区块链的概念首次在论文《比特币：一种点对点的电子现金系统（bitcoin:apeer-to-peerelectroniccashsystem）》中提出，作者为自称中本聪（satoshinakamoto）的个人（或团体）。因此可以把比特币看成区块链的首个在金融支付领域中的应用。
由于每个人（计算机）都有一模一样的账本，并且每个人（计算机）都有着完全相等的权利，因此不会由于单个人（计算机）失去联系或宕机，而导致整个系统崩溃。既然有一模一样的账本，就意味着所有的数据都是公开透明的，每一个人可以看到每一个账户上到底有什么数字变化。它非常有趣的特性就是，其中的数据无法篡改。因为系统会自动比较，会认为相同数量最多的账本是真的账本，少部分和别人数量不一样的账本是虚假的账本。在这种情况下，任何人篡改自己的账本是没有任何意义的，因为除非你能够篡改整个系统里面大部分节点。如果整个系统节点只有五个、十个节点也许还容易做到，但是如果有上万个甚至上十万个，并且还分布在互联网上的任何角落，除非某个人能控制世界上大多数的电脑，否则不太可能篡改这样大型的区块链。
【要素】
结合区块链的定义，我们认为必须具有如下四点要素才能被称为公开区块链技术，如果只具有前3点要素，我们将认为其为私有区块链技术（私有链）。
1、点对点的对等网络（权力对等、物理点对点连接）
2、可验证的数据结构（可验证的pkc体系，不可篡改数据库）
3、分布式的共识机制（解决拜占庭将军问题，解决双重支付）
4、纳什均衡的博弈设计（合作是演化稳定的策略）
【特性】
结合定义区块链的定义，区块链会现实出四个主要的特性：去中心化（decentralized）、去信任（trustless）、集体维护（collectivelymaintain）、可靠数据库（reliabledatabase）。并且由四个特征会引申出另外2个特征：开源（opensource）、隐私保护（anonymity）。如果一个系统不具备这些特征，将不能视其为基于区块链技术的应用。去中心化（decentralized）：整个网络没有中心化的硬件或者管理机构，任意节点之间的权利和义务都是均等的，且任一节点的损坏或者失去都会不影响整个系统的运作。因此也可以认为区块链系统具有极好的健壮性。
集体维护（collectivelymaintain）：系统中的数据块由整个系统中所有具有维护功能的节点来共同维护的，而这些具有维护功能的节点是任何人都可以参与的。
可靠数据库（reliabledatabase）：整个系统将通过分数据库的形式，让每个参与节点都能获得一份完整数据库的拷贝。除非能够同时控制整个系统中超过51%的节点，否则单个节点上对数据库的修改是无效的，也无法影响其他节点上的数据内容。因此参与系统中的节点越多和计算能力越强，该系统中的数据安全性越高。
开源（opensource）：由于整个系统的运作规则必须是公开透明的，所以对于程序而言，整个系统必定会是开源的。
隐私保护（anonymity）：由于节点和节点之间是无需互相信任的，因此节点和节点之间无需公开身份，在系统中的每个参与的节点的隐私都是受到保护。
【区块链意义之一：解决拜占庭将军问题】
区块链解决的核心问题不是“数字货币”，而是在信息不对称、不确定的环境下，如何建立满足经济活动赖以发生、发展的“信任”生态体系。而这个问题称之为“拜占庭将军问题”，也可称为“拜占庭容错”或者“两军问题”，这是一个分布式系统中进行信息机交互时面临的难题，即在整个网络中的任意节点都无法信任与之通信的对方时，如何能创建出共识基础来进行安全的信息交互而无需担心数据被篡改。区块链使用算法证明机制来保证整个网络的安全，借助它，整个系统中的所有节点能够在去信任的环境下自动安全的交换数据。更多介绍请参见《比特币与拜占庭将军问题》。
【区块链意义之二：实现跨国价值转移】
互联网诞生最初，最早核心解决的问题是信息制造和传输，我们可以通过互联网将信息快速生成并且复制到全世界每一个有着网络的角落，但是它尚始终不能解决价值转移和信用转移。这里所谓的价值转移是指，在网络中每个人都能够认可和确认的方式，将某一部分价值精确的从某一个地址转移到另一个地址，而且必须确保当价值转移后，原来的地址减少了被转移的部分，而新的地址增加了所转移的价值。这里说的价值可以是货币资产，也可以是某种实体资产或者虚拟资产（包括有价证券、金融衍生品等）。而这操作的结果必须获得所有参与方的认可，且其结果不能受到任何某一方的操纵。
在目前的互联网中也有各种各样的金融体系，也有许多政府银行提供或者第三方提供的支付系统，但是它还是依靠中心化的方案来解决。所谓中心化的方案，就是通过某个公司或者政府信用作为背书，将所有的价值转移计算放在一个中心服务器（集群）中，尽管所有的计算也是由程序自动完成，但是却必须信任这个中心化的人或者机构。事实上通过中心化的信用背书来解决，也只能将信用局限在一定的机构、地区或者国家的范围之内。由此可以看出，必须要解决的这个根本问题，那就是信用。所以价值转移的核心问题是跨国信用共识。
【未来的发展】
互联网将使得全球之间的互动越来越紧密，伴随而来的就是巨大的信任鸿沟。目前现有的主流数据库技术架构都是私密且中心化的，在这个架构上是永远无法解决价值转移和互信问题。所以区块链技术有可能将成为下一代数据库架构。通过去中心化技术，将能够在大数据的基础上完成数学（算法）背书、全球互信这个巨大的进步。
区块链技术作为一种特定分布式存取数据技术，它通过网络中多个参与计算的节点开共同参与数据的计算和记录，并且互相验证其信息的有效性（防伪）。从这一点来，区块链技术也是一种特定的数据库技术。互联网刚刚进入大数据时代，但是从目前来看，大数据还处于非常基础的阶段。但是当进入到区块链数据库阶段，将进入到真正的强信任背书的大数据时代。这里面的所有数据都获得坚不可摧的质量，任何人都没有能力也没有必要去质疑。
一、区块链的基础知识
1、区块链的基本概念
定义：
简介：
区块链在网络上是公开的，可以在每一个离线比特币钱包数据中查询。比特币钱包的功能依赖于与区块链的确认，一次有效检验称为一次确认。通常一次交易要获得数个确认才能进行。轻量级比特币钱包使用在线确认，即不会下载区块链数据到设备存储中。
比特币的众多竞争币也使用同样的设计，只是在工作量证明和算法上略有不同。如：权益证明和scrypt等等。
创世区块：
该概念在中本聪的白皮书中提出，中本聪创造第一个区块，即“创世区块”。2009年1月3日，比特币的创始人中本聪在创世区块里留下一句永不可修改的话：
“thetimes03/jan/2009chancelloronbrinkofsecondbailoutforbanks（2009年1月3日，财政大臣正处于实施第二轮银行紧急援助的边缘）。”
发展：
区块链诞生自中本聪的比特币，自2009年以来，出现了各种个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、okcoinetc，除了货币的应用之外，还有各种衍生应用，如比特股，彩色币，ripple，ethereum等等。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）。
分类：
区块链目前分为三类，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。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。
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。
开放性
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。应用：
艺术行业
法律行业
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”让许多人影响深刻。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。
保险行业
在过去两年里，说起科技领域最炙手可热话题的必然离不开区块链技术。这一脱胎于比特币的底层技术，以7年多的稳定运行证明了其高度安全可靠的架构和算法设计，同时凭借分布式账本和智能合约等创新性的技术，为多个行业的产业升级打开了巨大的想象空间。甚至有业内专家预言区块链技术将掀起第二次互联网革命。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r3cev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。
保险行业虽然对于区块链技术的参与相对比较保守，但在学术领域一直在进行积极的探索和研究。2014年底，由英国著名的z/yengroup咨询集团发起的欧美保险业论坛推出的长达50页的《终身之链》专项研究报告从多个方面讨论的区块链将会给保险业带来的创新和变革。
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。
-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。在保险公司的日常业务中，虽然交易不像银行和证券行业那样频繁，但是对可信数据的依赖是有增无减。因此，笔者认为利用区块链技术，从数据管理的角度切入，能够有效地帮助保险公司提高风险管理能力。具体来讲主要分投保人风险管理和保险公司的风险监督。投保人风险管理
在现在的保险经营中，保险公司和投保人的纠纷时有发生，要么是投保人提供虚假的个人信息骗保，要么是理赔的时候对于免责条款的认定发生分歧。而这些问题的关键都在于对投保人的个人信息缺乏一个真实可信的数据采集和存储手段。
而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。
什么条件下才需要使用区块链
区块链是2016年的新流行词。最大最安全的公共区块链是比特币使用的区块链，目前的市场价值约为64亿美元。在许多企业家眼中，区块链诱人的发展前景可能是一种新的召唤。比特币促成了许多有趣的创新，比如通过我的公司bitwage来发工资，就能让国际范围内的工资支付更快捷，成本也更低。但是还有一种形式叫“私人区块链”也叫“许可区块链（permissionedblockchains）”，其发展前景也同样很有吸引力。
从本质上来说，区块链只是一种用不可变的形式来存储数字信息的方法。从企业的it战略层面上来说，区块链在概念上与关系数据库很类似。大约三十多年前，关系数据库取代了大型机（又叫非关系型数据库）的主导地位。而到了2010年前后，非关系型数据库又开始反过来抢占关系数据库的利基市场。
区块链中的“区块”用密码链接在一起，这样就不可能再通过修改以前的数据来“做假账”。新产生的内容由所有参与维护这一区块链的所有系统共同审核，只要有足够的系统承认这个新内容，它就成为了一个新区块。
“虽然私有区块链受到许可权的限制，但仍然是去中心化的，也没有单一的权威。使用区块链可以在合作伙伴之间建立信任，从而无需或减少使用票据结算。各个公司可以创造不同的资产，指定交易速度，提出保密要求，决定谁可以参与区块链。通过同一联盟成员之间进行共享，私有企业区块链可在合作伙伴之间建立信任并提高效率。但公司会想要去掉一些比特币的包袱，比如说，挖矿所导致的高能耗。私有区块链可以根据企业及其合作伙伴的具体案例来量身定制。通过相互模仿，内部网的发展会促进公共网络发展，反之亦然。”
许多创业公司在运用私有区块链创建具体应用案例方面取得了相当的成功。
分布式账本初创公司r3cev建立了一个有42家金融机构参与的金融联盟，研究并实施区块链技术解决方案。早前巴克莱银行、瑞士信贷银行和高盛投资集团已经加入了金融联盟，最近美国合众银行与丹麦银行也加入了这个联盟。
r3cev认为通过三项服务可以解决金融联盟成员的需求。第一项服务是创建技术基础层结构，并计划在上面构建各种的应用案例和私有区块链。第二项服务是全球协作实验室，从本质上来说这是一个高度技术个性化的sandbox，参与者要通过严苛的业务流程，包括申请、测试和分析三个阶段。第三项服务是根据全球协作实验室发现的成功应用案例，在基础技术结构层上建立商业应用模式。
charleycooper是r3cev的总经理，之前担任过美国商品期货交易委员会的首席运营官。虽然目前市面上还没有私有区块链技术，但charleycooper解释说，贸易金融领域有几个应用案例已经得到了金融联盟成员的认可，正在积极将其转化为商业应用。
另外还有一些公司致力于开发私有区块链在非金融领域的应用。gem公司同时为私有区块链和公共区块链开发中间件，它对医疗领域很感兴趣。emilyvaugh是gem公司的市场总监，他说：
“bmchealthservices杂志的一项研究表明，由于医疗收费系统过于复杂，每年浪费的金额高达3,750亿美元之多。虽然对医疗收费系统造成影响的某些因素是无法避免的，但如果保险公司、医院收费部门、贷款方以及患者都使用同一个区块链来管理支付，既能够保护患者的隐私，又能够提高医疗收费过程的效率。此外，在保护患者隐私和网络安全的基础上，运用区块链网络管理电子病历能提高医疗服务的透明度和效率。区块链技术的身份认证结构错综复杂，由此产生的数据完整性和分布式安全模式能减少整个医疗行业的人员冗余和盗窃现象。”
因为需要遵守《医疗电子交换法案（hippa）》，医疗保健领域面临着重重困难，但是鉴于每年因为效率低下而造成的浪费数以千亿，实行区块链解决方案不是“要不要”的问题，而是“什么时候”的问题。
尽管有许多企业家对于用私有区块链替代公共区块链的想法感兴趣，可一旦涉及到不同法律实体之间的资产结算问题，私有区块链似乎仍然举步维艰。私有区块链已经能够解决透明度问题，但这些系统仍然还在寻找改进结算机制的方法。
举个例子，在美国，仍然是用纸质产权证来代表汽车所有权。如果在区块链上将产权数字化，再向车主发放数字产权令牌，这一过程将变得高效，而且还可以打击造假行为。但如果我把我的数字产权令牌发给你，就出现了结算问题，因为纸质产权证仍然在我的手中，那么这种情况下汽车到底是谁的呢这是一个法律问题，因而也是一个政治问题，超出了技术解决的能力范围。若是在同一个国家之内，这个问题还有可能解决，但是若问题超出国界成为跨国资产结算，这就需要国际政治及法律合作才能解决。
使用比特币的公共区块链进行跨国支付时，由于其数字令牌本身也是有价值的，因此这是一个直接支付体系。这和汽车产权数字令牌的情况不一样，比特币数字令牌的价值是纯数字化的，投资购买比特币的区块链就会产生一个真正的价值交易，将价值从一个媒介转换到了另一个媒介，再转移数字令牌的时候，接收人就接收到了真正的价值，而不是价值的代表。这就是即时结算。
也许你正在酝酿成立自己的创业公司，希望能够使用区块链技术填补这一市场空白。你会使用私有区块链还是公共区块链这里有几个简单的规则：公共区块链针对的是面向应用的用户，已经正式有了一个可信任第三方。私有区块链针对的是单一实体内的用户，或者在同一个行业联盟内的用户，他们彼此之间需要透明，但没必要对公众透明。不要被相互矛盾的区块链协议弄昏了头脑。鉴于人们对这一领域的狂热激情，目前的性能和安全问题是暂时的。区块链技术和二十世纪九十年代的客户端—服务器计算系统一样，也会有成长的痛苦，但是即将风暴般席卷全球。
区块链上的共识机制
发现区块链技术到底会给企业级的信息技术公司带来什么好处。有一大部分让我们帮忙的工程和区块链半点关系都没有。受到大家追捧的区块链也不是万能的，下面为大家介绍区块链适合用在什么地方。另外比特币行情走势比较稳定了，1.数据库database我们来说第一个准则。区块链是为共享数据库服务的技术。所以你一开始就需要知道为什么你用数据库，这一种结构性的信息。可以是传统的关系型数据库，包括一个或几个表格一样的数据库表。或者可以是最近流行的nosql，更像文件系统或者字典。（理论上讲，nosql是关系型数据库的子集）
金融资产的总账可以被自然地表达成一个数据库表，其中每行表示一个被某个特定的实体拥有的一种资产类型。每行又有三列：（1）拥有者的个人标识比如账号（2）资产类别的标识比如“usd”或者”aapl”（3）被拥有的资产的数量
2.多个输入者multiplewriters这个比较简单。区块链是一个支持多个输入者的技术。换句话说，必须有多于一个实体来产生更改数据库的交易。你知道这些输入者是谁吗3.信任的缺失absenceoftrusts第三个准则。如果多于一个实体对数据库输入，那么在这些实体间需要某种程度的不信任。换句话讲，区块链是一个基于数据库和多个不信任的输入者的技术。
但是你需要问的问题是：你是想要还是真的需要去掉中间人？根据你的使用场景，有一个中间实体维护授信的数据库和作为交易看门人真的有错吗？倾向于一个基于区块链的数据库而不是可信任的中间人的合理理由可能包括：成本更低，交易更快，自动调和，新的监管条例或者简单的找不到合适的中间人。5.交易互动transactioninteraction所以区块链对有多个互不信任的输入者直接修改共享的数据库是适用的。但这还不够。区块链真正的闪光点在当被多个输入者创造出来的交易有交互的时候。
再往深一层说，区块链一个不错的特征是多个输入者可以互相协作的创造交易，每一方都没有风险。这就使得区块链不需要中间人，来打到每方必须实现自己的义务交易才能发生的情形。
还有一个弱一点的应用是不同独立的输入者互相有关系的情形。一个例子是一个不同实体验证客户不同方面的个人身份的身份数据库。虽然每一个验证证书是单独的，但是区块链提供了一个把所有东西整合在一起的方法。6.制定规则
资产总账包括了这种规则的简单例子，来避免交易无中生有的创造资产。这个规则说总账里各种资产的数量必须在交易前和交易后保持一致。7.选择你的验证者
到现在我们描述了一个交易可以在多个地方发起的分布式数据库，在节点中用点对点的方式传播，被每个节点单独验证。那么区块链从何而来？嗯，区块链的任务是有权威的最终的交易日志，这个日志的内容所有的节点都可证明的认同。
我们为什么需要这个日志？首先，它使得新添加的节点可以从零开始计算这个数据库的内容，而不需要信任其他节点。其次，它解决了一些节点丢失掉交易的可能性，因为系统的瘫痪或者信息交流的短路。如果没有交易日志，这会导致一个节点的数据库和其他节点的有出入，这就有损共享数据库的意义。
第三，两个交易是有可能有冲突的，导致只有一个可以被接受。经典案例是”一个资产两次成功消费”，这种情况下同一个资产发给了两个不同的接受者。在没有中央权威的点对点数据库中，节点对接受哪个交易是有不同意见的，因为没有客观的正确答案。通过交易在区块链中被“确认”，我们保证了所有的节点达成一致的选择。
最后，在以太坊类型的区块链中，精确的交易顺序是非常关键的，因为每一笔交易都会影响到接下来的交易会发生什么。这种情形区块链将定义权威的事情发生的顺序，没有这个交易不能被处理。
区块链从字面上看就是一个区块的链条，在这个链条里每一个区块包括了一群被确认的交易的集合。但谁负责选择进入每个区块的交易呢？在适合企业应用的“私有链”中，答案是一群固定的验证者（“矿工”）来把它们创造出的区块进行数字签名。这个白名单将和某种形式的分布式可达成一致的方案结合起来，避免少数的验证者控制这个区块链。比如说，多链用了一种叫做“采矿多样性”的方案，这个方案里被允许的矿工将循环的工作，同时对不行使职责的节点给予一定程度的容忍。
不管使用哪种达成一致的方案，负责检验的节点都比传统中心化数据库的拥有者有少太多的权利。检验者不能伪造交易，也不能违背规则修改数据库。在资产总账中，这意味着他们不能花别人的钱，也不能改变资产的总量。但是即使如此检验者还是有两种方法来影响数据库的内容：交易审查：如果足够多的验证者恶意串通，他们可以阻止特定的交易在区块链中被确认，使得这个交易永远的打入冷宫。
偏好性。如果两个交易起了冲突，创造下一个区块的检验者将决定哪个交易被确认，另一个就被拒绝。公平的选择是第一个被看到的交易，但是检验者可以根据其他因素做选择，而不显露出谁先来后到这一点。
因为这些问题，在部署一个基于区块链的数据库时，你需要清醒的认识到谁是你的验证者和你为什么相信他们。根据场景的不同，验证者可以被选择成为：（1）一个或多个被一个组织控制的节点（2）一个维护区块链的一群核心组织（3）网络上的每个节点8.为你的资产背书
如果你已经看到这了，你们会注意到我倾向于将描述为共享的数据库，而不是通常上讲的”共享的总账”。为什么呢？因为区块链作为一个技术，可以被用于解决比追踪资产所有权更广阔的问题。任何一个有多个互不信任的输入者的数据库都可以基于区块链搭建，而不需要一个中心化的中间人。例子有共享的日历，维基百科形式的合作和讨论论坛。
话说回来，目前似乎主要是那些追踪金融资产的流动和交易的人对区块链感兴趣。我能想到两个原因：（1）金融业在回应（回想起来，非常小的）类似比特币这样的虚拟货币的威胁。（2）一个资产总账是一个被多个互不信任的实体创造的互相影响的交易共享数据库，这是区块链技术是最简单和自然的应用。
当然，这个答案对不同的场景将不同。对货币资产来说，你可以想象监管的银行接受现金，然后为存款人在一个区块链技术下的分布式总账里面加钱。在贸易金融中，信用证和提货单将会被相应的进口商的银行和船运公司来背书。未来，我们可以想象一个一级市场的公司债券直接在区块链上发现来融资的时代的到来。
2、区块链的工作原理
为什么会有区块链的创新？
“互联网就是消灭那个价值很低、成本很高的（信息）供应链——它开放、互联、对等、全球化、去中心化。”
我们知道：市场的本质也是去中心化的，她自动执行也就是“等价交换”的去中心化协议，就像诺贝尔奖金获得者罗纳德科斯总结的：“市场经济建立在两个深厚的认知基础上：承认无知和包容不确定性。”亚当斯密也形容市场是：“看不见的手”！因此，市场一定需要信息去中心化的低成本流动，互联网正是适应了全球统一市场形成的大气候下，横空出世了。
但是，第一代互联网去中心化的解决了信息的低成本高效率传输的问题，她没有解决信息的信用问题。因此，第二代互联网必须突破的是：怎样去中心化的建立全球信用？让价值传递也低成本高效率进行。
那么原来的中心化信用体系有什么问题呢？众所周知：中心化的信用，如各国法币，信用价值不同，清算体系也各不兼容，给全球贸易增加了很大成本。目前以美元为中心的全球信用体系，在机制上存在“特里芬悖论”（实质就是一国法币无法同时兼顾解决本国经济利益和全球经济需要的冲突），因此2009年中国央行行长周小川呼吁超主权存储货币的产生，同年，中本聪在网上公开了第一代区块链源代码————“比特币”。
区块链系统是怎样运行的？
中本聪在其比特币白皮书中，比较详尽的叙述了这个信用系统建立的过程：
第一步：每一笔交易为了让全网承认有效，必须广播给每个节点（node：也就是矿工）；
第三步：每个矿工节点要通过解sha256难题去竞争这个十分钟区块的合法记账权，并争取得到二十五个比特币的奖励（头四年是每十分钟五十个比特币，每四年递减一半）；
一般来说，每一笔交易，必须经过六次区块确认，也就是六个十分钟记账，才能最终在区块链上被承认合法交易。以下是比特币的记账格式：
比特币的区块链金融有哪些创新？
.类黄金化，尝试建立全球互联网去中心化信用，有可能让价值在全网高速低费率的流转（目前每笔转转费率是万分之一）；
.货币总量由密码学协议约定；.比之于黄金，数字货币无限可分；
.货币价值可以建立在大量的p2p交易之上；
.财务管理的完全透明（每笔交易都能在区块链上查到）。
比特币的区块链全网记账，在全球互联网上最高建立了市值100亿美元的市值。因此，清华五道口金融学院院长吴晓灵点睛指出：区块链实验建立了分布式信用，是互联网tcp/ip的升级版，是从信息传递升级到价值传递；
比特币的区块链系统有哪些内在缺陷？
比特币的区块链系统自2009年在互联网上开源运行以来，有成功的地方，但也显示出一些难以克服的内在缺陷：
.总量不能随着市场的情况变化，必然暴涨暴跌；
.挖矿的高碳，只有不到1%的矿工能够竞争到没十分钟区块的记账权，其他参与竞争的99%以上的矿工算力浪费；
.每年10%左右的通货膨胀大大增加了比特币金融生态的成本，甚至威胁到她的生存；.作为去中心化自组织dac系统，记账和发行功能部分运行成本过高。
.作为全球支付系统，效率远远达不到全球贸易的实际要求。比特币网络每秒目前最多确认7笔交易，对比之下，visa的网络系统每秒最快可处理10,000笔交易，支付宝的记录是2014光棍节每秒钟80,000笔！
区块链技术2.0的发展：
作为区块链的2.0升级发展，首先聚焦在解决比特币记账的挖矿高碳上：在我们讨论怎么克服比特币挖矿记账高碳时，清华经济学研究所的刘涛雄教授指出，挖矿靠算力竞争，最后只有一家竞争到合法记账权，其他99%的矿工节点都白挖了，浪费了资源，显然不太合理，如果全网透明的知道下一家区块的合法记账权，随机的在全网产生，就免除了竞争记账的高碳！我们听后都大赞刘教授主意高明，因为现在比较成功的二代币nxt正是这种机制，他们的白皮书叫“透明锻造”，只是记账权花落谁家的概率是和每个矿工节点钱包的nxt代币持有量成正比，这个叫股权证明机制（proofofstock）。当然，这也引发了nxt把代币分发给早期投资开发者不公平的争论！
ripple是一个区块链半去中心化的方案，利用“可信任网关”（trustedgateways）进行区块链记账，其信用是建立在这些网关不会同时作恶的共识记账（consensusledger）协议上。
最有雄心的尝试是以太坊（ethereum）,她把区块链的技术和图灵完备结合起来，期望开发出一套未来满足各种区块链系统建设的基础性平台，可以支持各种信用货币、数字资产、智能协议甚至金融衍生品的开发.其系统设计是etherum平台统一区块链记账，为所有开发者共同使用，也许她们的正式版本能在不久地将来发布。
区块链的创新在其他领域的可能应用：
.区块链和物联网结合，将数字资产和原子资产统一起来，抹平消费资产和现金资产的区别，扩展大众的信用，加速价值流通；（ibm-三星）
.区块链可以搭建去中心化的股权众筹体系，让创新项目提前进入流通领域；.区块链可以发展出全透明的财务管理系统；.区块链支持建立全球去中心化公司组织。
总之，在这个信用已经成为紧缺资源的时代，区块链的技术创新，作为一种分布式信用的模式，为全球市场的金融、社会管理、人才评价和去中心化组织建设等，都提供了一个广阔的发展前景。
3、区块链的应用场景
作为一种分散式数字化货币，比特币能存在，完全有赖于一种所谓的区块链技术，这实际上是一种公共账簿，可通过数字化方式，安全、自动化地验证和记录大量交易。
企业家们已逐渐相信，使用这项技术，有望颠覆更多的行业。就使用一种分散式平台来验证和组织的交易而言，眼下商业界存在大量的使用场合。这种平台不需要集中监管，同时它又仍然可以抵御欺诈。
下面是大大小小的公司正在努力利用区块链强大功能的几个方式。
1.银行
银行实际上充当价值的安全仓库和转账枢纽，而作为一种数字化、安全、防篡改的账簿，区块链可以实现同样的功能。的确，瑞士银行ubs和英国巴克莱银行都在试用区块链，以此加快后台功能和结算。银行业的一些人士甚至声称，区块链可以削减高达200亿美元的中间人费用。越来越多的金融服务巨头投资于区块链初创公司，银行参与其中，这也就不足为奇了。r3cev这家公司已经吸引了50家银行，为金融行业开发支持区块链的自定义解决方案。
一家名为thoughtmachine的组织已开发了vaultos（见上图），使用类似区块链的私有技术和加密账簿，让任何年头或任何规模的银行都能够提供安全的端到端金融系统。
2.支付和转账
3.网络安全
虽然区块链的账簿是公共账簿，但数据通信是使用高级加密技术验证和发送的。这确保数据来自正确的源头，而且在此期间任何数据没有被截获。如果区块链技术得到更广泛的采用，黑客攻击的概率就会下降，因为区块链被认为比许多老式系统来得更可靠。它降低了常规的网络安全风险，一个办法就是不需要几乎所有人员中介。高盛写道：“由于不需要中间人，大大降低了从黑客攻击到篡改数据的潜在安全问题。”guardtime（见上图）是爱沙尼亚的一家初创公司，专注于使用基于区块链的方法来提供工业级网络安全。
4.学术记录和学术界
5.投票
选举需要验证选民的身份，需要妥善记录以跟踪选票，还需要可信赖的计数员确定获胜方。区块链可充当投票、跟踪和计数选票的手段，那样根本不存在选民欺诈、记录丢失或弄虚作假的问题。由于投票作为区块链里面的交易，选民可以认同最终计数，因为他们可以亲自计数选票；又由于区块链的审计跟踪记录，他们可以核实没有选票被更改或删除，也没有添加任何非法选票。followmyvote正在kickstarter上搞众筹活动，帮助实现其宏伟目标：开发一种端到端的可核查的在线投票系统。
6.汽车租赁和销售
去年年底，visa和docusign推出了一个合作项目，使用区块链建立了一个概念证明，简化汽车租赁，并将它变成“点击、签名和开车”的过程。潜在客户选择想要租赁的车子后，交易被录入到区块链的公共账簿上，然后，客户坐在驾驶座里，即可签署租赁协议和保单，同时更新区块链，添加该信息。不难想象：还会为汽车销售和汽车登记开发这种类型的流程。
7.网络和物联网
其他公司也在考虑把区块链技术做入到物联网平台。比如说，filament近期筹集到500万美元的a轮资金，韦里逊创投公司（verizonventures）和三星创投公司（samsungventures）参与了融资活动。这家公司使用区块链（及其他技术）构建了一个分散式网络，以便传感器能够彼此联系。
8.预测
区块链可能会重塑研究行业、分析行业、咨询行业和预测行业。在线众筹平台augur希望能充分利用分散式预测市场。这家公司表示，它会提供一项看似普通博彩交易所的服务。整个过程将是分散的，不仅让用户有地方下注于体育和股票，还可以下注于其他话题，比如选举和自然灾害。其想法是不仅仅局限于体育博彩，创立一个“预测市场”。
9.在线音乐
许多音乐艺术家求助于区块链，以此让在线音乐共享更合理。biilboard声称，三家公司在帮助更加直接地付费给艺术家，并使用智能合同，自动解决许可问题，努力解决诸如此类的问题。peertracks仍在开发之中，它旨在提供一种音乐流播放平台，让用户可以欣赏音乐，并使用区块链，直接付费给艺术家，没有中间环节。该平台还希望在艺术家和顾客之间建立更直接的互动关系。
ujomusic（见上图）表示，它正在借助区块链，重新打造音乐行业，它是由企业家菲尔·巴里（philbarry）带头创办的。它也希望解决流媒体音乐和付费给艺术家的问题。除了流媒体外，ujo还设想以一种更好的方法编制目录，表明哪些歌曲背后是哪些艺术家和创作者，同样使用智能合同作为歌曲列表背后的自主大脑。
10.拼车
uber之类的拼车应用程序似乎是分散机制的对立面――也就是说，一家公司充当调度中心，利用其算法来控制大群司机以及他们收取的费用。据彭博社报道，以色列初创公司la'zooz（见上图）想要走与“uber截然不同”的道路。它开发了自己的专有数字货币――就像比特币，这种货币使用区块链技术来实现数字化记录。不是采用集中式网络来叫车，人们使用la’zooz的方式是，找到出行路线相似的其他人，拿货币换取车费。然后，这些货币可用于将来拼车。用户赚取（或“挖掘”）这些货币的方式是，让应用程序可以跟踪其位置。
11.股票交易
多年来，许多公司在竭力简化购买、销售和交易股票的过程，新的面向区块链的初创公司认为，它们可以让这个过程实现自动化，并确保安全，比任何以往的解决方案都要来得高效。是overstock旗下的子公司，它希望使用区块链技术，能够在网上进行股票交易。《连线》杂志报道，overstock已经使用区块链来发行私募债券，而现在美国证券交易委员会（sec）发行公债。同时，区块链初创公司chain（下文提到）正与纳斯达克合作，通过区块链，支持私人公司的股票交易。
12.房地产
购买和销售房地产的痛点包括：交易过程中和交易后缺乏透明度，需要大量的文书工作，可能出现欺诈行为，以及公共记录存在错误，不一而足。区块链提供了一种方法，可以减少保存纸质记录的需要，并加快交易。房地产区块链应用软件有助于记录、跟踪和转让土地所有权、房契和留置权等，并有助于确保文档准确、可核查。ubitquity（见上图）为金融机构、产权调查公司和抵押贷款公司提供了一种平台，致力于确保文档安全，同时提高透明度，降低成本。这家公司的测试版将于2016年夏天发布。
13.保险
airbnb、tujia、wimdu及其他公司为人们暂时以资产（包括私人住宅）换价值提供了一种方式。可问题是，在这些平台上给你的资产保险几乎是不可能的。专业服务公司德勤和支付服务提供商lemonway最近携手区块链初创公司stratumn（见上图），推出了一种名为lenderbot的支持区块链的解决方案。这是一种小额保险概念证明，面向共享经济，它证明了区块链应用软件和服务在这个行业的潜力。lenderbot让人们可以通过facebookmessenger来聊天，从而参保可定制的小额保险。目的在于，给个人之间交换的高价值物品保险，区块链充当贷款合同中的第三方。
14.医疗保健
医疗保健机构通常无力安全地共享平台上的数据。医疗保健机构之间更好的数据协作，意味着提高了准确诊断的几率，提高了的效治疗的可能性，以及总体上加强了医疗系统提供经济高效的医疗服务的能力。区块链让医院、付费方及医疗保健价值链的其他各方得以共享访问网络的机会，又不危及数据安全性和完整性。初创公司gem（见上图）推出了gemhealthnetwork――它提供了支持区块链的以太坊（ethereum）平台，拥有多签名和多因子验证技术，旨在构建一种安全的通用数据基础设施。tierion是另一家区块链初创公司，它为医疗保健领域的数据存储和验证构建了一个平台。gem和tierion最近都与飞利浦医疗集团旗下的飞利浦区块链实验室进行了合作。
15.供应链管理
16.云存储
提供云存储的企业常常将客户数据保存在集中式服务器上，这意味着加大了网络脆弱性，更容易受到黑客的攻击。区块链云存储解决方案让存储得以分散，因而不大容易受到引起系统性破坏和数据大范围丢失的攻击。storj（见上图）正在测试一种支持区块链的云存储网络，以改善将信息存储在云端的安全性，并降低交易成本。storj用户还可以将未使用的数字存储空间租出去，有望为众包云存储容量开辟一个新的市场。
17.能源管理
能源管理是另一个向来高度集中的行业。在美国，想在能源领域从事交易，你就得通过一家可信赖的电力控股公司，比如dukeenergy或英国的nationalgrid，或者与一家从大型电力公司购买能源的经销商打交道。一些初创公司提供以太坊区块链技术，让客户能够采用分散的能源生成方案进行交易，并且让人们可以生成、购买和销售能源（卖给邻居）。比如transactivegrid（见上图）――这是lo3energy和总部位于布鲁克林的以太坊公司consensys共办的一家合资企业。lo3energy还有诸多项目，包括布鲁克林microgrid和exergy项目，后者是一个概念证明，用于利用计算机生成的余热。
18.体育管理
投资于运动员通常是体育管理机构和企业的范畴，但区块链可以让体育爱好者也能够参与明日体育明星的未来，从而实现资助运动员的过程分散化。利用区块链投资于运动员的概念没有得到任何大规模的尝试。然而，至少有一家组织thejetcoininstitute在推广网络货币（这里是指“jetcoin”）这个概念，体育爱好者可以投资于自己喜爱的运动员，以后就有机会从运动员的未来收益中分成，另外还有机会获得vip活动和席位升级等。jetcoin与意大利的赫拉斯维罗纳足球队进行了合作，尝试了这种方法。
19.礼品卡和忠诚度计划
区块链可帮助提供礼品卡和忠诚度计划的零售商让那些系统更省钱、更安全。由于减少了处理礼品卡发放和销售交易所需要的中间人，获得和使用依赖区块链的礼品卡这个过程更高效、更省钱。同样，区块链独特的验证功能加大了防范欺诈的力度，同样可以节省成本，并且有助于阻止非法用户获得窃取的帐户。gyft是第一数据公司（firstdata）旗下的一个购买、发送和兑换礼品卡的在线平台，它与区块链基础设施提供商chain（见上图）达成了合作，为使用区块链的数千家小公司运行礼品卡――这项新计划名为gyftblock。
20.政府和公共福利
援助和福利的发放是区块链有助于简化和确保公共治理的一个领域。govcoinsystemslimited这家公司是总部位于伦敦的金融技术公司，支持英国政府的福利发放工作。
二、区块链的项目实践
1、开源产品（区块链主流开源技术体系介绍）
一、比特币体系
彩色币（染色币），彩色币本身就是比特币，是在历史上的创世交易里面被转移过的比特币。在技术上将比特币网络从其货币价值中抽离出来，它们具有一些特殊的属性，比如支持代理或聚集点，从而具有与比特币面值无关的价值。彩色币可以用作替代货币、商品证书、智能财产以及其他金融工具，如股票和债券等。
闪电网络，是为了解决比特币区块链的瓶颈处理能力而生的，他可以有效解决时延、容量扩展、最终性的问题，为比特币区块链提供了一个可扩展的微支付通道网络，使用闪电网络后，tps最大可以扩展到300。交易双方若在区块链上预先设有支付通道，就可以多次、高频、双向地通过轧差方式实现瞬间确认的微支付；双方若无直接的点对点支付通道，只要网络中存在一条连通双方的、由多个支付通道构成的支付路径，闪电网络也可以利用这条支付路径实现资金在双方之间的可靠转移。
比特币侧链
侧链是以锚定比特币为基础的新型区块链，就像美金锚定到金条一样。比特币的在区块链相当在货币体系的黄金地位，因为他是最去中心化、最多分布节点、最公平区块链。侧链是以融合的方式实现加密货币金融生态的目标，而不是像其它加密货币一样排斥现有的系统。利用侧链，我们可以轻松的建立各种智能化的金融合约，股票、期货、衍生品等等。你可以有成千上万个锚定到比特币上的侧链，特性和目的各不相同，所有这些侧链依赖于比特币主区块链保障的弹性和稀缺性。比较著名的比特币侧链是rootstock和blockstream推出的元素链。
二、以太坊eth刚结束的以太坊全球开发者大会devcon2，吸引了无数大牛到上海，可以看到，以太坊生态系统正在高速地成长着，正朝着成为“世界计算机”的目标前进。无论是thedao众筹到攻击，还是eth与etc分道扬镳，或者是各种以太坊生态的开发框架和应用，以太坊目前在区块链平台是最吸引眼球的。
以太坊是一个图灵完备的区块链一站式开发平台，采用多种编程语言实现协议，采用go语言写的客户端作为默认客户端（即与以太坊网络交互的方法,支持其他多种语言的客户端）。基于以太坊平台之上的应用是智能合约，这是以太坊的核心。智能合约配合友好的界面和外加一些额外的小支持，可以让用户基于合约搭建各种千变万化的dapp应用，这样使得开发人员开发区块链应用的门槛大大降低。
目前以太坊正在正式运行1.0版本，采用的是pow挖矿的共识算法，目前公网的tps是25笔，在开发中的1.5版本，将采用类pos的casper算法，以使区块链的确认速度相对于pow的线性效率，达到指数级。采用casper后将会更好的确认机制，以及大幅降低能量消耗。在规划的2.0版本目标，tps有望可以达到2000tps。
三、ibmhyperledgerfabricibmhyperledger，又叫fabric，是一个带有可插入各种功能模块架构的区块链实施方案，他的目标是打造成一个由全社会来共同维护的一个超级账本。elwin个人感觉fabric分层设计比较合理，模块化程度非常不错，虽然目前还是在完善阶段，并没有真正商用（最近ibm携手中国银联打造区块链为基础的忠诚积分交易系统，但还是属于探索试样项目），但以ibm的多年技术底蕴，fabric应该是大企业构建区块链底层的选择之一。
四、比特股bitshare比特股（bitshares）是区块链历史上里程碑式的产品之一，截至目前仍然是完整度最高、功能最丰富、性能最强大的区块链产品之一。比特股是可以看作是一个公司、货币甚至是一个社区。它提供的bitusd等锚定资产是虚拟币历史上的一个最重要变革之一，能够极大消除虚拟货币被人诟病的波动性大的问题。
比特币低效率高能耗的pow算法，使得比特股及其dpos共识算法应运而生。有别于比特币特定的共识机制，dpos有一个内置的实时股权人投票系统，就像系统随时都在召开一个永不散场的股东大会，所有股东都在这里投票决定公司决策。与比特币相比，比特股系统的投票权牢牢掌握在股东手里，而不是雇员。比特股系统的去中心化程度紧紧掌握在比特股持有者们的手中，他们决定了出块受托人的个数。同时，作恶的受托人不会得到任何好处，并且很快就会被投票出局。此外，比特股内置了强大的账户权限设定、灵活的多重签名方式、白名单等特性，足以满足企业级的功能定制需求。
2008年，在zuckerberg为他正在成长的公司开设了第一家国际总部后不久，第一个对封闭协议时代有意义的挑战的蛛丝马迹出现了。
但10年后，nakamoto在这篇论文中提出的想法已经对像facebook这样的互联网巨头的霸主地位构成了最重大的挑战。
比特币的悖论之处在于，它很有可能成为一项真正革命性的突破，同时也是作为货币的一种巨大失败。
正如我所写的那样，在过去的五年里比特币的价值增长了近100,000%，为早期投资者赚了一大笔钱，但也将其标榜为一种极不稳定的支付机制。而创造新比特币的过程也被证明需要惊人的能量消耗。
nakamoto在最初的宣言中把比特币定位为「点对点电子现金系统」，但在它的核心，他（或她或他们）提出的创新其实具有更一般的结构，这个结构有两个关键特征。
首先，比特币提供了一种证据，证明你可以创建一个安全的数据库——区块链——分散在成百上千的计算机上，而没有一个权威机构来控制和验证数据的真实性。
基于我们理解的目的，请忘记一切关于比特币热的其他事情，就记住这两件即可：
nakamoto带来这个世界的是一种能在数据库没有管理员的情况下对内容达成一致认可的方法，以及一种不通过正式工资或是分得股权就能奖励那些帮助使数据库变得更有价值的人们的方法。这两种想法一起解决了分布式数据库问题和资金问题。
突然之间，一种在facebook和twitter的幼年时期不存在的，支持开放协议的方法出现了。
这两个功能现在已经被复制到了数十个受到比特币启发的新系统中。其中一个系统就是以太坊，这是vitalikbuterin在他19岁时在一篇白皮书中提出的。以太坊确实有它的货币，但是以太坊的设计核心并不是为了方便电子支付，而是要让人们在以太坊区块链上运行应用程序。
目前，有数百个以太坊应用程序正在开发中，从预测市场到facebook的克隆，再到众筹服务。几乎所有的产品都处于内测前阶段，还没有准备好供消费者使用。尽管应用程序处于萌芽状态，但以太货币已经出现了微型比特币泡沫，很可能为buterin带来巨额财富。
juanbenet的filecoin系统将依赖于以太坊技术，并奖励那些使用它的ipfs协议，或者帮助维护它所需要的共享数据库的用户和开发人员。协议实验室正在创建自己的加密货币，也称为filecoin，并计划在未来几个月在公开市场上出售部分filecoin。（在2017年的夏天，该公司通过向认证投资者提供benet所说的代币「预售」，在头60分钟内筹集了1.35亿美元。）
许多加密货币首先是通过一种被称为「首次硬币发行（i.c.o）」的程序向公众供应的。这i.c.o.的缩写形式是故意在呼应定义了上世纪90年代第一次互联网泡沫的「首次公开发行（i.p.o.）」。但两者之间有一个关键的区别。投机者可以在i.c.o.中买入，但它们并不是像在传统的i.p.o.中那样购买私人公司的股权及其专有软件。之后，数字货币将继续被创造出来以换取劳动力——在filecoin的情况下，也就是指那些帮助维持filecoin网络的人们。帮助改进该软件的开发人员可以获得这些filecoin，普通用户也可以通过提供多余的硬盘空间来扩展网络的存储容量以获得filecoin。filecoin是一种信号，表明某人在某个地方为这个网络增加了价值。
像chrisdixon这样的倡导者已经开始用「代币（tokens）」而不是硬币（coins）来指代这种劳动力交易中的补偿，以强调这样的技术并不一定是为了破坏现有的货币系统。
「我很喜欢这个代币的象征意义，因为它很清楚地表明它就像一个电玩城。」他说，「你去游乐场玩，在那里你可以使用这些代币。但我们并不是要取代美国政府。它不是真正的货币；它是一种在这个世界里的伪货币。」
metamask的创始人danfinlay也响应了dixon的观点。他说：「对我来说，最有趣的是我们已经开始规划新的价值体系。他们根本不需要模仿像金钱这样的现有体系。」
无论真假，i.c.o.的想法已经激发了大量的影子发售，其中一些是由不太可能是区块链狂热者的名人代言的，比如djkhaled、parishilton和floydmayweather。
对于i.c.o.——以及已经发行的比特币和以太币——兴趣的激增，可能最引人注目的就是有多少金融投机活动已经被吸引到了那些实际上没有被普通消费者采用的平台中去。
至少在上世纪90年代末的互联网泡沫时期，普通人的确在亚马逊上买书，或者在网上阅读报纸；那时有明确的证据表明，网络将会成为主流平台。而如今，炒作周期已经被加速到，数十亿美元正在追逐一项几乎除了密码学专家以外无人能理解的技术，更不用说只有多少人真的在使用了。
六为了讨论清楚，让我们假设炒作是必要的，而且像以太坊这样的区块链平台成为了我们数字基础架构的基础部分。那么一个分布式的分类账和象征性的经济将如何挑战一个科技巨头呢？
fredwilson在联合广场风险投资公司（unionsquareventures）的合伙人bradburnham提出了一个围绕另一家科技巨头的设想。去年，这家公司与监管机构和公众舆论发生了冲突——优步（uber）。
「优步基本上只是司机和乘客之间的协调平台，」burnham说，「是的，它确实很有创意，一开始就有很多功能来减少司机是否会来的焦虑，还有地图，以及很多值得夸赞的东西。」
但当优步等新服务迅猛发展时，市场就有了巩固一个领导者的强大动力。事实上，越来越多的乘客开始使用优步app吸引了更多的司机，而这反过来又吸引了更多的乘客。人们在优步上绑定了信用卡；他们已经安装了应用程序；在路上也有更多的优步司机。因此，尝试其他竞争对手服务的转换成本最终会变得令人望而却步，即使首席执行官似乎是一个混蛋，或者理论上来说消费者应该更喜欢一个有十来个优步的竞争市场。
burnham说：「在某个时候，围绕协调的创新变得越来越没创意。」区块链世界提出了不同的建议。想象一下，一些像协议实验室这样的团体决定在堆栈中添加另一个「基本层」。
将「交通」请求发送到互联网的标准将完全开放；任何想要构建应用程序来响应该请求的人都可以免费使用。城市可以建立「交通」应用程序，允许出租车司机提出请求。而自行车共享组织，或者人力车夫也可以这样做。
shanghaijiaotonguniversity
论文题目：“区块链“技术及其发展
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摘要4区块链技术简介....................................................................................5
1.1区块链兴起背景.............................................................................................5
1.1.1以银行为信任中心的货币体系..........................................................51.1.2以第三方机构为信任中心的网络交易..............................................51.1.3基于区块链技术的比特币网络..........................................................61.2区块链基础技术.............................................................................................8
1.2.1区块链技术框架..................................................................................81.2.2数据区块..............................................................................................81.2.3区块链的形式......................................................................................91.2.4区块链数据交换方式..........................................................................91.2.5完整的区块链数据流........................................................................101.3区块链的特点...............................................................................................11
1.3.1去中心化与去信任............................................................................111.3.2安全性与匿名性................................................................................111.3.3集体维护............................................................................................121.4区块链应用领域...........................................................................................12
1.4.1数字货币............................................................................................121.4.2公证审计............................................................................................121.4.3数据存储............................................................................................131.4.4金融交易............................................................................................13区块链背后的信任问题讨论..............................................................14
2.1信任问题.......................................................................................................14
2.1.1信任问题的定义................................................................................142.1.2中心化信任问题................................................................................142.1.3中心化信任产生的问题....................................................................162.2区块链技术解决信任问题的方法...............................................................172.2.1信任问题解决方法的探讨................................................................172.2.2区块链也需要信任............................................................................182.3区块链技术解决信任问题的施行困难.......................................................192.4展望...............................................................................................................20如何看待区块链的发展......................................................................21
3.1如何看待区块链的发展...............................................................................21
参考文献...................................................................................................24小组分工...................................................................................................25
摘要
关键词：区块链数字货币去中心化信任问题区块链技术简介
1.1区块链兴起背景
1.1.1以银行为信任中心的货币体系
如果生活中没有银行的存在，那么我们人一人之间如何才能进行可靠、公平的交易呢？在熟人之间可能会进行熟人之间的交易，但是如果要在陌生人之间呢？在没有互信基础的团体之间呢？很多时候，这种交易是很难完成的。
陌生人之间完全缺少必要的互信，双方之间都对对方保持不信任。那么扩展到整个社会的交易关系，每个人形成了一个信任孤岛，整个社会形成了如下松散、无联系的关系图，社会经济也必然会衰败。这也是所有的拜占庭将军问题，军队虽大，但是将军之间没有互信，最终也无法攻占一个小城池。
当银行的出现后，经济交易关系就不同了。银行作为一个充分稳定、可信的第三方权威机构坐落于两两交易双方，此时银行就充当了陌生人交易之间的信任中介。交易双方都是认同银行不可动摇的信用度，并将自己的资金流和银行交互，而银行作为一个中间人沟通陌生人之间的资金流，从而完成陌生人之间的可靠交易。此时银行成了整个社会交易关系的中心点，每个人都和银行产生联系，进而间接的和其他人发生可靠的交易。而至于银行发行的货币其实就是银行可靠信任度的代表，是银行信任的凭证。
1.1.2以第三方机构为信任中心的网络交易
当前互联网高速发展下，网络交易频繁、交易额巨大，这已经成为国家gdp重要组成部分。保证网络交易的可靠就显得格外的重要。当前的网络交易都需要依赖于第三方可信机构。网络环境和现实环境下的交易关系是很相似的，卖家和买家之间缺少必要的可靠信任，那么设计到各自利益的交易就不是那么容易完成。
1.1.3基于区块链技术的比特币网络
当前的共享经济严重依赖于第三方信任中心，这种高度集中的交易关系网络必然有自己的劣势：
1)过于集中。集中式机构的安全性是比较弱的。当外界对机构产生严重冲击，就容易崩溃，无法对外提供稳定的可用服务，容灾能力较差。
2)信任中心不是总是可靠的。信任中心是有团体维护的，必然会内部人员出于自身利益而偷偷在机构内部发生攻击，损害用户利益。同时信任中心可能会考虑自身整体利益采取极端措施。
3)增加交易成本。基于第三方信任中心的交易为了提高信任度，必然要付出额外的信任代价，从而增加交易成本。
1.2.1区块链技术框架
区块链技术其实不是什么新技术。就像乐高积木一样，形状不同的积木通过创造性的组合可以产生非常有艺术性的作品。区块链是对现有成熟技术上的巧妙组合，从而构造出适合于分布式对等电子货币系统。如下图所示是区块链技术的核心技术组成。下面分别介绍。
1.2.2数据区块
区块链与书本起始是类似的。区块链的区块对应于书本的一页纸。页眉的标题对应于区块的区块头，描述了区块的整体信息；纸的具体内容对应于区块的去块体，描述了区块的具体交易信息；而页码对应于区块的数字签名，说明了区块在区块链中的相对位置。
1.2.3区块链的形式
1.2.4区块链数据交换方式
在对等网络中，没有中心节点，每个节点都可以充当服务器和客户端，区块链中所需要的数据部分或者全部存储到对等网络的各个节点，整个网络包含完整区块链的多个副本，达到了高度的数据冗余性，那么相对于传统的中心化c/s模式，就不太需要考虑数据损坏或者丢失带来的潜在风险。
1.2.5完整的区块链数据流如下过程是区块链数据的完整流程：
1)用户产生交易信息后，将加密后的交易信息广播到对等网络中。
2)对等网络中的节点将交易信息保存到本地，验证数据有效性后，添加到自己创建的区块。
3)节点不断的产生随机数解决特定的数学问题（双sha256），直到得到满足要求的随机数。
4)节点将自己计算得到的满足要求的区块数据广播到对等网络中，其他节点进行区块的验证。5)在所有产生的区块中，选择工作量最大（proofofwork）的区块数据链入到主区块链中，网络中其他节点同步主链数据。
1.3区块链的特点
1.3.1去中心化与去信任
区块链技术是基于对等网络的，网络中没有中心化节点，所有节点都可以直接进行通讯而不需要经过某个中心节点。这样就克服了中心化节点的过度集中带来的不安全性；另外，通信的双方的互信是基于一个整个网络都认同的共识算法，因此所谓的去信任不是完全的去信任，而是去信任中心而转变为信任通用的、集体认同的共识算法1.3.2安全性与匿名性
1)密码学的sha256算法保证交易信息的匿名性，不可逆推。
3)奖励机制：每生成一个区块，整个对等网络会产生一个包含特定比特币的交易来奖励生成该区块的节点，后期比特币达到饱和后，则通过奖励交易税收来进行奖励，保证了对等网络节点积极参与数据的验证和区块的产生。4)计算能力（pow）：通过奖励机制，对等网络会包含成千上万的分布式节点，总的计算能力是非常强大。就目前的比特币网络来说，网络的的整体计算能力远远超过了top500超级计算机的计算能力总和。为了达到伪造或者篡改数据，攻击者至少要超过整体网络一半的计算能力，优先在网络产生若干个新的区块链入到主链才能起到攻击的效果。但是这样的攻击需要非常大的代价的。1.3.3集体维护
新产生的区块需要经过对等网络大部分节点验证数据有效性，保证区块链数据的冗余性和一致性，这种集体维护防止了集权式的管理可能带来的专政。大大提高了数据的透明度和可靠性。
1.4区块链应用领域
1.4.1数字货币
当前全球数字加密货币超过300多种，而这些大都是在区块链技术基础上的。比较出名的是比特币、以太币、瑞波币等。排名第一的比特币目前市场占有率就超过100多亿美元，可见区块链技术的潜在市场价值非常庞大。
1.4.2公证审计
区块链的高冗余存储(每个节点存储一份数据)、去中心化、高安全性和隐私保护等特点使其特别适合存储和保护重要隐私数据，以避免因中心化机构遭受攻击或权限管理不当而造成的大规模数据丢失或泄露。目前，利用区块链来存储个人健康数据(如电子病历、基因数据等)是极具前景的应用领域。1.4.4金融交易
区块链技术与金融市场应用有非常高的契合度。区块链可以在去中心化系统中自发地产生信用，能够建立无中心机构信用背书的金融市场，从而在很大程度上实现了金融脱媒，这对第三方支付、资金托管等存在中介机构的商业模式来说是颠覆性的变革；在互联网金融领域，区块链特别适合或者已经应用于股权众筹、p2p网络借贷和互联网保险等商业模式；证券和银行业务也是区块链的重要应用领域，传统证券交易需要经过中央结算机构、银行、证券公司和交易所等中心机构的多重协调，而利用区块链自动化智能合约和可编程的特点，能够极大地降低成本和提高效率，避免繁琐的中心化清算交割过程，实现方便快捷的金融产品交易。区块链背后的信任问题讨论
2.1信任问题
2.1.1信任问题的定义信任是相信对方是诚实、可信赖、正直的。由于信任概念过于抽象，然而本文是基于区块链上讨论的信任问题，同时，由于区块链现多应用于金融活动方面，故本文着重在金融活动上讨论信任问题。2.1.2中心化信任问题现代金融领域的中心化信任问题主要体现在以下三个方面：货币交换过程、金融监管领域、新兴互联网经济领域。
(1)货币交换
货币交换是金融活动中基本的组成单元。在货币交换中，对于账本或者交易的共同信任实现了货币交换的过程。
图2-1现代货币交换过程
如图2-1所示，现代货币交换中，交换双方需要借助第三方公信机构（例如：银行、支付宝等），转账人申请转账给被转账人，公信机构向被转帐人确认后，将储存于本地的账单进行改写即完成货币交换过程。将上述过程扩展成多个个体之间的交易即得到了如下图2-2中所示的基于中心化信任的货币交换过程。
图2-2基于中心化信任的货币交换示意图
(2)金融监管领域
金融活动中的监管，包括产品登记、信息披露、资金托管，都是解决信任问题，实际上都是通过第三方公信机构来完成，均是一种中心化的信任建立。当代中国金融领域的监管绝大部分通过以下四个机构进行：中国人民银行、中国银监会、中国证监会、中国保监会。
中国人民银行（thepeople'sbankofchina，英文简称pboc），简称央行，是中华人民共和国的中央银行，中华人民共和国国务院组成部门。在国务院领导下，制定和执行货币政策，防范和化解金融风险，维护金融稳定。
上述四个金融监管领域的机构通过国家权力的授予得到社会所有成员的信任，以中心化信任的方式对货币交换和金融活动进行监管。
(3)新兴互联网经济
新兴的互联网金融活动也正是基于互联网解决了交易双方的信任问题才得以发展。
图2-3列出了一些新兴互联网金融代表公司、机构，例如：阿里巴巴，解决了卖家与买家之间的信任问题，使得电子商务得以发展；共享经济（uber、airbnb、滴滴等）作为一个第三方机构，解决了交易双方的信任问题，使得自身在相应领域取得近乎垄断式发展。
图2-3新兴互联网金融代表公司
2.1.3中心化信任产生的问题
（1）安全性问题：如图2-4所示，第三方公信系统的记录一旦被篡改，将无法被纠正，即使有备份记录，交易双方也会由于无法完全相信其中的一方而无法达成一致。
图2-4账单不一致的安全性问题
（2）费用成本问题：如图2-5所示，通过第三方公信系统会产生额外的费用，成本过高。这些成本最终将以各种形式由每个用户进行承担。
图2-5中心化信任机构产生的费用成本问题
2.2区块链技术解决信任问题的方法
2.2.1信任问题解决方法的探讨（1）安全性问题：分布式账本存储
如图2-7所示，每个用户的计算机都被视作一个账本记录区块，如果某些区块的某条记录被篡改，但是与其他区块的记录相矛盾，该条记录会被更正。进一步，如果需要篡改某条信息，则至少需要篡改50%以上区块的该条信息，显然这样的代价几乎是不可能实现的。
图2-7分布式账本存储示意图
（2）费用成本问题：共识算法共同管理如图2-8所示，将每个存储账本的用户的计算机当作存储设备，此设备由用户自身进行维护，这样相比于中心化信任过程机房设备和维护的费用都能几乎降为0。
(a)
(b)
图2-8费用成本问题解决方法
图2-9互联网直接对接跨境交易双方
2.2.2区块链也需要信任
它的实质不是不受监管无需信用，而是让社会共同监管，即社会共治，以代替某一个机构单发证书，不是由某一个个别机构去证明你是谁，而是社会共同的认证你是谁。
2.3区块链技术解决信任问题的施行困难
（1）在基于区块链技术的比特币系统中限制的每秒交易量为7次，这一限制目前还无法更改，如图2-10所示，这与visa和支付宝每秒数万次的交易负荷是无法比拟的。
（3）区块链技术中，账簿会随着交易逐步扩大，节点（用户）需要用越来越庞大的存储空间来记录账簿。如图2-12所示，随着账簿的逐步扩大，会给新节点（用户）的加入和整体账簿的更新换代造成影响。
图2-12加入区块示意图
2.4展望
（1）类比计算机技术的发展过程，区块链的发展必然有一个迭代演变的过程。
3.1如何看待区块链的发展
从市场反映来看，国内资本市场对区块链技术企业表现出浓厚兴趣。龚鸣是国内最早一批的区块链投资人，曾参与创作了《数字货币》，《区块链：新经济蓝图及导读》等多部区块链作品，并创办了区块链信息门户网站——“区块链铅笔”。龚鸣表示，“在比特币泡沫破裂之后，作为比特币底层技术的区块链却意外成为“明星”。传统金融机构希望借助区块链技术赶超互联网企业，创业公司更是将其当作一个新的风口。
“2000年互联网泡沫造就了谷歌、雅虎等一批伟大的互联网企业，这也说明只有资本的进驻，才能带来技术的快速增长；从这个角度而言，我希望区块链能有这样一场泡沫。”万向集团副董事长肖风表示。
在应用层面，从bat这样的互联网巨头到银行再到创业公司，区块链的应用场景也在不断丰富。蚂蚁金服以公益为突破口，童玲告诉记者，以往捐款进入公益项目账户之后就无法追踪。利用区块链技术，每一笔款项的生命周期都可以记录在区块链上，让捐款人可以持续追溯。“我们正在构建的区块链平台，在蚂蚁多年的分布式架构能力基础上，增加可信网络能力，预计支持大规模交易的区块链平台将于年内推出。”
可见，业内人士认为区块链是金融行业发展的新的突破口，认为其发展空间可以与互联网媲美。只要把握好时机，选择合适的切入方向，区块链带来的将是新一代的经济技术革命。任何新兴事物的发展都离不开资本的大量进驻，经济促进新技术的发展，同时新技术的发展壮大又对经济起到了促进作用，两者是相辅相成的。大家都期待着有更多资金政策的支持促进区块链的发展。3.1.2银行对待区块链的态度
作为最早为支持比特币形成和流通而推出的一项技术，区块链已被视为下一代价值互联网的基本协议之一。各大银行都争先制定相应的政策支持区块链的发展，并希望抓住这次机遇，带来新一轮的技术创新。但是由于还处于初期的起步阶段，区块链技术在大规模运用方面目前仍存在诸多问题，应用仍在探索阶段，还存在发展和完善的空间。3.1.3政府对待区块链的态度
在前比特币时期，德国，英国，美国，法国，日本，加拿大等国家对比特币持肯定积极的态度，而泰国，俄罗斯，中国，韩国，荷兰等国家则表示比特币不具有货币属性，会给经济带来不可挽回的动荡。有的国家甚至下达法律规定禁止使用比特币。
可以看出，在发展初期，对比特币持积极态度的大多数是发达国家，而发展中国家大多不看好比特币。有些国家视比特币为洪水猛兽，拒之门外;而有些国家则开门揖客;其余的大都持观望态度。究其原因，需要从比特币自身出发，它最大的特点就是去中心化，这意味着它不能被某个国家或团体所掌控，这对于某些本国货币强势的国家来说是万万不能接受的。有的国家虽然一向不看好比特币，但是对比特币所用的区块链技术的立场反差却很大。
韩国从2015年起自上而下地进行区块链创新；俄罗斯对区块链的态度由强硬趋于缓和；澳大利亚在多领域探索区块链技术，在身份识别，交易，政治方面均有涉及；美国国土安全部对6家致力于政府区块链应用开发的公司补贴发放补贴，以便让企业研究政府的数据分析，连接设备和区块链；中国央行行长周小川指出，数字货币必须由央行发行，区块链是可选的技术。
3.2如何对待类似“区块链”之类的新技术的兴起
任何一个企业都要使用技术，任何一个企业都是多种技术的有机组合体系。企业的发展，可以说是技术变革的产物。新技术的发展是推动现代企业经济增长的主导力量，是企业提高竞争力的重要手段，是企业赢得和保持优势的支撑。企业要在市场竞争中获得优势和成长，就必须不断落实新技术，这也是目前企业界的共识。企业对于新技术的的应用的判断，也需要提前做好预研，使企业有能力按照市场需求不断开利用新技术，开发新产品，提高产品附加值，从而为企业带来更多的经济效益，在激烈的市场竞争中处于不败之地。
世界新技术的革命的浪涛声不绝于耳，作为在校学生的我们，应该意识到这场革命对于我国的深远意义，应该以开放的态度去拥抱新技术。一项新技术出现，首先判断它与我们所熟知的技术的关联，看这些关联的技术的共同特性到底是什么，看领导这些技术潮流的大公司的研究热点和支持力度，我们就知道世界技术潮流在向哪个方向走。尝试了解这些主流新技术，无疑对于我们自身的发展起到关键的推动作用。参考文献
1.王：负责区块链的技术简介部分，包括搜集资料，课堂展示等
2.钱：负责区块链的信任问题讨论部分，包括搜集资料，课堂展示，组织小组成员讨论等。
我们小组总共进行了两次讨论，课堂展示由我们的小组的王、钱、陈三位男生完成，感谢他们的课题展示，同时也很感谢我们小组成员的相互协作与配合，才使我们完成了整个课堂展示及报告的撰写，感谢他们！最后，附上我们两次讨论的图片：分别在宿舍与李政道图书馆进行。