1.1 区块链简介

区块链技术作为一种使数据库安全而不需要行政机构授信的解决方案首先被应用于比特币。中本聪（Satoshi Nakamoto）在2008年于《比特币白皮书》中提出“区块链”概念，并在2009年创立了比特币社会网络，开发出第一个区块。

1.1.1 基本概念

1．区块链

关于区块链的概念目前还没有一个共同的认识，维基百科给出的解释为：区块链是用于分布式数据库识别、传播和记载信息的智能化对等网络，也称为价值互联网。

从本质上讲，区块链技术是一种使用去中心化共识机制去维护一个完整的、分布式的、不可篡改的账本数据库的技术，它能够让区块链中的参与者在无需建立信任关系的前提下实现一个统一的账本系统。区块是公共账本，多点维护；链是盖上时间戳，不可伪造。

区块链本质上是一个注重安全和可信度胜过效率的一项技术。目前所有的系统背后都有一个数据库，也就是一个大账本。那么谁来记这个账本就变得很重要。现在就是谁的系统谁来记账，各个银行的账本就是各个银行在记，支付宝的账本就是阿里巴巴在记。但在区块链系统中，系统中每个人都有机会参与记账。在一定时间段内如果有新的交易数据变化，系统会评判这段时间内记账最快最好的人，将其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的其他人进行备份。这样系统中的每个人都有一本完整的账本。因此，这些数据就会变得非常安全。篡改者需要同时修改超过半数的系统节点数据才能真正地篡改数据。这种篡改的代价极高，几乎不可能发生。例如，比特币运行已经超过9年，全球无数的黑客尝试攻击比特币，但是至今为止没有出现过交易错误，可以认为比特币区块链是一个非常安全可靠的系统。因此可以认为，区块链技术就是一个全民参与记账的方式，它将带来的是记账方式的革新。

2．哈希函数

哈希函数是可以将原始数据编码为特定长度的、由数字和字母组成的字符串。哈希函数有着很多适合存储区块链数据的优点：1）哈希函数处理过的数据是单向性的，通过处理过的输出值几乎不可能计算出原始的输入值；2）哈希函数处理不同长度的数据所耗费的时间是一致的，输出值也是定长的；3）哈希函数的输入值即使只相差一个字节，输出值的结果也会迥然不同。

3. P2P网络

P2P是英文Peer-to-Peer的缩写，称为“对等网”或“点对点”技术。IBM为P2P下了如下定义：“P2P系统由若干互联协作的计算机构成，且至少具有如下特征之一的系统依存于边缘化（非中央式服务器）设备的主动协作，每个成员直接从其他成员而不是从服务器的参与中受益；系统中成员同时扮演服务器与客户端的角色；系统应用的用户能够意识到彼此的存在，构成一个虚拟或实际的群体。”而Intel将P2P技术定义为“通过系统间的直接交换达成计算机资源与信息的共享”。

在P2P系统中，每一个Peer都是平等的参与者，扮演着服务使用者和服务提供者两个角色。资源的所有权和控制权被分散到网络的每一个节点中。简单来说，P2P技术是一种用于不同用户之间，通过计算机网络“直接”交换数据或者共享服务的技术。它允许每个人直接连接到另外一台计算机上交换文件，而不再登录到服务器下载文件。

1.1.2 分类

按开放对象范围的不同，区块链可以分为以下三类。

（1）公有区块链（简称公链）

公有区块链：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。公有区块链是最早且当前应用最广泛的区块链。公链特征是访问门槛低，任何人都可以自由加入和退出；可以保护使用其开放程序的用户，参与者身份隐藏但所有数据默认公开。公链的应用包括比特币、以太坊、超级账本、大多数山寨币以及智能合约，公链的始祖是比特币，其应用已经工业化。

（2）联盟/行业区块链（简称联盟链）

联盟区块链又称行业区块链：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，其他任何人可以通过该区块链开放的API进行限定查询。联盟链需通过授权才能加入和退出。

（3）私有区块链（简称私链）

私有区块链：仅仅使用区块链的总账技术进行记账，公司或个人独享该区块链的写入权限。私链特征是交易速度快、数据不会公开地被拥有网络连接的人获得、交易成本大幅降低甚至为零。目前传统金融巨头都在尝试私有区块链，私链应用产品还在摸索当中。

1.1.3 应用与价值

区块链作为一种创新技术，颠覆了商业逻辑和运行规则。区块链分布式账本技术和共识机制，构建了低成本的互信机制，建立了“去中心化”的交易体系，实现了价值的直接传递。这有助于很多行业提高运营效率、实现业务场景的创新。比如在金融领域，区块链技术不仅可以为支付、数字资产交易、智能合约保险等新兴金融商业模式提供底层技术支撑，同时，借助区块链构建低成本的生态信任体系，可大大降低金融交易成本，提高金融运行效率。

（1）区块链1.0时代

1.0时代是以比特币为代表的数字货币应用，数字货币的价值由用户协商而得。其应用场景包括支付、流通等货币职能，比特币是区块链1.0的典型应用。中本聪在2008年11月发表了著名论文《比特币：点对点的电子现金系统》，该文提出了一种完全通过点对点技术实现的电子现金系统，它基于密码学原理而不基于信用，使得在线支付能够直接由一方发起并支付给另外一方，中间不需要通过任何的金融机构。

紧接着在2009年一月，他使用自己写出的第一版的软件挖掘出了创始区块，其包含着一句不可被修改的语句：“The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brink of second bailout for banks（2009年1月3日，财政大臣正站在第二轮救助银行业的边缘）”，正式开启了比特币乃至区块链的时代。

（2）区块链2.0时代

2.0时代是数字货币与智能合约相结合，对金融领域更广泛的场景和流程进行优化的应用。区块链2.0在数字货币的基础上加入了智能合约功能，智能合约算法可以利用程序算法代替人执行合同，通过转让来创建不同资产单元的价值，使区块链从货币体系扩展到股权、债券乃至金融合约的交易和执行等。区块链2.0在货币市场去中心化后，对整体市场完成了去中心化，区块链技术的去中心化账本功能可以被用来注册、确认、转移各种不同类型的资产及合约。所有的金融交易都可以被改造成在区块链上使用，包括股票、私募股权、众筹、债券、对冲基金和所有类型的金融衍生品如期货、期权等。

（3）区块链3.0时代

3.0时代是超越货币和金融范围的泛行业去中心化应用，特别是在医疗、政府、科学、文化和艺术等领域的应用。3.0时代的区块链将彻底超越金融领域的应用，向社会生活各方面扩展，延伸到包括医疗、身份认证、公证、仲裁、审计、邮件、签证等社会治理领域。