區(qū)塊鏈技術(shù)的原理及行業(yè)應(yīng)用發(fā)展前景分析

李天揚

【摘 要】區(qū)塊鏈技術(shù)本身是對所有交易和電子行為進行全面記錄的一種數(shù)據(jù)記錄方案，它本身也屬于一種公開的賬本技術(shù)。而區(qū)塊鏈技術(shù)最明顯的三大特征為分布式、中心化和不可造假，這三大明顯的特性帶來的效果越來越多地引發(fā)了世界各行各業(yè)的關(guān)注。本文主要就區(qū)塊鏈技術(shù)的原理、行業(yè)應(yīng)用的特性和發(fā)展的前景進行全面系統(tǒng)的分析，希望能夠給大家以參考性的意見。

【關(guān)鍵詞】區(qū)塊鏈技術(shù)；區(qū)塊鏈原理；行業(yè)應(yīng)用；發(fā)展前景

中圖分類號： TP311.13 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）04-0172-002

0 引言

在去年中國人民銀行所召開的數(shù)字貨幣研討會上，會議已經(jīng)對包括比特幣在內(nèi)哦數(shù)字貨幣的價值進行全面的肯定。目前，市場上流通的諸多貨幣不僅使得傳統(tǒng)的貨幣發(fā)行成本得以降低，而且也使得其流通的成本慢慢降低，并在最后逐步使得經(jīng)濟活動的便利性和透明度更上一個臺階。截至到2017年，各種加密類型的貨幣種類已經(jīng)突破了600種，總體市值突破了100多億美元，而比特幣的數(shù)量更是超過了70%。

1 區(qū)塊鏈的概念和特點

1.1 區(qū)塊鏈的概念

在研究區(qū)塊鏈技術(shù)的概念之前，我們首先要了解區(qū)塊鏈本身的概念。它是比特幣中非常重要的一種概念。區(qū)塊鏈本身也屬于比特幣的一種底層技術(shù)和基礎(chǔ)型的架構(gòu)。本質(zhì)的特點是一種中心化的數(shù)據(jù)庫[1]。從本質(zhì)上說，區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N依靠一連串使用的密碼和相關(guān)的鏈接產(chǎn)生的數(shù)據(jù)塊，每一個數(shù)據(jù)塊中都需要包含一次比特幣網(wǎng)絡(luò)交易的信息過程，為的是能夠使得信息的有效性更好地得以驗證，并且在這個基礎(chǔ)上可以生成下一種類型的區(qū)塊。

1.2 區(qū)塊鏈的特點

從區(qū)塊鏈的概念和區(qū)塊鏈?zhǔn)褂玫倪^程來看，區(qū)塊鏈的特征主要可以被概括成如下幾點：第一，如果引入了區(qū)塊鏈的概念，那么整體網(wǎng)絡(luò)中將不再存在中心化的管理機構(gòu)，整個管理機構(gòu)將呈現(xiàn)出一種分布式的端到端的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，整個網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)勢必將改變。第二，整個區(qū)塊鏈的內(nèi)部都會存在諸多種類的協(xié)商一致的規(guī)范，使得我們可以利用所有類型的節(jié)點去更好地信任環(huán)境，并在這個過程中使得整體數(shù)據(jù)的交換變得更加安全。第三，在區(qū)塊鏈技術(shù)操作的過程中，一般都可以采用非對稱的密碼數(shù)據(jù)對交易數(shù)據(jù)進行加密，此后又可以借助工作量證明的機制將數(shù)據(jù)理論更好地改變。第四，整個區(qū)塊鏈呈現(xiàn)的是一種公開透明的狀態(tài)，所有的交易過程和交易記錄都可以在網(wǎng)絡(luò)中被公開，信息的不對稱性將在很大一部分程度上被打破。

2 區(qū)塊鏈接技術(shù)的概念和特點

2.1 區(qū)塊鏈技術(shù)的概念

區(qū)塊鏈技術(shù)的英文縮寫為 Blockchain tecknology。區(qū)塊鏈技術(shù)也被分為分布式賬本技術(shù)，它是一種新型的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫技術(shù)，其最核心的特點就是集中化和中心化，區(qū)塊鏈技術(shù)對每個人都實施公開透明的戰(zhàn)略，每個人都可以進入到內(nèi)部參與數(shù)據(jù)庫記錄的進程。區(qū)塊鏈技術(shù)最早是運用在比特幣領(lǐng)域的基礎(chǔ)技術(shù)，目前已經(jīng)被廣泛運用于全世界的各個行業(yè)，此種技術(shù)最終將擴展到金融領(lǐng)域。區(qū)塊鏈技術(shù)最核心的特點就是能夠不依賴第三方渠道，直接通過自身分布式節(jié)點的形式進行全面的數(shù)據(jù)交換和驗證，最終達到使得技術(shù)更全面地進行存儲的一種概念。目前，相當(dāng)多的區(qū)塊鏈技術(shù)已經(jīng)被縮寫成為區(qū)塊鏈。

2.2 區(qū)塊鏈技術(shù)的特點

2.2.1 去中心化

在所有類型的區(qū)塊鏈技術(shù)的特征中，去中心化是其最本質(zhì)的特征。區(qū)塊鏈技術(shù)的誕生意味著我們能夠在完全沒有中央處理節(jié)點的情況下更好地實現(xiàn)全網(wǎng)所有數(shù)據(jù)的分布和記錄，并能夠?qū)?shù)據(jù)的真實性更好地保存下來。在去中心化的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，所有類型的節(jié)點其實都沒有什么本質(zhì)上的區(qū)別，它們都擁有相同的義務(wù)和權(quán)利。所有區(qū)塊鏈技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點都必須遵守同樣的密碼學(xué)規(guī)則，從而也就能夠更好地將全網(wǎng)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)記錄被更好地維護下來[2]。所有的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點在沒有第三方中介機構(gòu)的幫助下也就能夠更好地進行信任背書。因此，在去中心化的區(qū)塊鏈的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中，一定要通過全方位地對單個節(jié)點的攻擊及你想能夠全方位的控制，進而才能夠?qū)φ麄€區(qū)塊網(wǎng)絡(luò)鏈接產(chǎn)生更好的影響。

2.2.2 信息的不可篡改性

所有蘊含在區(qū)塊鏈中區(qū)塊的信息都將是不可篡改的。所有區(qū)塊鏈中的數(shù)據(jù)信息必須要經(jīng)過全網(wǎng)大部分節(jié)點的審核之后才能夠更好地被全方位地記錄下來。如果不能夠保證整個控制系統(tǒng)中存在超過一半的網(wǎng)節(jié)點，那么即使在之后對單個的節(jié)點進行篡改也是沒有實際的意義的。這也就是說，如果只對個別的節(jié)點數(shù)據(jù)及你想能夠篡改和攻擊，那么是不會影響到全網(wǎng)總帳的安全性和穩(wěn)定性的。這種信息的不可篡改性使得區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)變得更加穩(wěn)定和可靠。

2.2.3 匿名性

區(qū)塊鏈技術(shù)能夠在非常復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)條件下解決網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間存在的信任問題。因此，在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)交易的過程中，我們可以在不了解雙方身份的情況下就進行交易。所有區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的交易都是以加密地址為基礎(chǔ)進行交易的，在這個過程中根本不會對雙方的身份進行雙重確認(rèn)，交易的雙方僅僅通過公布自己的地址信息就可以和對方進行全方位的交易，這也就體現(xiàn)了區(qū)塊鏈技術(shù)中的匿名性。

3 區(qū)塊鏈技術(shù)的原理

3.1 P2P網(wǎng)絡(luò)

在區(qū)域鏈技術(shù)運用的過程中，P2P技術(shù)一直都占據(jù)著非常重要的地位。P2P網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點都處于平等的地位，客戶端也可以在這個過程中更好地進行直接通信。而從結(jié)構(gòu)來看，P2P網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要可以分為有結(jié)構(gòu)和無結(jié)構(gòu)兩種。有結(jié)構(gòu)的P2P網(wǎng)絡(luò)可以采用一致性的哈希表來更好地構(gòu)建路由表，無結(jié)構(gòu)的P2P網(wǎng)絡(luò)可以采用廣播式的結(jié)構(gòu)來支撐，每個節(jié)點都可以更加全面地向鄰居節(jié)點來發(fā)送數(shù)據(jù)，從而更好地在網(wǎng)絡(luò)中進行數(shù)據(jù)的傳遞和廣播。而在 區(qū)塊鏈技術(shù)中最常用的就是這種P2P網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，由于P2P網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下，數(shù)據(jù)技術(shù)的加密和驗證也就顯得非常重要了。

3.2 非對稱加密與數(shù)字簽名技術(shù)

使用一對公鑰對信息進行全程加密的過程被稱為非對稱加密技術(shù)。但在公鑰加密的過程只能夠用私鑰解密才能夠形成。私鑰加密的內(nèi)容只能夠用對應(yīng)的公鑰才能夠完成。此外，數(shù)字簽名的過程保證了信息傳輸?shù)陌踩裕行畔l(fā)送者都需要將信息都去掉之后，再更好地進行哈希操作，之后再附著于數(shù)字簽名的末尾。所有信息的接收者都要在收到信息之后才能夠使用公鑰對文本進行解密，之后再對摘要進行全程的哈希操作。

3.3 哈希算法

哈希算法又被稱為散列函數(shù)。它能夠?qū)⑷我忾L度的數(shù)值印射成一組固定的長度值。整個哈希算法主要包含四種性質(zhì)：第一，所有的哈希算法幾乎都不能夠更好地進行反推輸入，這被稱為單向性；第二，不同長度的數(shù)值所輸入的哈希值的時間是大致相同的，這被稱之為定時性；第三，只要輸入的過程中其輸入的哈希值稍微產(chǎn)生任何的變化，那么所產(chǎn)生的結(jié)果也會有所不同，這一點就被稱之為隨機性。整體區(qū)塊鏈接技術(shù)采用的就是雙SHA256哈希運算的數(shù)值進行運算。任何一種長度的數(shù)據(jù)只需要經(jīng)過兩次或者兩次以上的SHA256哈希運算，那么就可以得到任何形式的哈希值。

4 區(qū)塊鏈的行業(yè)應(yīng)用前景

4.1 通信領(lǐng)域

區(qū)塊鏈技術(shù)最常在通信領(lǐng)域被運用。傳統(tǒng)的通信工具都是先在節(jié)點中找到最短和最快的路徑，之后再把信息全盤復(fù)制過去。但是，區(qū)塊鏈技術(shù)本身就有著最明顯的分布式和中心化的兩大特征，這兩大特征正是可以在很大一部分程度上顛覆傳統(tǒng)通信工具設(shè)計的思想。而如果能夠以P2P網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、非對稱加密技術(shù)和數(shù)字簽名技術(shù)在全網(wǎng)進行廣播的話，那么網(wǎng)絡(luò)中所有的節(jié)點都可以收到信息，只有擁有鑰匙的人才能夠通過打開和實現(xiàn)信息傳輸?shù)墓δ軄肀ＷC整體操作環(huán)境的安全性。

4.2 金融領(lǐng)域

從目前使用的情況來看，區(qū)塊鏈技術(shù)在金融領(lǐng)域的應(yīng)用是最普遍的。廣大銀行和財團必須在同時處理好交易安全技術(shù)的基礎(chǔ)上更多地去吸引投資者的資金。在股票交易市場，一般都需要先為二級市場列出公司的股份，等到真正需要交易或者結(jié)算的時候，再按照一定的時間順序進行結(jié)算。從理論的意義上來說，一些公司完全可以根據(jù)區(qū)塊鏈技術(shù)直接對股份進行分配，而這些被記錄好的股份在之后也完全可以被拿到二級市場上進行出售。

納斯達克公司正計劃用區(qū)塊鏈技術(shù)更好地開展自身的私募股權(quán)業(yè)務(wù)。這項投資業(yè)務(wù)本身也要與IPO或者是民營公司的財務(wù)報表有很深刻的關(guān)系。但當(dāng)前的股權(quán)交易程序多數(shù)是由第三方機構(gòu)來進行的，其參與的效率非常低下和緩慢。納斯達克也將更深入地通過加入智能合約區(qū)塊鏈項目計劃去實施他們的股權(quán)私募業(yè)務(wù)。而通過這樣的區(qū)塊鏈技術(shù)的運用，這項業(yè)務(wù)的范圍也將變得更廣，其實施起來的效率也會變得更高。由此可見，區(qū)塊鏈技術(shù)可以被廣泛地應(yīng)用于股票、紅利、有價證券和其他相關(guān)的區(qū)域。

4.3 投票領(lǐng)域

將區(qū)塊鏈技術(shù)更加廣泛地運用于投票領(lǐng)域，那么也可以大大地降低投票的成本，同時也可以讓投票在更加安全的范圍內(nèi)得以進行。因此，區(qū)塊鏈技術(shù)在西方國家可以被廣泛的運用[3]。位于美國的一家區(qū)塊鏈技術(shù)公司正以區(qū)塊鏈技術(shù)為基礎(chǔ)來制作投票機，希望能夠在美國大選的過程中被廣泛地 應(yīng)用。很多美國的大型機構(gòu)和企業(yè)已經(jīng)宣布將用區(qū)塊鏈技術(shù)來替代傳統(tǒng)的投票方式，以便更好地實施投票。

4.4 能源領(lǐng)域

通常情況下，電力企業(yè)和個人除了可以利用自己手中的資源通過太陽能、風(fēng)力和其他方式來生產(chǎn)電力，而其余的電力也可以通過電力公司統(tǒng)一進行購買，之后在統(tǒng)一轉(zhuǎn)售給其他人，這樣本身用電的效率將會非常低。但是隨著“調(diào)度獨立、售電開放和交易平臺”的獨立形成，其電力改革過程也開始全面地被實施。而在電力改革的過程中，區(qū)塊鏈技術(shù)也能夠被廣泛地得以運用，其在能源領(lǐng)域也能夠因此迎來新的契機。區(qū)塊鏈技術(shù)可以更好地實現(xiàn)能源領(lǐng)域的自主交易。

5 結(jié)束語

區(qū)塊鏈技術(shù)已經(jīng)在各行各業(yè)的應(yīng)用中更好地證明了其潛在的價值。但是如何將區(qū)塊鏈技術(shù)更加全面地運用到包括金融、能源、投票和通信等諸多領(lǐng)域？如何在應(yīng)用的過程中與企業(yè)更好地融合來提高生產(chǎn)力？這兩個問題是我們大家尤其需要去摸索的。而有關(guān)的政府、行業(yè)協(xié)會和企業(yè)等都要從各個角度來看待這種創(chuàng)新的技術(shù)，以便更好地引導(dǎo)區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)揮其潛力。

【參考文獻】

[1]何廣鋒，黃未希.區(qū)塊鏈技術(shù)本質(zhì)以及對金融業(yè)的影響[J].互聯(lián)網(wǎng)金融，2016（3）：96-103

[2]宋湘燕，黃珊.區(qū)塊鏈技術(shù)在商業(yè)銀行的應(yīng)用前景[N].金融時報，2015（3）：38-43

[3]益言.區(qū)塊鏈的發(fā)展現(xiàn)狀、銀行面臨的挑戰(zhàn)及對策分析[J].金融會計，2016（3）：88-94