區塊鏈:區塊鏈的發展歷史

在近十年的發展歷程中，區塊鏈技術給、經濟甚至是文化都帶來了很大的影響。梅蘭妮·斯萬根據區塊鏈的發展脈絡將區塊鏈的發展階段分為區塊鏈1.0、區塊鏈2.0和區塊鏈3.0時代，沿著這三個時代我們可以清晰地看到區塊鏈的現狀與未來。

一、區塊鏈1.0時代

比特幣的誕生是區塊鏈1.0時代到來的標志。在這個時期,區塊鏈技術的發展與數字貨幣密切相關,應用普遍集中在貨幣轉移、兌換和支付等方面。從某種意義上講,這個時期的區塊鏈技術找到了一個解決貨幣和支付去中心化的方案。

百度百科上對比特幣的定義是:一種P2P形式的數字貨幣,點對點的傳輸意味著去中心化的支付系統。當中本聰提出“比特幣”的概念并公開發行后,它便成為大家研究區塊鏈的源頭。

在區塊鏈1.0時代,主要創新是創建了一套去中心化的、公開透明的交易記錄總賬——其數據庫由所有的網絡節點共享,由“礦工”更新,全民維護,沒有人可以控制這個總賬。這種技術對金融行業的影響不亞于復式記賬法的發明。

1.區塊鏈1.0時代的特征

(1)數據層:以區塊為單位的狀數據塊結構

所謂的鏈狀數據塊結構即通過加蓋時間戳將系統中的數據塊有序鏈接,并通過密碼學等技術手段處理后以首尾相連的方式有序聯系在一起。當新的區塊產生并需要打包上傳至區塊系統中時,系統中的節點需要將新區塊的前一個區塊的散列值、當前時間戳、一段時間內發生的有效交易及其梅克爾樹根值等內容打包上傳,向全網廣播。

中國移動研究院董寧：中國移動將構建完整區塊鏈能力矩陣:金色財經現場報道，9月26日，2021區塊鏈服務網絡（BSN）全球合作伙伴大會于杭州開幕，會上，中國移動研究院董寧演講表示，

對于中國移動來講，在渠道、市場、資源以及生態架構上，都有一些先天優勢。從運營商角度上看，希望打造安全、可信的區塊鏈新型基礎設施，真正C端可用的基礎設施。并通過服務政府、大型的產業行業，延伸到各行各業、千家萬戶。

借助BSN的平臺，中國移動將構建完整區塊鏈能力矩陣，能力矩陣將包括：自主研發的引擎、應用能力層、服務能力層。

董寧還透露，11月份，中國移動全球合作伙伴大會將推出的“禾一100”戰略合作伙伴計劃，合作伙伴分三類：平臺型的合作伙伴，包括高校，行業協會組織等；應用型的合作伙伴，包括垂直行業的央企等；能力提供方，包括創業公司或互聯網巨頭等。[2021/9/26 17:07:57]

由于每個區塊都與前一個區塊相連,因此隨著長度的增加,要修改區塊鏈的交易信息就必須將之前的所有信息進行重構，這幾乎是不可能的事情,由此保證了賬本信息的安全性。

(2)全共享賬本:確保了賬本信息的真實性

在區塊鏈網絡中,記錄歷史交易的信息被傳遞給了每一個節點,每個節點都能擁有并存儲一本完整、一致的交易總賬。即便個別節點的賬本數據被改或者被攻擊,也不會影響全總賬的安全性,此外,由于全網的節點是通過點對點的方式連接起來的,沒有單一的中心化服務器,因此不存在單一的攻擊入口。同時,全共享賬本這個特性也有效防止了雙重支付的可能。

(3)非對稱加密

非對稱加密算法是區塊鏈的一個重要應用,其通過公鑰與私鑰結合的方式搭建了比特幣的安全防御系統。

長沙經開區運用區塊鏈技術科技助力疫情防控:為了確保疫情防控期間各項工作有序開展，湖南和信區塊鏈研究院就積極響應疫情防控的號召，協同湖南和信安華區塊鏈科技有限公司，為園區企業量身訂制一套基于區塊鏈優勢的防控疫情管理系統，用新技術助力疫情管防工作。此外， 長沙經開區充分利用區塊鏈技術，如基于區塊鏈技術打造個人數字身份，建立全員防疫系統；基于區塊鏈技術打造信息安全監測系統；應用區塊鏈+大數據建設疫情工作協同管理體系等，助力疫情防控。（頭條新聞網）[2020/3/30]

(4)源代碼開源

區塊鏈網絡中設定的共識機制、規則等都可以通過一致的、開源的源代碼進行驗證。

這幾個特征奠定了區塊鏈發展的基礎。除此之外,區塊鏈技術對于“雙花”問題的解決也是比特幣成功應用的關鍵所在。對于“雙花”問題,我們可以簡單理解為如何保證每一筆數字現金只會被花掉一次,避免重復支出。

舉個例子:假設在沒有第三方機構(如支付寶、微信)的情況下,A君從自己的賬戶直接向B君轉了200元。A君的賬戶由自己管理,如果A君沒有將花掉的200元從自己的賬戶上扣除,那么他可以將這200元無限復制給C、D、E等無數個人。這種現象在互聯上大量存在,我們可以將一份文件或音樂無限復制并轉發給想發送的任何人,而無須付出相應的代價。

那么如何避免數字資產被重復使用呢？中本聰在《比特幣白皮書》中做出了以下設定:

1)新的交易向全網進行廣播,讓網絡中的每個節點都知道有一筆交易發生。

2)每個節點都將收到的交易信息打包進區塊中。

3)每個節點都嘗試在自己的區塊中找到一個具有足夠難度的工作量證明,以獲得優先廣播權。

聲音 | 王巍：區塊鏈不僅是技術革命 更是一場觀念革命:近日，中國并購公會創始會長、中國金融博物館理事長王巍表示，區塊鏈不僅是一場技術革命，更重要的是一場觀念革命。互聯網誕生之初很多人并不看好，但如今它已經深刻改變人們的日常生活。今天，很多人對區塊鏈沒有具體概念，但不能忽視它的未來影響。在區塊鏈的顛覆性應用中，盡管不斷談到不用區塊鏈依舊可以溯源，不用區塊鏈依舊可以認證，但是，我們用區塊鏈的方式會開拓一個更深入的層面，會形成一個不可篡改的、可以互相耦合的自組織的、不一樣的場景，所以大家在嘗試。[2019/12/10]

4)當一個節點找到了工作量證明時,它就向全網進行廣播。

5)當且僅當包含在區塊中的所有交易都有效且之前從未存在過,其余節點才認同該區塊的有效性。

6)得到認可的區塊將被接入系統中,與其他鏈上的其他區塊鏈接起來,不斷延長鏈條的長度。由于區塊鏈的防篡改性，在新的區塊進入系統后,如果要更改區塊上的信息,則必須更改之前的所有信息,以此保證了區塊鏈的安全性。

在比特幣系統中,一個交易被連續確認六次后將不可逆轉,即“六次確認不可逆轉”原則:一筆交易數據被打包到一個區塊后就算被確認一次,連續往復六次后交易信息將永久存在于區塊鏈上。因為每次確認都需要花費一定的時間,六次確認的耗時自然較長。

在這種情況下試圖把一筆資金進行兩次支付交易,由于確認時間較長,后一筆交易想要與前一筆交易同時得到確認機會是不可能的,而這筆資金在第一次交易確認有效后,第二次交易就無法得到確認,因此有效避免了“雙花”問題的產生。

2.區塊1.0時代的現實應用

貨幣和支付構成了區塊1.0時代最顯著的應用,出現了以比特幣為代表的一系列虛擬貨幣,如萊特幣、狗幣、瑞波幣、未來幣、點點幣等,全世界前后產生過數千種數字貨幣,到現在還在運行的大概有700多種,這些“另類貨幣”充當著互聯網上的“現金,開啟了金融領域的另一片天地,在虛擬貨幣的應用場景下,個人可以用一種去中心化分布式且全球化的方式,在個人之間分配和交易各種資源。

美國伊利諾伊州立大學開設區塊鏈和數字貨幣課程:據芝加哥論壇報消息，伊利諾伊州立大學對學生開設區塊鏈、數字貨幣課程。在這之前，數字貨幣及相關話題已成為金融學研討課的重要內容。伊利諾伊大學財務負責人Gib Basset教授表示，即使不少學生家長認為數字貨幣投資有巨大的泡沫，然而年輕一代不斷受到到周圍人因投資數字貨幣而暴富的影響，希望多了解相關內容。本月，該院校將設立比特幣研討課，是芝加哥交易所MBA項目的重要課程設置之一。不僅在美國，世界各地的教育機構紛紛嘗試讓學生們熟悉該話題。澳大利亞的一所高中為家長、教師、學生開設數字貨幣主題周期討論會。[2018/3/13]

這個時期的區塊鏈在金融領域掀起了一股巨浪。在轉賬匯款和數字化支付相關領域,區塊鏈技術備受關注在這些領域,傳統方式要通過銀行等中心機構進行開戶行、對手行、清算組織、境外銀行(代理行或境外分支機構)等煩瑣的處理過程,時間長,成本高。應用區塊鏈技術后,支付可以實現端對端的交易,去掉了繁冗的中間機構處理環節,不僅快捷,而且交易成本非常低廉。尤其在境支付方面,基于區塊鏈的支付系統可為用戶提供全球范圍的跨境、任意幣種的實時支付清算服務,跨境支付將以低成本方式瞬間完成。

二、區塊鏈2.0時代

1.區塊鏈2.0時代的特征

如果說區塊鏈1.0解決的是貨幣和支付去中心化的問題,那么區塊鏈2.0解決的問題則是市場的去中心化,這個時期的關鍵詞是“合約”。由此,在經濟、市場、金融等方面區塊鏈技術得到了全方位的應用,如在股票、債券、期貨、貸款、按揭、產權、智能資產等領域的應用。

華為與熊貓綠能共建能源區塊鏈:2018年2月28日，由招商局慈善基金會攜手TUV Nord、新能源交易所、熊貓綠色能源集團及華為共同發起的能源區塊鏈項目簽約儀式在深圳蛇口舉行，該項目也是全球首個應用區塊鏈技術的社區公益項目。[2018/2/28]

區塊鏈1.0向2.0的邁進從某種程度上講是中本聰關于區塊鏈原有設計理念的一個推進過程。關于區塊鏈的發展路徑,2010年中本聰曾在公開郵件中提到:“我很多年前就已經在思考,是否可以讓比特幣支持多種交易類型,包括托管交易、債權合同、第三方仲裁、多重簽名等。如果比特幣未來能夠大規發展,那么這些交易種類都將是我們未來想探索的,但是在一開始設計時就應該考慮到這些交易，這樣將來才有可能實現。”

沿著原有的設定,區塊鏈技術在比特幣的基礎上不斷進化。在中本聰的設想中有三個核心構想:去中心化的公開交易總賬端對端的直接價值轉移體系、強大的腳本系統以運行任何協議或者貨幣等。比特幣實現了前兩項,第三項技術的實現則體現在以太坊上。可以說,以太坊的出現是區塊鏈2.0時代的代表，這個時期的發展與合約技術的發展密切相關。

關于以太坊,可以界定其為一個開源的區塊底層系統,在這個系統中可以運行所有區塊鏈和協議。就像比特幣一樣，以太坊不受任何人控制,由全球范圍內的所有參與者共同維護。這就如同安卓系統一樣,可以為用戶提供非常豐富的API,讓許多人能夠在其上快速開發出各種區塊鏈應用,截至目前,以太坊上已經有200多個應用。

智能合約是以太坊顯著的特點之一,是可編程貨幣和可編程金融的基礎技術。關于“智能合約”這個概念,其最早由密碼學家尼克·薩博(NickSzabo)于1995年提出。這個概念可以簡單地理解為:以數字形式定義的一系列承諾(promise)，一旦合約被設立,在區塊鏈系統上無須第三方的參與便可以自動執行智能合約的原理充分體現了程序員一直信奉的“代碼即法律”。盡管這個理論提出的時間不算大短,但是直到以太坊出現,智能合約才被廣泛應用,以坊為智能合約提供了一個友好的、可編程的基礎系統。

智能合約順利執行的前提條件是已定的合約內容不能被篡改,且執行過程要公開透明、值得信任。區塊鏈技術出以后,非中心化、防篡改、集體維護、可追溯等特性成為智能合約天然的共生環境。基于此,當以以太坊為代表的新一代區塊鏈應用與智能合約緊密結合后,區塊鏈技術得以再次提升。在以太坊上,一份智能合約被創建之后便依靠程序自動執行,并且沒有人能夠阻止其運行,以太坊上的智能合約能夠控制系統中的各種數字資產,進行復雜的算法和操作。

下面通過一個例子來理解智能合約應用后所帶來的影響,以航班延誤驗為例,當乘客所乘坐的飛機延誤后,為了獲得賠償,他們需要主動聯系保險公司并提供相關的證明,隔了很長一段時間后保險公司才能給予賠償。如果航班延誤險采用了智能合約技術,則一旦航班延誤,乘客與保險公司所簽訂的航班延誤協議便會被觸發,獲賠資金將會自動劃撥到乘客的賬戶上。

從作用上講,以太坊構建了一個通用的、提供圖靈完備的腳本語言的優秀底層協議,可以編寫智能合約以在系統上執行。在這里,我們要了解一個基本的概念——圖靈完備,即理論上能夠解決任何算法的編程語言。

因為要支持智能合約,所以以太坊上有兩種類型的賬戶地址:一種是普通賬戶,另一種是合約賬戶,普通賬戶與比特幣網絡的賬戶差不多,合約賬戶主要用于智能合約。

從以太坊的運行原理中我們看到,區塊鏈為智能合約提供可信執行環境,而智能合約便于區塊鏈擴展應用。隨著時間的推移,這項技術的應用超越了貨幣,延伸至更廣闊的領域,并具備了更大的兼容性。

2.區塊鏈2.0時代的現實應用

得益于開的程序環境及智能合約的應用,區塊鏈在這個時期得到了快速發展。它的應用范已經超越貨幣,延伸至期貨、債券、對沖基金、私募股權、股票、年金、眾籌、期權等金融衍生品。此外,隨著公證文件、知識產權文件、資產所有權文件等電子化的進程與區塊鏈的結合,讓有形或無形的資產在區塊鏈上都找到了可能的運行環境。

在以以太坊為代表的區塊鏈上,人們可以編寫資產的代碼，創建新的區塊鏈資產,簡單地說,即可以發行自己的區塊鏈代幣,而使用什么樣的發行機制、代幣叫什么名字、發行多少數量、怎樣發行都由自己決定。同時也可以通過編寫智能合約的代碼來創造區塊鏈資產的功能,比如投票、對賭、條件合同等。

盡管目前基于區塊鏈的智能合約還處于初始階段,但是其潛力卻顯而易見我們可以暢想未來有一天,人們名下的房產車等有形的資產以數據的形式進入區塊鏈,并以合約的形式生成一份遺囑:根據遺囑設定的條件,若干年以后設定的遺囑程序被觸發,這些資產將按照遺囑人的意愿自動轉給繼承人,而無須法院或律師等第三方的裁定。到那時,或許律師的業務也將發生很大的改變,由裁定合約改為在區塊鏈上創建智能合的模板、人們將以智能合約為基礎,開展各種各樣點對點的商業活動。到那時,人們再也不用擔心因人性的貪婪而造成的毀約、欺詐等行為,以代碼與程序在區塊鏈上存在的智能合約不會受到任何人的操控,機器“法官”將客觀公正地執行既定的合約。

簡單來說,在區塊鏈2.0時代,承載智能合約的區塊鏈技術將充分發揮非中心化交易賬本的功能,其可以被用來注冊、確定和轉移各種不同類型的資產及合約。但是,目前區塊鏈2.0時代還處于早期階段,很多應用仍以理念為主,落地應用并未形成規模,大多數項目還需要經過時間的驗證。不過,它的廣闊應用前景受到了中國、美國、以色列以及歐洲大多數國家的關注并投入巨資研究。專家預測,區塊鏈2.0時代將是區塊鏈爆發的時代。

三、區塊鏈3.0時代

區塊鏈3.0時代也是區塊鏈全面應用的時代,由此構建一個大規模協作社會。除金融、經濟等方面,此時的區塊鏈在社會生活中的應用更為廣泛,特別是在政府、健康、科學、文化和藝術等領域。

在討論區塊鏈3.0時代之前,先了解幾個概念:Dapp、DAC、DAO、DAS

Dapp(Decentralizedapplication):去中心化應用

DAC(DecentralizedAutonomousCorporation):去中心化自治公司。

DAO(DecentralizedAutonomousOrganization):去中心化自治組織。

DAS(DecentralizedAutonomousSociety):去中心化自治社會。

區塊鏈的應用演變可以說是從Dapp到DAC及DAO,再到DAS一步步推進的發展史,當區塊鏈技術被應用于社會治理時,我們也就邁進了區塊鏈3.0時代。

可以想象,對于一個構建在區塊鏈上的智能化政務系統，它可以承載存儲公民身份信息、管理國民收入、分配社會資源、解決爭端等公共事務。在這個系統中,諸如地契、注冊企業、結婚登記、健康檔案管理等與公民相關的信息得以善保存和處理。當一個嬰兒呱呱墜地時,醫生將孩子的出生年月等信息上傳至區塊鏈公民電子身份系統,系統確認孩子的信息后將分配給孩子一個ID,ID得到政府相關部門的確認后,相關電子身份信息便將伴隨孩子的一生,此后,這個孩子的學籍,健康、財產、職稱、信用等信息都將與ID掛鉤,存儲在區塊鏈上。當他離世時,有關他的遺囑合約將被觸發,相關財產分配給他的繼承人,在系統上有關他的信息鏈將不再新增信息。

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