基于区块链技术现状分析和展望

一、区块链的内涵

伴随着信息技术的高速发展下，大数据、人工智能、移动互联网、区块链、量子科技等技术对人类的生活带来巨大的变革，同时也为企业、社会的发展带来了重大机遇和挑战，其中，区块链技术的集成应用将会对技术革新以及产业变革带来巨大的影响。自2015年以来，区块链的技术、理念迅速在全球火热起来。区块链起源于中本聪论文，这篇论文描述了基于区块链技术的比特币，目的是尝试用它来解决信任的问题，从历次金融危机的爆发足以向世人证明：中心的金融机构难以让人信任。此后不同学科背景的学者对区块链的概念作出了不同的概述，有学者认为区块链实质上是密码学技术重大突破在信息传输领域内的成功应用，核心是信任机制，并且是互联网技术的升级与进化。根据现有的文献来看，目前尚未形同统一、公认的区块链定义。根据文献阅读，本文提炼出区块链的概念为：区块链是博弈论、密码学、软件三者的结合，通过集体对共享的分布式数据库的维护，从而实现去中心，达到数据的公开透明、可追溯、不可篡改的。区块链能够实现在不需要中介的情况下完成价值、资产的转移，并且可以取代了传统的信用实体，能够确认交易。区块链相当大的一部分作用是改变我们在各种社会环境和层次上交换价值的方式，另一方面，区块链的设计是人性假设的一个特殊框架，而这个框架很难得到普遍适用是因为我们对技术的复杂性以及知识、技术应用的不能满足价值传递的条件。

二.区块链的分类

过去几年，全球主要国家都在加快布局区块链技术发展，但是总体来说区块链的研究目前还是处于起步阶段，还未能有企业或组织能成熟的应用区块链技术取代传统业务。但是国内外的一些学者将区链技术和理念与金融、保险、电子商务、供应链、医疗、共享经济等产业融合，提供关于区块链的应用场景推动了区块链的发展。目前区块链可分为私有链、共有链和联盟链。私有链的本质是一个弱中心化的系统，但是拥有良好的私密性。联盟链具有多中心性，由若干组织或机构共同控制，共同完成数据的记录。公有链对全世界开放，任何人都可以参与系统，可以在任何节点读取和发送交易，并且交易都能在区块链上获得确定。公有链对于一些全民参与的应用场合，如电子商务、社交网络、医疗、众筹等。

三.区块链技术的研究现状

3.1区块链技术的基础架构

区块链技术的系统架构是由六个层次组成：数据层、网络层、共识层、激励层、合约层、应用层，数据层包含着一段时间内的交易数据，并利用哈希算法、时间戳、链式结构、非对称加密等技术将交易数据进行封装，不但保证了数据的安全、完整可追溯，并且可以解决了区块链会出现的“分叉”现象。网络层包括了分布式组网机制、数据传播机制和数据验证机制等，以公有链为例来说，能够在用户身份匿名的情况下，实现任何结点自由的加入和退出，并且通过P2P协议广播消息实现交易信息的共享;对于应用在企业的私有链来说，考虑到企业在某些数据隐私和商业机密，可以通过对结点授权的方式加入网络，从而实现对数据资源的传播、共享，但是其本质是一个弱中心化的形式。共识层主要封装各种共识算法。比特币采用PoW共识机制，其通过算力竞争来保证系统的安全性和去中心性的同时，伴随而来的是大量的电力资源的消耗、交易吞吐量受限等问题。事物的可持续运行需要一套激励-制约机制最为保障，区块链的激励层将经济因素引入到区块链技术体系中，包括了发行机制和分配机制。合约层包括脚本代码、算法机制、智能合约，是在这些基础上提供的可用于编写代码的接口，利用这些接口可开发出各种实际应用。

3.2区块链技术组成

智能合约：是一套能够自动执行某些手动才能完成任务的协议，允许不信任的各方在没有可信的第三方的情况下，可以保证交易安全进行。

时间戳：是北京时间1970年01月01日08时00分00秒起至现在的总秒数。获得记账权的区块必须在数据头加盖时间戳，依次来表明区块数据写入的时间，对数据记录增加了时间维度，使得数据追溯更加容易，并且起到防止串改的作用。

分布式会计账簿：可以将区块链看作是公开的、分布式的、盖时间戳的资产账簿。分布式是体现区块链的最大特点，体现在网络中的每个节点都可以记录网络中发生的每一笔交易，同时允许每个节点用户通过计算机来验证每一笔交易的真实性。

共识机制：为解决相对独立又相互联系的区块的集权与分权的矛盾，需要解决资源协作问题，为此区块链需要建立稳定、安全等不同标准的多重信任机制和激励机制。

3.3区块链目前存在的问题

（1）安全问题

安全是任何技术不可避免要面对的问题，对于区块链技术来将，安全问题主要体现在“51%攻击”。我们可以理解为任何组织或个体如果掌握全网51%的算力，就能实现自由的篡改和伪造数据。所以保证区块链的安全体系就要依赖于网络的分散性，以及随之而来处理能力的分散性。

（2）隐私保护

网络中各个节点并不能做到完全匿名，在区块链系统中我们需要考虑如何能实现对用户身份、交易隐私以及用户不愿意公开的敏感信息的保护。近年来一些国内外的研究人员尝试利用环签名、零知识证明等技术来试图实现隐私保护，但是依然不能克服对环签名的伪造、支付效率低等问题。

（3）资源浪费

共识过程中算力竞争不仅造成了算力资源的浪费，同时消耗大量的电力资源，同时，区块链要求重复数据的存储会造成大量存储资源的浪费，这些都是制约区块链发展的问题。

（4）法律和监管的不完善

时至今日，区块链作为一种新兴技术，至今在國际上缺乏统一的标准，相关的法律、法规的构建仍然不完善，如何监管、惩罚利用区块链隐私性，进行违法犯罪活动的人体或组织是需要思考的问题。

（5）技术的存在的问题

伴随研究的深入，大家对区块链的关注越来越多。但是，区块链的安全性等诸多问题逐渐显露。第一，底层技术及架构标准化的问题。第二，性能、容量、安全性、可扩展性等一系列技术问题。第三，数字货币和智能合约，如何能设计出能克服现有数字货币面对的缺点是值得思考的。第四，去中心化的难度，完全的去中心化短期内是不能实现的，我们要在国家的指引和推动化实施区块链技术。

四.结论

区块链技术需要达成一种共识的网络化的、自我维持的框架，特别是摆脱工作量证明所引发的不可能解决的散热问题，建立一个强有力的、可编程的、广泛可行的信用设施，我们可以利用这些设施以全新的方式组织自身，给我们带来现有机构未曾提供过的人类合作的新途径。区块链技术若能合理地运用，将会给社会带来深刻变革，但这需要经过不断的循环迭代，只有通过不断的尝试和创新，才能探索出对社会及商业最有用的应用方式。

作者简介：

张博涵，天津工业大学经济与管理学院研究生，主要研究组织理论与战略管理。