A. 現在有哪些投票軟體採用了區塊鏈技術呢
我也用過一部分投票軟體,不過我沒有看軟體用了什麼技術,看樓上的介紹感覺挺不錯的,等下就去了解一下區塊鏈相關的東西。
B. 區塊鏈應用哪有比較詳細的講解
區塊鏈應用有數學貨幣、支付清算、數字票據、權益證明、銀行徵信
各個應用具體講解如下:
1、數字貨幣
目前區塊鏈技術最廣泛、最成功的運用是以比特幣為代表的數字貨幣。近年來數字貨幣發展很快,由於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,並能夠通過開發對沖性金融衍生品作為准超主權貨幣,保持相對穩定的價格。數字貨幣建立了主權貨幣背書下的數字貨幣交易信用,交易量越大,交易越頻繁,數字貨幣交易信用基礎越牢固。一旦在全球范圍實現了區塊鏈信用體系,數字貨幣將成為類黃金的全球通用支付信用。
2、支付清算
現階段商業貿易交易清算支付都要藉助於銀行,這種傳統的通過中介進行交易的方式要經過開戶行、對手行、央行、境外銀行。在此過程中每一個機構都有自己的賬務系統,彼此之間需要建立代理關系,需要有授信額度;每筆交易需要在本銀行記錄,還要與交易對手進行清算和對賬等,導致交易速度慢,成本高。與傳統支付體系相比,區塊鏈支付為交易雙方直接進行,不涉及中間機構,即使部分網路癱瘓也不影響整個系統運行。如果基於區塊鏈技術構建一套通用的分布式銀行間金融交易協議,為用戶提供跨境、任意幣種實時支付清算服務,則跨境支付將會變得便捷和成本低廉。
以跨境匯兌為例,如果我在本國的一家小型銀行開戶,向境外另一家小型銀行匯款,傳統SWIFT體系下的轉賬過程中需要如下步驟:第一,我向自己所屬的小型銀行提交申請;第二,小型銀行向簽有匯兌條款的同國大型銀行提交申請;第三,大型銀行電匯境外合作銀行;第四,合作銀行向境外小型銀行匯款。目前而言,根據所在國不同,該過程需要10分鍾到兩天不等。如果使用基於區塊鏈的結算技術,在匯出人民幣的同時在做市商處進行掛單,世界上某個參與體系的交易銀行接單,雙方握手從而完成兌換,支付平均確認的速度則在幾秒之內。
3、數字票據
數字票據是結合區塊鏈技術和票據屬性、法規、市場,開發出的一種全新的票據展現形式,與現有的電子票據體系的技術架構完全不同。數字票據的核心優勢主要表現在:一是實現票據價值傳遞的去中介化。在傳統票據交易中,往往票據中介利用信息差進行撮合,藉助區塊鏈實現點對點交易後,票據中介將失去中介職能,重新進行身份定位。二是有效防範票據市場風險。區塊鏈由於具有不可篡改的時間戳和全網公開的特性,一旦交易,將不會存在賴賬現象,從而避免了紙票「一票多賣」、電票打款背書不同步的問題。三是系統的搭建和數據存儲不需要中心伺服器,省去了中心應用和接入系統的開發成本,降低了傳統模式下系統的維護和優化成本,減少了系統中心化帶來的風險。四是規范市場秩序,降低監管成本。區塊鏈數據前後相連構成的不可篡改的時間戳,使得監管的調閱成本大大降低,完全透明的數據管理體系提供了可信任的追溯途徑,並且可以在鏈條中針對監管規則通過編程建立共用約束代碼,實現監管政策全覆蓋和硬控制。
4、權益證明
區塊鏈每個參與維護節點都能獲得一份完整的數據記錄,利用區塊鏈可靠和集體維護的特點,可對權益的所有者確權。對於存儲永久性記錄的需求,區塊鏈是理想解決方案,適用於土地所有權、股權交易等場景。其中股權證明是目前嘗試應用最多的領域,股權所有者憑借私鑰,可證明對該股權的所有權,股權轉讓時通過區塊鏈系統轉讓給下家,產權明晰,記錄明確。整個過程無需第三方的參與。
在倫敦舉辦的2015年歐洲卓越貿易技術金融新聞獎的主題演講中,納斯達克首席執行官BobGreifeld宣布,該交易所打算使用區塊鏈技術管理代理投票系統。代理投票本來是由一家上市交易所使用的一項重要而又費時的操作,區塊鏈技術的應用可以讓股東們不必出席公司周年大會就能參與投票,人們用自己的手機就能投票,並且永遠保存投票記錄。區塊鏈技術被視為股權交易領域能夠在更短時間內確保透明交易的先進技術。
5、銀行徵信
目前,商業銀行信貸業務的開展,無論是針對企業還是個人,最基礎的考量是借款主體本身所具備的金融信用。各家銀行將每個借款主體的還款情況上傳至央行的徵信中心,需要查詢時,在客戶授權的前提下,再從央行徵信中心下載參考。這其中存在信息不完整、數據不準確、使用效率低、使用成本高等問題。在這一領域,區塊鏈的優勢在於依靠程序演算法自動記錄海量信息,並存儲在區塊鏈網路的每一台計算機上,信息透明、篡改難度高、使用成本低。各商業銀行以加密的形式存儲並共享客戶在本機構的信用狀況,客戶申請貸款時不必再到央行申請查詢徵信,即去中心化,貸款機構通過調取區塊鏈的相應信息數據即可完成全部徵信工作。
總之,區塊鏈已經成為金融業創新的熱點之一,但是,作為新生技術,區塊鏈同樣也存在著相當大的風險。目前基於區塊鏈技術的結算體系對監管風險非常敏感,如果參與者擔心監管政策的不確定性,可能會導致支付體系因不穩定而崩潰。另外,由於其運營權由開發商掌握,顯而易見的技術缺點在於,如果運營商本身掌握全網51%以上的算力,就能夠實現雙重支付,導致信任崩潰。這也是區塊鏈技術在應用過程中需要解決的重要課題。
C. 區塊鏈除了發幣,無幣區塊鏈應用的場景有哪些
主要的應用場景在於(外媒):
1、銀行業
本質上來說,銀行是一個安全的存儲倉庫和價值的交換中心,而區塊鏈作為一種數字化的、安全的以及防篡改的總賬賬簿可以達到相同的功效。
2、支付和現金交易
世界經濟論壇聲稱去中心化支付技術,類似比特幣,可以因現金交易模式而改變「商業架構」,現今的架構已經固定存在了100餘年。
3. 網路完全
雖然區塊鏈的賬簿是公開的,但數據的通信是可被驗證並使用先進的密碼技術進行傳輸。這就保證了數據的正確來源,以及沒有什麼可以在過程中被攔截如果區塊鏈技術被更廣泛採用,黑客攻擊的概率將降低,因為區塊鏈被認為是比許多傳統系統更加強可靠。它減少了傳統網路安全風險的方法
4. 學術記錄與學術界
Holbertson是一家位於美國加利福尼亞州的提供軟體技術培訓課程的學校,宣布將使用區塊鏈技術認證學歷證書。這將確保學生聲稱在Holbertson通過的課程,都是他們實際被鑒定合格的。如果更多的學校開始採用公開透明的學歷證書、成績單和文憑,可能更容易解決學歷欺詐的問題,更不用說時間和成本的節約,並避免人工檢查和減少紙質文件。
5. 選舉
選舉需要對選民身份認證、安全的保存記錄以追蹤選票,以及能夠信賴的計數器來決定誰是勝選者。區塊鏈可以為投票過程,選票跟蹤和統計選票而服務,以至於不會存在選民欺詐、記錄丟失或者不公平的行為。
6.汽車租賃和銷售
去年宣布合夥使用區塊鏈建立一個概念證明來簡化汽車租賃過程,並把它建成一個「點擊,簽約,和駕駛」的過程。未來的客戶選擇他們想要租賃的汽車,進入區塊鏈的公共總賬;然後,坐在駕駛座上,客戶簽訂租賃協議和保險政策,而區塊鏈則是同步更新信息。 這不是一個想像,對於汽車銷售和汽車登記來說,這種類型的過程也可能會發展為現實。
7. 網路和物聯網
IBM和三星一直致力於一個理念,稱之為ADEPT,使用區塊鏈技術形成一個物聯網設備去中心化網路的主體。根據CoinDesk網站,ADEPT,作為匿名的去中心化的點對點遙感技術,區塊鏈可以成為大量設備的一種公共賬簿,它們將不再需要有一個中央化的 路由在他們之間居中交通。
8. 預測
整個研究、分析、咨詢預測行業將被區塊鏈所震撼。在線眾籌平台Augur希望投資在去中心化的預測市場。這家公司宣稱它將提供一種服務,它就像一種普通的賭博交易場所。這整個過程將去中心化,並將不僅提供場所讓用戶對體育和股票進行下注,還可投注在其他方面,例如選舉和自然災害。 」這個主意將超越體育彩票,而創建一個「預測市場」。
9. 在線音樂
許多音樂藝術家為了使在線音樂更加公平的共享,他們轉而使用區塊鏈技術。據Biilbord報道,三家公司准備為藝術家們建立更加直接的支付通道來解決支付問題,通過自動化智能合約來解決認證問題。PeerTracks系統仍然在開發中,它目的是提供一個音樂流平台,讓用戶可以在線聽音樂並使用區塊鏈技術在無中介的情況下直接支付給藝術家
10. 共享乘車
像Uber搭車應用程序似乎是去中心化的反面案例,一個公司作為一個調度中心,利用其演算法來控制他們負責的車隊司機。
11. 股票交易
很多年來,許多公司致力於使得買進、賣出、交易股票的過程變得容易。新興區塊鏈創業公司認為,區塊鏈技術可以使這一過程更加安全和自動化,並且比以往任何解決方案都要更有效率。
12. 房地產
買賣產權的過程中的痛點在於:交易過程中和交易後缺乏透明,大量的文書工作,潛在的欺詐行為,公共記錄中的錯誤等等,而這些還僅僅只是一部分。區塊鏈提供了一個途徑去實現無紙化和快速交易的需求。
13. 保險
像AirBnB, Tujia, Wim等公司,為人們提供了一個途徑去暫時交換資產——包括私有住宅,來產生價值。可問題在於,人們幾乎無法在這些平台上為他們的資產上保險。與區塊鏈初創公司Stratumn一起,專業服務公司德勤和支付服務提供商Lemonway最近剛剛發布了基於區塊鏈的解決方案,被稱作「LenderBot」。
14. 醫療
一直以來,醫療機構都要忍受無法在各平台上安全地共享數據。數據提供商之間更好的數據合作意味著更精確的診斷,更有效的治療,以及提升醫療系統提供經濟劃算的醫療服務的整體能力。區塊鏈技術可以讓醫院、患者和醫療利益鏈上的各方在區塊鏈網路里共享數據,而不必擔憂數據的安全性和完整性。
15. 供應鏈管理
區塊鏈技術最具普遍應用性的方面之一就是它使得交易更加安全,監管更加透明。簡單來說,供應鏈就是一系列交易節點,它連接著產品從供應端到銷售端或終端的全過程。從生產到銷售,產品歷經了供應鏈的多個環節,有了區塊鏈技術,交易就會被永久性、去中心化地記錄,這降低了時間延誤、成本和人工錯誤。
16. 雲存儲
目前提供雲存儲的公司大都將客戶數據放在中心化的資料庫中,這提高了黑客盜取信息的危害性。區塊鏈雲存儲方案允許去中心化的存儲。Stori正在測試它的雲存儲網路產品的Beta版,旨在提升數據安全性,降低在雲端存儲信息的交易成本
17. 能源管理
能源管理是另一個長久以來高度中心化的產業。在美國,如果你想交易能源,你必須經過一個可信任的能源持有公司,例如Duke Energy,或者在英國,則是國家電網,或者與已經從大的電力公司購買完的再銷售方進行交易
18. 體育管理
對運動員進行投資逐漸成為了體育管理機構和公司的關注點,但是區塊鏈通過民主化粉絲的能力去獲得現在的體育明星在未來的金融股份,可以將投資運動員的過程去中心化。這一利用區塊鏈去投資運動員並獲得收益的概念並沒有大規模被嘗試。
19. 禮品卡和會員項目
區塊鏈可以幫助提供禮品卡和會員項目的零售商,使得他們的系統更廉價、更安全。幾乎不用任何中間人來處理銷售交易和禮品卡的發行,應用區塊鏈技術的禮品卡的獲取過程和使用過程將更加有效和廉價
20. 政府和公益
福利救助的分配是另一個區塊鏈技術可以應用的領域,區塊鏈可以幫助公共管理更加簡單、安全。 GovCoin Systems Limited公司是一家總部位於倫敦的金融科技公司,其正在支持英國政府在福利分配領域的工作。
D. 區塊鏈常見的三大共識機制
區塊鏈是建立在P2P網路,由節點參與的分布式賬本系統,最大的特點是「去中心化」。也就是說在區塊鏈系統中,用戶與用戶之間、用戶與機構之間、機構與機構之間,無需建立彼此之間的信任,只需依靠區塊鏈協議系統就能實現交易。
可是,要如何保證賬本的准確性,權威性,以及可靠性?區塊鏈網路上的節點為什麼要參與記賬?節點如果造假怎麼辦?如何防止賬本被篡改?如何保證節點間的數據一致性?……這些都是區塊鏈在建立「去中心化」交易時需要解決的問題,由此產生了共識機制。
所謂「共識機制」,就是通過特殊節點的投票,在很短的時間內完成對交易的驗證和確認;當出現意見不一致時,在沒有中心控制的情況下,若干個節點參與決策達成共識,即在互相沒有信任基礎的個體之間如何建立信任關系。
區塊鏈技術正是運用一套基於共識的數學演算法,在機器之間建立「信任」網路,從而通過技術背書而非中心化信用機構來進行全新的信用創造。
不同的區塊鏈種類需要不同的共識演算法來確保區塊鏈上最後的區塊能夠在任何時候都反應出全網的狀態。
目前為止,區塊鏈共識機制主要有以下幾種:POW工作量證明、POS股權證明、DPOS授權股權證明、Paxos、PBFT(實用拜占庭容錯演算法)、dBFT、DAG(有向無環圖)
接下來我們主要說說常見的POW、POS、DPOS共識機制的原理及應用場景
概念:
工作量證明機制(Proof of work ),最早是一個經濟學名詞,指系統為達到某一目標而設置的度量方法。簡單理解就是一份證明,用來確認你做過一定量的工作,通過對工作的結果進行認證來證明完成了相應的工作量。
工作量證明機制具有完全去中心化的優點,在以工作量證明機制為共識的區塊鏈中,節點可以自由進出,並通過計算隨機哈希散列的數值解爭奪記賬權,求得正確的數值解以生成區塊的能力是節點算力的具體表現。
應用:
POW最著名的應用當屬比特幣。在比特幣網路中,在Block的生成過程中,礦工需要解決復雜的密碼數學難題,尋找到一個符合要求的Block Hash由N個前導零構成,零的個數取決於網路的難度值。這期間需要經過大量嘗試計算(工作量),計算時間取決於機器的哈希運算速度。
而尋找合理hash是一個概率事件,當節點擁有佔全網n%的算力時,該節點即有n/100的概率找到Block Hash。在節點成功找到滿足的Hash值之後,會馬上對全網進行廣播打包區塊,網路的節點收到廣播打包區塊,會立刻對其進行驗證。
如果驗證通過,則表明已經有節點成功解迷,自己就不再競爭當前區塊,而是選擇接受這個區塊,記錄到自己的賬本中,然後進行下一個區塊的競爭猜謎。網路中只有最快解謎的區塊,才會添加的賬本中,其他的節點進行復制,以此保證了整個賬本的唯一性。
假如節點有任何的作弊行為,都會導致網路的節點驗證不通過,直接丟棄其打包的區塊,這個區塊就無法記錄到總賬本中,作弊的節點耗費的成本就白費了,因此在巨大的挖礦成本下,也使得礦工自覺自願的遵守比特幣系統的共識協議,也就確保了整個系統的安全。
優缺點
優點:結果能被快速驗證,系統承擔的節點量大,作惡成本高進而保證礦工的自覺遵守性。
缺點:需要消耗大量的演算法,達成共識的周期較長
概念:
權益證明機制(Proof of Stake),要求證明人提供一定數量加密貨幣的所有權。
權益證明機制的運作方式是,當創造一個新區塊時,礦工需要創建一個「幣權」交易,交易會按照預先設定的比例把一些幣發送給礦工本身。權益證明機制根據每個節點擁有代幣的比例和時間,依據演算法等比例地降低節點的挖礦難度,從而加快了尋找隨機數的速度。
應用:
2012年,化名Sunny King的網友推出了Peercoin(點點幣),是權益證明機制在加密電子貨幣中的首次應用。PPC最大創新是其采礦方式混合了POW及POS兩種方式,採用工作量證明機制發行新幣,採用權益證明機制維護網路安全。
為了實現POS,Sunny King借鑒於中本聰的Coinbase,專門設計了一種特殊類型交易,叫Coinstake。
上圖為Coinstake工作原理,其中幣齡指的是貨幣的持有時間段,假如你擁有10個幣,並且持有10天,那你就收集到了100天的幣齡。如果你使用了這10個幣,幣齡被消耗(銷毀)了。
優缺點:
優點:縮短達成共識所需的時間,比工作量證明更加節約能源。
缺點:本質上仍然需要網路中的節點進行挖礦運算,轉賬真實性較難保證
概念:
授權股權證明機制(Delegated Proof of Stake),與董事會投票類似,該機制擁有一個內置的實時股權人投票系統,就像系統隨時都在召開一個永不散場的股東大會,所有股東都在這里投票決定公司決策。
授權股權證明在嘗試解決傳統的PoW機制和PoS機制問題的同時,還能通過實施科技式的民主抵消中心化所帶來的負面效應。基於DPoS機制建立的區塊鏈的去中心化依賴於一定數量的代表,而非全體用戶。在這樣的區塊鏈中,全體節點投票選舉出一定數量的節點代表,由他們來代理全體節點確認區塊、維持系統有序運行。
同時,區塊鏈中的全體節點具有隨時罷免和任命代表的權力。如果必要,全體節點可以通過投票讓現任節點代表失去代表資格,重新選舉新的代表,實現實時的民主。
應用:
比特股(Bitshare)是一類採用DPOS機制的密碼貨幣。通過引入了見證人這個概念,見證人可以生成區塊,每一個持有比特股的人都可以投票選舉見證人。得到總同意票數中的前N個(N通常定義為101)候選者可以當選為見證人,當選見證人的個數(N)需滿足:至少一半的參與投票者相信N已經充分地去中心化。
見證人的候選名單每個維護周期(1天)更新一次。見證人然後隨機排列,每個見證人按序有2秒的許可權時間生成區塊,若見證人在給定的時間片不能生成區塊,區塊生成許可權交給下一個時間片對應的見證人。DPoS的這種設計使得區塊的生成更為快速,也更加節能。
DPOS充分利用了持股人的投票,以公平民主的方式達成共識,他們投票選出的N個見證人,可以視為N個礦池,而這N個礦池彼此的權利是完全相等的。持股人可以隨時通過投票更換這些見證人(礦池),只要他們提供的算力不穩定,計算機宕機,或者試圖利用手中的權力作惡。
優缺點:
優點:縮小參與驗證和記賬節點的數量,從而達到秒級的共識驗證
缺點:中心程度較弱,安全性相比POW較弱,同時節點代理是人為選出的,公平性相比POS較低,同時整個共識機制還是依賴於代幣的增發來維持代理節點的穩定性。
E. 莫斯科市採用以太坊區塊鏈技術進行投票的目的
第一個真正的里程碑應該是一場地方選舉,而最終目標則是全國性選舉。
在西方國家民眾對政府機關的信任度正以驚人的速度下滑之際,普京領導下的俄羅斯政府正採取措施試圖加強民眾對其系統的信任。
俄羅斯的民主制度已經歷史悠久,但是蘇聯解體遺留的腐敗餘毒以及之後葉利欽執政時代遭到西方世界的掠奪仍是一個大問題。
俄羅斯推出這一系統恰逢「美國特別檢察官穆勒以干涉2016年美國總統大選的理由對13個俄羅斯人和3個俄羅斯實體機構正式提起訴訟,引起全球轟動」的時候。對於反民主勢力而言,這一事件令穆勒看起來更像可利用的傻瓜。
在華盛頓的大佬們仍不滿和抱怨這個自己不喜歡的選舉結果的時候,俄羅斯正展開行動,確保約瑟夫·斯大林最經常被人引用的格言之一——「投票的人決定不了什麼,計票的人決定了一切」不適用於俄羅斯。
F. 同心互助平台怎麼運用區塊鏈技術實現集體決策
集體決策主要體現在互助事件、公估報告等與全體會員利益相關的事物決策,均由全體會員集體投票決定,並對決策過程和細節予以公開,同心互助作為平台提供方,不予參與或干涉。
G. 區塊鏈的應用
H. 區塊鏈技術的運用有哪些
區塊鏈技術運用在了很多個行業中,簡單舉幾個例子:
京東物流打造區塊鏈溯源平台,牛羊肉一鍵式可溯;
區塊鏈技術應用電子票據,一鍵查看所有就醫票據;
深圳利用區塊鏈系統存證技術,率先推出網貸投票系統;
沃爾瑪加入區塊鏈聯盟MediLedger追溯葯品來源。
更多區塊鏈技術運用可以在 密碼財經 了解。
I. 區塊鏈的應用和應用成功例子有哪些
區塊鏈可以應用到各行各業,以電子商務為例,為了解決電商在假貨、物流、誠信、監管等方面的痛點,各大企業、平台也是各顯身手,招式盡出。區塊鏈就作為其中一種較為可行的手段被使用,那它究竟如何解決這些問題呢?
第一,對商品生產過程進行監督。在逛網店的時候,最擔心的就是買到假貨,尤其是海外商品,此外還有假貨帶來的價格問題。如何在確保真貨的情況下,買到價格合理的商品,真是一件非常頭疼的事情。而區塊鏈技術的透明性、不可逆,可以讓消費者隨時查看商品的生產地、生產商、原材料等。
第二,對商品運輸進行追溯跟蹤。電商涉及的供應鏈、存貨、物流等一系列運營活動中會涉及多個中間機構,而區塊鏈去中心化、不可篡改、可追溯的特徵將整個流程變得透明,任何一個合作方都可以查看庫存和支付情況,能很好的解決供應鏈的「牛鞭效應」問題。(牛鞭效應:指供應鏈上的一種需求變異放大現象。其產生的根本原因在於供應鏈中上、下游企業間缺乏溝通和信任機制,需求信息在沿著供應鏈向上傳遞的過程中被不斷曲解。) 同時區塊鏈的智能合約可以用於規范中介機構,如物流和支付管理合作夥伴。將龐大的管理體系變得簡化,從而提高效率。
第三,對商品銷售和售後服務進行保障。目前中國電子商務市場四分之三的交易是在移動端完成,支付信任是平台需要解決的一大難題,而區塊鏈被人們稱為是「信任機器」,給大家舉個例子,很多網店為了好評會出現刷單或者是偽造數據的現象,而購買信息上鏈後,是不可篡改的,保證真實性,你可以查看商家真實的交易記錄,來確保商家是否可信。
第四,對用戶隱私進行保護。區塊鏈的私鑰、公鑰、加密演算法就能夠解決這一問題,每個用戶有自己獨立的地址,且由於區塊鏈的匿名性,企業也不能公布或者儲存用戶信息,也免受黑客的攻擊。
具體的落地應用,我們以國內兩大電商巨頭為例。從2016年開始阿里巴巴就開始引入區塊鏈,首先是螞蟻金服上線區塊鏈技術應用於支付愛心捐贈平台,進行區塊鏈技術的第一次試水;到17年螞蟻金服技術實驗室宣布開放區塊鏈技術,支持進口食品安全、商品正品溯源;18年菜鳥和天貓國際宣布,啟用區塊鏈技術用於跟蹤、查證跨境進口商品的物流全信息,這些數據包括了商品的原產國、啟運國、裝貨港、運輸方式、進口口岸、保稅倉檢驗檢疫單號、海關申報單號等等。
物流和商品追溯確實是區塊鏈入駐電子商務領域一個很好的切入點,作為國內電商巨頭之一的京東當然也不甘示弱,在2017年,京東宣布成立「京東品質溯源防偽聯盟」,聯合各級政府部門通過聯盟鏈的方式,搭建京東區塊鏈防偽追溯平台;同年12月,與沃爾瑪、IBM、清華大學電子商務交易技術國家工程實驗室共同宣布成立中國首個安全食品區塊鏈溯源聯盟。
J. 區塊鏈技術發展現狀與展望
區塊鏈技術發展現狀與展望
區塊鏈技術起源於2008年由化名為 「中本聰」 (Satoshi Nakamoto)的學者在密碼學郵件組發表的奠基性論文《比特幣:一種點對點電子現金系統》。近兩年來,區塊鏈技術的研究與應用呈現出爆發式增長態勢,被認為是繼大型機、個人電腦、互聯網、移動/社交網路之後計算範式的第五次顛覆式創新,是人類信用進化史上繼血親信用、貴金屬信用、央行紙幣信用之後的第四個里程碑。區塊鏈技術是下一代雲計算的雛形,有望像互聯網一樣徹底重塑人類社會活動形態,並實現從目前的信息互聯網向價值互聯網的轉變。區塊鏈的技術特點
區塊鏈具有去中心化、時序數據、集體維護、可編程和安全可信等特點。 去中心化:區塊鏈數據的驗證、記賬、存儲、維護和傳輸等過程均是基於分布式系統結構,採用純數學方法而不是中心機構來建立分布式節點間的信任關系,從而形成去中心化的可信任的分布式系統; 時序數據:區塊鏈採用帶有時間戳的鏈式區塊結構存儲數據,從而為數據增加了時間維度,具有極強的可驗證性和可追溯性; 集體維護:區塊鏈系統採用特定的經濟激勵機制來保證分布式系統中所有節點均可參與數據區塊的驗證過程(如比特幣的「挖礦」過程),並通過共識演算法來選擇特定的節點將新區塊添加到區塊鏈; 可編程:區塊鏈技術可提供靈活的腳本代碼系統,支持用戶創建高級的智能合約、貨幣或其它去中心化應用; 安全可信:區塊鏈技術採用非對稱密碼學原理對數據進行加密,同時藉助分布式系統各節點的工作量證明等共識演算法形成的強大算力來抵禦外部攻擊、保證區塊鏈數據不可篡改和不可偽造,因而具有較高的安全性。區塊鏈與比特幣 比特幣是迄今為止最為成功的區塊鏈應用場景,區塊鏈技術為比特幣系統解決了數字加密貨幣領域長期以來所必需面對的雙重支付問題和拜占庭將軍問題。與傳統中心機構(如中央銀行)的信用背書機制不同的是,比特幣區塊鏈形成的是軟體定義的信用,這標志著中心化的國家信用向去中心化的演算法信用的根本性變革。近年來,比特幣憑借其先發優勢,目前已經形成體系完備的涵蓋發行、流通和金融衍生市場的生態圈與產業鏈,這也是其長期占據絕大多數數字加密貨幣市場份額的主要原因。區塊鏈的發展脈絡與趨勢
區塊鏈技術是具有普適性的底層技術框架,可以為金融、經濟、科技甚至政治等各領域帶來深刻變革。按照目前區塊鏈技術的發展脈絡,區塊鏈技術將會經歷以可編程數字加密貨幣體系為主要特徵的區塊鏈1.0模式,以可編程金融系統為主要特徵的區塊鏈2.0模式和以可編程社會為主要特徵的區塊鏈3.0模式。然而,上述模式實際上是平行而非演進式發展的,區塊鏈1.0模式的數字加密貨幣體系仍然遠未成熟,距離其全球貨幣一體化的願景實際上更遠、更困難。目前,區塊鏈領域已經呈現出明顯的技術和產業創新驅動的發展態勢,相關學術研究嚴重滯後、亟待跟進。區塊鏈的基礎模型與關鍵技術
一般說來,區塊鏈系統由數據層、網路層、共識層、激勵層、合約層和應用層組成。其中,數據層封裝了底層數據區塊以及相關的數據加密和時間戳等技術;網路層則包括分布式組網機制、數據傳播機制和數據驗證機制等;共識層主要封裝網路節點的各類共識演算法;激勵層將經濟因素集成到區塊鏈技術體系中來,主要包括經濟激勵的發行機制和分配機制等;合約層主要封裝各類腳本、演算法和智能合約,是區塊鏈可編程特性的基礎;應用層則封裝了區塊鏈的各種應用場景和案例。該模型中,基於時間戳的鏈式區塊結構、分布式節點的共識機制、基於共識算力的經濟激勵和靈活可編程的智能合約是區塊鏈技術最具代表性的創新點。區塊鏈技術的應用場景
區塊鏈技術不僅可以成功應用於數字加密貨幣領域,同時在經濟、金融和社會系統中也存在廣泛的應用場景。根據區塊鏈技術應用的現狀,本文將區塊鏈目前的主要應用籠統地歸納為數字貨幣、數據存儲、數據鑒證、金融交易、資產管理和選舉投票共六個場景:數字貨幣:以比特幣為代表,本質上是由分布式網路系統生成的數字貨幣,其發行過程不依賴特定的中心化機構。數據存儲:區塊鏈的高冗餘存儲、去中心化、高安全性和隱私保護等特點使其特別適合存儲和保護重要隱私數據,以避免因中心化機構遭受攻擊或許可權管理不當而造成的大規模數據丟失或泄露。數據鑒證:區塊鏈數據帶有時間戳、由共識節點共同驗證和記錄、不可篡改和偽造,這些特點使得區塊鏈可廣泛應用於各類數據公證和審計場景。例如,區塊鏈可以永久地安全存儲由政府機構核發的各類許可證、登記表、執照、證明、認證和記錄等。金融交易:區塊鏈技術與金融市場應用有非常高的契合度。區塊鏈可以在去中心化系統中自發地產生信用,能夠建立無中心機構信用背書的金融市場,從而在很大程度上實現了「金融脫媒」;同時利用區塊鏈自動化智能合約和可編程的特點,能夠極大地降低成本和提高效率。資產管理:區塊鏈能夠實現有形和無形資產的確權、授權和實時監控。無形資產管理方面已經廣泛應用於知識產權保護、域名管理、積分管理等領域;有形資產管理方面則可結合物聯網技術形成「數字智能資產」,實現基於區塊鏈的分布式授權與控制。選舉投票:區塊鏈可以低成本高效地實現政治選舉、企業股東投票等應用,同時基於投票可廣泛應用於博彩、預測市場和社會製造等領域。區塊鏈技術的現存問題
安全性威脅是區塊鏈迄今為止所面臨的最重要的問題。其中,基於PoW共識過程的區塊鏈主要面臨的是51%攻擊問題,即節點通過掌握全網超過51%的算力就有能力成功篡改和偽造區塊鏈數據。其他問題包括新興計算技術破解非對稱加密機制的潛在威脅和隱私保護問題等。 區塊鏈效率也是制約其應用的重要因素。區塊鏈要求系統內每個節點保存一份數據備份,這對於日益增長的海量數據存儲來說是極為困難的。雖然輕量級節點可部分解決此問題,但適用於更大規模的工業級解決方案仍有待研發。比特幣區塊鏈目前每秒僅能處理7筆交易,且交易確認時間一般為10分鍾,這極大地限制了區塊鏈在大多數金融系統高頻交易場景中的應用。 PoW共識過程高度依賴區塊鏈網路節點貢獻的算力,這些算力主要用於解決SHA256哈希和隨機數搜索,除此之外並不產生任何實際社會價值,因而一般意義上認為這些算力資源是被「浪費」掉了,同時被浪費掉的還有大量的電力資源。如何能有效匯集分布式節點的網路算力來解決實際問題,是區塊鏈技術需要解決的重要問題。 區塊鏈網路作為去中心化的分布式系統,其各節點在交互過程中不可避免地會存在相互競爭與合作的博弈關系,例如比特幣礦池的區塊截留攻擊博弈等。區塊鏈共識過程本質上是眾包過程,如何設計激勵相容的共識機制,使得去中心化系統中的自利節點能夠自發地實施區塊數據的驗證和記賬工作,並提高系統內非理性行為的成本以抑制安全性攻擊和威脅,是區塊鏈有待解決的重要科學問題。智能合約與區塊鏈技術
智能合約是一組情景-應對型的程序化規則和邏輯,是部署在區塊鏈上的去中心化、可信共享的程序代碼。通常情況下,智能合約經各方簽署後,以程序代碼的形式附著在區塊鏈數據(例如一筆比特幣交易)上,經P2P網路傳播和節點驗證後記入區塊鏈的特定區塊中。智能合約封裝了預定義的若干狀態及轉換規則、觸發合約執行的情景(如到達特定時間或發生特定事件等)、特定情景下的應對行動等。區塊鏈可實時監控智能合約的狀態,並通過核查外部數據源、確認滿足特定觸發條件後激活並執行合約。 智能合約對於區塊鏈技術來說具有重要的意義。一方面,智能合約是區塊鏈的激活器,為靜態的底層區塊鏈數據賦予了靈活可編程的機制和演算法,並為構建區塊鏈2.0和3.0時代的可編程金融系統與社會系統奠定了基礎;另一方面,智能合約的自動化和可編程特性使其可封裝分布式區塊鏈系統中各節點的復雜行為,成為區塊鏈構成的虛擬世界中的軟體代理機器人,這有助於促進區塊鏈技術在各類分布式人工智慧系統中的應用,使得基於區塊鏈技術構建各類去中心化應用(Decentralized application, Dapp)、去中心化自治組織(Decentralized Autonomous Organization, DAO)、去中心化自治公司(Decentralized Autonomous Corporation, DAC)甚至去中心化自治社會(Decentralized Autonomous Society, DAS)成為可能。 區塊鏈和智能合約技術的主要發展趨勢是由自動化向智能化方向演化。現存的各類智能合約及其應用的本質邏輯大多仍是根據預定義場景的「 IF-THEN」類型的條件響應規則,能夠滿足目前自動化交易和數據處理的需求。未來的智能合約應具備根據未知場景的「 WHAT-IF」推演、計算實驗和一定程度上的自主決策功能,從而實現由目前「自動化」合約向真正的「智能」合約的飛躍。區塊鏈驅動的平行社會
近年來,基於CPSS(Cyber-Physical-SocialSystems)的平行社會已現端倪,其核心和本質特徵是虛實互動與平行演化。區塊鏈是實現CPSS平行社會的基礎架構之一,其主要貢獻是為分布式社會系統和分布式人工智慧研究提供了一套行之有效的去中心化的數據結構、交互機制和計算模式,並為實現平行社會奠定了堅實的數據基礎和信用基礎。 就數據基礎而言,管理學家愛德華戴明曾說過:除了上帝,所有人必須以數據說話。然而在中心化社會系統中,數據通常掌握在政府和大型企業等「少數人」手中,為少數人「說話」,其公正性、權威性甚至安全性可能都無法保證。區塊鏈數據則通過高度冗餘的分布式節點存儲,掌握在「所有人」手中,能夠做到真正的「數據民主」。就信用基礎而言,中心化社會系統因其高度工程復雜性和社會復雜性而不可避免地會存在「默頓系統」的特性,即不確定性、多樣性和復雜性,社會系統中的中心機構和規則制定者可能會因個體利益而出現失信行為;區塊鏈技術有助於實現軟體定義的社會系統,其基本理念就是剔除中心化機構、將不可預測的行為以智能合約的程序化代碼形式提前部署和固化在區塊鏈數據中,事後不可偽造和篡改並自動化執行,從而在一定程度上能夠將「默頓」社會系統轉化為可全面觀察、可主動控制、可精確預測的「牛頓」社會系統。 ACP(人工社會Artificial Societies、計算實驗Computational Experiments和平行執行ParallelExecution)方法是迄今為止平行社會管理領域唯一成體系化的、完整的研究框架,是復雜性科學在新時代平行社會環境下的邏輯延展和創新。 ACP方法可以自然地與區塊鏈技術相結合,實現區塊鏈驅動的平行社會管理。首先,區塊鏈的P2P 組網、分布式共識協作和基於貢獻的經濟激勵等機制本身就是分布式社會系統的自然建模,其中每個節點都將作為分布式系統中的一個自主和自治的智能體(agent)。隨著區塊鏈生態體系的完善,區塊鏈各共識節點和日益復雜與自治的智能合約將通過參與各種形式的Dapp,形成特定組織形式的DAC和DAO,最終形成DAS,即ACP中的人工社會。其次,智能合約的可編程特性使得區塊鏈可進行各種「 WHAT-IF」 類型的虛擬實驗設計、場景推演和結果評估,通過這種計算實驗過程獲得並自動或半自動地執行最優決策。最後,區塊鏈與物聯網等相結合形成的智能資產使得聯通現實物理世界和虛擬網路空間成為可能,並可通過真實和人工社會系統的虛實互動和平行調諧實現社會管理和決策的協同優化。不難預見,未來現實物理世界的實體資產都登記為鏈上智能資產的時候,就是區塊鏈驅動的平行社會到來之時。