区块链入门系列

区块链概念

区块链(Blockchain)是比特币的一个重要概念，本质上是一个去中心化的数据库，同时作为比特币的底层技术。区块链是一串使用密码学方法相关联产生的数据块，每一个数据块中包含了一次比特币网络交易的信息，用于验证其信息的有效性(防伪)和生成下一个区块。区块链在网络上是公开的，可以在每一个离线比特币钱包数据中查询。

比特币钱包的功能依赖于与区块链的确认，一次有效检验称为一次确认。通常一次交易要获得数个确认才能进行。轻量级比特币钱包使用在线确认，即不会下载区块链数据到设备存储中。

通俗地说，区块链是持续记录不断增加的数据记录和交易的总账，或者说数据库，这种数据库是去中心化的，存在于点对点的网络之中。区块链是支持比特币及其他加密货币的底层技术，并有可能给许多业务流程带来深刻的变革。

如果说互联网开启了数字创新之门，区块链技术则彻底改变了我们对于如何支付、如何确定财物归属以及如何确定谁有权进行买卖的认知。

通过这种技术，参与者可以在互联网中进行转账和交易，但却不需要任何中心化的第三方。买方和卖方可以直接往来，不需要受信任的第三方作为中介，对交易进行验证。这些交易并非匿名开展的，但也不显露真实身份：交易记录会自动生成，但其中的识别信息会被加密，个人信息不会被分享。

分类

区块链目前分为三类，其中混合区块链和私有区块链可以认为是广义的私链:

公有区块链（PublicBlockChains)

公有区块链是指：世界上任何个体或者团体都可以发送交易，且交易能够获得该区块链的有效确认，任何人都可以参与其共识过程。公有区块链是最早的区块链，也是应用最广泛的(目前）的区块链，各大bitcoins系列的虚拟数字货币均基于公有区块链，世界上有且仅有一条该币种对应的区块链。

联合（行业）区块链（ConsortiumBlockChains)

行业区块链：由某个群体内部指定多个预选的节点为记账人，每个块的生成由所有的预选节点共同决定（预选节点参与共识过程），其他接入节点可以参与交易，但不过问记账过程(本质上还是托管记账，只是变成分布式记账，预选节点的多少，如何决定每个块的记账者成为该区块链的主要风险点），其他任何人可以通过该区块链开放的API进行限定查询。

私有区块链（privateBlockChains)

私有区块链：仅仅使用区块链的总账技术进行记账，可以是一个公司，也可以是个人，独享该区块链的写入权限，本链与其他的分布式存储方案没有太大区别。目前(Dec2015)保守的巨头（传统金融）都是想实验尝试私有区块链，而公链的应用例如bitcoin已经工业化，私链的应用产品还在摸索当中。

特征：

那么，区块链是不是就像一张Excel表格？

是，也不是，但区块链的特点让它优于传统的数据库。

区块链就好比我们使用Google Docs：每个人都能访问文档的最新版本，而要修改文档，各个用户之间必须达成相互的共识。但与Google Docs不同的是，在区块链中，文档并非集中存储在一个地方，而是区块链网络中的每个节点都存有文档的副本。

去中心化

由于使用分布式核算和存储，不存在中心化的硬件或管理机构，任意节点的权利和义务都是均等的，系统中的数据块由整个系统中具有维护功能的节点来共同维护。

开放性

系统是开放的，除了交易各方的私有信息被加密外，区块链的数据对所有人公开，任何人都可以通过公开的接口查询区块链数据和开发相关应用，因此整个系统信息高度透明。

自治性

区块链采用基于协商一致的规范和协议（比如一套公开透明的算法）使得整个系统中的所有节点能够在去信任的环境自由安全的交换数据，使得对“人”的信任改成了对机器的信任，任何人为的干预不起作用。

信息不可篡改

一旦信息经过验证并添加至区块链，就会永久的存储起来，除非能够同时控制住系统中超过51%的节点，否则单个节点上对数据库的修改是无效的，因此区块链的数据稳定性和可靠性极高。

匿名性

由于节点之间的交换遵循固定的算法，其数据交互是无需信任的（区块链中的程序规则会自行判断活动是否有效），因此交易对手无须通过公开身份的方式让对方自己产生信任，对信用的累积非常有帮助。

区块链核心技术简介

区块链主要解决的交易的信任和安全问题，因此它针对这个问题提出了四个技术创新：

分布式账本。就是交易记账由分布在不同地方的多个节点共同完成，而且每一个节点都记录的是完整的账目，因此它们都可以参与监督交易合法性，同时也可以共同为其作证。不同于传统的中心化记账方案，没有任何一个节点可以单独记录账目，从而避免了单一记账人被控制或者被贿赂而记假账的可能性。另一方面，由于记账节点足够多，理论上讲除非所有的节点被破坏，否则账目就不会丢失，从而保证了账目数据的安全性。

对称加密和授权技术。存储在区块链上的交易信息是公开的，但是账户身份信息是高度加密的，只有在数据拥有者授权的情况下才能访问到，从而保证了数据的安全和个人的隐私。

共识机制。就是所有记账节点之间怎么达成共识，去认定一个记录的有效性，这既是认定的手段，也是防止篡改的手段。区块链提出了四种不同的共识机制，适用于不同的应用场景，在效率和安全性之间取得平衡。以比特币为例，采用的是工作量证明，只有在控制了全网超过51%的记账节点的情况下，才有可能伪造出一条不存在的记录。当加入区块链的节点足够多的时候，这基本上不可能，从而杜绝了造假的可能。

智能合约。智能合约是基于这些可信的不可篡改的数据，可以自动化的执行一些预先定义好的规则和条款。以保险为例，如果说每个人的信息（包括医疗信息和风险发生的信息）都是真实可信的，那就很容易的在一些标准化的保险产品中，去进行自动化的理赔。

在保险公司的日常业务中，虽然交易不像银行和证券行业那样频繁，但是对可信数据的依赖是有增无减。因此，笔者认为利用区块链技术，从数据管理的角度切入，能够有效地帮助保险公司提高风险管理能力。具体来讲主要分投保人风险管理和保险公司的风险监督。

区块链的简单原理

如果说区块链是一本网络里的公开总账，每个区块就是这本总账的每一页。区块是许多交易数据的集合，有效的区块在获得全网共识的认可后，被追加到区块链中。区块链是包含交易信息的区块按时间顺序有序链接起来的数据结构，它一次性地解决了数字交易的两大挑战：控制信息和避免重复。

网络中的每个参与者都会保存整个区块链的副本，这一副本中记录着过去的所有交易。网络中的所有节点可以对新交易进行验证。只有多数节点同意交易有效，交易才能生效。依托已知的算法，交易的验证过程仅需几秒，无需等待银行等中央化机构对交易作出审核。

每个区块包含四种主要的信息元素：

● 一个哈希值（Hash）或唯一ID，包含随机的唯一数字组合。

*●* 一个上一区块的哈希值，用于确定总账的时间顺序。

*●* 区块中的所有交易信息，可能是一笔，也可能是上千笔。

*●* 帮助发送者和接受者识别所传递的信息的公开秘钥。

以上任何信息元素的缺失或错误，都会导致区块不被全网共识认可，从而令交易不会发生。

如果有恶意分子对其电脑上的区块链副本作出未经授权的更改，网络中的其他成员将会拒绝这一交易，因为恶意篡改的区块链数据将会不同于网络中的其他副本。只有同时修改网络中多数节点的副本中的同一数据，数据才会被更改，而这是不可能的。

区块链漫画

区块链技术是指一种全民参与记账的方式。所有的系统背后都有一个数据库，你可以把数据库看成是就是一个大账本。目前是各自记各自的账。

由于没有中心化的中介机构存在，让所有的东西都通过预先设定的程序自动运行，不仅能够大大降低成本，也能提高效率。而由于每个人都有相同的账本，能确保账本记录过程是公开透明的。

区块链技术是比特币的底层技术，比特币在没有任何中心化机构运营和管理的情况下，多年运行非常稳定，没有出现过任何问题，所以有人注意到了它的底层技术，把比特币技术抽象提取出来，称之为区块链技术，或者分布式账本技术。

根据西班牙最大银行桑坦德发布的一份报告显示，2020年左右如果全世界的银行内部都使用区块链技术的话，大概每年能省下200亿美元的成本。这样的数据足以说明“区块链”给传统金融领域带来的巨大变革和突破。

云计算通常定义为通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源，但是提供云计算平台的往往是一个中心化机构。而区块链组成的网络一般是没有特定的机构，所以区块链更接近分布式计算系统的定义，属于分布式计算的一种。

Q币是一种中心化的电子货币，包括总量，发行方式都是由腾讯公司控制的。而比特币的总量，发行方式都是由程序和加密算法预先设定后，在全世界的多个节点上运行，没有任何人和机构可以修改，不受任何单一人或者机构来控制。一般称Q币为电子货币，或者企业代币。称比特币为数字货币或者加密数字货币。

问答

问：什么是区块链?

　　答：区块链(Blockchain)是指通过去中心化和去信任的方式集体维护一个可靠数据库的技术方案。

　　问：能通俗的解释一下什么是区块链吗?

　　答：通俗一点说，区块链技术就指一种全民参与记账的方式。所有的系统背后都有一个数据库，你可以把数据库看成是就是一个大账本。那么谁来记这个账本就变得很重要。目前就是谁的系统谁来记账，微信的账本就是腾讯在记，淘宝的账本就是阿里在记。但现在区块链系统中，系统中的每个人都可以有机会参与记账。在一定时间段内如果有任何数据变化，系统中每个人都可以来进行记账，系统会评判这段时间内记账最快最好的人，把他记录的内容写到账本，并将这段时间内账本内容发给系统内所有的其他人进行备份。这样系统中的每个人都了一本完整的账本。这种方式，我们就称它为区块链技术。

　　问：这样全民记账的区块链有什么好处?

　　答：可以发现，这是在牺牲一点效率的情况下，获得了极大的安全性。首先没有一本中央大账本了，所以无法摧毁。每个节点都仅仅是系统的一部分，每个节点权利相等，都有着一模一样的账本。摧毁部分节点对系统一点都没有影响。其次，无法作弊，因为除非你能控制系统内大多数人的电脑都进行修改，否则系统会参照多数人的意见来决定什么才是真实结果，结果会发现修改自己的账本完全没有意义(因为别人不承认)。其次，由于没有中心化的中介机构存在，让所有的东西都通过预先设定的程序自动运行，不仅能够大大降低成本，也能提高效率。而由于每个人都有相同的账本，能确保账本记录过程是公开透明的。

　　问：区块链解决了什么问题吗?

　　答：区块链最重要的是解决了中介信用问题。在过去，两个互不认识和信任的人要达成协作是难的，必须要依靠第三方。比如支付行为，在过去任何一种转账，必须要有银行或者支付宝这样的机构存在。但是通过区块链技术，比特币是人类第一次实现在没有任何中介机构参与的情况下，完成双方可以互信的转账行为。这是区块链的重大突破。

　　问：区块链技术主要可以用在哪些行业?

　　答：区块链主要的优势是无需中介参与、过程高效透明且成本很低、数据高度安全。所以如果在这三个方面有任意一个需求的行业都有机会使用区块链技术。

　　问：金融领域为什么要使用区块链技术?有什么实质性的好处?

　　答：区块链技术在金融领域中主要的优势去中介化和极大的降低成本。

　　首先金融行业目前由于防止单点故障和系统性风险，需要进行层层审计来控制金融风险，但由此也造成高昂的内部成本。并且由于不断增加的监管法规出现，特别是2008年金融危机导致对于金融管控门槛不断升高，而反恐战争导致反洗钱和反恐怖主义融资的范围也让监管的广度和深度逐渐扩大，导致整个金融系统的监管成本急剧增加。在这种情况下，区块链技术能够通过防篡改和高透明的方式让真个金融系统极大的降低成本。根据西班牙最大银行桑坦德发布的一份报告显示，2020年左右如果全世界的银行内部都使用区块链技术的话，大概每年能省下200亿美元的成本。这样的数据足以说明“区块链”给传统金融领域带来的巨大变革和突破。

　　此外由于历史原因，导致传统金融机构在结算和清算时都依靠中央结算所来完成，而由此造成的问题就是效率低下。传统的跨国结算就是因为要通过类似于SWIFT这样的机构，所以跨国电汇往往是按天来计算的。但是比特币在使用区块链技术时，在完全没有中心化运营机构的情况下，完美的运行了七年，不仅能够实现实时结算和清算，而且没有出现过任何一笔账目错误。所以，如果所有的金融系统能够实现去中心化的实时结算和清算，不仅仅将极大的提高全球金融效率，并且由此能够改变全球金融的格局。

　　问：区块链和大数据什么关系?区块链会取代大数据?

　　答：区块链和大数据关系并不是很大。大数据主要的是对于海量数据进行管理，而区块链的核心是在没有中心化中介计入的情况下实现数据的高安全性和高可靠性。所以区块链和大数据并不互相冲突，也不会取代，完全是面对不同场景情况下对于数据的不同解决方案。

　　问：区块链和云计算云存储有什么关系?区块链是云计算或云存储吗?

　　答：云计算通常定义为通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源，但是提供云计算平台的往往是一个中心化机构。而区块链组成的网络一般是没有特定的机构，所以区块链更接近分布式计算系统的定义，属于分布式计算的一种。不过，区块链是能够实现云存储的，不同于目前中心化提供云存储空间，区块链有一些提供去中心化的云存储方案。这样的项目包括Storj，Sia，Maidsafe。

　　问：区块链是软件吗?是用什么程序写的?

　　答：区块链不是一种特定的软件，就像“数据库”这个三个字表现的意思一样，它是一种特定技术的设计思想。可以用绝大多数语言来实现它，而且实现的方式也有许多种。而且区块链技术目前还在快速发展中，相对而言，目前区块链技术设计思想还是比较简单的，也许在未来会变得愈加复杂。

　　问：什么是公有链?什么是私有链?什么是联盟链?

　　答：公有链是任何节点都是向任何人开放的，每个人都可以参与到这个区块链中参与计算，而且任何人都可以下载获得完整区块链数据(全部账本)。但是有些区块链的应用场景下，并不希望这个系统任何人都可以参与，任何人都可以查看所有数据，只有被许可的节点才可以参与并且查看所有数据。那么这种区块链结构我们称为私有链。

　　联盟链是指参与每个节点的权限都完全对等，大家在不需要完全互信的情况下就可以实现数据的可信交换，R3组成的银行区块链联盟要构建的就是典型的联盟链。

　　但是随着区块链技术的快速发展，不排除以后公有链和私有链的界限会变得比较模糊。因为每个节点的可以有较为复杂的读写权限，也许有部分权限的节点会向所有人开发，而部分记账或者核心权限的节点只能向许可的节点开放，那就会不再是纯粹的公有链或者私有链。

　　问：目前区块链技术发展的主要问题?

　　答：目前区块链技术还处于一个非常早期的阶段，不仅尚未形成统一的技术标准，而且各种技术方案还在快速发展中。但是过去被认为基于区块链技术的系统会非常耗费资源(类似于比特币)，或者区块链技术的系统处理数据有限制之类的问题已经在技术上获得了突破。但是，对于区块链技术的可扩展性，还没有经过大规模的实践考验，而现在主要还停留在原型设计阶段。

　　如果不能定量分析，使用区块链技术能够为我们带来的实际好处，包括能够节省的资金和创造的价值，那么金融行业短期内还会保持相对谨慎的态度。毕竟，目前全球金融的基础设施投入已经超过数万亿，要建立一套全新的金融架构和底层操作体系是需要有实际数据相支撑的。在现有技术还没有被部署并且获得使用案例的情况下，能节省下的总金额还是很难确定的。这到目前为止，还是一个巨大的疑问存在，就是到底需要多少资金才能建立一个足够强大的区块链来平台处理，资本市场生态系统每天需要面对的万亿数量级的美元。

　　此外区块链行业极其缺乏人才，缺少大量既了解区块链技术，又了解金融的多方面人才，市场正在拼命寻找可以连接两个世界的人才，需要能够在现实世界中，将区块链技术能够在资本市场中实现，并且实现更好的功能。而需要建立基于区块链技术的全新系统，必然是需要这样的跨界人才。

　　问：什么是智能合约?

　　答：智能合约是一种用计算机语言取代法律语言去记录条款的合约。智能合约可以由一个计算系统自动执行。如果区块链是一个数据库，智能合约就是能够使区块链技术应用到现实当中的应用层。传统意义上的合同一般与执行合同内容的计算机代码没有直接联系。纸质合同在大多数情况下是被存档的，而软件会执行用计算机代码形式编写的合同条款。智能合约的潜在好处包括降低签订合约、执行和监管方面的成本;因此，对很多低价值交易相关的合约来说，这是极大降低人力成本。

　　问：智能合约怎么用?

　　答：央行如果能够通过区块链来发行法币，那么也可以通过智能合约技术，将代码嵌入到法币发行的行为中，则这部分法币可以被称为“可编程货币”。比如，如果央行指定某一部分资金是发放到农业相关的账户，那么则可以对这部分资金写入相应程序，指定该部分资金只能进入到农业相关的账户中，那么这部分资金在任何情况下也不可能会被挪用到其他的账户中。如果大部分货币都成为“可编程货币”，那么我们则可以想象到，他们组成的金融环境就变成了“可编程金融”。

　　问：如何投资区块链?

　　答：大多数区块链都处于起步阶段，而主要都是在海外，国内好的区块链项目非常非常少，所以不建议任何非专业人士投资区块链项目。如果对区块链技术很有兴趣，自己有技术或者金融相关的背景，建议可以考虑在这方面进行创业。
　　

问：我知道区块链是一种总账，但对于金融机构而言，区块链技术到底意味着什么？

答：从业务角度，我们可以将区块链技术看做改善业务流程的新一代工具。近几十年来，金融机构一直通过软件投资，向内寻求业务流程的优化，如今它们正在意识到，是时候向外寻求更高的效率了。区块链这样的协作型技术有望改善企业之间的业务流程，显著降低“信任成本”。

问：这种技术给金融机构怎样的机遇和挑战？

答：挑战是：银行、券商等金融机构一直担当着受信任的第三方的身份，负责验证交易的真实性和准确性。然而，区块链技术彻底改变了人们对于这种第三方中介结构的需要。

机遇是：由于在交易的早期，有关的所有权和出处信息既已记录在区块链中，并且后续的每一个阶段都会进行相应的验证，交易相关方的合意得到确保。另外，由于区块链可以记录和验证交易每一阶段的真实性，理论上，它可以用于确保和验证任何类型的交易，从简单的现金商品交易到复杂的交易管理，而无需任何第三方的干预。

问：区块链与比特币有什么关系？

答：区块链是支持加密货币的存在的底层技术。比特币是流行最广的加密货币，也是区块链技术被创造出来的初衷。对于消费者，加密货币是他们进行支付的新选择，这种方式比传统金融机构所提供的服务速度更快、价格更低，而且不需要提供个人信息。

虽然人们开始越发接受加密货币的支付方式，但加密货币价格的波动性和投机机会让消费者更多地选择交易加密货币，而非用加密货币购买商品和服务。尽管如此，加密货币带来一种前所未有的前景，即让消费者只有满足技术条件，就可以随时随地参与到全球支付体系中，不受信用历史或银行账户的限制。

问：区块链技术可能有什么颠覆性影响？

答：我们认为，除传统的支付系统以外，区块链技术还可能给各种各样的交易带来颠覆性影响。金融服务机构可以将区块链技术用于任何目前需要受信第三方验证的交易，以及任何电子化储存的记录。这些交易包括但不限于电子或实物资产的转让、知识产权的保护、托管链条的验证。在网络犯罪盛行和监管要求趋紧的时代，这种能够保护和验证几乎所有类型的交易且具有强大的反欺诈功能的系统，有望给金融机构带来革命性的影响。

问：区块链技术可能的应用领域有哪些？

答：在金融服务行业，区块链技术已经找到一些创新性的应用方式。例如，纳斯达克为Nasdaq Private Market（纳斯达克私人市场）推出基于区块链的系统。全球许多其他交易所和银行，包括伦敦证券交易所、芝加哥商品交易所集团、法国兴业银行、瑞士银行也成立了交易后分布式总账工作组（Post Trade Distributed Ledger Working Group），研究如何应用区块链技术优化清算、结算和交易报告。花旗、巴克莱和德国银行等机构在探索如何将区块链融入它们的支付系统。高盛为其虚拟货币“SETLcoin”申请了专利。

区块链也在快速地渗透到金融服务行业以外。可能的应用领域包括：智能合约、智能财产、公证服务、医疗卫生等。