區塊鏈技術發展與應用

苗海錚

區塊鏈技術是一種集開放、獨立、安全、隱私為一身的尖端技術。近期因比特幣大火而漸入公眾視野，雖還在技術開發階段但發展前景廣闊，具有良好的潛力。本文將對“區塊鏈”的具體工作原理進行解釋，同時在“區塊鏈”安全性方面展開詳細論述。對其技術發展做簡單預估，最后在其應用層面進行展望。

引言

近期，隨著虛擬貨幣“比特幣”的大火，其貨幣的支撐技術“區塊鏈”也進入大眾視野。所謂的“區塊鏈”是一種集開放、獨立、安全、隱私為一身的尖端技術。雖然這種技術目前還在科研階段成果不多，但其新穎的科技讓其注定成為大眾焦點。因此，我們應更加關注“區塊鏈”的發展與應用。本文將對當下熱點話題“區塊鏈”工作原理進行解釋，同時在“區塊鏈”安全性方面展開詳細論述。對其技術發展做簡單預估，最后對其在未來各行各業應用層面進行展望。

1.區塊鏈工作原理

業界對區塊鏈的模型結構有著多種理解，例如袁勇的六層結構與謝鉉洋的三層架構模型，但這些模型多多少少有些羅嗦之處。本文將對區塊鏈原理進行簡要解釋，引入一種新型區塊鏈模型。其中區塊鏈主要分為三層結構，分別是位于最底層的生態基礎層、中間的數據收集層與上面的應用處理層，上中下三層互相影響、互相作用。

表1 區塊鏈的模型

1.1 生態基礎層

所謂的生態基礎，就是我們日常生活中所接觸到的互聯網，而這里的生態基礎是去中心化的網絡，以網絡為基礎可以準確知道用戶的節點信息與IP地址，從而準確定位實時更新用戶數據。而用戶間聯系是相互且單項的，隨著一方的退出，數據聯系也隨之崩潰，這也是區塊鏈安全的基礎。只有在資源共享的基礎上，用戶才能進行之后的條約服務機制。

1.2 數據收集層

使用者在基礎層進行自身信息的錄入后，這些數據會進入到一個去中心化的平臺，在這里進行交互。其中信息交互的材料中有發出者與響應者的配套信息，還有公鑰和雙方簽名以達成鏈式合約，從而初步達成共識。

1.3 應用處理層

區塊鏈類似于一個超級記事本，它會記錄使用者所有錄入信息并且永不消除，所有的信息都服務于頂端應用與服務平臺。在這里，用戶可以進行加密通訊與交易，比特幣就是通過發起者錄入的一串地址，經過條約機制后，最終到達響應者的手里。

2.區塊鏈安全性

區塊鏈的安全性大大優于現在流行的互聯網技術，其本質原因是區塊鏈擁有自己一套完整獨立的算法，采用去中心化的網絡并存在互相監管機制。如果一方違背合約，那么交易將會終止，這大大降低了交易時隱私泄露的風險，同時增加了整個區塊鏈的安全性。

2.1 區塊鏈隱私保護機制與互聯網的差異

區塊鏈之所以說其安全性比普通互聯網高，是因為它應用的隱私保護機制不同，主要區別有兩個：其一是不同的隱私保護側重點。區塊鏈并不是像傳統互聯網一樣利用中心服務器加密并儲存數據，采用這樣的方法，一旦服務器被攻陷，整個用戶數據將會被泄露。區塊鏈采用的是交易數據公開的形式，避免黑客攻擊盜取用戶數據，其每個節點的數據都是相對獨立且公開的，當交易機制實行時，單個節點向周圍其他節點索要數據來完成條約。這種技術不用儲存全部數據，沒有采用數據中心管理的方法，黑客無法在雙方交易時獲取雙方身份信息，大大加強了交易雙方的隱私保護系數。其二是本身加密條件的不同導致。互聯網的數據儲存中心是經過多層加密的龐大服務器，而區塊鏈的儲存卻在每個用戶的主機上，加密性能與互聯網不一樣，進而導致區塊鏈隱私保護機制與互聯網不同。

2.2 區塊鏈隱私保護機制分類

區塊鏈的隱私保護機制分為三大類并與三個層級有關，第一類是網絡層的隱私保護（生態基礎層）。在生態基礎層，每個節點的數據互換與互相信任是進行合約的基礎，而在這一層，隱私保護機制通過控制每個節點的權限來達到保護用戶隱私的目的。例如在比特幣交易時，兩個節點進行信息互換，黑客可以通過偽造節點來獲得對方節點信任進行信息互換。而開發者在網絡基礎層限制了節點的權限后，導致黑客不能通過偽造節點來發出協議進行交易，同時增強了其安全性。

第二類是在交易層的隱私保護（數據收集層）。上文說到，數據收集層是用于產生共識機制與數據合約的生成。由于區塊鏈存在交易用戶數據的公開性與不可篡改性，導致這些用戶數據很容易在共識機制的形成時被公開，這樣的公開賬本會讓交易者雙方的隱私泄露。而交易層隱私保護機制的設立是防止在共識機制形成時泄露用戶信息，這個過程只形成條約，隱藏其背后的身份信息。

第三類是應用層的隱私保護。在應用層級別，無法僅靠區塊鏈自身保護機制提高安全性，因為在這一層，使用者所用的上層應用不受區塊鏈的管控，因此所能做的保護機制是提高使用者本身的安全意識，防止其在無意識間泄露自身的隱私信息。例如比特幣的地址，交易者可能無意識的在論壇或貼吧泄露了地址，而區塊鏈的安全防護機制會提醒使用者泄露的危險。總的來說，這一層的隱私保護致力于提高使用者的安全防護意識。

3.區塊鏈的發展預估

近些年來，區塊鏈逐漸進入大家視野，由于社會關注度提高，國家政策扶持，越來越多關于區塊鏈的應用會逐漸浮出水面，在金融領域及安全技術領域會成為核心技術之一。區塊鏈可以加快現在互聯網多產業布局，使市場的資源配置得到優化，從而追求更高效的互聯網平臺。2017年是比特幣大火的一年，很多人開始著手了解比特幣并進行投資，這使得大量資金與媒體焦點流入區塊鏈中，把區塊鏈炒作成為當下熱點話題，很多技術性人才也逐漸關注這個熱潮。雖然區塊鏈的技術還尚未成熟，正處于起步階段，應用也不夠廣泛，但相信在今后的3-5年內，一定會涌現大量關于區塊鏈的應用，出現區塊鏈熱潮。

2018年，區塊鏈將與傳統應用融合的更緊密，出現互利共生的現象，許多的傳統行業精英人才將進入區塊鏈市場，填補區塊鏈在就業人才種類上的不足。區塊鏈通過自己獨特的智能合約技術將會在市場倍受熱捧，出現新的安全監管技術與金融交易技術，甚至有可能取代傳統IT技術價值。

此外，引領區塊鏈技術發展的國家不僅會是擁有強勁技術的科技大國美國，還有在互聯網云技術中脫穎而出的中國。隨著近幾年新型IT技術的發展，大量技術人才涌入中國，這使得中國在技術開發中的人力資源方面處于國際領先地位，在區塊鏈開發應用方面，中國與美國必引領其發展方向。

2018年將是區塊鏈價值回歸元年。區塊鏈技術將被各行各業所認可接受，這將給一些創業者和投資人很大的機會去創造價值，市場會涌現許多市值超千億美元的巨無霸公司。在過去幾年中，互聯網的發展完全是靠幾家公司帶動，這幾家巨頭公司壟斷了整個互聯網，導致創業者很難從公司的“夾縫”封鎖中擠出。但區塊鏈技術給予了創業者們又一新的希望，由于其全新的條約機制，這讓創業者們有潛力與原本互聯網巨頭競爭。

4.未來應用及展望

區塊鏈的發展會影響各行各業的發展，總的來說可以分為：金融類、能源類、社會資源類和基礎服務類。

4.1 金融類發展

金融類的影響最直接體現在銀行業的發展上。區塊鏈的去中心化的技術可以應用在現金存儲方面，使銀行不再花費資金管理總行資金。作為一種數字化，安全且不可篡改的分布式賬本技術，區塊鏈能夠使銀行承擔全球范圍內的價值儲存和轉移樞紐功能，為金融生態體系帶來準確性和信息共享。當前，銀行已經開始嘗試和區塊鏈技術公司合作開發平臺，目的是加快業務辦理速度和監管成本。

4.2 能源類發展

能源一直是近些年人們的熱點話題，全球變暖與資源枯竭是迫在眉睫的話題，如何正確管控并合理利用開發能源是人們需要解決的問題。區塊鏈技術在能源分配方面有著重大作用，可以減少外部人員在能源管控方面的干涉，也可以更高效的計算能源開發利用率。同時，這是一個去中心化的透明平臺，防止了資源壟斷與浪費。相信在以后，區塊鏈技術可以接管整個國家乃至地球的能源分配。

4.3 社會資源類

社會資源包括人力、物力與財力。在人力方面，區塊鏈可以更好的管理員工信息，每個員工對應的是一個獨立的節點，節點里面有詳細的個人信息。在未來，每個公司的人力部門不需要費力的去看面試者的簡歷，而是通過區塊鏈技術了解每個面試者，這使得在職員管理上大大節省成本；在物理方面，區塊鏈可以錄入每個物品的信息特征，方便人們查找與了解；財力方面，私人捐款政府補助和版權問題都是可以通過區塊鏈去中心化與信任性技術得以解決。

4.4 基礎服務類

近段時間大火的共享經濟就屬于基礎服務類型。共享租車將會成為共享經濟又一新高度，而在共享租車中即可運用區塊鏈技術。在汽車銷售商與用戶之間達成條約機制，將兩方面的信息互換就可以完成交易，這也是區塊鏈的特點之一。

5.小結

綜上所述，區塊鏈作為一個集開放、獨立、安全、隱私為一身的尖端技術，在我們日常生活方方面面都有體現。雖然區塊鏈技術還在研發之中，但隨著越來越多的人才與資金投入，區塊鏈技術在近幾年一定會呈幾何倍數增長，成為業界的主流技術之一，為社會創造無限的價值。