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区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。所谓共识机制是区块链系统中实现不同节点之间建立信任、获取权益的数学算法。

区块链

区块链(Blockchain)是比特币的一个重要概念,货币联合清华大学五道口金融学院互联网金融实验室、新浪科技发布的《2014—2016全球比特币发展研究报告》提到区块链是比特币的底层技术和基础架构。本质上是一个去中心化的数据库,同时作为比特币的底层技术。区块链是一串使用密码学方法相关联产生的数据块,每一个数据块中包含了一次比特币网络交易的信息,用于验证其信息的有效性(防伪)和生成下一个区块。

一、区块链的定义

狭义来讲,区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构, 并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。广义来讲,区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算范式。

二、区块链基础架构模型

一般说来,区块链系统由数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层组成。 其中,数据层封装了底层数据区块以及相关的数据加密和时间戳等技术;网络层则包括分布式组网机制、数据传播机制和数据验证机制等;共识层主要封装网络节点的各类共识算法;激励层将经济因素集成到区块链技术体系中来,主要包括经济激励的发行机制和分配机制等;合约层主要封装各类脚本、算法和智能合约,是区块链可编程特性的基础;应用层则封装了区块链的各种应用场景和案例。该模型中,基于时间戳的链式区块结构、分布式节点的共识机制、基于共识算力的经济激励和灵活可编程的智能合约是区块链技术最具代表性的创新点。

三、区块链核心技术简介

区块链主要解决的交易的信任和安全问题,因此它针对这个问题提出了四个技术创新:

第一个叫分布式账本,就是交易记账由分布在不同地方的多个节点共同完成,而且每一个节点都记录的是完整的账目,因此它们都可以参与监督交易合法性,同时也可以共同为其作证。不同于传统的中心化记账方案,没有任何一个节点可以单独记录账目,从而避免了单一记账人被控制或者被贿赂而记假账的可能性。另一方面,由于记账节点足够多,理论上讲除非所有的节点被破坏,否则账目就不会丢失,从而保证了账目数据的安全性。

区块链

第二个叫做非对称加密和授权技术,存储在区块链上的交易信息是公开的,但是账户身份信息是高度加密的,只有在数据拥有者授权的情况下才能访问到,从而保证了数据的安全和个人的隐私。

第三个叫做共识机制,就是所有记账节点之间怎么达成共识,去认定一个记录的有效性,这既是认定的手段,也是防止篡改的手段。区块链提出了四种不同的共识机制,适用于不同的应用场景,在效率和安全性之间取得平衡。以比特币为例,采用的是工作量证明,只有在控制了全网超过51%的记账节点的情况下,才有可能伪造出一条不存在的记录。当加入区块链的节点足够多的时候,这基本上不可能,从而杜绝了造假的可能。

最后一个技术特点叫智能合约,智能合约是基于这些可信的不可篡改的数据,可以自动化的执行一些预先定义好的规则和条款。以保险为例,如果说每个人的信息(包括医疗信息和风险发生的信息)都是真实可信的,那就很容易的在一些标准化的保险产品中,去进行自动化的理赔。

四、区块链的分类

区块链目前分为三类,在货币发行的《区块链:定义未来金融与经济新格局》一书中就有详细介绍,其中混合区块链和私有区块链可以认为是广义的私链:

公有区块链(PublicBlockChains)

公有区块链是指:世界上任何个体或者团体都可以发送交易,且交易能够获得该区块链的有效确认,任何人都可以参与其共识过程。公有区块链是最早的区块链,也是目前应用最广泛的区块链,各大bitcoins系列的虚拟数字货币均基于公有区块链,世界上有且仅有一条该币种对应的区块链。

区块链

联合(行业)区块链(ConsortiumBlockChains)

行业区块链:由某个群体内部指定多个预选的节点为记账人,每个块的生成由所有的预选节点共同决定(预选节点参与共识过程),其他接入节点可以参与交易,但不过问记账过程(本质上还是托管记账,只是变成分布式记账,预选节点的多少,如何决定每个块的记账者成为该区块链的主要风险点),其他任何人可以通过该区块链开放的API进行限定查询。

私有区块链(privateBlockChains)

私有区块链:仅仅使用区块链的总账技术进行记账,可以是一个公司,也可以是个人,独享该区块链的写入权限,本链与其他的分布式存储方案没有太大区别。目前(Dec2015)保守的巨头(传统金融)都是想实验尝试私有区块链,而公链的应用例如bitcoin已经工业化,私链的应用产品还在摸索当中。

五、区块链的特征

去中心化

由于使用分布式核算和存储,不存在中心化的硬件或管理机构,任意节点的权利和义务都是均等的,系统中的数据块由整个系统中具有维护功能的节点来共同维护。

得益于区块链的去中心化特征,比特币也拥有去中心化的特征,在火币联合清华大学五道口金融学院互联网金融实验室、新浪科技发布的《2014—2016全球比特币发展研究报告》中就有详细报告。

开放性

系统是开放的,除了交易各方的私有信息被加密外,区块链的数据对所有人公开,任何人都可以通过公开的接口查询区块链数据和开发相关应用,因此整个系统信息高度透明。

自治性

区块链采用基于协商一致的规范和协议(比如一套公开透明的算法)使得整个系统中的所有节点能够在去信任的环境自由安全的交换数据,使得对“人”的信任改成了对机器的信任,任何人为的干预不起作用。

信息不可篡改

一旦信息经过验证并添加至区块链,就会永久的存储起来,除非能够同时控制住系统中超过51%的节点,否则单个节点上对数据库的修改是无效的,因此区块链的数据稳定性和可靠性极高。

匿名性

由于节点之间的交换遵循固定的算法,其数据交互是无需信任的(区块链中的程序规则会自行判断活动是否有效),因此交易对手无须通过公开身份的方式让对方自己产生信任,对信用的累积非常有帮助。

六、区块链的发展

区块链诞生自中本聪的比特币,自2009年以来,出现了各种各样的类比特币的数字货币,都是基于公有区块链的。

数字货币的现状是百花齐放,列出一些常见的:bitcoin、litecoin、dogecoin、dashcoin,除了货币的应用之外,还有各种衍生应用,如Ethereum、Asch等底层应用开发平台以及NXT,SIA,比特股,MaidSafe,Ripple等行业应用。

2016年1月20日,中国人民银行数字货币研讨会宣布对数字货币研究取得阶段性成果。会议肯定了数字货币在降低传统货币发行等方面的价值,并表示央行在探索发行数字货币。中国比特币交易平台火币网创始人李林表示,中国人民银行数字货币研讨会的表达大大增强了数字货币行业信心。这是继2013年12月5日央行五部委发布关于防范比特币风险的通知之后,第一次对数字货币表示明确的态度。

可以用区块链的一些领域可以是:智能合约、证券交易、电子商务、物联网、社交通讯、文件存储、存在性证明、身份验证、股权众筹。

我们可以把区块链的发展类比互联网本身的发展,未来会在internet上形成一个比如叫做finance-internet的东西,而这个东西就是基于区块链,它的前驱就是bitcoin,即传统金融从私有链、行业链出发(局域网),bitcoin系列从公有链(广域网)出发,都表达了同一种概念——数字资产(DigitalAsset),最终向一个中间平衡点收敛。

区块链的进化方式是: 区块链1.0——数字货币;区块链2.0——数字资产与智能合约;区块链3.0——DAO、DAC(区块链自洽组织、区块链自洽公司)-->区块链大社会(科学,医疗,教育etc,区块链+人工智能)。2016年12月20日,数字货币联盟——中国FinTech数字货币联盟及FinTech研究院正式筹建,火币是联合发起单位之一。

七、区块链的应用

艺术行业

Ascribe让艺术家们可以在使用区块链技术来声明所有权,发行可编号,限量版的作品,可以针对任何类型艺术品的数字形式。它甚至还包括了一个交易市场,艺术家们可以通过他们的网站进行买卖,而无需任何中介服务。

法律行业

BitProof是目前近些年来涌现的众多文档时间戳应用中最为先进的,将会让传统的公证方式成为过去。相对于包括Blocksgin和OriginStaemp这样的免费版本,BitProof提供更多的服务,包括有一个是针对知识产权的。有趣的是,BitProof最近和一家旧金山的IT学校进行合作,把他们学生的学历证书都放在区块链上,完全重新定义了如何让文凭和学生证书的处理和使用方式。

开发行业

Colu是首个允许其它企业发行数字资产的企业,他们可以将各种资产来“代币化”让许多人印象深刻。尽管免费的比特币钱包Counerparty也允许发行简单的代币,并且在其他钱包持有者之间进行交易,Colu的代币可以设置有各种状态和类型,能够脱离或者重新回到这个系统,并且当在区块链上存储数据过大的时候能够将数据存储在BitTorrent的网络上。

房地产行业

他们计划能够让整个产业链流程变得更加现代化,解决每个人在参与房地产面临的各种问题,包括命名过程,土地登记,代理中介等。

金融角度看待区块链

货币的本质:货币只是一种广泛价值共识,本身不具有价值沉淀。资产与货币的关系:货币描述资产。什么是数字资产:资产数字化,可细分,可交易,价格由供需市场决定,而不是价值中介——货币决定。

区块链

物联网

一种可能的应用场景为:通过Transaction产生对应的行为,为每一个设备分配地址Address,给该地址注入一定的费用,可以执行相关动作,从而达到物联网的应用。类似于:PM2.5监测点数据获取,服务器 租赁,网络摄像头 数据调用,DNS服务器 等。

另外,随着物联网设备的增多,Edge计算需求的增强,大量设备之间需要通过分布式自组织的管理模式,并且对容错性要求很高。区块链自身分布式和抗攻击的特点可以很好地试用到这一场景中。

物流供应链

供应链行业往往涉及到诸多实体,包括物流、资金流、信息流等,这些实体之间存在大量复杂的协作和沟通。传统模式下,不同实体各自保存各自的供应链信息,严重缺乏透明度,造成了较高的时间成本和金钱成本,而且一旦出现问题(冒领、货物假冒等)难以追查和处理。

通过区块链各方可以获得一个透明可靠的统一信息平台,可以实时查看状态,降低物流成本,追溯物品的生产和运送整个过程,从而提高供应链管理的效率。当发生纠纷时,举证和追查也变得更加清晰和容易。

公共网络服务

现有的互联网能正常运行,离不开很多近乎免费的网络服务,例如域名服务(DNS)。任何人都可以免费查询到域名,没有DNS,现在的各种网站基本就无法访问了。因此,对于网络系统来说,类似的基础服务必须要能做到安全可靠,并且低成本。

区块链技术恰好具备这些特点,基于区块链打造的DNS系统,将不再会出现各种错误的查询结果,并且可以稳定可靠的提供服务。

保险行业

金融行业历来对先进技术最为敏感。传统的银行和证券业巨头从2014年就纷纷投身于如火如荼的区块链创业投资中,两年内全球投资总额高达10亿美金,其中更不乏像DAH的6千万美元、Blockstream的5千万美元这样的巨额A轮融资。除了资金投入,各大公司更是亲自参与和推动具体的业务应用当中:例如美国纳斯达克证券交易所推出的Linq区块链股权交易所已经与2015年底开始发行测试;而 全球43家跨国银行结成的R3 CEV联盟也是一直在测试和改进银行间的跨行清算联盟链,动作之快,参与度之高都是前所未有。

投保人风险管理

随着诸如医疗信息数字化、个人征信体系等国家系统性工程的推进,越来越多的权威数据源出现,如果能够将这些数据引入并存储在区块链上,将成为伴随每一个人的数字身份,这上面的数据真实可信,无法篡改,实时同步,终身有效,对于投保人的风险管理将带来莫大的益处。

第一,是将不同公司之间的数据打通,相互参考,从而及时发现重复投保、历史理赔等信息,及时发现高风险用户。以今年3月份4000万意外伤害险骗保为例,扬州的周某在十余家寿险公司投保,直到人工核保时才查出来。如果在区块链记录了他每一次投保信息,很快就可以发现并及时采取措施。

第二,是将不同行业的数据引入区块链,可以提高核保、核赔的准确性和效率。举一个重疾险的例子,如果能在区块链上查询到投保人所有的就诊记录,甚至直系亲属的就诊记录,对于投保人当前的身体状况、患病史、家族病史就有了一手的资料,有效地杜绝带病投保。

保险公司风险监督

在保险公司运营过程中,由于各种原因导致的风险时有发生,监管机构只能采取事前审核或者事后约束的措施。但随着保险业务的前端日益开放,参与保险市场的企业越来越多元化,事中监督的需求日益凸显。而笔者看来,区块链技术正是进行事中监督的有效技术手段之一。只要保险公司将日常运营流程搬到区块链上,并向监管机构开发一个记账节点(即使是一个只读的记账节点),监管机构就可以实时的观察到保险公司的全部业务动向。例如资金流向和投资构成、产品的承保和赔付数据、主要的人事和管理操作等,无需等到保险公司事后申报,从而及时发现可能存在的业务风险和违规操作。

在此基础上,监管机构还可以利用大数据技术,对全国的保险市场进行分析和预测,及时发现和预防可能存在的系统性风险,或是发现潜在的保障需求和趋势,从而更好地为老百姓提供保障。

除了通过改变数据存储方式来减少保险公司在承保和监督方面的风险,区块链技术还激活了很多传统的保障模式,例如相互保险,以及很多新的保障需求,例如临时动态保单。随着科技和保险行业的交流和碰撞日益加深,相信还会有更多新的应用和公司出现。

金融行业应用

区块链技术将应用于金融行业的征信,交易安全和信息安全。金融的数据安全、信息的隐私以及网络的安全正适合分布式区域块技术、 区块链在金融方面可以形成点对点的数字价值转移,从而提升传输和交易的安全性。

八、区块链-创世区块

区块链 – 原始区块链 - 是一种去中心化的数据库,它包含一张被称为区块的列表,有着持续增长并且排列整齐的记录。每个区块都包含一个时间戳和一个与前一区块的链接:设计区块链使得数据不可篡改 — 一旦记录下来,在一个区块中的数据将不可逆。

区块链的设计是一种保护措施,比如(应用于)高容错的分布式计算系统。区块链使混合一致性成为可能。这使区块链适合记录事件、标题、医疗记录和其他需要收录数据的活动、身份识别管理,交易流程管理和出处证明管理。区块链对于金融脱媒有巨大的潜能,对于引领全球贸易有着巨大的影响。

区块链格式作为一种使数据库安全而不需要行政机构的授信的解决方案首先被应用于比特币。2008年10月,在中本聪的原始论文中,“区块”和“链”这两个字是被分开使用的,而在被广泛使用时被合称为区块-链,到2016年才被变成一个词:“区块链”。在2014年8月,比特币的区块链文件大小达到了20千兆字节。

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