区块链 区块链是一种带有数据“散列验证”功能的数据库。区块，就是数据块，按照时间顺序将数据区块组合成一种链式结构，并利用密码学算法，以分布式记账的方式，集体维护数据库的可靠性。所有数据块按时间顺序相连，从而形成区块链。 区块链 blockchain 特点 高度透明、去中心化、去信任、集体维护、匿名等 所属 互联网技术 类型 公有链,联合链,私有链等 目的 用于验证其信息的有效性（防伪） 领域 金融，物联网，保险，公益领域等 区块链定义 区块链技术是指多个节点间， 基于加密链式区块结构、 分布式节点共识协议、 P2P 网络( 对等网络) 通信技术和智能合约等技术， 组合而成的一种去中心化基础架构。 区块链技术是多项成熟技术的一次整合。区块链技术源于比特币系统的底层框架，是具备去中心化、 去信任化、 集体维护、 时序数据、 可编程和不可篡改等特点的分布式存储方案，对于金融领域乃至整个宏观社会系统具有重大历史意义。 区块链是由一些已经成熟的技术整合而成， 区块链目前主要有公有链、 联盟链及私有链 3 类，数据层、 网络层、 共识层、 激励层、 合约层和应用层构成了区块链底层基础架构。主流开发平台有以太坊和超级账本。[2]

区块链类型 区块链类型可基本被分为公有链、 联盟链和私有链 3 类。 公有链最早出现， 是最能体现区块链理念的一种类型。 针对当下的需求场景和公有链的一些问题，具备联盟属性的联盟链开始被推向市场。私有链是开放程度最低的一种类型， 仅供内部人员使用。目前区块链开发平台层出不穷，图1列举了一些当前主流区块链应用开发平台。

公有链 公有链完全对外公开， 用户可自由访问区块网络， 以及在链上广播交易数据， 还可即时参与网络共识过程。公有链是真正具备完全去中心化特征的区块链，能够在去信任化的网络环境中快速建立共识，形成去中心化的运行机制， 并且交易信息不可篡改。 共识机制一般采用 Pow 或 PoS。 比特币系统就是基于公有链， 但其应用范围仅限于数字货币类型，以太坊( Ethereum) 是在公有链场景中应用最广泛的通用开发平台。

联盟链 联盟链中只有联盟成员可加入联盟链网络，按照联盟规则来制定用户在链上的读写权限和记账权限。由于联盟链的注册许可限制的特征，对于金融机构的交易、结算或清算场景非常适用。共识机制对安全性能要求较高，一般采用权益证明或实用拜占庭容错算法、Ｒaft 算法等共识算法来代替工作量证明的挖矿机制。常见平台有超级账本 ( Hyperledger) 以及国内的FISCO-BCOS。

私有链 私有链网络仅在私有组织内部使用，按照私有组织规则来制定用户在链上的读写权限和记账权限。应用场景一般是数据库管理和审计等企业内部的私有应用。私有链可有效防范来自内部或外部对数据的安全攻击。许多公有链是基于无政府主义理念而设计的，所以采用 P2P 网络以实现完全去中心化。私有链是由私有组织进行管控，数据信息不对外开放，只有内部人员能够参与。[2]

区块链的基础架构

数据层 数据层用来存储数据区块，涵盖了时间戳、Merkle 树、非对称加密和哈希函数等技术点， 确保数据的可追溯性和不可篡改性。数据区块结构上有区块头和区块体 2 个部分。区块头记录版本号、 父区块哈希值、 时间戳、 随机数和 Merkle 根等信息。 区块体中存储以 Merkle 树为组织形式的交易数据。数据区块以时间戳为顺序构成链式结构[3]。Merkle 树可用于快速校验区块数据的存在性和完整性。 椭圆曲线密码算法是区块链技术中使用的非对称加密方式， 拥有公钥和私钥 2 个密钥的非对称加密方式确保了数据安全。

网络层 组网方式、 消息传播协议、 数据验证机制等构成了网络层。 构建去中心化的节点拓扑分布， 任意 2个节点无需建立互信即可交易， 交易信息通过广播传递， 为了维持整个网络的正常运转， 利用激励机制来保证拥有足够的节点参与贡献算力。

扁平式拓扑结构的 P2P 组网方式， 使得网络中的每个节点承担相同角色， 主要具备路由发现、 验证交易信息、 广播交易信息和发现新结点等功能。整个网络的正常运转不会被部分节点的损坏而影响，但同时提高了维护全部节点的成本。全部的网络节点会实时监听网络中的广播信息， 发现其他节点的广播数据后，会查看交易中的签名和时间戳等标记， 并利用区块的工作量证明去验证此次交易和区块有效性。若通过验证则进行存储并继续转发广播。否则，废弃此数据信息并不再转发。节点通过广播将自己生成的交易信息向周围节点发送， 其他节点验证通过后继续传播， 当大多数( 51% ) 节点接收到信息后即为交易通过。 若信息验证未通过，便会废弃，停止继续传播错误信息。

共识层 去中心化网络中的决策权高度分散， 必须有效实现各节点对数据的有效性， 高效地达成共识。 共识层利用工作量证明机制 ( PoW) 、 权益证明机制( PoS) 、 股份授权证明机制( DPoS) 以及分布式一致性算法等几种方案，有效地解决了这个问题。共识过程与经济激励的结合极大地增强了区块网络的可靠性。 在 PoW 机制中， 要想达到篡改或伪造区块的目的，必须对此区块以及后面的所有区块都重新寻找随机数，[4]控制区块网络51% 以上的算力后才有可能，因此攻击的成本极大。为了克服 PoW 算力资源被浪费， 以及 51% 攻击等问题， PoS 机制用权益证明( 币龄和代币数量等) 来替代 PoW 中的算力证明，挖矿难度随着拥有的资源数量增多而减小。在一定程度上违反了完全去中心化的概念。DPoS 机制类似董事会投票，每个节点可将其权益授权于一个节点代表，节点代表对其他节点负责，由节点代表轮流记账的形式生成新区块。由于减少了数据验证时节点参与的数量和记账权竞争的资源消耗，实现了秒级的共识验证。在联盟链中不同于完全去中心化要求的公有链，其更适合无需大量消耗算力资源的分布式一致性算法。在区块网络中推选出一个主节点， 来完成产生新区块、 广播节点交易信息等工作。

激励层 在激励层将经济因素集成到区块链体系之中，共识节点之间构成了服务众包机制[5]。共识节点既可最大化自身的利益， 又可保障整个系统有效地整体运作。比特币系统常见的分配机制有每 N 股支付、 每股支付和按比例支付等。

合约层 合约层的本质是区块链底层的商业逻辑及算法，合约层的存在能够实现对区块数据的灵活操作，还可在合约层实现区块链系统的应用编程。比特币平台使用脚本去保证合约控制，新一代区块链平台大多开始使用智能合约。使用编程语言编写的智能合约实现了商业逻辑，在区块链中的全部节点发布合约，被调用时会在虚拟机上进行运行，运行后无法被强行停止。将交易的商业逻辑以及访问数据的规则封装为智能合约后，外部应用通过调用智能合约来跟区块链进行访问区块状态或交换数据等操作。智能合约的主要优点包括: 较低的人为干预风险、准确的执行、高效的实时更新、去中心化的权威以及低运行成本。智能合约为数据层的数据赋予了可灵活编程的机制，承担起了区块链中的机器代理的的角色

应用层 基于区块链平台在应用层可实现各种应用场景和现实案例。区块链 1. 0 支持虚拟货币相关应用，可构建与转账、 数字化支付相关的去中心化电子货币应用，能够实现跨国交易和快捷支付等多样化服务。比特币应用是其典型代表。区块链 2. 0 增加了智能合约的创新应用，智能合约在金融领域被作为金融市场的公正基石之后，在债券、股票、产权、贷款和抵押等方面便可得到广泛应用。同时将技术拓展到支撑一个去中心化的市场，扩大交易范围。区块链 3. 0 则是以去中心化的思想去配置全球资源，将区块链的应用范围拓展到货币和金融以外的领域。比如政府选举、文化版权、社会公正和健康医疗等。

发展历程 2008年由中本聪第一次提出了区块链的概念 ，在随后的几年中，区块链成为了电子货币比特币的核心组成部分：作为所有交易的公共账簿。通过利用点对点网络和分布式时间戳服务器，区块链数据库能够进行自主管理。为比特币而发明的区块链使它成为第一个解决重复消费问题的数字货币。比特币的设计已经成为其他应用程序的灵感来源。

2014年，"区块链2.0”成为一个关于去中心化区块链数据库的术语。对这个第二代可编程区块链，经济学家们认为它是一种编程语言，可以允许用户写出更精密和智能的协议 。因此，当利润达到一定程度的时候，就能够从完成的货运订单或者共享证书的分红中获得收益。区块链2.0技术跳过了交易和“价值交换中担任金钱和信息仲裁的中介机构”。它们被用来使人们远离全球化经济，使隐私得到保护，使人们“将掌握的信息兑换成货币”，并且有能力保证知识产权的所有者得到收益。第二代区块链技术使存储个人的“永久数字ID和形象”成为可能，并且对“潜在的社会财富分配”不平等提供解决方案。

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。

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 。

如今，比特币仍是数字货币的绝对主流，数字货币呈现了百花齐放的状态，常见的有bitcoin、litecoin、dogecoin、dashcoin，除了货币的应用之外，还有各种衍生应用，如以太坊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。

区块链的应用 军事军工领域 武器装备全寿命周期管理

武器装备从立项论证、研制生产、交付服役到退役报废,需要对全寿命周期内包括设计方案、试验结果、技术状态等大量数据资料进行记录备案。现行的武器装备记录方式,通常为纸质或电子媒介备案,这种传统方式存在安全难以保障、转移交接困难、缺乏有效监管等缺陷。在武器装备管理中引入区块链技术,让上级主管部门、武器装备管理部门和武器装备使用方,甚至武器装备科研单位和生产厂家都参与到武器装备状态的更新与维护环节中,形成一个分布的、受监督的武器装备档案登记网络,提高武器装备档案的安全性、便利性和可信度。利用区块链技术,武器装备的每个零部件都可以追踪到原点,这有助于解决武器装备采购合同的争议,因为块中的任何内容都不能被操纵或删除。引入区块链技术,构建一种不可被破解的完整监控、管理和控制系统,可以进一步提高武器装备管理的安全性、便利性和可信度。

构建自主化、安全的任务指挥与控制体系

将区块链与人工智能和军事物联网相结合,将改变未来的军事指挥控制模式,即从集中战斗控制模式转变为分散控制。在未来战场上,将会有一群军用无人机以分散的方式持续地共享作战数据和决策,作为一个统一的组织运作,不依赖于单一的决策中心,能够在任何伤亡下不丧失作战能力。另一个适合分散指挥的领域是复杂的火力系统。过去北约海军舰艇一直依赖于一种名为“宙斯盾作战系统”的集中武器控制系统,这是一个巧妙而集中的系统,能够从数十个传感器收集数据,同时协调几种致命武器的火力,但如果决策中心被拆除,它的集中化特征会使它变得很脆弱。一组通过区块链进行协调的自治系统,可以提供一种更可行的设计,既可以保留协调的优点,又可以消除中央控制固有的漏洞。

智能化军事物流

现代军用物流正向智能化时代迈进,智能仓储、智能包装、智能运输和智能配送等智能化物联网络将涵盖军事物流的全过程。运用区块链技术,可以降低军事物流的成本,追溯物品的生产和运送过程,并且提高供应链管理的效率。该领域被认为是区块链一个很有前景的应用方向。在智能军事物流系统中,人和物将动态、自主组网,构成一个去中心化的对等网络,无需中心服务器,分布式的网络结构可提高军事物流系统的生存能力;接入网络的节点之间可以直接或以中继方式进行通信,实现信息自由交互;用户需求、仓储货品、装载运输、配送中转等军事物流链条中的重要数据信息,将统一保存于各区块中,信息安全系数也将大幅提升。 “区块链+大数据”的解决方案,利用大数据的自动筛选过滤模式,在区块链中建立信用资源,可以双重提高交易的安全性和便利程度,为智能军事物流模式应用节约时间成本,有效解决智能化军用物流面临的组网通信、数据保存和系统维护等难题,进一步提高军事物流系统的生存能力,确保系统有序高效运转。

为军事后勤提供可靠保障

区块链技术还可以有效解决智能化军事后勤面临的组网通信、数据保存和系统维护等一系列难题。军事后勤保障网络一旦纳入区块链技术,军事后勤系统中的人员和物资就可实现自主组网,构成一个去中心化的网络。军事后勤保障系统中涉及的物资生产、采购、运输、配给等数据,都可以统一保存在各区块之中,使军事后勤信息的安全系数大幅提升。以联盟链为核心,以各军种、各部门需求为导向,可以组成一个完备的联盟链,使军事后勤装备及能源等与各军种、各部门的需求相匹配,时刻处于最佳状态。[6]

数字版权保护 联盟链因自身特点，适用于数字版权保护。首先，联盟链对应的实体机构，通常为媒体出版、网络平台、版权交易、监管机构等组成的联盟。这些机构具备对原创性版权内容的全网鉴定能力，具有保护原创内容的版权需求，或者具有版权保护监管职能。由这些机构组成分布式的记账节点，节点间通常采用 PBFT、Raft 等共识机制来保证数据的一致性和有效性。

原创版权内容的创作者，可在线向联盟链提出原创确权申请，由联盟中的相关机构对内容进行原创性审核认定后，将原创内容关键要素固化，计算哈希值，加盖时间戳，打包成区块，按预定的共识机制，由记账节点加入联盟链，由此完成版权存证，作为日后版权交易和版权维护的基本证据。[7]

移动通信领域 区块链技术天然地拥有去中心化、分布式、防篡改等优点，所以移动通信领域的研究者期望将其应用于系统的各个层面，期望大幅度提升蜂窝移动通信系统的性能，实现真正意义的万物万联。美国 FCC 在 MWCA2018 大会上也提出利用区块链进行动态频谱分配的构想，因此区块链技术被认为是 6G 的关键技术之一，其基本思想就是利用区块链技术的去中心化、分布式、防篡改等特点，将区块链技术引入 6G 蜂窝移动通信系统中保障用户的隐私安全，减少资源分配和通信服务成本，从而实现移动通信和区块链技术的有机结合。学术界和工业界正在上述领域开展研究工作，使用区块链去中心化的分布式账本来记录各种无线接入信息的研究刚刚起步，未来可能会进一步激发新技术的创新，甚至改变未来使用无线频谱的方式。[8]

金融领域 区块链在国际汇兑、信用证、股权登记和证券交易所等金融领域有着潜在的巨大应用价值。将区块链技术应用在金融行业中，能够省去第三方中介环节，实现点对点的直接对接，从而在大大降低成本的同时，快速完成交易支付 。

比如Visa推出基于区块链技术的 Visa B2B Connect，它能为机构提供一种费用更低、更快速和安全的跨境支付方式来处理全球范围的企业对企业的交易。要知道传统的跨境支付需要等3-5天，并为此支付1-3%的交易费用。Visa 还联合 Coinbase 推出了首张比特币借记卡，花旗银行则在区块链上测试运行加密货币“花旗币” 。

物联网和物流领域 区块链在物联网和物流领域也可以天然结合。通过区块链可以降低物流成本，追溯物品的生产和运送过程，并且提高供应链管理的效率。该领域被认为是区块链一个很有前景的应用方向。

区块链通过结点连接的散状网络分层结构，能够在整个网络中实现信息的全面传递，并能够检验信息的准确程度。这种特性一 定程度上提高了物联网交易的便利性和智能化。区块链+大数据的解决方案就利用了大数据的自动筛选过滤模式，在区块链中建立信用资源，可双重提高交易的安全性，并提高物联网交易便利程度。为智能物流模式应用节约时间成本。区块链结点具有十分自由的进出能力，可独立的参与或离开区块链体系，不对整个区块链体系有任何干扰。区块链 +大数据解决方案就利用了大数据的整合能力，促使物联网基础用户拓展更具有方向性，便于在智能物流的分散用户之间实现用户拓展 。

公共服务领域 区块链在公共管理、能源、交通等领域都与民众的生产生活息息相关，但是这些领域的中心化特质也带来了一些问题，可以用区块链来改造。区块链提供的去中心化的完全分布式DNS服务通过网络中各个节点之间的点对点数据传输服务就能实现域名的查询和解析，可用于确保某个重要的基础设施的操作系统和固件没有被篡改，可以监控软件的状态和完整性，发现不良的篡改，并确保使用了物联网技术的系统所传输的数据没用经过篡改 。

保险领域 在保险理赔方面，保险机构负责资金归集、投资、理赔，往往管理和运营成本较高。通过智能合约的应用，既无需投保人申请，也无需保险公司批准，只要触发理赔条件，实现保单自动理赔。一个典型的应用案例就是LenderBot, 是 2016 年由区块链企业 Stratumn、德勤与支付服务商 Lemonway 合作推出，它允许人们通过 Facebook Messenger 的聊天功能，注册定制化的微保险产品， 为个人之间交换的高价值物品进行投保，而区块链在贷款合同中代替了第三方角色 。

公益领域 区块链上存储的数据，高可靠且不可篡改，天然适合用在社会公益场景。公益流程中的相关信息，如捐赠项目、募集明细、资金流向、受助人反馈等，均可以存放于区块链上，并且有条件地进行透明公开公示，方便社会监督。

目前区块链技术面临的主要问题 区块链技术本身存在一些问题，比如区块链技术的可扩展性差，挖矿需要的算力很大，确认交易的时间很长，节点规模、性能、容错性三者之间难以平衡，目前缺乏统一的区块链技术应用标准等。尽管随着区块链技术已经在快速发展，但有着更高服务质量需求的区块链应用，对区块链机制的设计提出了更严峻的挑战。[8]

争议 随着区块链技术成为社会关注热点，被监管部门严厉打击的虚拟货币出现死灰复燃势头。针对这一新情况，多地监管部门宣布，新一轮清理整顿已经展开。

2019年11月22日，有国家互联网金融风险专项整治小组办公室（下称整治办）人士表示，区块链的内涵很丰富，并不等于虚拟货币。所有打着区块链旗号关于虚拟货币的推广宣传活动都是违法违规的。监管部门对于虚拟货币炒作和虚拟货币交易场所的打击态度没有丝毫改变。

据了解，监管部门已经通盘部署，要求全国各地全面排查属地借助区块链开展虚拟货币炒作活动的最新情况，出现问题及时打早打小。在下一阶段的工作中，监管部门将加大清理整顿虚拟货币及交易场所的力度，发现一起、处置一起。