區塊鏈技術的深入科普_聯盟鏈:聯盟鏈區塊鏈工程專業學什么

這幾天，無論是網絡上還是股市上，區塊鏈都是非常火熱的話題。可是什么是區塊鏈技術呢？很多人可能只是了解非常非常初淺的部分。經朋友推薦，本文是菜鳥讀過的最深入也最專業的有關區塊鏈的科普。

本文約1.4萬字，閱讀約需15分鐘。建議沒有耐心的觀眾略過，有耐心的觀眾一定給自己一個不被打擾的15分鐘，認真閱讀。

對于一種新興技術，我們往往會在短期內高估它的價值，但在長期的時間軸線上又往往會忽視它的影響。

&寫在前面

區塊鏈不是一項新技術，而是一個新的技術組合。其關鍵技術包括P2P動態組網、基于密碼學的共享賬本、共識機制、智能合約等技術；科技史上大部分創新都是與生產力有關的，提升效率，讓人做更少工作，讓機器做更多工作；區塊鏈帶來的最主要的顛覆卻是生產關系上的；互聯網實現了信息的傳播，區塊鏈實現了價值的轉移；區塊鏈可以看作是“價值互聯網”的基礎協議，類似于“信息互聯網”的HTTP協議，二者都是建議在TCP/IP協議之上的應用層協議；區塊鏈并不是一個全能技術，在某些應用領域里相比傳統技術并不具備明顯的技術優勢，因此創業者及投資機構都需要考慮技術適用性問題；區塊鏈底層技術及協議層可能出現幾家平臺型公司；但大部分投資機會在于應用層，即基于行業應用的“區塊鏈+”項目。9月4日央行等7部委下發的《防范代幣發行融資風險公告》將ICO定義為非法融資，不論機構和個人都不建議參與此類項目。

PartOne：區塊鏈基礎知識

&區塊鏈和區塊鏈技術

“區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行，程序執行前和執行后的所有狀態都公開可見，密碼經濟學為程序嚴格按照協議執行提供了機制保障。”——VitalikButerin

狹義來講，區塊鏈是一種按照時間順序將數據區塊以順序相連的方式組合成的一種鏈式數據結構，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。

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

如何理解上述定義呢？

1)一個分布式的鏈接賬本，每個賬本就是一個“區塊”；

2)基于分布式的共識算法來決定記賬者；

3)賬本內交易由密碼學簽名和哈希算法保證不可篡改；

4)賬本按產生的時間順序鏈接，當前賬本含有上一個賬本的哈希值，賬本間的鏈接保證不可篡改；

5)所有交易在賬本中可追溯。

&區塊鏈特征

區塊鏈是一種共享的分布式數據庫技術。盡管不同報告中對區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。

1)去中心化：區塊鏈由眾多節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，任一節點停止工作都會不影響系統整體的運作。圖2的左側描述了當今金融系統的中心化特征，右側描述的是正在形成的去中心化金融系統；

2)去信任：系統中所有節點之間通過數字簽名技術進行驗證，無需信任也可以進行交易，只要按照系統既定的規則進行，節點之間不能也無法欺騙其它節點；

3)集體維護：系統是由其中所有具有維護功能的節點共同維護的，系統中所有人共同參與維護工作；

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

簡化起見，上圖展示了6處保留數據庫副本的節點；在3個交易序列中，前2個交易的數據和簽名得到了所有6個節點的驗證，但第三個交易的位置5沒有通過驗證，將被其它節點的“一致意見”更改。

&區塊鏈分類

以參與方分類，區塊鏈可以分為公有鏈、聯盟鏈和私有鏈；從鏈與鏈的關系來分，可以分為主鏈和側鏈。

1)公有鏈

公有鏈通常也稱為非許可鏈，無官方組織及管理機構，無中心服務器，參與的借點按照系統規格自由接入網路、不受控制，節點間基于共識機制開展工作。

公有鏈是真正意義上的完全去中心化的區塊鏈，它通過密碼學保證交易不可篡，同時也利用密碼學驗證以及經濟上的激勵，在互為陌生的網絡環境中建立共識，從而形成去中心化的信用機制。在公有鏈中的共識機制一般是工作量證明或權益證明，用戶對共識形成的影響力直接取決于他們在網絡中擁有資源的占比。

交通運輸部：加強管理決策支持 應用區塊鏈等現代信息技術:4月29日，交通運輸部辦公廳發布《關于充分發揮全國道路貨運車輛公共監管與服務平臺作用支撐行業高質量發展的意見》。《意見》其中一項指出，加強管理決策支持。在實現貨運平臺相關信息基本統計分析功能的基礎上，應用大數據、云計算、區塊鏈、人工智能等現代信息技術，通過與全國道路運輸市場信用信息管理系統、部省兩級網絡貨運信息監測系統等其他信息系統的對接和數據閉合分析，為交通運輸主管部門業務辦理、科學決策和研究分析提供數據支撐。（交通運輸部官網）[2020/4/29]

公有鏈一般適合于虛擬貨幣、面向大眾的電子商務、互聯網金融等B2C、C2C或C2B等應用場景，比特幣和以太坊等就是典型的公有鏈。

2)聯盟鏈

聯盟鏈是一種需要注冊許可的區塊鏈，這種區塊鏈也稱為許可鏈。聯盟鏈僅限于聯盟成員參與，區塊鏈上的讀寫權限、參與記賬權限按聯盟規則來制定。整個網絡由成員機構共同維護，網絡接入一般通過成員機構的網關節點接入，共識過程由預先選好的節點控制。由于參與共識的節點比較少，聯盟鏈一般不采用工作量證明的挖礦機制，而是多采用權益證明或PBFT、RAFT等共識算法。

一般來說，聯盟鏈適合于機構間的交易、結算或清算等B2B場景。例如在銀行間進行支付、結算、清算的系統就可以采用聯盟鏈的形式，將各家銀行的網關節點作為記賬節點，當網絡上有超過2/3的節點確認一個區塊，該區塊記錄的交易將得到全網確認。聯盟鏈對交易的確認時間、每秒交易數都與公有鏈有較大的區別，對安全和性能的要求也比公共鏈高。

由40多家銀行參與的區塊鏈聯盟R3和Linux基金會支持的超級賬本項目都屬于聯盟鏈架構。目前國內有影響力的區塊鏈聯盟——中國分布式總賬基礎協議聯盟、中國區塊鏈研究聯盟、金鏈盟等——也都在致力于開發聯盟區塊鏈項目。

3)私有鏈

私有鏈建立在某個企業內部，系統的運作規則根據企業要求進行設定。

私有鏈的應用場景一般是企業內部的應用，如數據庫管理、審計等；在政府行業也會有一些應用，比如政府的預算和執行，或者政府的行業統計數據，這個一般來說由政府登記，但公眾有權力監督。私有鏈的價值主要是提供安全、可追溯、不可篡改、自動執行的運算平臺，可以同時防范來自內部和外部對數據的安全攻擊，這個在傳統的系統是很難做到的。

4)側鏈

側鏈是用于確認來自于其它區塊鏈的數據的區塊鏈，通過雙向掛鉤機制使比特幣、Ripple幣等多種資產在不同區塊鏈上以一定的匯率實現轉移。

所謂“多種資產在不同區塊鏈上轉移”其實并不會實際發生。以比特幣為例，側鏈的運作機制是，將比特幣暫時鎖定在比特幣區塊鏈上，同時將輔助區塊鏈上的等值數字貨幣解鎖；當輔助區塊鏈上的數字貨幣被鎖定時，原先的比特幣就被解鎖。

側鏈進一步擴展了區塊鏈技術的應用范圍和創新空間，使區塊鏈支持包括股票、債券、金融衍生品等在內的多種資產類型，以及小微支付、智能合約、安全處理機制、真實世界財產注冊等；側鏈還可以增強區塊鏈的隱私保護。

&區塊鏈產業鏈

區塊鏈產業鏈主要包括基礎網絡層、中間協議層及應用服務層。

1)基礎網絡層

基礎網絡層由數據層、網絡層組成，其中數據層包括了底層數據區塊以及相關的數據加密和時間戳等技術；網絡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。

2)中間協議層

中間協議層由共識層、激勵層、合約層組成，其中共識層主要包括網絡節點的各類共識算法；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；合約層主要包括各類腳本、算法和智能合約，是區塊鏈可編程特性的基礎。

3)應用服務層

應用服務層作為區塊鏈產業鏈中最重要的環節，則包括區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。

PartTow：區塊鏈核心技術

區塊鏈技術：指多個參與方之間基于現代密碼學、分布式一致性協議、點對點網絡通信技術和智能合約編程語言等形成的數據交換、處理和存儲的技術組合。

&數據層：設計賬本的數據結構

1)核心技術之：區塊+鏈

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

每個區塊由區塊頭和區塊體組成，區塊體只負責記錄前一段時間內的所有交易信息，主要包括交易數量和交易詳情；區塊頭則封裝了當前的版本號、前一區塊地址、時間戳、隨機數、當前區塊的目標哈希值、Merkle數的根值等信息。從結構來看，區塊鏈的大部分功能都由區塊頭實現。

聲音 | 京東數字科技研究院高級研究員：借助區塊鏈等建立智能風控平臺，能夠實現從授信申請到貸后管理的全面數字化:8月31日，京東數字科技研究院高級研究員龔謹發表了題為《數字科技是解決小微企業融資難的一把金鑰匙》的文章。文章表示，數字科技降低了銀行服務小微企業的運營成本，提高服務效率。借助大數據、人工智能、區塊鏈等技術建立的智能風控平臺，能夠實現從授信申請到貸后管理的全面數字化，能利用數據建立信用評估模型，大大降低了小微企業的申貸成本，實現了“讓數據多跑路，用戶不跑路”的徹底轉變。要積極引導數字科技企業，發揮其在大數據、區塊鏈、云計算等方面的優勢，鼓勵探索小微企業金融服務的創新模式。（證券日報）[2019/8/31]

概括來看，一個區塊包含以下三部分：交易信息、前一個區塊形成的哈希散列、隨機數。

交易信息是區塊所承載的任務數據，具體包括交易雙方的私鑰、交易的數量、電子貨幣的數字簽名等；前一個區塊形成的哈希散列用來將區塊連接起來，實現過往交易的順序排列；隨機數是交易達成的核心，所有礦工節點競爭計算隨機數的答案，最快得到答案的節點生成一個新的區塊，并廣播到所有節點進行更新，如此完成一筆交易。

2)核心技術之：哈希函數

哈希函數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，這種函數很容易被驗證，但是卻很難破解。通常業界使用y=hash(x)的方式進行表示，該哈希函數實現對x進行運算計算出一個哈希值y。

常使用的哈希算法包括MD5、SHA-1、SHA-256、SHA-384及SHA-512等。以SHA256算法為例，將任何一串數據輸入到SHA256將得到一個256位的Hash值。其特點：相同的數據輸入將得到相同的結果。輸入數據只要稍有變化則將得到一個完全不同的結果，且結果無法事先預知。正向計算十分容易。逆向計算極其困難，在當前科技條件下被視作不可能。

3)核心技術之：Merkle樹

Merkle樹是一種哈希二叉樹，使用它可以快速校驗大規模數據的完整性。在區塊鏈網絡中，Merkle樹被用來歸納一個區塊中的所有交易信息，最終生成這個區塊所有交易信息的一個統一的哈希值，區塊中任何一筆交易信息的改變都會使得Merkle樹改變。

4)核心技術之：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，如果用公鑰對數據進行加密，只有用對應的私鑰才能解密，從而獲取對應的數據價值；如果用私鑰對數據進行簽名，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：實現記賬節點的去中心化

5)核心技術之：P2P網絡

P2P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網體系。與有中心服務器的中央網絡系統不同，對等網絡的每個用戶端既是一個節點，也有服務器的功能。國內的迅雷軟件采用的就是P2P技術。

P2P網絡其具有去中心化與健壯性等特點。

a）去中心化：網絡中的資源和服務分散在所有結點上，信息的傳輸和服務的實現都直接在結點之間進行，可以無需中間環節和服務器的介入。

b）健壯性：P2P架構天生具有耐攻擊、高容錯的優點。由于服務是分散在各個結點之間進行的，部分結點或網絡遭到破壞對其它部分的影響很小。

&共識層：調配記賬節點的任務負載

6)核心技術之：共識機制

共識機制，就是所有記賬節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。目前主要有四大類共識機制：PoW、PoS、DPoS和分布式一致性算法。

PoWPoW機制，也就是像比特幣的挖礦機制，礦工通過把網絡尚未記錄的現有交易打包到一個區塊，然后不斷遍歷嘗試來尋找一個隨機數，使得新區塊加上隨機數的哈希值滿足一定的難度條件。找到滿足條件的隨機數，就相當于確定了區塊鏈最新的一個區塊，也相當于獲得了區塊鏈的本輪記賬權。礦工把滿足挖礦難度條件的區塊在網絡中廣播出去，全網其他節點在驗證該區塊滿足挖礦難度條件，同時區塊里的交易數據符合協議規范后，將各自把該區塊鏈接到自己版本的區塊鏈上，從而在全網形成對當前網絡狀態的共識。

優點：完全去中心化，節點自由進出，避免了建立和維護中心化信用機構的成本。只要網絡破壞者的算力不超過網絡總算力的50%，網絡的交易狀態就能達成一致。缺點：目前比特幣挖礦造成大量的資源浪費；另外挖礦的激勵機制也造成礦池算力的高度集中，背離了當初去中心化設計的初衷。更大的問題是PoW機制的共識達成的周期較長，每秒只能最多做7筆交易，不適合商業應用。PoSPoS機制，要求節點提供擁有一定數量的代幣證明來獲取競爭區塊鏈記賬權的一種分布式共識機制。如果單純依靠代幣余額來決定記賬者必然使得富有者勝出，導致記賬權的中心化，降低共識的公正性，因此不同的PoS機制在權益證明的基礎上，采用不同方式來增加記賬權的隨機性來避免中心化。例如點點幣PoS機制中，擁有最多鏈齡長的比特幣獲得記賬權的幾率就越大。NXT和Blackcoin則采用一個公式來預測下一記賬的節點。擁有多的代幣被選為記賬節點的概率就會大。未來以太坊也會從目前的PoW機制轉換到PoS機制，從目前看到的資料看，以太坊的PoS機制將采用節點下賭注來賭下一個區塊，賭中者有額外以太幣獎，賭不中者會被扣以太幣的方式來達成下一區塊的共識。

動態 | 高盛在Instagram推廣區塊鏈技術:據coincryptorama報道，高盛在其官方Instagram發布了一條Instagram“故事”（類似微博故事），以推廣區塊鏈技術。高盛不基金發布了這個“故事”，還為此支付了促銷費用。[2018/12/12]

優點：在一定程度上縮短了共識達成的時間，降低了PoW機制的資源浪費。缺點：破壞者對網絡攻擊的成本低，網絡的安全性有待驗證。另外擁有代幣數量大的節點獲得記賬權的幾率更大，會使得網絡的共識受少數富裕賬戶支配，從而失去公正性。DPoSDPoS很容易理解，類似于現代企業董事會制度。比特股采用的DPoS機制是由持股者投票選出一定數量的見證人，每個見證人按序有兩秒的權限時間生成區塊，若見證人在給定的時間片不能生成區塊，區塊生成權限交給下一個時間片對應的見證人。持股人可以隨時通過投票更換這些見證人。DPoS的這種設計使得區塊的生成更為快速，也更加節能。

從某種角度來說，DPOS可以理解為多中心系統，兼具去中心化和中心化優勢。

優點：大幅縮小參與驗證和記賬節點的數量，可以達到秒級的共識驗證。缺點：選舉固定數量的見證人作記賬候選人有可能不適合于完全去中心化的場景。另外在網絡節點數少的場景，選舉的見證人的代表性也不強。分布式一致性算法分布式一致性算法是基于傳統的分布式一致性技術。其中有分為解決拜占庭將軍問題的拜占庭容錯算法，如PBFT。另外解決非拜占庭問題的分布式一致性算法，詳細算法本文不做說明。該類算法目前是聯盟鏈和私有鏈場景中常用的共識機制。

優點：實現秒級的快速共識機制，保證一致性。缺點：去中心化程度不如公有鏈上的共識機制；更適合多方參與的多中心商業模式。綜合來看，POW適合應用于公鏈，如果搭建私鏈，因為不存在驗證節點的信任問題，可以采用POS比較合適；而聯盟鏈由于存在不可信局部節點，采用DPOS比較合適。

&激勵層：制定記賬節點的"薪酬體系"

7)核心技術之：發行機制和激勵機制

以比特幣為例。

比特幣最開始由系統獎勵給那些創建新區塊的礦工，該獎勵大約每四年減半。剛開始每記錄一個新區塊，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，新創建區塊就沒有系統所給予的獎勵了。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。新創建區塊沒有系統的獎勵時，礦工的收益會由系統獎勵變為收取交易手續費。例如，你在轉賬時可以指定其中1%作為手續費支付給記錄區塊的礦工。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塊的激勵中。只要既定數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，那么就不必再發行新的貨幣。

&合約層：賦予賬本可編程的特性

8)核心技術之：智能合約

智能合約是一組情景應對型的程序化規則和邏輯，是通過部署在區塊鏈上的去中心化、可信共享的腳本代碼實現的。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塊鏈數據上，經P2P網絡傳播和節點驗證后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、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，并通過核查外部數據源、確認滿足特定觸發條件后激活并執行合約。

PartThree：區塊鏈行業應用

在《區塊鏈：新經濟藍圖及導讀》一書中，作者MelanieSwan按照應用范圍和發展階段將區塊鏈應用劃分為區塊鏈1.0、2.0、3.0。其中：

區塊鏈1.0支撐虛擬貨幣應用，也就是與轉賬、匯款和數字化支付相關的密碼學貨幣應用，比特幣是區塊鏈1.0的典型應用；區塊鏈2.0支撐智能合約應用，合約是經濟和金融領域區塊鏈應用的基礎，區塊鏈2.0應用包括了股票、債券、期貨、貸款、抵押、產權、智能財產和智能合約，以太坊、超級賬本等是區塊鏈2.0的典型應用；區塊鏈3.0應用是超越貨幣和金融范圍的泛行業去中心化應用，特別是在政府、醫療、科學、文化和藝術等領域的應用。

&1.0：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，并能夠通過開發對沖性質的金融衍生品作為準超主權貨幣，保持相對穩定的價格。

自比特幣誕生以后，已經陸續出現了數百種的數字貨幣，圍繞著數字貨幣生成、存儲、交易形成了較為龐大的產業鏈生態。以比特幣為例，參與機構主要可分為基礎設施、交易平臺、ICO融資服務、區塊鏈綜合服務等四類。

&2.0：泛金融應用

動態 | 北京西城“金科十條”：將對區塊鏈等前沿技術創新進行近千萬元獎勵:據人民網消息，12月8日，在2018第二屆中國互聯網金融論壇上，北京市西城區發布了《北京金融科技與專業服務創新示范區（西城區域）建設方案》和《關于支持北京金融科技與專業服務創新示范區（西城區域）建設若干措施》（簡稱“金科十條”），“金科十條”中第五條是大力扶持金融科技應用示范，倡導安全、綠色、普惠金融服務，對人工智能、區塊鏈、量化投資、智能金融等前沿技術創新最高給予1000萬元資金獎勵，切實助力產業和經濟發展，助力城市智慧運行。[2018/12/8]

區塊鏈應用于金融領域有著天生的絕對優勢，用互聯網語言來說，這是區塊鏈的基因決定的。主觀來看，金融機構在區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狀。客觀來看，金融行業市場空間巨大，些許的進步就能帶來巨大收益。金融行業是對安全性、穩定性要求極高的行業，如果區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，迅速在其他行業推廣。IBM在2016年發布的報告中指出，2017年會有14%的金融市場機構和15%的銀行會采用區塊鏈技術商用解決方案，65%的銀行在三年內會采用區塊鏈技術。

在金融領域，除去數字貨幣應用，區塊鏈也逐漸在跨境支付、供應鏈金融、保險、數字票據、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。以PayPal為例，普通跨境支付交易手續費率為4.4%+0.3美元，提現到國內以美元進賬，單筆一次35美元，以人民幣進賬為1.2%的費用。

區塊鏈去中介化、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。在這一領域，Ripple支付體系已經開始了的實驗性應用，主要為加人聯盟內的成員商業銀行和其他金融機構提供基于區塊鏈協議的外匯轉賬方案。國內金融機構中，招商銀行落地了國內首個區塊鏈跨境支付應用，民生銀行、中國銀聯等也在積極推進。

2)數字票據

該領域痛點在于三個風險問題。操作風險：由于系統中心化，一旦中心服務器出問題，整個市場癱瘓；市場風險：根據數據統計，在2016年，涉及金額達到數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"、虛假商業匯票等事件。

區塊鏈去中介化、系統穩定性、共識機制、不可篡改的特點，減少傳統中心化系統中的操作風險、市場風險和道德風險。

目前，國際區塊鏈聯盟R3聯合以太坊、微軟共同研發了一套基于區塊鏈技術的商業票據交易系統，包括高盛、摩根大通、瑞士聯合銀行、巴克萊銀行等著名國際金融機構加入了試用，并對票據交易、票據簽發、票據贖回等功能進行了公開測試。與現有電子票據體系的技術支撐架構完全不同，該種類數字票據可在具備目前電子票據的所有功能和優點的基礎上，進一步融合區塊鏈技術的優勢，成為了一種更安全、更智能、更便捷的票據形態。在國內，浙商銀行上線了第一個基于區塊鏈技術的移動數字匯票應用，央行和恒生電子等也在測試區塊鏈數字票據平臺。

3)征信管理

該領域的痛點在于：數據缺乏共享，征信機構與用戶信息不對稱；正規市場化數據采集渠道有限，數據源爭奪戰耗費大量成本；數據隱私保護問題突出，傳統技術架構難以滿足新要求等。

在征信領域，區塊鏈具有去中心化、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據隱私的基礎上實現有限度、可管控的信用數據共享和驗證。國內目前中國平安在開展區塊鏈征信方向的探索，創業公司如LinkEye、布比區塊鏈等也在這一領域進行嘗試。

4)資產證券化

這一領域業務痛點在于底層資產真假無法保證；參與主體多、操作環節多交易透明度低出現信息不對稱等問題，造成風險難以把控。數據痛點在于各參與方之間流轉效率不高、各方交易系統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據真實性和準確性的信任問題。

區塊鏈去中介化、共識機制、不可篡改的特點，增加數據流轉效率，減少成本，實時監控資產的真實情況，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塊鏈技術在證券交易方面的應用研究，探索利用區塊鏈技術提升交易和結算效率，以區塊鏈為藍本打造下一代金融資產交易平臺。在所有交易所中，納斯達克證券交易所表現最為激進。其目前已正式上線了FLinq區塊鏈私募證券交易平臺。此外，紐交所、澳洲交易所、韓國交易所也在積極推進區塊鏈技術的探索與實踐。國內多家金融機構、百度、京東、螞蟻金服等也在積極推進基于區塊鏈技術的資產證券化業務，其中百度金融先后與華能信托、長安新生等落地了國內首單區塊鏈技術支持證券化項目和區塊鏈技術支持交易所ABS項目。

區塊鏈應用價值與加密貨幣不存在必然聯系 投資比特幣缺乏令人信服的理由:Vanguard集團中國區總裁、先鋒領航投資管理（上海）有限公司董事長林曉東表示：“最近幾個月，越來越多的人都在問我對比特幣到底怎么看。2017年，全球首款加密數字貨幣——比特幣暴漲了將近1200%，讓人興奮不已的同時又倍加困惑。我的回答是，我對比特幣背后的區塊鏈技術非常感興趣。事實上，Vanguard也在利用這項技術。然而，就被當作貨幣的比特幣本身而言，我認為它的價格很有可能會歸零。”[2018/3/9]

5)供應鏈金融

這一領域的痛點在于融資周期長、費用高。以供應鏈核心企業系統為中心，第三方增信機構很難鑒定供應鏈上各種相關憑證的真偽，造成人工審核的時間長、融資費用高。

區塊鏈去中介化、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。

國內上市公司易見股份與IBM合作發布了國內首個區塊鏈供應鏈金融服務系統“易見區塊“；宜信、點融網與富金通、群星金融等機構也推出了相關應用。

6)保險業務

隨著區塊鏈技術的發展，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。

目前，英國的區塊鏈初創公司Edgelogic正與Aviva保險公司進行合作，共同探索對珍貴寶石提供基于區塊鏈技術的保險服務。國內的陽光保險于2016年采用區塊鏈技術作為底層技術架構，推出了“陽光貝”積分，成為國內第一家落地區塊鏈應用的保險公司。中國平安、眾安保險、中國人壽等多家保險公司也在推進區塊鏈技術應用落地。

&3.0：區塊鏈+行業應用

隨著區塊鏈技術在金融領域應用的不斷驗證，其技術優勢在其他行業領域也逐漸體現出價值。目前，醫療健康、IP版權、教育、文化娛樂、通信、慈善公益、社會管理、共享經濟、物聯網等領域都在逐漸落地區塊鏈應用項目，“區塊鏈+”正在成為現實。

1)區塊鏈+醫療

醫療領域，區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、DNA錢包、藥品防偽等都是區塊鏈技術可能的應用領域。IBM在去年的報告中預測，全球56％的醫療機構將在2020年前將投資區塊鏈技術。

目前，國外如飛利浦醫療、Gem等醫療巨頭和Google、IBM等科技巨頭都在積極探索區塊鏈技術的醫療應用，也有Factom、BitHealth、BlockVerify、DNA.Bits、Bitfury等區塊鏈技術公司參與其中。國內，阿里健康與常州市合作了醫聯體+區塊鏈試點項目，眾享比特、邊界智能等區塊鏈技術創業公司也在布局相關項目。

2)區塊鏈+物聯網

物聯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，區塊鏈技術的物聯網應用將成為一個非常重要的應用領域。

場景一：供應鏈管理現代企業的供應鏈不斷延長，出現零碎化、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。核心企業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年就推出了一個區塊鏈供應鏈服務，客戶可以在云環境中測試基于區塊鏈的供應鏈應用來追蹤高價值商品，區塊鏈初創企業Everledger就使用了該項服務來推動鉆石供應鏈實現透明度。在國內IBM也與易見股份合作了“易見區塊鏈應用”，用于醫藥供應鏈及供應鏈金融領域。微軟推出的區塊鏈供應鏈項目ProjectManifest也已經吸引了13家合作伙伴，行業涉及汽車零部件件、醫療設備等。

初創型區塊鏈公司仍然是區塊鏈供應鏈項目落地的主體，國外如Skuchain主要開發區塊鏈供應鏈的解決方案，解決貿易融資當中的痛點，實現無紙化；Everledger主要開發鉆石防偽的區塊鏈應用；Chronicled利用區塊鏈技術來幫助驗證收藏類運動鞋；BlockVerify主打藥品的追蹤溯源等。

在國內，除了上述提到的易見供應鏈應用外，眾安科技推出了一項基于區塊鏈技術的雞養殖追蹤系統；區塊鏈初創公司食物優提供了一套基于區塊鏈技術的農場供應鏈客戶系統，已對接全球500多家農場，在提供驗證溯源服務的同時，還會提供基于物聯網的農業大數據分析，精準營銷獲客等服務，以增加服務附加值；唯鏈開發了一個基于區塊鏈技術的透明供應鏈平臺，與Chronicled類似，也是從奢侈品流通溯源入手，已經和10多個行業客戶展開合作。等等。

場景二：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。區塊鏈技術可以很好的解決這個問題，區塊鏈去中介化、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都在主動擁抱區塊鏈，希望借助區塊鏈技術提升效率、降低成本。創業公司中，赑特數字科技推出了運行在區塊鏈上的物聯網智能鎖系統，以此切入共享經濟領域。

場景三：能源管理分布式能源的發展帶來的一個問題是微電網的管理以及與現有的中央電網之間如何平衡。區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LO3Energy和ConsenSys合作，由LO3Energy負責能源相關的控制，ConsenSys提供區塊鏈底層技術，在紐約布魯克林區實現了一個點對點交易、自動化執行、無第三方中介的能源交易平臺，實現了10個住戶之間的能源交易和共享。

國內也有一家能源區塊鏈初創企業EnergoLabs，提供基于微電網和區塊鏈的P2P清潔能源生產和交易平臺及解決方案，目前在菲律賓已經有落地的試點項目，另外在澳大利亞和泰國也設立了分公司。另外，能鏈眾合打造的能源區塊鏈實驗室也在開發適用于能源環保行業的區塊鏈分布式賬本以及企業級區塊鏈應用。

除了上述提到的三大應用場景，區塊鏈技術在物聯網領域還可應用于充電樁共享、工業互聯網、智能家居等領域，不一而足，本文不再展開討論。

3)區塊鏈+IP版權&文化娛樂

互聯網流行以來，數字音樂、數字圖書、數字視頻、數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。但當下的互聯網生態里知識產權侵權現象嚴重，數字資產的版權保護成為了行業痛點。

區塊鏈去中介化、共識機制、不可篡改的特點，利用區塊鏈技術，能將文化娛樂價值鏈的各個環節進行有效整合、加速流通，縮短價值創造周期；同時，可實現數字內容的價值轉移，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，區塊鏈行業致力于解決版權問題的項目已為數不少，國外如Blockai幫助藝術工作者在區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發布了一個去中心化的數字版權管理解決方案，等等。

在國內，海螺區塊鏈與“豬八戒網”合作完成了基于海螺鏈構建的OneFair平臺和豬八戒網的對接；億書則瞄準的是數字出版行業，做一個集寫作、出版、分享為一體的綜合平臺；ETChain泛娛鏈打造IP數字資產交易平臺；國內首個獲得虛擬貨幣交易許可的區塊鏈資產交易平臺——黑石區塊鏈也將IP作為第一批交易品種。另外像YOYOW、紙貴科技、物鏈、知產鏈IPChain等創業公司也都在涉足IP版權領域。

4)區塊鏈+公共服務&教育

在公共服務、教育、慈善公益等領域，檔案管理、身份認證、公眾信任等問題都是客觀存在的，傳統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。區塊鏈技術能夠保證所有數據的完整性、永久性和不可更改性，因而可以有效解決這些行業在存證、追蹤、關聯、回溯等方面的難點和痛點。

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

綜合來看，作為一項基礎類技術，區塊鏈在眾多具備分布式、點對點交易、去信任等特點的行業領域都有極大的應用價值，現階段整個區塊鏈產業生態仍處于起步階段，各行業應用大多還有待探索和試驗，各行各業的應用不一而足，本文不再展開討論。有興趣的朋友可以進一步研究，也歡迎交流。

PartFour：區塊鏈領域的投資思考

Q：數字貨幣或挖礦類項目的投資機會

就比特幣而言，經過了7、8年發展，比特幣已經是目前最成熟的區塊鏈體系，圍繞其生態相關的項目對于早期投資而言基本上已經過了時間窗口，市面上的交易平臺已經有很多成熟的渠道，新平臺機會很小；礦機制造商也有臨近上市的。宏觀而言，比特幣POW驗證的模式瓶頸明顯，未來相關業務是否會繼續存在是個問題。對于VC機構而言，圍繞比特幣生態相關的項目投資價值已經比較低。9月4日，央行等7部委下發了《防范代幣發行融資風險公告》，禁止代幣融資交易平臺從事法定貨幣與代幣、“虛擬貨幣”相互之間的兌換業務，這一領域的投資機會也基本關閉了。

Q：ICO的投資價值與風險

ICO，首次加密代幣發行，源自股票市場的首次公開發行概念，是區塊鏈項目首次發行代幣。

具體來講，ICO就是區塊鏈項目通過發行代幣向投資者眾籌，而項目運營的情況將會反映在代幣的價值上，這樣投資者和創業團隊就都能享受到代幣帶來的收益。可以說，ICO使得開源IT社區里，第一次有了針對開發者的激勵機制。

對于區塊鏈這樣的早期技術，退出周期很長，而參與ICO，投資代幣能夠獲得投資資金的流動性。因此，國內外有一些機構成立專門投資ICO的基金，或直接以ICO的方式募集基金來投資ICO項目。但對于大多數基金機構而言，ICO項目的風險依然過高，估值定價、資金管控等都不透明。9月4日下發的《防范代幣發行融資風險公告》明確界定ICO為非法融資，宣告了ICO的死刑。這一領域不論是機構投資者還是個人投資者，都不建議參與。

Q：底層技術類項目的發展

國內做底層技術的公司，一類是基于以太坊智能合約進行的修改和優化；一類是基于自定義的加密算法、共識機制等研發的區塊鏈協議。從整個業態來看，像比特幣、以太坊這種底層技術平臺是開源的，因此對做底層技術及協議層的公司來說，不管是基于國外開源代碼改進還是自己重新架構，都需要找到一個可持續的商業模式。

通常來說，技術類公司的發展選擇有兩種：一種是建系統、搭平臺、布局生態；另一種是技術輸出，幫助客戶做應用。有理想的公司都希望做成開放式平臺，吸引各類開發者、創業者來開發自己的應用。但搭平臺前期比較難產生收入，投入高周期長，以前只能找VC投資，現在還可以依靠ICO融資，但風險依然很大，而且必然面臨巨頭的競爭，孰輸孰贏很難預料。

如果從應用切入，前期的投入少、門檻低，如果場景無縫銜接，很快就能變現。但這種“技術提供商”的模式很容易把自己變成一個勞動密集型的公司，實現規模化發展壓力大；比較理想的狀態是將應用模塊很好地產品化，與集成廠商合作推廣行業應用。

國內很多區塊鏈創業公司往往選擇同時涉足技術服務和平臺兩種模式。通過技術服務快速實現技術落地和盈利，支持平臺研發；通過平臺來布局未來，同時也能獲得更好的市場估值。

目前區塊鏈底層協議的成熟度和穩定性都還有很大欠缺，這也給優秀的技術團隊提供了更大的發展空間。長期來看，掌握底層核心技術研發及優化能力的團隊更有機會成長為底層技術和協議開發的平臺公司，基于對性能和安全性及應用場景的不同需求開發公有鏈或聯盟鏈，然后上面生長嫁接出很多不同行業的應用。我們認為這種平臺應該是具備特定的行業屬性或者功能屬性的。

Q：區塊鏈應用場景的挖掘

區塊鏈本質上是通過數學密碼學解決了人與人之間價值交互的信任及公平性問題，是對現有互聯網技術的升級補充。所以從這個意義上來說，它會對非常多的行業產生非常大的影響。

但并不是所有行業都適合應用區塊鏈技術。如何分析區塊鏈應用場景呢？我們可以參照以下的邏輯：

第一，一個好的區塊鏈技術應用場景一定會涉及到多個信任主體，大家需要有去信任中介的方式來合作。

第二，一定是主體之間有比較強的合作關系，這是商業的需要。

第三，目前的區塊鏈技術還只能用于中低頻交易，是否可以滿足交易需求。

第四，商業模式一定要完備、可持續。

從上述邏輯來看，金融、供應鏈管理、交通運輸、能源管理、電子政務等都是適合區塊鏈融合應用的領域。另外，區塊鏈領域的應用大體上可以分兩大類。一類是用區塊鏈的技術解決現今用其他技術已經解決的一些問題，但區塊鏈技術能更好地降低成本或者提升效率；另一類是用區塊鏈解決之前已有技術不能解決的問題。目前的區塊鏈應用還是以第一類為主。

Q：區塊鏈會不會是個泡沫？

目前有一個誤區，認為各種電影、音樂、圖片、大數據都可以運行在區塊鏈上，事實上短期內是不太可能的。目前主流公有鏈技術區塊都還是幾MB級別容量，如果把很多數據寫進區塊，區塊鏈的大小會短期內膨脹到無法存儲。如果把比特幣區塊鏈比喻成DOS系統，那么以太坊類的支持智能合約的就像windows95/98。所以就不難理解為什么說區塊鏈技術有很大潛力，但是目前還處在比較早期。

從Gartner發布的2017年技術成熟度曲線來看，區塊鏈正在從期望膨脹期進入幻滅期，市場泡沫依然存在，但也已經出現了以太坊、超級賬本、OpenBlockchain等可商業化的底層協議，行業應用逐漸增多。對于一種新興技術，我們往往會在短期內高估它的價值，但在長期的時間軸線上又往往會忽視它的影響，因此，對于區塊鏈技術我們始終抱有一種謹慎而樂觀的態度，多關注行業內的創業公司，你會發現改變隨時都在發生。

&區塊鏈目前仍是一項進化中的技術，雖然近期比特幣及ICO監管問題給區塊鏈生態帶來了極大的負面影響，但整個區塊鏈生態仍在持續進化和完善中。我們將持續關注這一領域的發展，也歡迎感興趣的朋友一同交流！

作者：川

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