区块链技术综述及应用

摘要：区块链技术是随着数字加密货币比特币从兴起到被接受而走进人们的视野中，从而备受关注，引发越来越多的人来研究该技术。区块链的颠覆性的创新特性受到各行各业尤其是金融行业的热捧。我们将从该技术的技术特点、存在的问题及未来的发展应用三个大的方面来讨论区块链技术。在2018年，作为区块链技术应用发展的关键一年，我们需要更多地了解该技术，为各类应用的登陆打下更坚实的基础。

关键词：区块链；比特币；数字货币；区块链应用

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）32-0020-05

Abstract： The blockchain technology has entered the field of vision with the digital cryptocurrency bitcoin from the rise to the acceptance， which has attracted much attention and triggered more and more people to study the technology. The disruptive and innovative nature of the blockchain has been hailed by all walks of life， especially the financial industry. We will discuss blockchain technology from three major aspects of the technical characteristics， existing problems and future development of the technology. In 2018， as a key year for the development of blockchain technology applications， we need to know more about this technology to lay a more solid foundation for the landing of various applications.

Key words：blockchain；bitcoin； digital currency； blockchain application

1 引言

人工智能、机器学习、区块链和深度学习是近年来在IT领域多次提到的一些名词。当你提起区块链，你可能会想到比特币。事实上，比特币和区块链技术无法相提并论[1]。区块链技术发源于比特币，区块链是随着比特币的产生而产生，并且在信息传播的时候比特币和区块链经常同时出现，所以有些人会认为区块链是比特币，实则不然。好比用石头建造房子，区块链技术就像石头，而比特币只是其中的一幢房子。石头本身只是基础，用石头还可以建造金字塔和长城。用区块鏈技术也可以来实现更多更广泛的应用。比特币是区块链最成功的应用，区块链技术的应用远不止比特币。

2 初识区块链

区块链是近些年最具革命性的新兴技术之一[2]。区块链的概念于2008年由Ben Cong首次发布，名为“比特币：一种点对点式的电子现金系统”的比特币白皮书中提出的，所以说区块链技术发源于比特币，或者说比特币是区块链技术的第一个成功应用。

如果说互联网技术是解决通讯问题的话，那么区块链技术解决的是信任问题。区块链是一群认同并遵守这个规则的人共同参与共同记录一个去中心化的分布式账本数据库的过程[3]。从技术角度来说，区块链是一个全体联网节点参与维护的分布式数据库，用高度的数据冗余实现低成本的信任建立，用密码学保证信息安全和权属安全，用共识机制和点对点网络通信形成的去中心化、防篡改、防作伪的一种新型协作范式。

虽然不同的机构对区块链的定义不尽相同，但其本质上是一样的，即区块链技术有几个关键的特征[4]，那就是去中心化、去信任化、防篡改、匿名、开放、自治、可追溯。并且，区块链技术仍旧在不断地发展和完善。

3 区块链的分类与架构

3.1 区块链分类

区块链技术的分类随着各方面的应用而越来越明朗，目前主要按照三种形式来分类。

3.1.1 按照网络范围

根据网络的范围，可以分为公有链、私有链和联盟链。

（1）公有链

所谓公有链就是完全对外开放，不用注册，没有权限设定，无须授权，任何个人或团体都可以访问到网络。只要接入公有链网络上，所有发生的交易数据都可以随意查看，并且完全公开透明。它还可以参与公有链上的交易发送，也可以参与其共识的过程。公有链是第一个出现的区块链，并且是真正意义上的完全分散的区块链[5]。公有链通常也被称为非许可链，即节点不需要认证即可加入，凡是需要大众参与，并且最大限度保证数据公开透明的系统，两者都适用于公有链，如比特币系统、以太坊系统、互联网金融交易系统等。

（2）私有链

私有链和公有链是相对的，所谓私有就是不公开的，仅仅在一个公司或者组织内部单独的拥有读写权限，具体的规则是由组织内部自行制定。目前私有链主要应用于金融企业内部数据库管理、财务、审计等相关工作领域，防范企业内部或者外部对企业数据的泄露和攻击，它不仅提高了企业管理效率，还保证了企业数据的安全行[6]。私有链通常被称为许可链，即节点需要通过认证才可以加入，凡是不需要大众参与，并且需要对数据进行保密的系统，都适用于私有链，如数据不方便公开的企业内部。

（3）联盟链

联盟链结合了公有链的完全开放和私有链的尽可能封闭两种特点，通常是各个机构或企业共同参与的策略，所以开放程度根据应用场景而决定。例如，由40多家银行组成的区块链联盟R3之间的支付结算采用联盟链的形式[7]。他们之间的数据交易形式就不完全是封闭状态的。因此，可以说联盟链是由几个私有链组成的小规模的公有链。联盟链通常也被称为许可链，即节点也需要通过认证才可以加入，如金融业的区块链联盟R3。

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