龔四相 秦 航 王同喜

（長(zhǎng)江大學(xué)，湖北 荊州434023）

1 區(qū)塊鏈的概念

1.1 區(qū)塊（Block）。區(qū)塊是一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，由區(qū)塊頭（Block Hearder）和區(qū)塊體（Block Body）兩個(gè)部分組成。區(qū)塊頭相當(dāng)于該區(qū)塊的元信息，記錄了當(dāng)前區(qū)塊的版本號(hào)、上一區(qū)塊的哈希值、時(shí)間戳、隨機(jī)數(shù)以及Merkle Root 的哈希值等元信息。區(qū)塊體則記錄著一段時(shí)間內(nèi)某些交易的詳細(xì)信息。每個(gè)交易產(chǎn)生對(duì)應(yīng)哈希值，然后兩兩哈希值合獲得新的哈希值，最終得到Merkle Root 的哈希值。圖1 所示，交易Tx0 的哈希值Hash0 與交易Tx1的哈希值Hash1 合并之后產(chǎn)生新的哈希值Hash01,Hash01 與Hash23(由Tx2、Tx3 的haxi 值合并取哈希而得)合并再hash 而得到Merkle Root Hash。據(jù)此，只要交易中的有一個(gè)交易信息被篡改而發(fā)生變化，區(qū)塊頭中的Merkle Root Hash 就會(huì)隨之發(fā)生改變。

1.2 區(qū)塊鏈（Block Chain）。區(qū)塊鏈，即對(duì)前一區(qū)塊的區(qū)塊頭取hash，通過(guò)hash 指針將相鄰區(qū)塊進(jìn)行相連而形成的鏈。如圖2 所示，它本質(zhì)上是一個(gè)開(kāi)源、去中心化的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)，這種分布式不僅體現(xiàn)在分布式存儲(chǔ)，而且體現(xiàn)在分布式維護(hù)上。這個(gè)區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)會(huì)被分布式的在多臺(tái)主機(jī)上進(jìn)行備份，當(dāng)其中某主機(jī)出現(xiàn)宕機(jī)或被攻擊和篡改數(shù)據(jù)等情況也不會(huì)影響真實(shí)的數(shù)據(jù)記錄，因?yàn)檫€有無(wú)數(shù)臺(tái)主機(jī)上有備份數(shù)據(jù)可進(jìn)行數(shù)據(jù)一致性恢復(fù)。根據(jù)區(qū)塊鏈的去中心化程度不同，可以將區(qū)塊鏈分為公鏈、私鏈、聯(lián)盟鏈3 種。公鏈：公鏈?zhǔn)峭耆ブ行幕模ブ行幕潭茸罡?，訪問(wèn)權(quán)限是公開(kāi)的。只要想加入這個(gè)區(qū)塊鏈，任何節(jié)點(diǎn)都可以自由的加入或退出公鏈，不受任何限制，且每個(gè)加入的節(jié)點(diǎn)都是公鏈上的一臺(tái)驗(yàn)證機(jī)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)享有平等的權(quán)利，參與全網(wǎng)的工作驗(yàn)證與利益分配。其優(yōu)點(diǎn)是保證了公平性，缺點(diǎn)是不發(fā)保證效率。常見(jiàn)的以公鏈為底層技術(shù)的應(yīng)用有比特幣、以太坊等。私鏈：私鏈?zhǔn)怯邢薜娜ブ行幕?，去中心化程度最低，?jié)點(diǎn)的加入受管理機(jī)構(gòu)的限制，只有通過(guò)管理機(jī)構(gòu)授權(quán)的節(jié)點(diǎn)機(jī)器才能加入。私鏈以一定的平等權(quán)換取了一定的效率，對(duì)隱私保護(hù)和監(jiān)控管理更為嚴(yán)格。常見(jiàn)的以私鏈為技術(shù)底層的應(yīng)用有超級(jí)賬本項(xiàng)目(Hyperledger project)、R3CEV Corda 平臺(tái)等。聯(lián)盟鏈：聯(lián)盟鏈的去中心化程度居于公鏈與私鏈之間，屬于多中心化聯(lián)盟，其共識(shí)過(guò)程通常受預(yù)選的多個(gè)節(jié)點(diǎn)的控制。聯(lián)盟鏈的各個(gè)節(jié)點(diǎn)通常也有與之對(duì)應(yīng)的實(shí)體機(jī)構(gòu)組織，通過(guò)授權(quán)之后才能加入網(wǎng)絡(luò)。這些聯(lián)盟機(jī)構(gòu)形成利益相關(guān)聯(lián)盟體，共同維護(hù)聯(lián)盟鏈的穩(wěn)定運(yùn)行。其公平性、效率、隱私保護(hù)能力等居于公鏈與私鏈之間。常見(jiàn)的應(yīng)用有行業(yè)聯(lián)盟，如多家金融機(jī)構(gòu)組織形成聯(lián)盟、物流行業(yè)機(jī)構(gòu)組織形成聯(lián)盟等。

圖1 區(qū)塊結(jié)構(gòu)

圖2 區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)

2 區(qū)塊鏈的四大特點(diǎn)

2.1 去中心化：去中心化是區(qū)塊鏈最重要的特點(diǎn)。在整個(gè)區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，任何節(jié)點(diǎn)之間的權(quán)利和義務(wù)都是相等的，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都記賬權(quán)，任意兩用戶交易信息可以被獲得記賬權(quán)的節(jié)點(diǎn)記錄交易信息并上傳到公鏈，而無(wú)需中心化系統(tǒng)。

2.2 匿名性：區(qū)塊鏈可以隱藏用戶信息，別人難以將區(qū)塊鏈的上的信息與物理世界的某人聯(lián)系上，即不知道區(qū)塊鏈賬戶是誰(shuí)的，也不知道與誰(shuí)進(jìn)行了轉(zhuǎn)賬等。

2.3 公開(kāi)透明性：對(duì)公有鏈而言，公有鏈上的所有信息，任何節(jié)點(diǎn)用戶都可以進(jìn)行訪問(wèn)讀取。

2.4 不可篡改性：區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)一旦被記錄，數(shù)據(jù)將難以被篡改。因?yàn)樵谙到y(tǒng)中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都以其計(jì)算能力在系統(tǒng)中進(jìn)行投票，只有超過(guò)半數(shù)節(jié)點(diǎn)公認(rèn)的結(jié)果才會(huì)被承認(rèn)。當(dāng)區(qū)塊鏈系統(tǒng)遭到黑客攻擊，只要黑客攻擊的節(jié)點(diǎn)算力不超過(guò)系統(tǒng)算力的一半，那么區(qū)塊鏈系統(tǒng)的數(shù)據(jù)依舊不會(huì)被篡改。

3 區(qū)塊鏈的發(fā)展現(xiàn)狀

自2008 年10 月，比特幣的創(chuàng)造者中本聰公開(kāi)發(fā)表論文《比特幣：一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的電子現(xiàn)金系統(tǒng)》，并提出區(qū)塊鏈這一概念以來(lái)，區(qū)塊鏈隨著比特幣、以太坊等數(shù)字加密貨幣一直備受關(guān)注。經(jīng)歷近十年的發(fā)展，區(qū)塊鏈技術(shù)及應(yīng)用上都有了較大的進(jìn)展，其發(fā)展過(guò)程主要分如下三個(gè)階段。

3.1 區(qū)塊鏈1.0 的數(shù)字貨幣階段。在該階段，區(qū)塊鏈的應(yīng)用主要圍繞數(shù)字貨幣展開(kāi)。如繼比特幣之后又產(chǎn)生了以太坊、萊特幣、瑞波幣等數(shù)成千上萬(wàn)中數(shù)字貨幣。目前，在我國(guó)可流通的數(shù)字貨幣就約1600 多種。

3.2 區(qū)塊鏈2.0 的智能合約階段。在該階段，區(qū)塊鏈的應(yīng)用進(jìn)一步擴(kuò)大，其應(yīng)用主要圍繞金融領(lǐng)域展開(kāi)。通過(guò)將智能合約嫁接到區(qū)塊鏈上，區(qū)塊鏈在具有合約功能的金融領(lǐng)域有了大量的應(yīng)用研究。如股票、債券、私募股權(quán)等金融領(lǐng)域的應(yīng)用。

3.3 區(qū)塊鏈3.0 的社會(huì)階段。在該階段，隨著區(qū)塊鏈概念以及其“去中心化”和“數(shù)據(jù)防偽”理念的進(jìn)一步傳播，人們開(kāi)始認(rèn)識(shí)到區(qū)塊鏈不僅僅能運(yùn)用在金融領(lǐng)域，還可以延伸到整個(gè)社會(huì)的任意行業(yè)中去。該階段的應(yīng)用主要圍繞社會(huì)公正與社會(huì)合作展開(kāi)。如仲裁、審計(jì)及各行業(yè)之間的合作形成聯(lián)盟等應(yīng)用。

4 區(qū)塊鏈在金融領(lǐng)域的應(yīng)用前景

目前來(lái)講，區(qū)塊鏈在金融領(lǐng)域中應(yīng)用最成熟的當(dāng)屬數(shù)字貨幣。但除了數(shù)字貨幣，區(qū)塊鏈在支付清算、征信、證券交易等領(lǐng)域都有應(yīng)用。其應(yīng)用的顯著優(yōu)勢(shì)在于優(yōu)化業(yè)務(wù)流程、降低運(yùn)營(yíng)成本、提升協(xié)同效率。整體而言，區(qū)塊鏈在金融領(lǐng)域的應(yīng)用仍然處于不斷的探索嘗試和摸索階段，可能的應(yīng)用如下。

4.1 開(kāi)發(fā)以監(jiān)管機(jī)構(gòu)主導(dǎo)的法定數(shù)字貨幣。由于區(qū)塊鏈技術(shù)提供的新型架構(gòu)和記賬模式，可在不同主體之間建立起信任。據(jù)此，我們可建立以監(jiān)管機(jī)構(gòu)為主導(dǎo)的區(qū)塊鏈平臺(tái)，并發(fā)行法定數(shù)字貨幣，并將所有監(jiān)管機(jī)構(gòu)（如央行、公安、工商等政府監(jiān)管部門(mén)）納入?yún)^(qū)塊鏈平臺(tái)，以進(jìn)行聯(lián)合監(jiān)管。然后開(kāi)放上鏈接口以讓各類持牌和未持牌的金融機(jī)構(gòu)以及消費(fèi)者上鏈。這樣可構(gòu)建國(guó)內(nèi)的數(shù)字貨幣支付清算系統(tǒng)?？捎行Ы档图堎|(zhì)貨幣的使用，提高支付的安全性和便捷性。若需擴(kuò)大數(shù)字貨幣的流通范圍，可建立以各國(guó)為節(jié)點(diǎn)的區(qū)塊鏈系統(tǒng)，從而建立起全球通用的數(shù)字貨幣。

4.2 跨境支付結(jié)算。在現(xiàn)有的資金的跨境支付過(guò)程中，資金每流轉(zhuǎn)一步，都會(huì)經(jīng)過(guò)SWIFT 中心化系統(tǒng)清算一次，而SWIFT中心化系統(tǒng)和代碼都是由美國(guó)CHIPS 掌控著。一旦美國(guó)要對(duì)某個(gè)國(guó)家實(shí)施經(jīng)濟(jì)制裁，該國(guó)就可能面臨被經(jīng)濟(jì)制裁的隱患。此外，相應(yīng)的兩個(gè)用戶和開(kāi)戶行之間需經(jīng)過(guò)諸多環(huán)節(jié)，且費(fèi)用高、時(shí)間長(zhǎng)、效率低。而通過(guò)構(gòu)建跨境支付的區(qū)塊鏈應(yīng)用，可有效的提高交易效率并降低交易費(fèi)用。

4.3 信用評(píng)估。在金融行業(yè)的借貸業(yè)務(wù)中，通過(guò)區(qū)塊鏈技術(shù)讓銀行等具有信貸業(yè)務(wù)的機(jī)構(gòu)成為鏈中的一個(gè)重要節(jié)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)的同步共享，并對(duì)借款人的信用和償還能力進(jìn)行全面評(píng)估，避免在傳統(tǒng)借貸中的存在的用戶信息不同步問(wèn)題，可有效提高整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。這樣可在促進(jìn)信用體系建設(shè)的同時(shí)，讓資金得到充分利用和回收。

注釋

①圖1、圖2 均來(lái)自中本聰?shù)恼撐摹侗忍貛牛阂环N點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的電子現(xiàn)金系統(tǒng)》,并加以了修改.