：第一章區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展技術(shù)演進(jìn)特點(diǎn)分析應(yīng)用模式Contents1.11.21.31.1技術(shù)演進(jìn)技術(shù)起源1976年，Diffie和Hellman奠定了公鑰密碼學(xué)的發(fā)展方向，開(kāi)創(chuàng)了公鑰密碼學(xué)的新紀(jì)元。1977年，美國(guó)麻省理工學(xué)院Rivest、Shamir和Adleman提出RSA公鑰密碼算法，公鑰密碼學(xué)的研究進(jìn)入快速發(fā)展階段。1980年，計(jì)算機(jī)科學(xué)家RalphMerkle提出了Merkle-Tree算法，用作分布式網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)同步正確性的校驗(yàn)。1982年，Lamport提出拜占廷將軍問(wèn)題，標(biāo)志著分布式網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算的可靠性理論和實(shí)踐進(jìn)入到實(shí)質(zhì)性階段。同年，DavidChaum提出不可追蹤的密碼學(xué)支付系統(tǒng)，密碼學(xué)匿名現(xiàn)金系統(tǒng)ECash就是以此為先驅(qū)的。1技術(shù)起源1985年，Koblitz和Miller獨(dú)立提出的橢圓曲線加密（ECC）算法，只需較短的密鑰即可達(dá)到RSA算法相同的加密強(qiáng)度，降低加密復(fù)雜度。1993年，“智能合約”的概念由NickSzabo提出，并于1994年提出理論研究，最終由區(qū)塊鏈技術(shù)解決并實(shí)現(xiàn)。1997年，英國(guó)的密碼學(xué)家AdamBack發(fā)明了哈希現(xiàn)金，提出第一代工作量證明機(jī)制（PoW）算法，是區(qū)塊鏈技術(shù)的核心要素之一。同年，Haber和Stornetta提出用時(shí)間戳的方法保證數(shù)字文件安全的協(xié)議成為比特幣區(qū)塊鏈協(xié)議的原型。2技術(shù)起源1998年，密碼學(xué)貨幣的完整思想正式出現(xiàn)，密碼學(xué)家David和NickSzabo同時(shí)提出了密碼學(xué)貨幣的概念。其中David發(fā)明了B-money，NickSzabo則發(fā)明了Bitgold。1999到2001的三年時(shí)間內(nèi)，Napster、EDonkey2000和BitTorrent先后誕生，奠定了P2P網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的基礎(chǔ)。2001年，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NationalInstituteofStandardsandTechnology，NIST）發(fā)布了SHA-2系列算法（SecureHashAlgorithm，安全散列算法），其中包括目前廣泛應(yīng)用的SHA-256算法，這也是比特幣最終采用的哈希算法。3技術(shù)起源2004年，HalFinney推出了自己的電子貨幣版本，采用了可重復(fù)使用的工作量證明機(jī)制（RPoW），為比特幣的誕生奠定了基礎(chǔ)。2008年11月16日，中本聰發(fā)布了比特幣代碼的先行版本。2009年1月3日，中本聰在一個(gè)小型服務(wù)器上創(chuàng)建了比特幣的第一個(gè)區(qū)塊——?jiǎng)?chuàng)世區(qū)塊（GenesisBlock），并獲得了其預(yù)先設(shè)定好的“首礦”獎(jiǎng)勵(lì)——50個(gè)比特幣。4區(qū)塊鏈發(fā)展區(qū)塊鏈1.0區(qū)塊鏈1.0為區(qū)塊鏈發(fā)展的第一階段，以數(shù)字貨幣的相關(guān)應(yīng)用為起點(diǎn)，以比特幣為代表的虛擬貨幣是區(qū)塊鏈技術(shù)目前最成功的應(yīng)用之一。2009年初，比特幣網(wǎng)絡(luò)正式上線運(yùn)行。2010年9月，第一個(gè)礦場(chǎng)Slush發(fā)明了多個(gè)節(jié)點(diǎn)合作挖礦的方式，成為比特幣挖礦這個(gè)行業(yè)的開(kāi)端。2011年4月，比特幣官方有正式記載的第一個(gè)版本（bitcoin0.3.21）發(fā)布。它支持UPNP（UniversalPlugandPlay），通用即插即用。5區(qū)塊鏈發(fā)展區(qū)塊鏈1.0數(shù)字貨幣的發(fā)展體系分為四個(gè)部分：①比特幣區(qū)塊鏈；②使用比特幣區(qū)塊鏈協(xié)議但不使用比特幣的系統(tǒng)，如萬(wàn)事達(dá)幣、彩色幣、合約幣等；③同時(shí)使用獨(dú)立貨幣和獨(dú)立的區(qū)塊鏈系統(tǒng)，比如以太坊、瑞波、萊特幣和未來(lái)幣等；④側(cè)鏈，采用獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)，但是以比特幣作為底層貨幣的系統(tǒng)，如BTCRelay等。6區(qū)塊鏈發(fā)展區(qū)塊鏈2.0區(qū)塊鏈2.0為區(qū)塊鏈發(fā)展的第二階段，由數(shù)字資產(chǎn)開(kāi)啟，運(yùn)用于其他金融領(lǐng)域，如銀行結(jié)算、跨境支付、股權(quán)登記轉(zhuǎn)讓等。2013年11月，VitalikButerin發(fā)起了Ethereum（以太坊）項(xiàng)目，并在12月發(fā)布了以太坊白皮書(shū)的首個(gè)版本。區(qū)塊鏈技術(shù)適合于智能合約。智能合約是將紙質(zhì)合約數(shù)字化，能被計(jì)算機(jī)自動(dòng)執(zhí)行。智能合約具備兩個(gè)功能：一個(gè)是現(xiàn)實(shí)產(chǎn)生的合同，另一個(gè)是不需要第三方的、去中心化的、公正、超強(qiáng)行動(dòng)力的執(zhí)行者。區(qū)塊鏈2.0也被稱為區(qū)塊鏈可編程時(shí)代，實(shí)現(xiàn)智能合約與區(qū)塊鏈技術(shù)的結(jié)合。7區(qū)塊鏈發(fā)展區(qū)塊鏈3.0從技術(shù)的角度來(lái)看，以太坊、Corda、ZCash等區(qū)塊鏈項(xiàng)目并起，為商用分布式應(yīng)用設(shè)計(jì)的區(qū)塊鏈操作系統(tǒng)（EOS）逐步實(shí)現(xiàn)，可實(shí)現(xiàn)分布式應(yīng)用的性能擴(kuò)展；同時(shí)，區(qū)塊鏈技術(shù)的共識(shí)機(jī)制目前也日漸成熟。另外，區(qū)塊鏈技術(shù)占用的算力也大幅度提高，萊特幣還率先實(shí)現(xiàn)了隔離見(jiàn)證的技術(shù)。從行業(yè)的角度上看，區(qū)塊鏈在全球范圍內(nèi)票據(jù)、證券、保險(xiǎn)、防偽、存證、溯源、知識(shí)產(chǎn)權(quán)等十幾個(gè)領(lǐng)域都有了區(qū)塊鏈應(yīng)用的成功案例。國(guó)內(nèi)國(guó)際多家大的金融機(jī)構(gòu)、銀行、其他傳統(tǒng)企業(yè)，也都紛紛建立自己的區(qū)塊鏈項(xiàng)目。81.2特點(diǎn)分析特點(diǎn)分析區(qū)塊鏈定義區(qū)塊鏈實(shí)質(zhì)上是一種分布式記賬本，它是P2P網(wǎng)絡(luò)、共識(shí)機(jī)制、加密算法等多種計(jì)算機(jī)技術(shù)的集成應(yīng)用技術(shù)。狹義的區(qū)塊鏈技術(shù)是一種以時(shí)間順序排列的鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并通過(guò)哈希函數(shù)等密碼學(xué)技術(shù)保證了數(shù)據(jù)的不可篡改、不可偽造。廣義的區(qū)塊鏈技術(shù)是利用區(qū)塊的鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、利用鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)的前后關(guān)系驗(yàn)證數(shù)據(jù)、利用分布式節(jié)點(diǎn)生成數(shù)據(jù)、利用共識(shí)算法來(lái)更新數(shù)據(jù)、利用密碼學(xué)保證數(shù)據(jù)真實(shí)性、利用智能合約保證協(xié)議的不可違約性的一種具備高拓展性、高安全性的分布式數(shù)據(jù)系統(tǒng)。9特點(diǎn)分析區(qū)塊鏈特性去中心化：區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)的驗(yàn)證、記賬、存儲(chǔ)、維護(hù)和傳輸?shù)冗^(guò)程都是基于分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，無(wú)需第三方機(jī)構(gòu)或中心機(jī)構(gòu)。系統(tǒng)中的所有節(jié)點(diǎn)之間都可以自由通信，都共同存儲(chǔ)著區(qū)塊數(shù)據(jù)。透明性：區(qū)塊鏈系統(tǒng)整體上是開(kāi)放透明的，除節(jié)點(diǎn)私鑰以外，網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)信息、區(qū)塊鏈中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)對(duì)所有參與者公開(kāi)，區(qū)塊鏈的源代碼也對(duì)所有人公開(kāi)。自治性：區(qū)塊鏈系統(tǒng)采用特定的經(jīng)濟(jì)激勵(lì)機(jī)制來(lái)保證分布式系統(tǒng)中所有節(jié)點(diǎn)均可參與數(shù)據(jù)區(qū)塊的驗(yàn)證過(guò)程，并基于預(yù)先設(shè)定好的規(guī)范或共識(shí)協(xié)議來(lái)增加新區(qū)塊。10特點(diǎn)分析區(qū)塊鏈特性不可篡改性：區(qū)塊鏈技術(shù)使用了哈希函數(shù)以及非對(duì)稱加密等對(duì)區(qū)塊數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，確保了數(shù)據(jù)和信息的基礎(chǔ)安全；同時(shí)借助分布式系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)激勵(lì)、共識(shí)機(jī)制，使大部分節(jié)點(diǎn)自發(fā)地抵御攻擊，保證區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)不可篡改和不可偽造。可追溯性：區(qū)塊鏈的鏈狀結(jié)構(gòu)保存了從第一個(gè)區(qū)塊開(kāi)始的所有歷史數(shù)據(jù)，連接的形式是后一個(gè)區(qū)塊存儲(chǔ)前一個(gè)區(qū)塊的哈希值，區(qū)塊鏈上任意一條記錄都可通過(guò)鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)追溯源頭。準(zhǔn)匿名：區(qū)塊鏈系統(tǒng)采用由用戶公鑰轉(zhuǎn)化而來(lái)的地址來(lái)確認(rèn)用戶信息。用戶在參與區(qū)塊鏈系統(tǒng)的交互時(shí)，只需要公開(kāi)地址，不需要公開(kāi)真實(shí)身份，具有交易的準(zhǔn)匿名性。111.3應(yīng)用模式應(yīng)用模式分類根據(jù)網(wǎng)絡(luò)范圍、開(kāi)放程度的不同，可將區(qū)塊鏈的應(yīng)用模式分為公有鏈（PublicBlockchain）、私有鏈（PrivateBlockchain）和聯(lián)盟鏈（ConsortiumBlockchain）。12應(yīng)用模式公有鏈公有鏈?zhǔn)且环N非許可鏈（PermissionlessBlockchain），世界上任何個(gè)體或團(tuán)體都可以發(fā)送交易，且交易能夠獲得該區(qū)塊鏈的有效確認(rèn)，任何人都可以參與其共識(shí)過(guò)程的區(qū)塊鏈。公有鏈?zhǔn)钦嬲饬x上的完全分布式的區(qū)塊鏈系統(tǒng)，通過(guò)哈希函數(shù)的性質(zhì)與區(qū)塊鏈的結(jié)構(gòu)保證區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)的不可篡改，同時(shí)將加密算法驗(yàn)證和經(jīng)濟(jì)上的激勵(lì)相結(jié)合。公有鏈遵循的原則：每個(gè)人從中可獲得的激勵(lì)與對(duì)共識(shí)過(guò)程作出的貢獻(xiàn)成正比，從而在陌生的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中建立共識(shí)機(jī)制，形成去中心化的信用機(jī)制。13應(yīng)用模式公有鏈公有鏈?zhǔn)浅霈F(xiàn)最早的區(qū)塊鏈應(yīng)用模式，也是目前使用最廣泛的區(qū)塊鏈應(yīng)用模式。目前網(wǎng)絡(luò)上大量出現(xiàn)的各種虛擬數(shù)字貨幣均基于公有鏈。公有鏈的兩個(gè)特點(diǎn)：①用戶與開(kāi)發(fā)者隔離，在公有鏈中，程序開(kāi)發(fā)者無(wú)權(quán)干涉用戶，因此用戶的各種應(yīng)用不會(huì)受到程序開(kāi)發(fā)者的影響。②全部區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)處于公開(kāi)狀態(tài)。14應(yīng)用模式私有鏈私有鏈?zhǔn)且环N許可鏈（PermissionedBlockchain），是指在一個(gè)相對(duì)較小范圍內(nèi)建立、僅供小范圍內(nèi)應(yīng)用的區(qū)塊鏈，私有鏈上的讀寫(xiě)權(quán)限、參與記賬權(quán)限按私有組織規(guī)則來(lái)制定。私有鏈的價(jià)值主要是提供安全、可溯源、不可篡改、自動(dòng)執(zhí)行的運(yùn)算平臺(tái)，同時(shí)還可以防范來(lái)自內(nèi)部和外部對(duì)數(shù)據(jù)的安全攻擊。15應(yīng)用模式私有鏈私有鏈的三個(gè)特點(diǎn)：①交易速度大幅提升。②安全性大幅提高。③交易成本大幅降低。16應(yīng)用模式聯(lián)盟鏈聯(lián)盟鏈也是一種許可鏈，一般是由某個(gè)群體內(nèi)部指定多個(gè)預(yù)選的節(jié)點(diǎn)為記賬節(jié)點(diǎn)，每