第一部分 基础知识

第1章 绪论

区块链（blockchain）技术是金融科技（fintech）领域的一项重要技术创新。区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术在互联网时代的创新应用模式。区块链技术被认为是继大型机、个人电脑、互联网之后计算模式的颠覆式创新，很可能在全球范围引起一场新的技术革新和产业变革。联合国、国际货币基金组织，以及美国、英国、日本等国家对区块链的发展给予高度关注，我国也积极探索推动区块链的应用。目前，区块链的应用已延伸到物联网、智能制造、供应链管理、数字资产交易等多个领域。

那么，什么是区块链呢？为什么区块链技术引起学术界和产业界的高度重视？本章将回答这些问题。

1.1 区块链概述

最早关于区块链的描述出现在2008年由化名为中本聪（Satoshi Nakamoto）所撰写的论文《比特币：一种点对点的电子现金系统》（Bitcoin: A Peer-to-peer Electronic Cash System）中，然而该文重点讨论比特币系统，区块链被描述为用于记录比特币交易的账目历史。在比特币系统成功运行多年后，部分金融机构开始意识到，作为比特币运行的底层支撑技术——区块链实际上是一种极其巧妙的分布式共享账本技术，对金融乃至各行各业带来的潜在影响甚至可能不亚于复式记账法的发明。2014年前后，业界开始认识到区块链技术的重要价值，并通过智能合约技术将其用于数字货币外的分布式应用领域。2015年，《经济学人》（Economist）杂志在封面介绍区块链为创造信任的机器，即区块链可以在没有中央权威机构的情况下，为交易双方建立起信任关系。

1.1.1 为什么关注区块链

2015年以来，区块链技术引起了学术界、产业界的高度重视。下面是有关媒体对区块链的部分报道：

● 区块链——重塑经济与世界。

● 区块链技术有望像互联网一样彻底重塑人类社会活动形态，并实现从目前的信息互联网向价值互联网的转变。

● 互联网已经颠覆世界，区块链却要颠覆互联网。

● 区块链技术已经被视为下一代全球信用认证和价值互联网的基本协议之一。

从这些报道中，可以看出区块链技术的重要性。与此同时，世界各国都加强了区块链技术的研究，将区块链列为国家发展的重要战略。2015年下半年以来，“区块链”这个词开始成为全球各大监管机构、金融机构及商业机构，如摩根士丹利、英国政府、花旗银行等争相讨论的对象。从整体上看，参与讨论的金融机构普遍对区块链技术在改善其中后端流程效率及降低运作成本的可能性上有着较为积极的态度，部分国家政府对推动区块链技术和应用的发展持积极态度。

我国政府也积极支持开展区块链技术的研究和应用。2016年12月在《国务院关于印发“十三五”国家信息化规划的通知》中将区块链写入“十三五”国家信息化规划，将区块链列为重点加强的战略性前沿技术。2016年2月，中国人民银行行长周小川在谈到数字货币相关问题时曾提及，区块链技术是一项可选的技术，并提到中国人民银行部署了重要力量研究探讨区块链应用技术。2017年“两会”上，行长周小川再次表示，数字资产和区块链将产生不可估量的巨大影响。2017年年初，央行数字货币又有新进展，央行推动的基于区块链的数字票据交易平台已测试成功，由央行发行的法定数字货币已在该平台试运行，中国可能成为全球首个发行央行数字货币的国家。

2017年1月，北京市金融工作局、北京市发改委联合印发《北京市“十三五”时期金融业发展规划》强调，要加快云计算、大数据和区块链等金融科技在支付清算、数字货币、财富管理等领域的创新发展与应用。

2016年8月，全球领先的信息技术研究和顾问公司Gartner发布了《Gartner2016年度新兴技术成熟度曲线》，如图1-1所示。2016年，区块链正处于期望膨胀期，距离成熟期5～10年，可见2017年全球区块链技术仍然会保持比较快的发展趋势。

因此，无论从媒体，还是从国家战略和技术发展的角度来看，区块链技术无疑是未来最有发展潜力的技术之一。

比特币作为区块链技术的成功应用示范，其价值变化也进一步说明了区块链技术的重要性。比特币从2009年开始市值已经涨到21399.00元人民币（2017年8月5日的行情），虽然其中多次反复，出现了多次暴涨暴跌，但是总的趋势是上涨的行情。这也从一个方面反映了社会对区块链技术的信心。

1.1.2 区块链的特点

2014年开始，比特币背后的区块链技术受到大家关注，并正式引发了分布式账本（distributed ledger）技术的革新浪潮。区块链实质是由多方参与共同维护一个持续增长的分布式数据库，也被称为分布式共享总账（distributed shared ledger），其核心在于通过分布式网络、时序不可篡改的密码学账本及分布式共识机制建立彼此之间的信任关系，利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据，最终实现由信息互联向价值互联的进化。

区块链技术作为创造信任的机器，主要有以下特点：

（1）分布式结构。区块链构建在分布式网络基础之上，账本并不是集中存放在某个服务器或数据中心，也不是由第三方权威机构来负责记录和管理，而是分散在网络中的每一个节点，每一节点都有一个该账本的副本，所有副本同步更新，体现了去中心化的特点。

（2）建立信任。区块链技术通过数学原理和程序算法，使系统运作规则公开透明，实现交易双方在不需要借助第三方权威机构（如央行等）信用背书下通过达成共识建立信任关系。

（3）公开透明。区块链对任何可以上网的人是开放的、透明的。任何人都可以加入区块链，也能查询区块链上的区块记录；同时所有用户看到的是同一个账本，能看到这一账本所发生和记录的每一笔交易。

（4）时序且不可篡改。区块链采用带有时间戳的链式区块结构存储数据，具有极强的可追溯性和可验证性；同时，由密码学算法和共识机制保证了区块链的不可篡改性。

1.1.3 区块链的重要性

随着新一轮产业革命的到来，云计算、大数据、物联网等新一代信息技术在智能制造、金融、能源、医疗健康等行业中的作用愈发重要。从国内外发展趋势和区块链技术发展演进路径来看，区块链技术和应用的发展需要云计算、大数据、物联网等新一代信息技术作为基础设施支撑，同时区块链技术和应用发展对推动新一代信息技术产业发展具有重要的促进作用。图1-2说明了区块链与新一代信息技术的关系。

区块链是一种不可篡改的、全历史的数据库存储技术，巨大的区块数据集合包含着每一笔交易的全部历史，随着区块链的应用迅速发展，数据规模会越来越大，不同业务场景区块链的数据融合进一步扩大了数据规模。区块链提供的是账本的完整性，数据统计分析的能力较弱。大数据具备海量数据存储技术和灵活高效的分析技术，极大地提升了区块链数据的价值和使用空间。