區塊鏈技術現狀和發展趨勢研究

付鑫輝

摘要：隨著區塊鏈技術的提出，它已進入到社會生活和經濟生活的各個領域。但究竟什么是區塊鏈技術，它現在發展的狀況如何，它的發展中遇到哪些挑戰，以及我國對區塊鏈技術的發展戰略。這一系列的問題通過本文將給出答案。

關鍵詞：區塊鏈;比特幣;以太坊;哈希算法

一、什么是區塊鏈

區塊鏈是一種在對等網絡環境下，通過透明和可信規則，（按照時間戳順序）構建不可偽造、不可篡改和可追溯的塊鏈式數據結構，實現和管理事務（交易）處理的模式。是一種分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法等計算機技術的新型應用模式，具有分布式對等、數據塊鏈式、不可偽造和防篡改、透明可信、高可靠性等關鍵特征。

三種區塊鏈部署模型：

1、公有鏈：任意客戶都可以使用，任意節點都可以進入，所有節點共同參與共識和讀寫數據，較強的去中心化特征，案例：比特幣和以太坊;

2、聯盟鏈：只有利益相關的客戶才能使用，節點只有授權許可才能接入，接入節點按規則參與共識和讀寫數據，較弱的去中心化特征，案例：Hyperledger Fabric;

3、私有鏈：單個客戶使用，僅有授權的節點才能接入，并按照規則參與共識和讀寫數據。

區塊鏈與以往的技術相比，其核心特點歸結有兩點。一是“自治”。區塊鏈是真正意義上的分布式（點對點）網絡，不需要任何所謂的中心節點。此外，區塊鏈上的每一個節點都各自獨立地記錄網絡信息，按照自己的策略進行各種網絡操作。這樣，區塊鏈就能夠形成所謂的自治。二是“可信”。區塊鏈的共識機制保證網絡中所有節點的信息是真實、可靠且同步的，任何試圖篡改信息的做法都不能得逞。

二、區塊鏈發展現狀

自2009年誕生至今，區塊鏈技術在短短十年內取得了長足的發展，在金融、供應鏈、物聯網、知識產權保護、房地產、奢侈品以及食品藥品追溯等行業領域小試牛刀。

從區塊鏈平臺的發展來看，目前已經有比特幣、以太坊、EOS、HyperLedger等多個公共區塊鏈開發與應用平臺，它們為快速開發與部署區塊鏈提供了一個方便與快捷的基礎。在以太坊應用平臺上，目前已經具有2667個應用（DApps），部署的智能合約數量超過4200個，每日活躍用戶超過2.7萬，已經構筑了一個強大的區塊鏈分布式應用生態體系。

基于區塊鏈的“自治”特性，區塊鏈衍生出各類自主分布式管理屬性，被廣泛地應用到新組織結構管理、身份管理與隱私管理等領域。名噪一時的“TheDAO”通過區塊鏈構建了一個網絡上的分布式自治組織，它在不到1個月的時間就籌集到來自1萬多名用戶價值1.5億美元的資金，成為歷史上最大的一個眾籌項目。盡管由于一個安全漏洞導致“TheDAO”最終失敗，然而它所開創的分布式組織模式仍然具有很好的參考價值。Sovrin是一個自治身份（Self- SovereignIdentity）管理平臺，它旨在不依賴任何中心機構的前提下，用戶可以用一種安全隱私的方式提供可驗證的身份憑證。

基于區塊鏈的“可信”特性，區塊鏈在奢侈品銷售、食品與藥品追溯以及供應鏈管理等領域大展拳腳。成立于2015年的英國公司Everledger基于區塊鏈技術，為每一顆鉆石的身份以及交易信息提供一個不可篡改的賬本記錄，截至目前，它已經在區塊鏈上上傳了98萬顆鉆石的身份以及交易信息。法國巴黎的一家企業BlockPharma，用區塊鏈技術進行藥品追溯和防偽造，制藥企業在發布產品信息和QR碼的時候，嵌入到醫藥企業信息系統中的BlockPharma模塊便將相關信息記錄到區塊鏈上，從而為每一個藥物產品提供一個身份信息，并進行追蹤。

此外，還有不少研究人員正在基于區塊鏈探索未來網絡基礎設施的架構。通過區塊鏈技術，使能未來網絡中人、設備、服務的統一身份認證和管理，使能人與機器、機器與機器之間的可信通信，使能基于智能合約的多智能體實時交易，這些將成為融合互聯網、工業互聯網乃至衛星通信網絡的下一代未來網絡的核心與關鍵。

三、我國區塊鏈發展的戰略和面臨的挑戰

中共中央政治局10月24日下午就區塊鏈技術發展現狀和趨勢進行第十八次集體學習。中共中央總書記習近平在主持學習時強調：“區塊鏈技術的集成應用在新的技術革新和產業變革中起著重要作用。我們要把區塊鏈作為核心技術自主創新的重要突破口，明確主攻方向，加大投入力度，著力攻克一批關鍵核心技術，加快推動區塊鏈技術和產業創新發展?！?/p>

習近平總書記在主持學習時的講話基本確立了“中國區塊鏈發展綱領”：明確了坐標，指出了方向，提出了重點任務，點明了安全措施。在“中國區塊鏈發展綱領”中，確立了區塊鏈作為核心技術自主創新重要突破口，因此要強化基礎研究，提升原始創新能力，搶占區塊鏈的戰略制高點;在“中國區塊鏈發展綱領”中，指明了“區塊鏈+”的戰略，要發揮和利用區塊鏈的融合特性，深入推動區塊鏈與實體經濟深度融合，促進區塊鏈的落地應用以及發揮實效;在“中國區塊鏈發展綱領”中，提出了區塊鏈在金融、監管與民生等領域的重點應用，促進區塊鏈在數據共享、優化業務流程、降低運營成本、提升協同效率、建設可信體系等方面發揮重大作用;在“中國區塊鏈發展綱領”中，點明了區塊鏈安全風險防御和行業規范引導等措施，將依法治網落實到區塊鏈管理中，推動區塊鏈安全有序發展。

面對日益嚴峻的國際政治與經濟新形勢，習近平總書記高瞻遠矚，適時提出“中國區塊鏈發展綱領”，將區塊鏈發展上升為國家戰略。然而，縱觀近些年區塊鏈行業的發展現狀，要想認真領會和落實習近平總書記講話精神，按照“中國區塊鏈發展綱領”的指引推動區塊鏈創新發展，需要我們“正本清源”，撥開籠罩在區塊鏈技術周圍的層層迷霧，厘清區塊鏈技術本質，認清區塊鏈發展現狀與挑戰，積極而理性地推進區塊鏈技術與產業發展，搶占數字經濟時代中國國際競爭的又一戰略制高點。

盡管如此，區塊鏈技術要想進一步發展仍然面對很多挑戰。

歷經十載錘煉，區塊鏈正在不斷滲透到各行各業中，已經展現出良好的發展態勢。然而，要想真正發揮區塊鏈的價值，還面臨著巨大的挑戰，這些挑戰有科學與技術方面的，也有政策與法律方面的。正所謂“成也蕭何，敗也蕭何”，在區塊鏈的重重挑戰中，最為關鍵的仍然與區塊鏈的“自治”與“可信”特性相關。

要想真正實現區塊鏈的“可信”，就必須做到整個網絡的共識，而要在全網范圍內達成共識勢必影響到交易吞吐量。因此，這導致了區塊鏈面臨的一個重大挑戰：“可擴展性問題”。在區塊鏈領域，一直都存在著一個所謂的“不可能三角”，即在一個區塊鏈系統中，可擴展性、無中心和安全性三者最多只能取其二。要想在一個區塊鏈系統中完全獲得這三種屬性幾乎是不可能的，而這三種屬性又恰恰是一個理想的區塊鏈系統所應具備的。因此，任何一個區塊鏈系統的架構策略都會包含這三者的折衷與權衡。目前區塊鏈的交易吞吐量都較低，比特幣每10分鐘打包一個區塊，而以太坊每一秒也只能處理大概15筆交易。這個數據和淘寶每秒百萬以上的交易吞吐相比，完全是小巫見大巫。在確?？尚诺那疤嵯?，克服可擴展性問題的挑戰對于區塊鏈技術研究而言，還有一段較長的路要走。

要想真正實現區塊鏈的“可信”，區塊鏈網絡的規模必須足夠大。

區塊鏈的第三個大的挑戰：監管問題。區塊鏈技術誕生于一群稱為“網絡朋克”的無政府主義者之中。區塊鏈最早、最成功的應用是比特幣，而比特幣的誕生從某種意義上而言是帶有“原罪”的。不可否認，比特幣被廣泛地應用在“暗網”中，被作為洗錢和非法交易的途徑，也被作為資助恐怖分子和反叛者的工具?；趨^塊鏈的ICO（首次代幣發行，InitialCoinOffering）被人惡意利用，成為金融欺詐的一個手段。從這個視角而言，在保持區塊鏈的“自治”優勢的前提下，融入現實世界的監管體系中是區塊鏈取得廣泛應用的必經之路。

四、總結

深入區塊鏈本質，我們會發現區塊鏈確實有著變革互聯網乃至人類社會的潛質。再深入分析，我們同樣也會發現區塊鏈要想真正發揮其潛能，亦面臨著不小的挑戰。克服這些挑戰，有待區塊鏈技術的進一步完善與創新，也有待于目前監管體系的主動變革與創新。如果我們理性而客觀地厘清區塊鏈本質，我們必定能讓區塊鏈推動網絡創新，造福人類社會。

（作者單位：河北科技學院）