区块链技术指南-2017.8-221页.pdf

1 .11 .21 .31 .41 .4 .11 .4 .21 .4 .31 .4 .41 .51 .5 .11 .5 .21 .5 .31 .5 .41 .61 .6 .11 .6 .21 .6 .31 .6 .41 .6 .51 .6 .61 .6 .71 .71 .7 .11 .7 .21 .7 .31 .7 .41 .7 .51 .7 .61 .7 .71 .7 .8目 錄前 言修 订 记 录如 何 贡 献区 块 链 思 想 的 诞 生 与 概 念从 数 字 货 币 说 起比 特 币 ： 前 所 未 有 的 社 会 学 实 验区 块 链 核 心 概 念小 结区 块 链 技 术 的 价 值 、 挑 战 与 展 望商 业 价 值关 键 技 术 和 挑 战趋 势 与 展 望小 结典 型 应 用 场 景金 融 服 务征 信 和 权 属 管 理资 源 共 享投 资 管 理物 联 网 与 供 应 链其 它 场 景小 结分 布 式 系 统 核 心 问 题一 致 性 问 题共 识 算 法FL P不 可 能 性 原 理CAP原 理ACID原 则Pa xo s与 Ra ft拜 占 庭 问 题 与 算 法可 靠 性 指 标21 .7 .91 .81 .8 .11 .8 .21 .8 .31 .8 .41 .8 .51 .8 .61 .8 .71 .8 .81 .8 .91 .91 .9 .11 .9 .21 .9 .31 .9 .41 .9 .51 .9 .61 .9 .71 .9 .81 .1 01 .1 0 .11 .1 0 .21 .1 0 .31 .1 0 .41 .1 0 .51 .1 0 .61 .1 11 .1 1 .11 .1 1 .21 .1 1 .31 .1 1 .41 .1 1 .51 .1 2小 结密 码 学 与 安 全 技 术Ha sh 算 法 与 摘 要加 解 密 算 法数 字 签 名数 字 证 书PKI体 系Me rkle 树同 态 加 密其 它 问 题小 结比 特 币 项 目 -思 想 诞 生 的 摇 篮简 介原 理 和 设 计挖 矿工 具共 识 机 制闪 电 网 络侧 链小 结Eth e re u m（ 以 太 坊 ） -技 术 落 地 的 实 验简 介安 装相 关 工 具协 议 设 计智 能 合 约 示 例 一小 结Hyp e rle d g e r（ 超 级 账 本 ） -商 用 分 布 式 账 本诞 生 与 发 展社 区 组 织五 大 顶 级 项 目开 发 和 提 交 代 码小 结Fa b ric部 署 与 管 理31 .1 2 .11 .1 2 .21 .1 2 .31 .1 2 .3 .11 .1 2 .3 .21 .1 2 .3 .31 .1 2 .3 .41 .1 2 .41 .1 31 .1 3 .11 .1 3 .21 .1 3 .31 .1 3 .41 .1 3 .51 .1 3 .61 .1 3 .71 .1 3 .81 .1 41 .1 4 .11 .1 4 .21 .1 4 .31 .1 4 .41 .1 51 .1 5 .11 .1 5 .21 .1 5 .31 .1 5 .41 .1 61 .1 6 .11 .1 6 .21 .1 6 .31 .1 71 .1 7 .1简 介使 用 Fa b ric1 .0 版 本Fa b ricv0 .6安 装 部 署使 用 ch a in co d e权 限 管 理Pyth o n 客 户 端小 结区 块 链 应 用 开 发简 介链 上 代 码 工 作 原 理示 例 一 ： 信 息 公 证示 例 二 ： 交 易 资 产示 例 三 ： 数 字 货 币 发 行 与 管 理示 例 四 ： 学 历 认 证示 例 五 ： 社 区 能 源 共 享小 结Fa b ric架 构 与 设 计简 介架 构 设 计消 息 协 议小 结区 块 链 即 服 务Blu e mixBa a S超 能 Ba a S使 用 Hyp e rle d g e rCe llo 搭 建 区 块 链 服 务小 结性 能 与 评 测简 介Hyp e rle d g e rFa b ricv0 .6小 结附 录术 语41 .1 7 .21 .1 7 .31 .1 7 .41 .1 7 .5常 见 问 题相 关 组 织Pro to Bu f与 g RPC资 源 链 接5区 块 链 技 术 指 南0 .9 .0区 块 链 技 术 是 金 融 科 技 （ Fin te ch ） 领 域 的 一 项 重 要 技 术 创 新 。作 为 去 中 心 化 记 账 （ De ce n tra lize d L e d g e rTe ch n o lo g y， DL T） 平 台 的 核 心 技 术 ， 区 块 链 被 认为 在 金 融 、 征 信 、 物 联 网 、 经 济 贸 易 结 算 、 资 产 管 理 等 众 多 领 域 都 拥 有 广 泛 的 应 用 前 景 。 区块 链 技 术 自 身 尚 处 于 快 速 发 展 的 初 级 阶 段 ， 现 有 区 块 链 系 统 在 设 计 和 实 现 中 利 用 了 分 布 式 系统 、 密 码 学 、 博 弈 论 、 网 络 协 议 等 诸 多 学 科 的 知 识 ， 为 学 习 原 理 和 实 践 应 用 都 带 来 了 不 小 的挑 战 。目 前 该 领 域 尚 缺 乏 一 本 较 为 系 统 的 技 术 资 料 。 本 书 希 望 可 以 探 索 区 块 链 概 念 的 来 龙 去 脉 ， 剥茧 抽 丝 ， 剖 析 关 键 技 术 原 理 ， 同 时 讲 解 实 践 应 用 。 在 开 发 相 关 开 源 项 目 ， 以 及 编 写 区 块 链 平台 的 过 程 中 ， 笔 者 积 累 了 一 些 实 践 经 验 ， 也 通 过 本 书 一 并 分 享 出 来 ， 希 望 能 推 动 区 块 链 技 术的 早 日 成 熟 和 更 多 应 用 场 景 的 出 现 。阅 读 使 用本 书 适 用 于 对 区 块 链 技 术 感 兴 趣 ， 且 具 备 一 定 信 息 和 金 融 基 础 知 识 的 读 者 ； 无 技 术 背 景 的 读者 也 可 以 从 中 了 解 到 区 块 链 的 应 用 现 状 。在 线 阅 读 ： GitBo o k或 GitHu bp d f版 本 下 载e p u b 版 本 下 载进 阶 学 习前 言6版 本 历 史1 .0 .0 :2 0 1 7 -XX-YYTBD；0 .9 .0 :2 0 1 7 -0 8 -2 4修 正 字 词 ；添 加 fa b ric1 .0 的 内 容 ； 区 块 链 原 理 、 设 计 与 应 用 正 式 出 版 。0 .8 .0 :2 0 1 7 -0 3 -0 7完 善 应 用 场 景 等 ；完 善 分 布 式 系 统 技 术 ；完 善 密 码 学 技 术 ；根 据 最 新 代 码 更 新 Hyp e rle d g e r使 用 。0 .7 .0 :2 0 1 6 -0 9 -1 0完 善 一 致 性 技 术 等 ；修 正 文 字 。0 .6 .0 :2 0 1 6 -0 8 -0 5修 改 文 字 ；增 加 更 多 智 能 合 约 ；增 加 更 多 业 务 场 景 。0 .5 .0 :2 0 1 6 -0 7 -1 0增 加 Hyp e rle d g e r项 目 的 内 容 ；增 加 以 太 坊 项 目 内 容 ；增 加 闪 电 网 络 介 绍 、 关 键 技 术 剖 析 ；补 充 区 块 链 即 服 务 ；增 加 比 特 币 项 目 。0 .4 .0 :2 0 1 6 -0 6 -0 2添 加 应 用 场 景 分 析 。0 .3 .0 :2 0 1 6 -0 5 -1 2添 加 数 字 货 币 问 题 分 析 。0 .2 .0 :2 0 1 6 -0 4 -0 7添 加 Hyp e rle d g e r项 目 简 介 。0 .1 .0 :2 0 1 6 -0 1 -1 7修 订 记 录1 0添 加 区 块 链 简 介 。修 订 记 录1 1参 与 贡 献贡 献 者 名 单 。区 块 链 技 术 自 身 仍 在 快 速 发 展 中 ， 生 态 环 境 也 在 蓬 勃 成 长 。本 书 源 码 开 源 托 管 在 Gith u b 上 ， 欢 迎 参 与 维 护 ： g ith u b .co m/ye a sy/b lo ckch a in _ g u id e 。首 先 ， 在 GitHu b 上 fork到 自 己 的 仓 库 ， 如 docker_user/blockchain_guide， 然 后 clone到 本 地 ， 并 设 置 用 户 信 息 。$gitclonegitgithub:docker_user/blockchain_guide.git$cdblockchain_guide$gitconfiguser.nameyourname$gitconfiguser.emailyouremail更 新 内 容 后 提 交 ， 并 推 送 到 自 己 的 仓 库 。$#dosomechangeonthecontent$gitcommit-amFixissue#1:changehelotohello$gitpush最 后 ， 在 GitHu b 网 站 上 提 交 p u llre q u e st即 可 。另 外 ， 建 议 定 期 使 用 项 目 仓 库 内 容 更 新 自 己 仓 库 内 容 。$gitremoteaddupstreamgithub/yeasy/blockchain_guide$gitfetchupstream$gitcheckoutmaster$gitrebaseupstream/master$gitpush-foriginmaster如 何 贡 献1 2概 况任 何 事 物 的 发 展 ， 从 来 不 是 一 蹴 而 就 的 。商 贸 合 作 中 签 订 的 合 同 ， 怎 么 确 保 对 方 能 遵 守 和 执 行 ？餐 厅 宣 称 刚 从 海 里 打 捞 上 来 的 三 文 鱼 ， 怎 么 证 明 捕 捞 时 间 和 运 输 中 的 卫 生 ？数 字 世 界 里 ， 怎 么 证 明 你 对 资 产 的 所 有 ？囚 徒 困 境 中 的 两 个 人 ， 怎 样 能 达 成 利 益 的 最 大 化 ？宇 宙 不 同 文 明 之 间 的 猜 疑 链 ， 有 没 有 可 能 打 破 ？这 些 看 似 很 难 解 决 的 问 题 ， 在 区 块 链 的 世 界 里 已 经 有 了 初 步 的 答 案 。本 章 将 简 要 介 绍 区 块 链 相 关 的 背 景 知 识 ， 包 括 其 起 源 、 定 位 、 涉 及 到 的 关 键 技 术 点 以 及 潜 在的 商 业 价 值 。 并 对 区 块 链 的 发 展 进 行 展 望 。区 块 链 思 想 的 诞 生 与 概 念1 3从 数 字 货 币 说 起货 币 是 人 类 文 明 发 展 过 程 中 的 一 大 发 明 ， 最 重 要 的 职 能 包 括 价 值 尺 度 、 流 通 手 段 、 贮 藏 手段 。 很 难 想 象 离 开 了 货 币 ， 现 代 社 会 庞 大 而 复 杂 的 经 济 和 金 融 体 系 还 能 否 持 续 运 转 。历 史 上 ， 货 币 的 形 态 经 历 了 多 个 阶 段 的 演 化 ， 包 括 实 物 货 币 、 金 属 货 币 、 代 用 货 币 、 信 用 货币 、 电 子 货 币 、 数 字 货 币 等 。 货 币 自 身 的 价 值 依 托 也 从 实 物 价 值 、 发 行 方 信 用 价 值 ， 到 今 天出 现 的 对 信 息 系 统 （ 包 括 算 法 、 数 学 、 密 码 学 、 软 件 等 ） 的 信 任 价 值 。注 ： 中 国 最 早 的 关 于 货 币 的 确 切 记 载 “夏 后 以 玄 币 ”出 现 在 恒 宽 盐 铁 论 错 币 。需 求一 般 等 价 物 都 可 以 作 为 货 币 使 用 。 然 而 平 时 最 常 见 的 还 是 纸 币 本 位 制 ， 既 方 便 携 带 、 不 易 仿制 、 又 相 对 容 易 辩 伪 。注 意 ， 严 格 来 讲 ， 货 币 （ mo n e y） 不 等 于 现 金 或 通 货 （ ca sh ， cu rre n cy） ， 货 币 的 范 围 更广 。或 许 有 人 认 为 信 用 卡 相 对 纸 币 形 式 更 方 便 。 相 对 于 信 用 卡 这 样 的 集 中 式 支 付 体 系 来 说 ， 货 币提 供 了 更 好 的 匿 名 性 。 另 外 ， 一 旦 碰 到 系 统 故 障 、 断 网 、 没 有 刷 卡 机 器 等 情 况 ， 信 用 卡 就 不可 用 了 。无 论 是 货 币 ， 还 是 信 用 卡 模 式 ， 都 需 要 额 外 的 系 统 （ 例 如 银 行 ） 来 完 成 生 产 、 分 发 、 管 理 等操 作 ， 带 来 很 大 的 额 外 成 本 和 使 用 风 险 。 诸 如 伪 造 、 信 用 卡 诈 骗 、 盗 刷 、 转 账 等 安 全 事 件 屡见 不 鲜 。很 自 然 的 ， 如 果 能 实 现 一 种 数 字 货 币 ， 保 持 既 有 货 币 的 这 些 特 性 ， 消 除 纸 质 货 币 的 缺 陷 ， 无疑 将 带 来 巨 大 的 社 会 变 革 ， 极 大 提 高 经 济 活 动 的 运 作 效 率 。比 较让 我 们 来 对 比 现 在 的 数 字 货 币 和 现 实 生 活 中 的 纸 币 ：从 数 字 货 币 说 起1 4属性 分 析 胜出方便携 这 点 上 应 该 没 有 争 议 ， 显 然 数 字 形 式 的 货 币 胜 出 。 数字货币防伪 这 点 上 应 该 说 两 者 各 有 千 秋 ， 但 数 字 货 币 可 能 略 胜 一 筹 。 纸 币 依 靠 的 是 各 种设 计 （ 纸 张 、 油 墨 、 暗 纹 、 夹 层 等 ） 上 的 精 巧 ， 数 字 货 币 依 靠 的 则 是 密 码 学上 的 保 障 。 事 实 上 ， 纸 币 的 伪 造 时 有 发 生 ， 但 数 字 货 币 的 伪 造 明 面 上 还 没 能实 现 。数字货币辩伪 纸 币 即 使 依 托 验 钞 机 仍 会 有 误 判 情 况 ， 数 字 货 币 依 靠 密 码 学 基 本 不 可 能 出错 。 数 字 货 币 胜 出 。 数字货币匿名 通 常 情 况 下 ， 两 者 都 能 提 供 很 好 的 匿 名 性 。 但 都 无 法 防 御 有 意 的 追 踪 。 平局交易 对 纸 币 来 说 ， 谁 持 有 纸 币 就 是 合 法 拥 有 者 ， 交 易 通 过 纸 币 自 身 的 转 移 即 可 完成 。 对 数 字 货 币 来 说 则 复 杂 的 多 ， 因 为 任 何 数 字 物 品 都 是 可 以 被 复 制 的 ， 因此 需 要 额 外 的 机 制 。 为 此 ， 比 特 币 发 明 了 区 块 链 技 术 来 确 保 可 靠 不 可 篡 改 的交 易 。纸币资源 1 0 0 美 元 钞 票 的 生 产 成 本 是 0 .1 美 元 左 右 。 1 0 0 面 额 人 民 币 的 生 产 成 本 说 法众 多 ， 但 估 计 应 该 在 几 毛 到 几 块 范 围 内 。 数 字 货 币 消 耗 的 资 源 则 复 杂 的 多 ，以 最 坏 情 况 估 计 ， 算 出 来 多 少 就 要 消 耗 多 少 电 （ 往 往 要 更 多 ） 。纸币发行 纸 币 的 发 行 需 要 第 三 方 机 构 的 参 与 ， 数 字 货 币 则 通 过 分 布 式 算 法 来 完 成 发行 。 在 人 类 历 史 上 ， 通 胀 和 通 缩 往 往 是 不 合 理 地 发 行 货 币 造 成 的 ； 数 字 货 币尚 无 机 会 被 验 证 ， 在 这 方 面 的 表 现 还 有 待 观 察 。平局可 见 ， 数 字 货 币 并 非 在 所 有 领 域 都 优 于 已 有 的 货 币 形 式 。 不 带 前 提 的 在 所 有 领 域 都 鼓 吹 数 字货 币 并 不 是 一 种 严 谨 的 态 度 ， 应 该 针 对 具 体 情 况 具 体 分 析 。 实 际 上 ， 仔 细 观 察 目 前 支 持 数 字货 币 的 交 易 机 构 就 会 发 现 端 倪 ， 当 前 还 没 有 一 种 数 字 货 币 能 完 整 起 到 货 币 的 职 能 。最 后 ， 虽 然 当 前 的 数 字 货 币 “实 验 ”已 经 取 得 了 巨 大 成 功 ， 但 可 见 的 局 限 也 很 明 显 ： 其 依 赖 的 分布 式 账 本 技 术 还 缺 乏 大 规 模 场 景 下 考 验 ； 性 能 和 安 全 性 还 有 待 提 升 ； 资 源 的 消 耗 还 过 高 等等 。 这 些 问 题 还 有 待 于 相 关 技 术 的 进 一 步 发 展 。实 现 挑 战设 计 和 实 现 一 个 数 字 货 币 并 非 易 事 。在 现 实 生 活 中 ， 因 为 纸 币 具 备 可 转 移 性 ， 相 对 容 易 地 完 成 价 值 的 交 割 。 但 是 因 为 电 子 内 容 天然 具 备 零 复 制 成 本 ， 无 法 通 过 发 送 电 子 内 容 来 完 成 价 值 的 转 移 。 持 有 人 可 以 试 图 将 同 一 份 电子 货 币 发 给 多 个 人 ， 这 种 被 称 为 “双 重 支 付 攻 击 （ Do u b le -Sp e n t） ”。从 数 字 货 币 说 起1 5也 许 有 人 会 讲 ， 当 前 银 行 中 的 货 币 都 是 电 子 化 的 ， 因 为 通 过 账 号 里 面 的 数 字 记 录 了 资 产 。 说的 没 错 ， 这 种 电 子 货 币 模 式 有 人 称 为 “数 字 货 币 1 .0 ”， 它 实 际 上 是 假 定 存 在 一 个 安 全 可 靠 的 第三 方 记 账 机 构 来 实 现 ， 这 个 机 构 利 用 信 用 作 为 抵 押 ， 来 完 成 交 易 。这 种 中 心 化 控 制 下 的 数 字 货 币 实 现 相 对 简 单 ， 但 需 要 一 个 中 心 管 控 系 统 。 但 是 ， 很 多 时 候 并不 存 在 一 个 安 全 可 靠 的 第 三 方 记 账 机 构 来 充 当 这 个 中 心 管 控 的 角 色 。例 如 ， 贸 易 两 国 可 能 缺 乏 足 够 的 外 汇 储 备 ； 网 络 上 的 匿 名 双 方 进 行 直 接 买 卖 ； 交 易 的 两 个 机构 彼 此 互 不 信 任 ， 找 不 到 双 方 都 认 可 的 第 三 方 担 保 ； 汇 率 的 变 化 ； 可 能 无 法 连 接 到 第 三 方 的系 统 ； 第 三 方 的 系 统 可 能 会 出 现 故 障 总 结 一 下 ， 在 去 中 心 化 的 场 景 下 ， 存 在 几 个 难 题 ：货 币 的 防 伪 ： 谁 来 负 责 验 证 货 币 ；货 币 交 易 ： 如 何 确 定 货 币 从 一 方 转 移 到 另 外 一 方 ；避 免 双 重 支 付 ： 如 何 避 免 出 现 双 重 支 付 。好 吧 ， 这 事 其 实 不 太 容 易 。比 特 币 出 现在 不 存 在 一 个 第 三 方 记 账 机 构 的 情 况 下 ， 如 何 实 现 一 个 数 字 货 币 系 统 呢 ？近 三 十 年 来 ， 数 字 货 币 技 术 朝 着 这 个 方 向 努 力 ， 经 历 了 几 代 演 进 ， 包 括 e -Ca sh 、 Ha sh Ca sh 、 B-mo n e y等 。1 9 8 3 年 ， Da vid Ch a u m最 早 提 出 e ca sh ， 并 于 1 9 8 9 年 创 建 了 Dig ica sh 公 司 。 e ca sh 系 统 是首 个 匿 名 化 的 数 字 加 密 货 币 （ a n o n ymo u scryp to g ra p h ice le ctro n icmo n e y,o re le ctro n icca shsyste m） ， 基 于 Da vid Ch a u m发 明 的 盲 签 名 技 术 ， 曾 被 应 用 于 银 行 小 额 支 付 中 。 e ca sh 依 赖于 一 个 中 心 化 的 中 介 机 构 ， 导 致 它 最 终 失 败 。1 9 9 7 年 ， Ad a mBa ck发 明 了 Ha sh ca sh ， 来 解 决 邮 件 系 统 中 Do S攻 击 问 题 。 Ha sh ca sh 首 次提 出 用 工 作 量 证 明 （ Pro o fo fWo rk， Po W） 机 制 来 获 取 额 度 ， 该 机 制 后 来 被 后 续 数 字 货 币 技术 所 采 用 。1 9 9 8 年 ， We iDa i提 出 了 B-mo n e y， 将 Po W引 入 数 字 货 币 生 成 过 程 中 。 B-mo n e y同 时 是 首个 面 向 去 中 心 化 设 计 的 数 字 货 币 。 从 概 念 上 看 已 经 比 较 完 善 ， 但 是 很 遗 憾 的 是 ， 其 未 能 提 出具 体 的 设 计 实 现 。上 面 这 些 数 字 货 币 都 或 多 或 少 的 依 赖 于 一 个 第 三 方 系 统 的 信 用 担 保 。 直 到 比 特 币 的 出 现 ， 将Po W与 共 识 机 制 结 合 在 一 起 ， 首 次 从 实 践 意 义 上 实 现 了 一 套 去 中 心 化 的 数 字 货 币 系 统 。比 特 币 网 络 无 需 任 何 管 理 机 构 ， 自 身 通 过 数 学 和 密 码 学 原 理 来 确 保 了 所 有 交 易 的 成 功 进 行 ，比 特 币 自 身 的 价 值 是 通 过 背 后 的 计 算 力 为 背 书 。 这 也 促 使 人 们 开 始 思 考 在 未 来 的 数 字 世 界中 ， 该 如 何 衡 量 价 值 ， 如 何 发 行 货 币 。从 数 字 货 币 说 起1 6目 前 看 来 ， 数 字 货 币 比 较 有 影 响 力 的 模 式 有 两 种 ， 一 种 是 类 似 p a yp a l这 样 的 选 择 跟 已 有 的 系统 合 作 ， 成 为 代 理 ； 一 种 是 以 比 特 币 这 样 的 完 全 丢 弃 已 有 体 系 的 分 布 式 技 术 。现 在 还 很 难 讲 哪 种 模 式 将 成 为 未 来 的 主 流 ， 甚 至 未 来 还 可 能 出 现 更 先 进 的 技 术 。 但 对 比 特 币这 一 类 数 字 货 币 的 设 计 进 行 探 索 ， 将 是 一 件 十 分 有 趣 的 事 情 。从 数 字 货 币 说 起1 7什 么 是 比 特 币历 史2 0 0 8 年 1 0 月 3 1 日 ， 化 名 Sa to sh iNa ka mo to （ 中 本 聪 ） 的 人 提 出 了 比 特 币 的 设 计 白 皮 书（ 最 早 见 于 me tzd o wd 邮 件 列 表 ） ， 并 在 2 0 0 9 年 公 开 了 最 初 的 实 现 代 码 ， 第 一 个 比 特 币 是2 0 0 9 年 1 月 3 日 1 8 :1 5 :0 5 生 成 。 但 真 正 流 行 起 来 还 是 在 2 0 1 0 年 后 的 事 情 。 其 官 方 网 站 是b itco in 。发 明 人 （ 传 言 代 号 为 中 本 聪 的 澳 大 利 亚 人 ） 到 目 前 为 止 尚 无 法 确 认 身 份 ， 据 推 测 ， 背 后 也 可能 是 一 个 团 队 。尽 管 充 满 了 争 议 ， 但 从 技 术 角 度 看 ， 比 特 币 仍 然 是 数 字 货 币 历 史 上 一 次 了 不 起 的 创 新 。 比 特币 网 络 在 2 0 0 9 年 上 线 以 来 已 经 在 全 球 范 围 内 7*24小 时 运 行 接 近 8 年 时 间 ， 支 持 过 单 笔 1 .5亿 美 金 的 交 易 。 比 特 币 网 络 由 数 千 个 核 心 节 点 参 与 构 成 ， 没 有 任 何 中 心 的 运 维 参 与 ， 支 持 了稳 定 上 升 的 交 易 量 。比 特 币 之 所 以 受 到 无 数 金 融 从 业 者 的 热 捧 ， 在 于 它 首 次 真 正 意 义 上 实 现 了 足 够 安 全 可 靠 的 去中 心 化 数 字 货 币 机 制 。作 为 一 种 概 念 金 融 货 币 ， 比 特 币 主 要 是 希 望 解 决 已 有 金 融 货 币 系 统 的 几 个 问 题 ：被 掌 控 在 发 行 机 构 手 中 ；自 身 的 价 值 无 法 保 证 ；无 法 匿 名 化 交 易 。搞 金 融 的 人 都 能 想 到 ， 实 际 上 ， 要 设 计 这 么 一 套 系 统 ， 最 关 键 的 还 是 一 套 强 大 的 交 易 记 录 系统 和 中 立 的 货 币 发 行 机 制 。首 先 ， 这 个 系 统 要 能 中 立 、 公 正 、 无 法 被 篡 改 地 记 录 发 生 过 的 每 一 笔 交 易 。 对 比 已 有 的 银 行系 统 ， 可 以 看 出 ， 现 在 的 银 行 机 制 作 为 第 三 方 ， 是 有 代 价 的 提 供 了 这 样 的 服 务 ， 即 如 果 交 易双 方 都 相 信 银 行 的 数 据 库 ， 那 么 就 没 问 题 了 。 可 是 如 果 是 世 界 范 围 内 流 通 的 货 币 呢 ？ 有 哪 个银 行 能 让 大 家 完 全 信 任 它 ？ 于 是 ， 需 要 有 一 套 分 布 式 的 数 据 库 ， 在 世 界 范 围 内 都 可 以 访 问 ，而 且 都 无 法 去 控 制 。 这 也 就 是 区 块 链 设 计 的 目 的 。货 币 的 发 行 则 是 通 过 比 特 币 的 协 议 来 规 定 的 ， 总 量 必 须 控 制 ， 发 行 速 度 会 自 动 调 整 。 既 然 总量 一 定 ， 那 么 单 个 比 特 币 的 价 值 肯 定 会 随 着 承 认 比 特 币 的 实 体 经 济 的 加 入 而 水 涨 船 高 。 发 行速 度 的 调 整 则 避 免 了 通 胀 或 者 滞 涨 的 出 现 。比 特 币 到 区 块 链比 特 币 ： 前 所 未 有 的 社 会 学 实 验1 82 0 1 4 年 开 始 ， 比 特 币 背 后 的 区 块 链 （ Blo ckch a in ） 技 术 受 到 大 家 关 注 ， 并 正 式 引 发 了 分 布 式记 账 本 （ Distrib u te d L e d g e r） 技 术 的 革 新 浪 潮 。人 们 开 始 意 识 到 ， 记 账 本 相 关 的 技 术 ， 对 于 资 产 （ 包 括 有 形 资 产 和 无 形 资 产 ） 的 管 理 （ 包 括所 有 权 和 流 通 ） 十 分 关 键 ； 而 去 中 心 化 的 分 布 式 记 账 本 技 术 ， 对 于 当 前 开 放 多 维 化 的 商 业 网络 意 义 重 大 。 区 块 链 ， 正 是 实 现 去 中 心 化 记 账 本 系 统 的 一 种 极 具 潜 力 的 可 行 技 术 。目 前 ， 区 块 链 技 术 已 经 脱 离 开 比 特 币 ， 在 包 括 金 融 、 贸 易 、 征 信 、 物 联 网 、 共 享 经 济 等 诸 多领 域 崭 露 头 角 。 现 在 当 人 们 提 到 “区 块 链 ”时 ， 往 往 已 经 与 比 特 币 网 络 没 有 直 接 联 系 了 ， 除 非 特别 指 出 是 承 载 比 特 币 交 易 系 统 的 “比 特 币 区 块 链 ”。比 特 币 ： 前 所 未 有 的 社 会 学 实 验1 9什 么 是 区 块 链定 义区 块 链 （ Blo ckch a in ） 技 术 自 身 仍 然 在 飞 速 发 展 中 ， 目 前 还 缺 乏 统 一 的 规 范 和 标 准 。wikip e d ia 给 出 的 定 义 为 ：Ab lo ckch a in o rig in a lly,b lo ckch a in isa d istrib u te d d a ta b a se th a tma in ta in saco n tin u o u sly-g ro win g listo fd a ta re co rd sh a rd e n e d a g a in stta mp e rin g a n d re visio n .Itco n sistso fd a ta stru ctu re b lo ckswh ich h o ld e xclu sive lyd a ta in in itia lb lo ckch a inimp le me n ta tio n s,a n d b o th d a ta a n d p ro g ra msin so me o fth e mo re re ce n timp le me n ta tio n swith e a ch b lo ckh o ld in g b a tch e so fin d ivid u a ltra n sa ctio n sa n d th ere su ltso fa n yb lo ckch a in e xe cu ta b le s.Ea ch b lo ckco n ta in sa time sta mp a n din fo rma tio n lin kin g itto a p re vio u sb lo ck.最 早 区 块 链 技 术 雏 形 出 现 在 比 特 币 项 目 中 。 作 为 比 特 币 背 后 的 分 布 式 记 账 平 台 ， 在 无 集 中 式管 理 的 情 况 下 ， 比 特 币 网 络 稳 定 运 行 了 近 八 年 时 间 ， 支 持 了 海 量 的 交 易 记 录 ， 并 未 出 现 严 重的 漏 洞 。注 ： 比 特 币 历 史 上 唯 一 已 知 的 漏 洞 事 件 曾 导 致 比 特 币 的 恶 意 增 发 ， 但 问 题 很 快 被 发 现 并 修正 ， 相 关 非 法 交 易 被 撤 销 。公 认 的 最 早 关 于 区 块 链 的 描 述 性 文 献 是 中 本 聪 所 撰 写 的 比 特 币 ： 一 种 点 对 点 的 电 子 现 金 系统 ， 但 该 文 献 重 点 在 于 讨 论 比 特 币 系 统 ， 实 际 上 并 没 有 明 确 提 出 区 块 链 的 定 义 和 概 念 。 在 其中 ， 区 块 链 被 描 述 为 用 于 记 录 比 特 币 交 易 的 账 目 历 史 。区 块 链 核 心 概 念2 0图 1 .4 .3 .1 -古 老 的 账 本记 账 技 术 历 史 悠 久 ， 现 代 复 式 记 账 系 统 （ Do u b le En tryBo o kke e p in g ） 是 由 意 大 利 数 学 家 卢 卡帕 西 奥 利 ， 1 4 9 4 年 在 Su mma d e a rith me tica ,g e o me trica ,p ro p o rtio n ie tp ro p o rtio n a lit 一 书 中 最 早 制 定 。 复 式 记 账 法 对 每 一 笔 账 目 同 时 记 录 来 源 和 去 向 ， 首 次 将 对 账 验 证 功 能 引 入记 账 过 程 ， 提 升 了 记 账 的 可 靠 性 。 从 这 个 角 度 来 看 ， 区 块 链 是 首 个 自 带 对 账 功 能 的 数 字 记 账技 术 实 现 。更 广 泛 意 义 地 看 ， 区 块 链 属 于 一 种 去 中 心 化 的 记 录 技 术 。 参 与 到 系 统 上 的 节 点 ， 可 能 不 属 于同 一 组 织 、 彼 此 无 需 信 任 ； 区 块 链 数 据 由 所 有 节 点 共 同 维 护 ， 每 个 参 与 维 护 节 点 都 能 复 制 获得 一 份 完 整 记 录 的 拷 贝 。跟 传 统 的 记 账 技 术 相 比 ， 其 特 点 应 该 包 括 ：维 护 一 条 不 断 增 长 的 链 ， 只 可 能 添 加 记 录 ， 而 发 生 过 的 记 录 都 不 可 篡 改 ；去 中 心 化 ， 或 者 说 多 中 心 化 ， 无 需 集 中 的 控 制 而 能 达 成 共 识 ， 实 现 上 尽 量 分 布 式 ；通 过 密 码 学 的 机 制 来 确 保 交 易 无 法 抵 赖 和 破 坏 ， 并 尽 量 保 护 用 户 信 息 和 记 录 的 隐 私 性 。更 进 一 步 的 ， 还 可 以 将 智 能 合 约 跟 区 块 链 结 合 到 一 起 ， 让 其 提 供 除 了 交 易 （ 比 特 币 区 块 链 已经 支 持 简 单 的 脚 本 计 算 ） 功 能 外 更 灵 活 的 合 约 功 能 ， 执 行 更 为 复 杂 的 操 作 。 这 样 扩 展 之 后 的区 块 链 ， 已 经 超 越 了 单 纯 数 据 记 录 的 功 能 了 ， 实 际 上 带 有 点 “普 适 计 算 ”的 意 味 了 。从 技 术 特 点 上 ， 可 以 看 到 现 在 区 块 链 技 术 的 三 种 典 型 应 用 场 景 ：区 块 链 核 心 概 念2 1定 位 功 能 智 能 合 约 一 致 性 权限 类型 性能 代 表公 信 的 数字 货 币 记 账功 能 不 带 有 或 较弱 Po W 无 公有链较低 比 特 币公 信 的 交易 处 理 智 能合 约 图 灵 完 备 Po W、Po S 无 公有链受限 以 太 坊带 权 限 的交 易 处 理 商 业处 理 多 种 语 言 ，图 灵 完 备 多 种 ， 可插 拔 支持 联盟链可扩展 Hyp e rle d g e r基 本 原 理区 块 链 的 基 本 原 理 理 解 起 来 并 不 难 。 基 本 概 念 包 括 ：交 易 （ Tra n sa ctio n ） ： 一 次 操 作 ， 导 致 账 本 状 态 的 一 次 改 变 ， 如 添 加 一 条 记 录