶投保時可以更加及時、準確地獲得風險信息，從而降低核保成本、提升效率。

區(qū)塊鏈的共享透明特點降低了信息不對稱，還可降低逆向選擇風險；而其歷史可追蹤的特點，則有利于減少道德風險，進而降低保險的管理難度和管理成本。

區(qū)塊鏈在行業(yè)中的應用

隨著區(qū)塊鏈技術在金融領域應用的不斷驗證，其技術優(yōu)勢在其他行業(yè)領域也逐漸體現(xiàn)出價值。目前，醫(yī)療健康、IP版權、教育、文化娛樂、通信、慈善公益、社會管理、共享經濟、物聯(lián)網等領域都在逐漸落地區(qū)塊鏈應用項目。

醫(yī)療

醫(yī)療領域，區(qū)塊鏈能利用自己的匿名性、去中心化等特征保護病人隱私。電子健康病例（EHR）、DNA錢包、藥品防偽等都是區(qū)塊鏈技術可能的應用領域。IBM預測，全球56％的醫(yī)療機構將在2020年前將投資區(qū)塊鏈技術。

目前，國外如飛利浦醫(yī)療、Gem 等醫(yī)療巨頭和Google、IBM等科技巨頭都在積極探索區(qū)塊鏈技術的醫(yī)療應用，也有

Factom、BitHealth、BlockVerify、DNA.Bits、Bitfury等區(qū)塊鏈技術公司參與其中。國內，阿里健康與常州市合作了醫(yī)聯(lián)體+區(qū)塊鏈試點項目，眾享比特、邊界智能等區(qū)塊鏈技術創(chuàng)業(yè)公司也在布局相關項目。

物聯(lián)網

物聯(lián)網是一個非常寬泛的概念，如果將通信、能源管理、供應鏈管理、共享經濟等涵蓋在內，區(qū)塊鏈技術的物聯(lián)網應用將成為一個非常重要的應用領域。

供應鏈管理

現(xiàn)代企業(yè)的供應鏈不斷延長，出現(xiàn)零碎化、復雜化、地理分散化等特點，給供應鏈管理帶來了很大的挑戰(zhàn)。核心企業(yè)對于供應鏈的掌控能力有限，同時對假冒商品的追溯和防范也存在很大的難度。作為一種分布式賬本技術，區(qū)塊鏈能夠確保透明度和安全性，也顯示出了解決當前供應鏈所存在問題的潛力。

應用層面，IBM在16年就推出了一個區(qū)塊鏈供應鏈服務，客戶可以在云環(huán)境中測試基于區(qū)塊鏈的供應鏈應用來追蹤高價值商品，區(qū)塊鏈初創(chuàng)企業(yè)Everledger 就使用了該項服務來推動鉆石供應鏈實現(xiàn)透明度。在國內IBM也與易見股份合作了“易見區(qū)塊鏈應用”，用于醫(yī)藥供應鏈及供應鏈金融領域。微軟推出的區(qū)塊鏈供應鏈項目Project Manifest也已經吸引了13家合作伙伴，行業(yè)涉及汽車零部件件、醫(yī)療設備等。

共享經濟

共享經濟是“去中心化”的典型例子。如Airbnb對接了有閑置房屋或者床位的房東和租房者，Uber、滴滴對接了閑置的汽車和乘客，摩拜、ofo提供的共享單車，等等。但共享經濟始終面臨的一大問題便是信用缺失。區(qū)塊鏈技術可以很好的解決這個問題，區(qū)塊鏈去中介化、共識機制、不可篡改的特點能有效解決人與人之間信任基礎薄弱、個人信用體系不健全等阻礙共享經濟發(fā)展的因素。

基于以上特點，在共享經濟領域，Airbnb、Uber和滴滴、摩拜和ofo都在主動擁抱區(qū)塊鏈，希望借助區(qū)塊鏈技術提升效率、降低成本。創(chuàng)業(yè)公司中，赑特數(shù)字科技推出了運行在區(qū)塊鏈上的物聯(lián)網智能鎖系統(tǒng)，以此切入共享經濟領域。

能源管理

分布式能源的發(fā)展帶來的一個問題是微電網的管理以及與現(xiàn)有的中央電網之間如何平衡。區(qū)塊鏈具有分布式賬本和智能化的合約體系功能，能夠將能源流、資金流和信息流有效地銜接，成為能源互聯(lián)網落地的技術保障。

在國外，歐洲能源巨頭TenneT、Sonnen、Vandebron也在與IBM合作運用區(qū)塊鏈技術，將分布式彈性能源整合至電網，以確保供電平衡。紐約初創(chuàng)LO3 Energy和ConsenSys合作，由LO3 Energy負責能源相關的控制，ConsenSys提供區(qū)塊鏈底層技術，在紐約布魯克林區(qū)實現(xiàn)了一個點對點交易、自動化執(zhí)行、無第三方中介的能源交易平臺，實現(xiàn)了10個住戶之間的能源交易和共享。

IP版權及文化娛樂

互聯(lián)網流行以來，數(shù)字音樂、數(shù)字圖書、數(shù)字視頻、數(shù)字游戲等逐漸成為了主流。知識經濟的興起使得知識產權成為市場競爭的核心要素。但當下的互聯(lián)網生態(tài)里知識產權侵權現(xiàn)象嚴重，數(shù)字資產的版權保護成為了行業(yè)痛點。

區(qū)塊鏈去中介化、共識機制、不可篡改的特點，利用區(qū)塊鏈技術，能將文化娛樂價值鏈的各個環(huán)節(jié)進行有效整合、加速流通，縮短價值創(chuàng)造周期；同時，可實現(xiàn)數(shù)字內容的價值轉移，并保證轉移過程的可信、可審計和透明，有效預防盜版等行為。

目前，區(qū)塊鏈行業(yè)致力于解決版權問題的項目已為數(shù)不少，國外如Blockai幫助藝術工作者在區(qū)塊鏈上注冊作品版權；Mediachain針對圖像作品進行認證和追溯；Ascribe進行知識產權登記；Decent發(fā)布了一個去中心化的數(shù)字版權管理解決方案，等等。

公共服務與教育

在公共服務、教育、慈善公益等領域，檔案管理、身份（資質）認證、公眾信任等問題都是客觀存在的，傳統(tǒng)方式是依靠具備公信力的第三方作信用背書，但造假、缺失等問題依然存在。區(qū)塊鏈技術能夠保證所有數(shù)據(jù)的完整性、永久性和不可更改性，因而可以有效解決這些行業(yè)在存證、追蹤、關聯(lián)、回溯等方面的難點和痛點。

應用層面，如普華永道與區(qū)塊鏈技術公司Blockstream、Eris合作提供基于區(qū)塊鏈技術的公共審計服務；BitFury與格魯吉亞政府合作落地區(qū)塊鏈技術土地確權；螞蟻金服區(qū)塊鏈公益項目；索尼基于區(qū)塊鏈的教育信息登記平臺，和數(shù)軟件針對教育行業(yè)的區(qū)塊鏈項目，等等。