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來源：互聯網

區塊鏈（Blockchain）是一種去中心化、分布式數據庫技術，其由多個節點構成，采用共識機制對數據進行驗證和存儲，以實現數據的不可篡改和共享。是分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法等計算機技術的新型應用模式。

20世紀90年代，被稱為“區塊鏈之父“的W. Scott Stornetta和Stuart Haber提出區塊鏈核心理念。2008年，中本聰（Satoshi Nakamoto）在這一核心概念的引導下開發出比特幣（Bitcoin，一種電子貨幣，專為互聯網交易使用），這是區塊鏈歷史上的第一次應用實踐。

區塊鏈技術的快速發展引起了政府部門、金融機構、科技企業和資本市場的廣泛關注，應用領域不斷拓展。在數字交易、金融行業、醫療健康、教育教學、慈善公益和社會治理等方面都有不同應用。但在未來的發展中，區塊鏈技術仍面臨著諸多風險與挑戰。如加密方式無法對抗發展迅猛的密碼學技術，會影響區塊鏈的安全性，甚至侵犯使用者的隱私；數字時代越來越多的數據存儲需求要求區塊鏈提升存儲速率、擴大存儲容量。

概念及特點

概念

區塊鏈是一種分布式結構的數據庫。根據不同的準入機制，區塊鏈可分為公有鏈、聯盟鏈和私有鏈三種類型。它架構在對等網絡通信（P2P，peer-to-peer）網絡層之上，通過數據層、共識層、控制層中的各類機制和協議，得以在應用層實現不同實踐與應用。區塊鏈技術能夠保障數據絕對安全，任何進入數據庫的信息均不可篡改，且無第三方制約交易或資金交換，用戶可輕松訪問網絡中的所有節點信息。它就像是一個全民參與、不斷增長的公共式記賬本，不由任何中心機構控制，而是由網絡中的眾多使用者共同管理，保證了其公開透明性，同時能夠降低成本、提高效率。以比特幣為代表的數字加密貨幣，就是區塊鏈為核心技術支撐的典型實踐應用。

特點

區塊鏈技術與傳統數據庫系統相比，具備去中心化、不可篡改、可追溯、高可信度及抗攻擊性等特征，能夠保障公共賬本中數據信息的安全性與可靠性。其中，分布式記賬與“去中心化”架構為下一代互聯網發展提供了技術支撐；不可篡改特性在國際化賽事知識產權保護等場景中，可增強信任機制并發揮作用。

去中心化：區塊鏈技術基于點對點的P2P網絡，沒有中心化機構，每個節點都擁有相同的權限和地位。

可追溯性：區塊鏈技術可以記錄每一筆交易的來源和去向，所有數據都是公開透明的，可以追溯到源頭。

不可篡改：區塊鏈技術中的每個區塊都包含前一個區塊的哈希值，任何人想要修改前面的區塊，都需要修改后面所有的區塊，這種技術上的限制使得區塊鏈的數據不可篡改。

發展歷程

概念源起

1982年，荷蘭密碼學家David Lee Chaum?曾發表論文《由相互懷疑的團體建立、維護和信任的計算機系統》（計算機 Systems Established,Maintained,and Trusted by Mutually Suspicious Groups），其中他提出了如何在相互不信任的組織之間建立可信計算機網絡，即去中心化網絡方案。他認為密碼學由數學法則執行，能夠實現真正的“去中心化”，是實現真正的個人隱私保護的終極手段。這一方案成為區塊鏈技術去中心化的思想指引。

20世紀90年代，計算機技術迅速發展，人們互相傳閱的文件逐步更迭為電子版。面對這種情況，被譽為“區塊鏈之父”的W. Scott Stornetta與Stuart Haber開始思考：人們如何確定手中的電子版本的文件就是原版呢？如何得知是否有人曾改動過電子版本的文件呢？從這些疑問出發，兩位學者開始了為期數月的研究，最終設想出通過構建一個網絡，能夠讓所有的電子記錄在被創造的時候就傳輸到每一個用戶那里，保證這些記錄無法被篡改，來解決上述問題，進而提出了時間戳(Timestamp)和Merkle樹的想法。而后，1990年，W. Scott Stornetta與Stuart Haber共同撰寫的論文中首次提及區塊鏈架構技術，這一表述被視為區塊鏈概念的早期起源。不過，由于該早期區塊鏈技術存在性能局限，未能實現廣泛應用。

技術落地

2008年，一個名為“中本聰”（Satoshi Nakamoto，也有人稱“中本哲史”）的神秘人在區塊鏈這一理念的引導下，提出發明去中心化加密貨幣——比特幣（bitcoin）的設想，并于同年發表了一篇名為《比特幣：一種點對點式的電子現金系統》（Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System）的論文。2009年1月4日凌晨2點15分05秒，比特幣網絡在芬蘭赫爾辛基的一個小型服務器上實現運行，世界上第一條區塊鏈網絡正式開始運行，此時，區塊鏈才開始作為一個系統公開存在，也標志著區塊鏈技術的正式誕生與落地應用。

比特幣的每一筆交易都會被記入到區塊鏈網絡的節點中，形成一個公共式記賬本。通過采用工作量證明（Proof of Work）共識機制，將各節點貢獻的工作量作為判定依據選擇出獲得新區塊記賬權的節點進行賦權，該節點還能夠將記錄的信息廣播至網絡中各節點處。其他節點接收后將根據此消息進行數據同步，確保賬本一致。

發展與應用

自比特幣問世以來，區塊鏈技術不斷更新發展。2008年至2013年期間，區塊鏈技術的主要應用是以電子貨幣（主要是比特幣，還有后續出現的萊特幣、狗狗幣、以太幣等）的形態出現在支付、流通等交易活動中。數字貨幣的去中心化、跨國支付、隨時交易等特點強烈沖擊了傳統金融體系。但此時的區塊鏈技術只滿足了虛擬貨幣的需要，缺少統一監管，投機性（指利用市場上的價格差異，從中獲利的交易行為）較大，易被用于毒品交易、走私、洗錢等非法活動，因此并沒有在更多行業上得以廣泛應用。

2014年至2017年的發展階段，區塊鏈技術主要完成了去中心化的應用與發展。在該階段，人們受到比特幣等數字貨幣的啟發，開始將其與智能合約（Smart contract，一套以數字形式定義的承諾協議）相結合，主要通過應用平臺來上傳和執行智能合約的方式，實現與其他外部的信息系統進行交互和處理。同時，區塊鏈技術在智能合約的支持下，開始嘗試應用于股票、清算、私募股權等其他金融場景，2016年4月，花旗銀行、德意志銀行、匯豐銀行等80多家金融機構和監管成員依托R3公司發布的區塊鏈平臺Corda組成了R3聯盟。區塊鏈該時期的相關實踐，不僅使區塊鏈技術在金融領域的應用流程得以優化，也逐步實現了應用范圍在各行各業的拓展。

對于區塊鏈技術在該階段的應用與發展，中國表現出謹慎、強力監管態度。2016年11月，中國工業和信息化部發布了《中國區塊鏈技術和應用發展白皮書(2016)》；同年12月，區塊鏈首次被中國國務院作為戰略性前沿技術寫入《“十三五”國家信息化規劃》。2017年6月，世界經濟論壇發布了白皮書《實現區塊鏈的潛力》，將區塊鏈與互聯網進行類比，并指出區塊鏈是一種“全新的全球資源”，將會打破原有的商業模式和行業規則。

自2018年起，人們將區塊鏈的應用目標定位于構建一個完全去中心化的社會網絡，區塊鏈技術的發展進入可編程社會階段。其應用范圍從貨幣、金融、市場擴大到了政府、健康、科學、文化和藝術等整個社會。一些大型企業也開始研究和開發自己的區塊鏈平臺，如微軟在Microsoft Azure（微軟基于云計算的操作系統）推出的“區塊鏈即服務(BaaS)”。2018年4月，22個歐盟國家簽署了建立歐洲區塊鏈聯盟的協議，該聯盟將成為交流區塊鏈技術和監管經驗等專業知識的平臺。

ResearchAndMarkets2019年發布的報告指出，金融服務，消費或工業產品，技術，媒體和電信，醫療保健，交通運輸和公共部門對區塊鏈技術日益增長的需求，不斷推動這項技術在市場中的占比，預計到2025年，全球區塊鏈技術市場規模預計將達到576.413億美元，從2019年到2025年年復合增長率為69.4％。

2023年6月1日，中國首個區塊鏈國家標準《區塊鏈和分布式記賬技術參考架構》正式發布。該標準發布了區塊鏈技術在中國不同領域的應用占比，并指出“區塊鏈+”業務已成為互聯網骨干企業進軍區塊鏈行業的發展重點。據該報告，截止2023年6月，金融是區塊鏈技術應用場景中探索最多的領域，占整體的25%；其次供應鏈、溯源、互聯網、物流、政務及知識產權，占比分別為11%、10%、9%、6%、6%及6%。

另外，區塊鏈也成為NFT（Non-Fungible Token，指非同質化通證）、元宇宙等新概念和數字技術的底層架構，其中的公鏈也支持著web3.0時代的到來。在未來的發展中，將不可避免地對未來的互聯網以及社會產生更加巨大的影響。

類型

根據不同場景下的信任構建方式，可將區塊鏈分為：非許可鏈（permissionless blockchain）和許可鏈（permissioned blockchain）；按照準入機制的區別可將區塊鏈分為：公有鏈（public blockchain）、聯盟鏈（consortium blockchain）和私有鏈（fully private blockchain）。非許可鏈也稱為公有鏈，許可鏈中包括聯盟鏈、私有鏈和混合鏈。

公有鏈、聯盟鏈和私有鏈之間最核心的區別在于鏈上的共識激勵機制。公有鏈基于全體成員之間的共識和激勵規則來運行；聯盟鏈基于聯盟成員之間的共識和激勵規則來運行；而私有鏈基于特定組織內部的共識和激勵規則來運行。

公有鏈

公有鏈在性質上與非許可鏈相同，其任何節點在區塊鏈網絡中的加入或退出均無需獲得特殊許可，可自由進出網絡；節點間不需要建立信任關系便可共享信息；同樣通過共同機制來維護區塊鏈的穩定。最具代表性的公有鏈應用實例是比特幣和以太坊（Ethereum，有智能合約功能的公共區塊鏈平臺）。

聯盟鏈

聯盟鏈由多個機構組成的聯盟構建，是一種只允許授權節點接入網絡的半開放式區塊鏈。聯盟鏈針對某些特定群體或機構，通過對節點授權來設置準入門檻。賬本的生成、共識、維護均由聯盟指定的成員參與完成。這使數據的產生和接觸可控，能在一定程度上兼顧數據的多方維護和避免數據泄露。聯盟鏈內部設置記賬節點，負責打包交易以及產生新區塊，普通節點只負責產生交易和查詢交易，沒有記賬權，避免了POW共識所帶來的計算資源、電力資源、存儲資源的浪費。全球主要的聯盟鏈平臺有超級賬本（Hyperledger Fabric）、企業以太坊聯盟（EEA）、R3區塊鏈聯盟（Corda）、螞蟻開放聯盟鏈。

私有鏈

私有鏈是只由一個組織或實體控制網絡的區塊鏈。它只允許通過驗證的選定參與者進入，必要時運營者有權對記項進行覆蓋、編輯或刪除。在此類區塊鏈內，參與各方加入網絡之前須通過驗證。獲得許可后，方可對區塊鏈進行讀、寫、編輯等操作。訪問分為多個層級，以保護特定數據的機密性。數據屬于網絡私有，歸運營者所有，通常不為網絡外部的人所用。私鏈有更高的中心化，其數據的產生、共識、維護過程完全由單個組織掌握，只有該組織內被指定的成員才有賬本的讀取權限。私有鏈的應用實例大多集中于企業內部，例如在企業年度審計等方面應用較為廣泛；此外，螞蟻集團（2020年由螞蟻金服改名）也是利用區塊鏈的私有鏈技術實現相關金融服務的成功實踐。

混合鏈

由于公有鏈對硬件性能要求高、處理速度慢；聯盟鏈只能夠保證部分去中心化，同時節點有限；而私有鏈完全不開放，對私有節點的控制高度集權化，三者均存在不足。由此便衍生出混合鏈，它是公有鏈和私有鏈的結合體。混合鏈通過使用不同的權限和隱私設置來提供更大的靈活性，通常用于需要同時保證隱私性和透明度的場景，如醫療記錄和身份驗證等。

技術細節

體系架構

不論是區塊鏈技術歷史上第一次實踐中創造的比特幣，還是最先在區塊鏈引入智能合約的以太坊，再到各行各業運用區塊鏈技術推出的各類平臺和服務，雖然它們的具體實現上各有不同，但在整體體系架構上存在著諸多共性。區塊鏈通常可分為5層，分別為數據層、網絡層、共識層、合約層、激勵層和應用層。

數據層

區塊鏈的數據層是所有區塊鏈平臺中的最底層，通過封裝的鏈式結構、非對稱加密等技術手段來完成數據的存儲和交易的安全實現。數據層定義了各節點中數據的聯系和組織方式，利用多種算法和共識機制保證數據的強關聯性和驗證的高效性，從而使區塊鏈具備實用的數據防篡改特性。區塊鏈通常并不直接保存原始數據或交易記錄, 而是保存其哈希函數值, 即將原始數據編碼為特定長度的由數字和字母組成的字符串后記入區塊鏈；Merkle 樹是區塊鏈的重要數據結構, 其作用是快速歸納和校驗區塊數據的存在性和完整性。

網絡層

區塊鏈的網絡層是區塊鏈技術架構和信息交互的基礎，主要組網方式采用P2P（peer-to-peer network）對等網絡，以完全分布式的P2P協議作為傳輸協議。在P2P網絡中，每個節點均地位對等且以扁平式拓撲結構相互連通和交互, 不存在任何中心化的特殊節點和層級結構, 每個節點均會承擔網絡路由、驗證區塊數據、傳播區塊數據、發現新節點等功能。因此，區塊鏈網絡中的節點具有平等、自治、分布等特性，并且沒有中心節點，消息和數據的傳輸直接在節點之間完成，每個節點也可在任何時刻自由選擇加入或退出網絡。另外，該層中還包括了獎懲機制，

共識層

區塊鏈的共識層主要目的是實現整個網絡中每個節點均維護完全相同的賬本數據，幫助其達成共識。在一個區塊鏈的分布式系統中，互不信任的節點通過某一機制在短時間內排除惡意節點的干擾，對正確結果達成一致，即稱各節點之間達成共識。區塊鏈技術的核心優勢之一就是能夠在決策權高度分散的去中心化系統中使得各節點高效地針對區塊數據的有效性達成共識，比特幣等經典區塊鏈使用的共識機制主要有PoW共識機制、PoS共識機制等。

共識機制是區塊鏈最核心的技術，可以保證各節點就區塊信息達成全網一致的共識。同時還可幫助區塊鏈網絡中生成的最新區塊被準確添加至區塊鏈，檢查各節點存儲的區塊鏈信息一致不分叉，還能夠抵御惡意攻擊。區塊鏈技術中運用最廣泛的共識機制主要有POW（Proof of Work，工作量證明）共識機制、POS（Proof of Stake，權益證明）共識機制、DPOS（Delegated Proof-of-Stake，股份授權證明）共識機制及實用拜占庭容錯（PBFT）共識機制。每種共識機制分配記賬權的判斷依據不同，如POW共識機制主要以工作量為判斷依據，即為區塊鏈貢獻更多計算的用戶更有機會獲得記賬權。

合約層

區塊鏈合約層能夠封裝區塊鏈系統的各類腳本代碼、算法以及由此生成的更為復雜的智能合約。智能合約是一種用算法和程序來編制合同條款、部署在區塊鏈上且可按照規則自動執行的數字化協議。智能合約層在區塊鏈去中心化、不可篡改等特性基礎上，增加了可編程功能。它是建立在區塊鏈虛擬機之上的商業邏輯和算法, 是實現區塊鏈系統靈活編程和操作數據的基礎。同時，合約層使區塊鏈具有可定制性，合約層允許開發者創建垂直智能合約，用于執行特定的業務邏輯，因此可以被應用在非常多的行業中。

激勵層

激勵層主要通過提供激勵機制刺激網絡中的每個節點參與區塊鏈中新區塊的生成（挖礦）和驗證工作，以保證去中心化區塊鏈系統的安全、有效和穩定運行。去中心化系統中的共識節點本身是自利的，最大化自身收益是其參與數據驗證和記賬的根本目標。因此，必須設計激勵相容的合理眾包機制提高各節點的參與積極性。如設立獎懲機制，激勵機制利用經濟效益驅動各共識協議可持續運行；懲罰策略基于博弈論等理論對節點進行懲罰，從而糾正不端節點的行為，維護共識可持續性。

應用層

區塊鏈的應用層是區塊鏈網絡的表層，可供用戶直接使用。它包括用戶界面，如 Web 或移動應用程序，允許用戶與區塊鏈進行交互并訪問其提供的服務。全球重點國家均已開始對區塊鏈技術的相關運用研究，在數字社會治理及各行各業的發展中均有應用。例如，“區塊鏈+供應鏈”可解決傳統供應鏈的溯源防偽系統不安全、不透明、易篡改等缺點，幫助實現商品信息全流程追溯；“區塊鏈+跨境支付”可解決跨境匯款業務流程復雜、到賬時間長、費用較高等問題，實現降本增效；“區塊鏈+醫療”可對醫療數據進行數學加密，有效保障醫療數據安全共享。

關鍵技術

密碼學原理

哈希算法

哈希算法是一類加密算法的統稱，是信息領域中必要且重要的技術之一。其原理是輸入任意長度的字符串，經過該算法均可產生固定大小的輸出，該輸出稱為哈希值。因此，在區塊鏈網絡中可以使用特定且唯一哈希值來標識不同區塊。同時，哈希值具有隱秘性，網絡使用者無法通過哈希值反推出區塊的具體內容。

非對稱加密（公私鑰加密）

非對稱加密是一類加密和解密使用不同密鑰加密算法，也稱為公私鑰加密。區塊鏈網絡中，每個節點都擁有唯一的一對私鑰和公鑰。通俗來講，公鑰就是可以對外公開的部分，如銀行賬戶；私鑰是非公開部分，比如賬戶密碼。由于加密和解密是兩個互不干涉的獨立密碼，因此非對稱加密十分安全、保密度高，但有時也會造成加密、解密過程速度較慢的問題。

Merkle樹

Merkle樹是一種常用的數據結構，在快速歸納和檢驗大規模數據完整性方面有較高的效率。它是區塊鏈網絡中數據層最重要的構成之一，通常與哈希函數一起封裝區塊中的交易數據。例如在比特幣網絡中，Merkle樹的樹根是整個交易集合的哈希值，最底層的葉子節點是數據塊的哈希值，非葉節點是其對應子節點串聯字符串的哈希值。

智能合約

智能合約（smart contract）是區塊鏈架構中合約層的主要成分。這一概念于1994年由美國計算機科學家Nick Szabo提出，指一套以程序代碼指定的承諾以及執行這些承諾的協議。廣義的智能合約指運行在區塊鏈上的計算機程序；狹義上可以認為是運行在區塊鏈基礎架構上，基于約定規則的各種資產交易、信息管理等具體可自動執行的計算機程序。智能合約為區塊鏈提供了可編程性，拓展了區塊鏈的應用前景。

分布式存儲

在區塊鏈網絡中，各節點數據非集中存儲在一個中心化的服務器上，而是分布式地存儲在眾多節點上。其實質上是通過網絡互聯將分散在整個網絡空間中的大量PC機磁盤空間，構成一個虛擬的存儲設備，對外作為一個整體提供存儲服務，數據分散存儲在這些獨立的設備上。這種去中心化的數據存儲方式可以提高數據的安全性和可靠性，同時也降低了數據丟失的風險。

工作流程

區塊鏈利用分布式共識算法生成和更新數據，并利用對等網絡進行節點間的數據傳輸，結合密碼學原理和時間戳等技術的分布式賬本保證存儲數據的不可篡改，利用自動化腳本代碼或智能合約實現上層應用邏輯。這些流程在技術上限制著各節點的數據生成、變更和廣播擴散，通過各種方式保證了區塊鏈技術去中心化、不可篡改、可追溯、可信度高和不易被攻擊等優勢。

區塊生成

區塊鏈網絡中的節點收集廣播在網絡中的交易，一般為需要記錄的數據條目，然后將其打包成區塊，即具有特定結構的數據集。該過程中第一個被創建出的區塊稱為創世區塊，擁有一個唯一的ID標識號。

區塊及區塊時間

區塊鏈中的區塊是一種記錄交易的數據結構，每個區塊由區塊頭和區塊主體組成。區塊頭中記錄著多重數據及時間戳的值，數據包括父區塊哈希值、版本，時間戳、難度、Nonce（Number once，密碼學術語，指只被使用一次的任意或非重復的隨機數值），Merkle根等，其中父區塊哈希值能夠保證每個區塊首尾相連，進而保證數據無法被篡改；時間戳的值表示了區塊時間，記錄該區塊產生的時間，能夠精確到秒，使得每筆數據可以追溯。區塊主體負責記錄前一段時間內的所有交易信息，區塊可實現區塊鏈的大部分功能。

分叉問題

如果區塊鏈在升級過程中遇到新區塊的創建，便會出現“分叉”問題。若一個新區塊正在生成的同時，區塊鏈的新版本也完成發布，并且新版本增加了之前版本不能識別的全新數據結構，此時部分還未升級新版本的用戶將無法獲取這些數據；同時，新舊版本的軟件仍然繼續在各自挖礦、驗證、打包區塊，分叉就此形成。

“分叉”分為硬分叉和軟分叉。硬分叉是指當系統中出現了舊版本的協議，并且和前版本不同兼容時，舊節點不承認新節點挖出的全部或部分區塊而導致同時出現兩條鏈的情況；軟分叉則是老節點不能發現新協議的變化，從而繼續接受新節點用新協議所挖出的區塊。“分叉”問題威脅著區塊鏈技術的安全，如由Slock.it發起的眾籌項目The DAO由于自身漏洞，導致黑客竊取了價值6000萬美元的以太幣。

連塊成鏈

區塊鏈通過哈希指針來完成各區塊之間的連接，即通過每個區塊頭包含的前塊哈希（除創世區塊外）使當前區塊指向前一區塊，從而將一個個孤立的區塊在邏輯上連接起來，形成一條鏈狀結構。此后建立的每個區塊均包含兩個ID號，一個是該區塊自身的ID號，另一個是前序區塊的ID號。

每個區塊均由區塊頭和區塊體兩部分組成。區塊頭中通常存放著前塊哈希、時間戳、Merkle根、隨機值、難度目標等數據，區塊體中存放著交易數據。在區塊鏈各個塊內，使用Merkle樹組織塊內交易。每個葉子節點為塊內交易數據的哈希值，交易數據兩兩哈希形成它們的父節點，父節點再兩兩哈希形成它們的上一層節點，如此重復執行直到生成最終的Merkle根。這樣保證了任何交易數據的更改都可以通過對比Merkle根而被察覺，從而為交易查詢提供了快捷可靠的保障。另外，任何人想要修改網絡中任一區塊，除修改當前區塊外，還需對其后面的所有區塊進行相應修改，因此這種技術上的限制使得區塊鏈有著交易可溯源和數據不可篡改等特點。

分布式存儲及共識驗證

區塊鏈技術架構在分布式網絡之上，該類網絡由多個節點共同組成，這些節點可以相互通信、傳遞信息和驗證數據。與傳統的中心化網絡不同，區塊鏈網絡中不存在中央控制節點，所有節點平等地參與到賬本維護和交易驗證中。由于數據存儲在多個節點上，而非單一中心化服務器，區塊鏈技術可以保障數據的安全和完整性，同時實現了去中心化。

區塊鏈中的各節點將區塊所含數據信息廣播至整個網絡，全網節點接收大量區塊后進行順序的共識和內容的驗證，形成具有特定結構的區塊集，稱為賬本。處于整個賬本上的各節點，通過共識機制來保證相互間的數據一致性，需要多個節點之間達成一致，確認交易和區塊的順序，才能完成記賬流程；另外，許多區塊鏈網絡也會委托第三方進行賬本維護，如邀請少數專業用戶進行操作等，這些都從不同方面實現了去中心化的賬本維護。

應用領域

加密貨幣

加密貨幣（cryptocurrency）是一類數字貨幣（digital currency）技術，區塊鏈技術從加密貨幣中發展而來，去中心化的加密貨幣也成為區塊鏈技術的主要應用之一。加密貨幣基于盲簽技術（blind signature），這是一種匿名交易技術，由密碼學家David Lee Chaum提出。加密貨幣利用多種密碼學方法處理貨幣數據，保證用戶的匿名性、價值的有效性；利用可信設施發放和核對貨幣數據，保證貨幣數量的可控性、資產記錄的可審核性，從而使貨幣數據成為具備流通屬性的價值交換媒介，同時保護使用者的隱私。最早的加密貨幣交易模型是“electronic cash”，最典型的應用實踐是比特幣。

經濟金融

區塊鏈作為一種數字化、安全及防篡改的技術可跨國界且無需中介，可低成本高時效完成全球范圍內的資金交易。區塊鏈技術能夠推動數據信息共享、提高價值傳遞效率、增強數據庫安全。區塊鏈技術廣泛應用于供應鏈金融、跨境支付、貿易金融、資產證券化等經濟場景中，“區塊鏈+金融”的新金融業務模式，能夠有效防控互聯網金融風險，進一步實現“金融脫媒”。隨著區塊鏈技術在金融領域的不斷探索的應用，區塊鏈金融業務創新逐漸增多，諸多金融企業將區塊鏈技術應用在證券交易、金融審計、資產托管、股權交易、數字票據等金融場景中。2022年8月，中國首例數字人民幣穿透支付業務在雄安新區成功落地，實現了數字人民幣在新區區塊鏈支付領域應用場景新突破?。

供應鏈管理

區塊鏈技術在供應鏈領域中的應用是“區塊鏈+實體經濟”的典型。通過區塊鏈，能夠詳細準確地記錄參與各方的商品日期、位置等信息，生產方、監管方和公眾均可追蹤這個公共賬本上無法篡改的信息。中國工業和信息化部公布的2022年區塊鏈典型應用案例中，京東物流首創的基于區塊鏈技術實現物流簽單返還的供應鏈運營模式曾經上榜，該模式不僅能夠有效降低紙質運單成本，提升運營效率和消費者體驗，還將大量減少物流快遞行業使用紙質單據帶來的碳排放。另外，區塊鏈應用于供應鏈在跨境物流等對安全性要求高的場景尤為重要。阿里巴巴集團聯合政府、行業協會、質檢機構等打造了一個全球溯源計劃，可追蹤進口商品的生產、通關、運輸等全鏈路。

其他領域

智慧城市

智慧城市建設包括個人信息管理、智慧醫療、智慧交通、供應鏈管理等具體場景的建設。區塊鏈去中心化的交互方式避免了單點故障，提高了管理的公平性，公開透明的賬本保證數據可靠及可追溯性，多種匿名機制利于居民隱私的保護，將區塊鏈應用于社會治理和城市建設中，更有利于解決突出問題。

教育教學

區塊鏈技術逐步被引入教育教學領域，各種教育學習類平臺開發方抓住教育信息化領域的實際需求，將區塊鏈技術與視覺語音處理、NLP（?Natural Language Processing，自然語言處理）、機器學習等核心技術相結合，打造出全新的智慧學習平臺。例如，聯想集團開創的“聯想區塊鏈一體機教育平臺”，借助區塊鏈技術打通數據壁壘，不僅幫助教師實現了個性化作業批改，還提供教、學、管、評、測全面的教學生態服務。另外，區塊鏈技術還能應用于認證學歷證書，有利于避免文憑造假問題，同時可降低紙質成本。

醫療健康

區塊鏈技術有著數據安全可溯源、匿名性高、不易篡改等優點，對于醫療服務行業對患者信息的保密、病例檔案的規整留存等環節都有著積極作用。隨著區塊鏈技術的日漸成熟，其在醫療健康領域的應用不斷擴大。如在個人健康檔案、電子處方、藥品管理、醫療保險、智慧醫院管理、新型冠狀病毒疫苗管理、基因測序等方面都發揮著重要作用。北京微芯區塊鏈與邊緣計算研究院聯合北京大學、中國科學院自動化研究所等單位就共同研發一項能實現醫療數據安全流轉共享的國家重點項目，望借助區塊鏈技術實現醫療健康數據的安全流轉，以破解醫療健康領域“數據孤島”難題，實現精準醫療。

資產版權保護

利用區塊鏈去中心化的記錄，結合計算機視覺、自然語言等領域相關技術，能實現低成本的內容確權；利用智能合約能方便作者對作品進行定價和授權，同時自動跟蹤、記錄每次被使用和交易的情況，并自動分配收益，縮短回報周期。區塊鏈平臺通過提供數字資產與版權交易功能，幫助數字資產實現高效流轉，激活資產價值。北京騰瑞云文化科技有限公司打造出“CPSP-數字版權資產服務平臺”，該平臺結合了人工智能、大數據、區塊鏈等技術，以數字資產運營、智能引擎及模型版權保護為核心，為用戶提供全方位的版權保護。

區塊鏈游戲

傳統游戲由中心服務端所控制，玩家存在信息差，尤其體現在游戲道具和資產方面，游戲道具的稀有度僅由服務端披露，存在黑箱操作與尋租的可能。區塊鏈通過共識機制、智能合約、非對稱加密機制等多種關鍵技術，使玩家能夠獲得更透明的游戲體驗，通過智能合約與數據上鏈，信息獲取可與中心端同步共識，全面降低信息壁壘，玩家可以參與進游戲設計更新中，進而創造更為公平的游戲機制。同時，憑借區塊鏈技術，玩家可以作為節點入鏈，游戲數據權屬完全下放給玩家個人，能夠真正實現個人游戲數據權益自由。2021年8月，韓國娛美德公司就曾推出區塊鏈游戲《傳奇4》(Mir4)，受到玩家們的廣泛關注；中國百度集團也推出了區塊鏈游戲產品，且旗下成立了區塊鏈技術研發公司“度鏈”。

社會影響及評價

2018可信區塊鏈峰會于10月9日至10日在北京召開，中國人民銀行數字貨幣研究所副所長狄剛在會上表示：“金融行業區塊鏈應用面臨四大挑戰，第一是區塊鏈本身的性能瓶頸；第二是隱私保護和安全治理；第三是互聯互通；第四是業務連續性管理。”

比爾·蓋茨在2018年接受全國廣播公司商業頻道采訪時表示，比特幣和ICO一樣，完全是投機性的，但區塊鏈作為大多數加密貨幣背后的技術基礎，有其一定的優點。

自2018年以來，Facebook創始人兼首席執行官馬克·扎克伯格一直對區塊鏈技術持積極態度，他表示：“我相信比特幣和區塊鏈技術可以在未來幫助改善Facebook。”

2020年11月24日，由獵云網、獵云財經主辦的2020區塊鏈產業大會在深圳召開。中國通信工業協會區塊鏈專委會輪值主席、火幣大學校長于佳寧在會上表示：“區塊鏈分布式存儲正在成為區塊鏈行業的關鍵賽道。”

微眾銀行副行長馬智濤曾在2021年《中國經營報》的專訪中提到：“區塊鏈在金融行業中的作用越來越突出，尤其在解決實體經濟面臨的一些問題上，扮演著越來越重要的角色。”

2021年亞布力鎮金融論壇在哈爾濱市亞布力中國企業家論壇永久會址舉行，會上，至星俱樂部創始人陳海鳴提到：“區塊鏈依靠其特殊的優勢提供了解決互聯網金融信用風險的可靠性，對互聯網金融行業的機構、信任機制、風險控制等都產生了影響，也衍生了更多新型的應用場景，從而為互聯網時代金融的發展鋪就平攤的道路。”

全球第二大軟件制造商“甲骨文公司”創始人、總裁兼CEO拉里·埃里森（Larry Ellison）曾在其發表的文章中表示，越來越多的房地產、運輸和金融業以外的公司正在使用區塊鏈技術來取代長期存在的合法身份驗證方法。

風險及相關爭議

安全問題

雖然區塊鏈網絡中的各項關鍵技術能夠對抗作惡節點（指能夠對接收到的消息作出截然相反的回復，甚至偽造消息的節點），使其無法輕易偽造和篡改重要數據，保證相對安全性。但區塊鏈并不是一個物理隔離的系統，而是通過相關協議、規范與機制構建在互聯網上的服務系統。因此，攻擊者會通過攻擊系統或協議中存在的漏洞，間接對區塊鏈實施攻擊，甚至可以將攻擊行為轉移到區塊鏈系統中，直接破壞其安全性和穩定性。另外，隨著數學、密碼學和計算技術的發展，區塊鏈所依靠的非對稱加密技術也需要不斷發展，才能確保密鑰不被輕易破解。

2019年全球就曾發生過多起區塊鏈被攻擊導致的數字資產被盜事件，如1月的Cryptopia交易所兩次遭受黑客攻擊，被盜ETH和ERC20幣種代幣損失超過1600萬美元；以及11月27日韓國Upbit交易所被盜34萬ETH，預計損失超過4900萬美元。2022年8月3日，公鏈Solana生態NFT平臺Magic Eden的官方賬號在社交媒體上發布警告稱，似乎有一個廣泛存在的SOL漏洞，正在耗盡整個生態系統的錢包，并提醒用戶更新設置保護個人資產。截至8月3日下午1點，大約有7767個錢包資產失竊，各種加密資產及NFT被轉走，約有5.8億美元加密資產流向了4個攻擊者地址。

隱私及個人信息保護問題

區塊鏈系統內各節點并不是完全匿名的，而是通過類似電子郵件地址的地址標識( 如比特幣公鑰地址) 來實現數據傳輸。雖然區塊鏈可以通過隔斷交易信息之間的關聯以實現匿名交易。但隨著人工智能等數字技術的發展，攻擊者可以獲取到節點的 MAC 地址、IP 地址和用戶的公鑰等信息，便能夠追蹤到賬戶和交易之間的關聯性，并通過數據分析窺探用戶的隱私。因此，需要制定合理有效的法律規則對區塊鏈進行合理監管與規制，通過“沙盒監管”（Regulatory Sandbox）等新型方式平衡技術與法律間的實踐。

資源與效率問題

在資源利用方面，區塊鏈中共識機制的實現一般需要較多的資源，如PoW共識機制需要貢獻算力，PoS共識機制需要數字貨幣持有量，這些要求使區塊鏈產業成為高能耗型產業。但以PoW共識機制支持下的區塊鏈系統為例，這種系統依賴區塊鏈中各節點貢獻的算力得以運行，但只有部分算力能夠得到獎勵，除此之外的其他算力都在做無用功，資源浪費很大。

在效率方面，區塊鏈的交易效率主要受到區塊產生時間和區塊大小的影響，而其共識機制影響著區塊鏈的出塊速度，這間接降低了區塊鏈的交易效率。例如比特幣的交易速度為7 TPS（7筆/秒），這在一定程度上限制了區塊鏈在需要快速、小額交易場景中的應用。因此，區塊鏈今后的發展要積極將區塊鏈與人工智能技術相結合，發揮人工智能優勢，并采用新的共識機制，能進一步提高區塊鏈的算力。

國際態度

中國

中國是最早接受區塊鏈的國家之一，對區塊鏈持較為歡迎的態度，先后出臺了一系列政策。2015年起，中國政府也開始正視并介入比特幣與區塊鏈；2016年12月27日印發的《“十三五”國家信息化規劃》中首次將區塊鏈納入其中；2017年以來，政府對加密貨幣和代幣的監管顯著加強，而對區塊鏈技術的應用大力支持，突出表現為對“無幣區塊鏈”應用宣傳和鼓勵。

2021年《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》中將區塊鏈納入七大數字經濟重點產業之一，及工信部和中央網信辦聯合發布《關于加快推動區塊鏈技術應用和產業發展的指導意見》明確區塊鏈要發展聯盟鏈，要關注底層技術研發，要圍繞民生應用推動場景落地。

美國

2019年，美國政府對區塊鏈的態度略顯謹慎。盡管一些政府機構正在探索在該國使用區塊鏈，但政府并沒有完全對區塊鏈采取支持態度，這也限制了美國在區塊鏈上的投資流量。但隨著區塊鏈技術的不斷完善和發展，美國政府開始對其采取相對積極的態度，當地高校也開始開設區塊鏈課程、建立區塊鏈研究機構來大力發展區塊鏈。同時，美國絕大多數州政府也明確了對區塊鏈技術的監管立場，很多州政府已制定或頒布區塊鏈領域相關法律。

此外，美國創立了全球區塊鏈發展基金，以加速區塊鏈在發展中國家的應用，從而改善商業環境，推進聯合國2030年可持續發展目標，并為美國科技公司在發展中國家開辟新機遇。2020年10月美國政府公布了“國家關鍵技術和新興技術戰略”將區塊鏈納入管制技術，美國需要發展這些新技術以保護國家基礎設施的安全。

俄羅斯

俄羅斯對待區塊鏈資產分為兩種態度。一方面俄羅斯聯邦政府嚴厲禁止公民持有和交易虛擬貨幣，而另一方面大力支持區塊鏈技術的落地。根據俄羅斯《實業家》發布的報道，2022年第四季度俄羅斯對 ASIC 加密采礦設備的需求大幅增加。同年11 月 23 日俄羅斯總統弗拉基米爾·普京在于莫斯科舉行的 2022 年國際人工智能之旅會議上表示希望能夠引進獨立區塊鏈計劃。

德國

德國對區塊鏈技術持有大力支持的態度，并于2017年7月成立了德國聯邦區塊鏈協會來推廣數字貨幣和區塊鏈。德國政府一方面扶持創業企業，另一方面探討區塊鏈項目的合規問題。2019年9月18日德國聯邦政府審議通過并發布“德國區塊鏈戰略”，明確區塊鏈國家戰略，德國認為區塊鏈技術未來是互聯網的組成部分，可以有效助力德國數字經濟的發展。

參考資料 >

區塊鏈迎政策利好成核心技術創新重要突破口.央視網.2023-09-06

區塊鏈應用領域前景廣泛未來發展任重道遠.中國網-財經中心.2023-09-06

人機可共同進化?區塊鏈技術顛覆認知 |新書精覽.文匯客戶端.2023-09-06

區塊鏈技術綜述.中國知網.2023-09-06

“區塊鏈”是什么?和我們到底有什么關系?.澎湃新聞.2023-09-06

機器崛起前傳:自我意識與人類智慧的開端.QQ閱讀.2023-09-07

什么是“比特幣”?.中國日報網.2023-09-07

區塊鏈技術發展現狀與展望.中國知網.2023-09-07

數字經濟時代的區塊鏈金融監管:現狀、風險與應對.人民論壇網.2023-09-07

區塊鏈技術原理與應用綜述.中國知網.2023-09-07

區塊鏈技術研究綜述:原理、進展與應用.中國知網.2023-09-06