區塊鏈技術發展前景
摘要：本文依託於《中國區塊鏈技術和應用發展白皮書》，解釋、探討和總結了當前區塊鏈發展的情形。
關鍵詞：區塊鏈、分佈式、國內外對區塊鏈態度，區塊鏈發展前景等
背景
區塊鏈是分佈式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法等計算機技術在互聯網時代的創新應用模式。區塊鏈很可能在全球範圍引起一個新的技術革新和產業革命。全球許多國家和地區對區塊鏈給予了高度關注。自2015年以來，全球主流金融機構紛紛開始佈局區塊鏈，許多銀行巨頭分別成立各自的區塊鏈實驗室，除此之外，各大證券交易所也對區塊鏈技術進行了深入的探索。在我國，區塊鏈也引起了廣泛關注，北上廣深等城市成立了不同的聯盟來研究區塊鏈在不同領域的應用開發。
區塊鏈基礎
廣義來說，區塊鏈技術是利用塊鏈式數據結構來驗證與存儲數據、利用分佈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佈式基礎架構和計算範式。
區塊鏈從發起到現今，大致可分爲三個階段：
技術起源：P2P網絡、加密、數據庫技術、電子現金；
區塊鏈1.0：分佈式賬本、塊鏈式數據、默克爾樹、工作量證明；
區塊鏈2.0：智能合約、虛擬機、去中心化應用；
技術起源中的加密技術，應用最廣的就是RSA加密算法，即是非對稱加密算法。非對稱加密算法是指使用公私鑰對數據存儲和傳輸進行加密和解密。另外的電子現金技術，又被稱爲數字貨幣，視爲對現實貨幣的模擬，涉及用戶、商家和處於中心化地位的銀行或第三方支付機構。
區塊鏈1.0可以簡單理解爲就是數字貨幣的應用，出現標誌是2008年中本聰發佈的《比特幣白皮書》，而比特幣是區塊鏈1.0的典型代表。區塊鏈節點通過一定的共識機制選取具有打包交易權限的區塊節點，該節點需要將新區快的前一個區塊的哈希值、時間戳、有效交易及其默克爾樹的根值內容打包爲一個區塊，向全網廣播。每一個區塊都是與上一個區塊通過密碼學證明的方式連接在一起，當區塊鏈的長度大於全網大部分算力時，修改任意節點就十分困難了，有效的阻止了篡改。區塊鏈1.0的全網共享賬本、非對稱加密和源代碼開源共同決定了區塊鏈的安全性是十分可靠的。
以智能合約與區塊鏈相結合的以太坊的出現爲節點，標記着區塊鏈2.0的形成。區塊鏈2.0的最大成就就是成功了實現了智能合約這項技術，使得區塊鏈的應用不僅僅是數字貨幣，而是可以延伸到其他非金融領域。
不同地區對待區塊鏈的態度
全球各個地區和國家對待區塊鏈的態度大同小異，總結就是熱情但又謹慎。
我國政府積極探討推動區塊鏈技術和應用發展。2016年，央行行長周小川說道，區塊鏈是一項可以解決數字貨幣問題的技術，但是由於區塊鏈佔用資源過多，還無法滿足我國現階段的交易水平。
英國政府的態度我是比較認同的，認爲區塊鏈及分佈式賬本技術有着顛覆性潛力。英國政府首席科學顧問指出：分佈式賬本能夠爲金融市場、供應鏈、福利管理、土地所有權登記乃至國民健康保健制度等領域帶來極大好處。並且指出，不同的分佈式賬本體系都有各自的實施方案，這帶來了不同的安全性及隱私問題的差異，各機構在使用分佈式賬本之前應該更加註重隱私安全問題。
另外一些地區的態度：美國特拉華州：區塊鏈技術簡化企業註冊成本；俄羅斯央行：研究區塊鏈在金融領域的潛在應用；歐洲證券及市場管理局：區塊鏈技術可改進交易後流程；新加坡政府：銀行應持續關注技術變革。
區塊鏈的典型應用場景
區塊鏈和金融服務：
金融服務是區塊鏈技術的第一個應用領域。區塊鏈具有數據不可篡改和可追溯性，可以用來構建監管部門所需要的、包含衆多手段的監管工具箱，以利於實施精準、及時和更多維度的監管。基於點對點的價值轉移，可以很大程度上解決支付所面臨的現存問題。
區塊鏈和供應鏈管理：
區塊鏈是透明的，從而在整個供應鏈條上形成一個完整流暢的信息流，使得問題可以及時被多方發現並可以更好地找到解決方法，進而提了整體效率。區塊鏈是不可篡改的，可以實現輕鬆舉證和追責，並可以根除假冒僞劣問題。
區塊鏈和文化娛樂：
區塊鏈的時間戳、哈希算法可以對作品進行唯一確認，進而保證知識產權的及時錄入和保護知識產權，有助於文化娛樂業跨入全社會的數字化生產傳播時代。
區塊鏈和智能製造：
利用區塊鏈技術可以有效採集所有傳感器和其他部件產生的信息，藉助大數據分析來進行評估，使得企業快速、安全、高效的開展生產工作。區塊鏈透明化的特點使得企業或部門對生產流程，以及產品結果的審計成本更低，有利於產品質量的提升以及企業的良好運作。
區塊鏈和社會公益：
相應的，區塊鏈的透明性解決了公益透明，區塊鏈的不可篡改性解決了公益數據的準確性，區塊鏈的信任關係則可以很好的提升公益事業的公信力。智能合約的加入，使得公益行爲完全遵從與預先設定的條件，更加客觀、透明、可信，杜絕過程中的貓膩行爲。
區塊鏈和教育事業：
學生信用體系不完整、未建立歷史數據信息鏈、數據維度有限，導致政府、企業無法獲得完整有效信息，這直接導致學生無法便捷、公平地享受應有的服務。造假行爲，用人單位、院校缺乏驗證手段，蒙受信息不對稱產生的損失，降低了學校與企業間、院校與院校間的信任。另外，一些教學資源的版權也得不到有效保護，影響了學術研究的積極性。
區塊鏈應用展望
隨着區塊鏈的不斷成熟，區塊鏈在各個領域的相繼落地，將帶來一下幾個方面的價值：
推動新一代信息技術產業的發展，爲大數據、物聯網、人工智能等新一代信息技術創造新的發展空間。
爲經濟社會轉型升級提供技術支撐。
雖然區塊鏈會大程度上更改社會的職業結構，但是在減少許多冗餘職業的同時，新的商業模式會大量涌現，增加了大量的創業創新機會。
我國區塊鏈發展線路圖
區塊鏈通用技術需求：模塊化和插件化、高性能、數據一致性、互操作、經濟合理、安全和隱私、安全可靠。
區塊鏈技術架構：
核心技術組件：包括區塊鏈系統所依賴的基礎組件、協議和算法，進一步細分爲通信、存儲、安全機制、共識機制四層結構。
作爲區塊鏈的核心關鍵技術，共識機制包含PoW、PoS、DPoS、Paxos、PBFT等。
區塊鏈的數據存儲：數據以區塊的方式永久儲存，區塊的數據結構一般分爲區塊頭和區塊體，區塊體包含了經過驗證的、區塊創建過程中產生的所有交易信息。按照數據庫的數據結構來看，一般分爲key-value型和關係型兩種，按照數據庫的部署形式來看，一般分爲單機型和分佈式兩種。
區塊鏈一般採用P2P網絡協議，不同的區塊鏈系統會根據需要定製自己的P2P協議。
區塊鏈應用的兩種算法：哈希算法和非對稱加密算法。
區塊鏈技術特有的安全特性
在共識機制的作用下，當寫入數據時，只有全網大多數節點允許時，纔可以寫入，保證了寫入數據的安全性。
非對稱加密算法保證，只有正確的節點使用私鑰才能正確的讀取數據，保證了讀取數據的安全性。
分佈式架構保證了，當某一個或某幾個節點受到攻擊時，全網僅僅只需斷開這幾個節點的連接，不影響其他節點，保證了遭受惡意攻擊的安全性。
雖然區塊鏈具有的幾個安全特性看起來已經使得區塊鏈技術“無懈可擊”了，但是實際上區塊鏈仍面臨着許多問題。
區塊鏈是開源的，這就表明了其網絡將是不設防，這就會阻礙對安全性要求較高的行業接入公用網絡，這樣的行業需要專線接入。另外，隱私的安全也是一個可見的問題，任何數據交易信息全網都會知道，隱私問題需要新的算法和機制來進行保護。
推動區塊鏈發展的相關建議
政府出臺區塊鏈相關的扶持政策。
加快核心關鍵技術攻關和平臺建設。
組織開展區塊鏈應用示範。
加快建立人才培養體系。
加強國際交流合作。
總結：
總而言之，區塊鏈帶來了許許多多的機遇，作爲軟件行業的學習者和從業者，從事區塊鏈相關的工作是一個很不錯的選擇。當然，機遇和危險並存，我們也應當避開危險，抓住機遇。
參考文獻：《中國區塊鏈技術和應用發展白皮書》2016年