区块链技术之分布式账本.docx

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1、区块链技术之分布式账本目录摘要11 .区块链系统22 .会员制服务63 .区块链服务84 .链上代码服务125 .BitShareS的共识机制146 .场夕卜业务177 .问答29摘要区块链是一套可信任的分布式数据库账簿。其通过去中心化的、无需信任积累的信用建立范式，并集体维护一个可靠数据库，形成一种几乎不可能被更改的分布式共享总账。互联网领域最知名的“预言家”凯文凯利在失控一书中指出，未来世界的趋势是去中心化的。亚当斯密的“看不见的手”就是对市场去中心化本质的一个很好的概括。点与点之间直线距离最短，人与人之间沟通的最佳模式也应该是直接沟通，无论从哪个方面切入，去中心化的市场本质都是无可辩驳的

2、。我们可能正面临一场革命的晨曦，这场革命始于一种新的、边缘的互联网经济。世界经济论坛（即达沃斯论坛）创始人克劳斯施瓦布（KIaUSSChWab说，自蒸汽机、电和计算机发明以来，人们又迎来了第四次工业革命一一数字革命，而区块链技术就是第四次工业革命的成果。区块链作为下一代的可信互联网，必将颠覆所有在其之上的业务，让整个基于互联网的企业、生态、产业链彻底做一次变革创新。马云曾经说过：“很多人还没搞清楚什么是PC互联网，移动互联网来了，我们还没搞清楚移动互联的时候，大数据时代又来了。”现在，我们是否可以在后面加上一句：“人们还没搞清楚大数据是什么，区块链又来了。”威廉吉布森曾说过：“未来已经发生，只

3、是尚未流行。”相信区块链技术能够引领未来510年的计算机和互联网领域的发展，我们已隐约能听见不远的未来，由区块链技术掀起的革命的滚滚风雷。1 .区块链系统区块链是一套可信任的分布式数据库账簿。其通过去中心化的、无需信任积累的信用建立范式，并集体维护一个可靠数据库，形成一种几乎不可能被更改的分布式共享总账。区块链系统是指通过去中心化的方式集体维护一个可靠数据库的技术方案。该技术方案让参与系统中的任意多个节点，把一段时间系统内全部信息交流的数据，通过密码学算法计算和记录到一个数据块b1ock,并且生成该数据块的指纹用于链接chain下个数据块和校验，系统所有参与节点来共同认定记录是否为真。区块链是

4、一个基于共识打造的对等分布式账簿，包含了一个智能合约与其它辅助技术的系统。在此基础上，可以构建新一代的事务应用，具有核心的可信任、可问责和透明性，同时简化业务流程和法律约束。区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。它被认为是继蒸汽机、电力、信息和互联网科技之后，目前最有潜力触发第五轮颠覆性革命浪潮的核心技术。华尔街日报将其誉为“500”年以来金融领域最重要的创新。华尔街的清算和结算所一一美国证券托管清算公司CEO兼主席Michae1BOdSOn评价它是“一个可以将交易后环境进行现代化的千载难逢的机会”。现代共识机制的基础于1962年提出。RANDCor

5、poration的一名工程师PaU1Baran在论文论分布式通讯网络中提出了加密签名的概念。这些数字化签名不久就成为了系统对修改数据或文档的用户进行验证的方法。二十年后，三名学者发表了一篇关于去中心化系统可靠性问题的论文。在拜占庭将军问题中,1es1ie1amportRobertShostak和MarShanPeaSe提出了一个思维实验：假设有一组将军，各自统领着拜占庭军队的一部分，包围了一个敌军城市。将军之间只能靠信使进行通讯。但为了攻占这个城市，他们必须就作战计划达成一致。问题在于，一个或多个将军已可能发生叛变，并试图误传信息以破坏作战计划。对此，我们的问题是，这支军队可存在多少已叛变的将

6、军而仍可正常地统一作战？此情景可与在没有中央机构验证相关资产和交易的情况下的数字化货币、资产托管和价值转移进行直接类比。在分布式账本中，不同的参与者节点就像将军，需确定一个可接受的失效水平：在系统不需要拒绝交易的情况下，可容许多少恶意交易（可容许多少已叛变的将军）？这是因为一定数量的失效可能不会损害系统整体的可靠性。在这些作者提出的情景中，由于每两个将军由信使联系，我们可以制定一套算法，在肯定三分之二或以上将军是忠诚时，该系统（拜占庭军队）便是可靠的。对于计算机上的分布式金融交易而言，问题更为复杂；有一段时间，业界甚至认为这个问题是不可解决的。Migue1Castro和Barbara1isko

7、v在1999年提出实用拜占庭容错算法（PBFT）,成为该问题的解决方案。PBFT可以最小延迟处理大量的直接点对点（或分布式）信息。这意味着程序员可建立安全和适应性强的私人分布式网络。从1999年起，PBFT已通过多种途径得以实施，并进一步发展成各种技术迭代。首先在1999年发展起来的是“工作量证明”。工作量证明是指系统用户须重复运行算法以验证系统内其他参与者的交易。到目前为止，该方法仍然是最受业界认可的共识实现方法。工作量证明系统以去中心化的点对点加密协议来运行区块链。这些系统不设中央机构，但假定“忠诚”节点至少控制系统的大部分计算能力。（至少半数军人受忠诚将军掌控。）这些系统是公开或无需设置

8、权限的系统，即系统内节点不需要知道其他节点的身份。比特币是工作量证明系统的最知名应用。一个名为中本聪的个人或团队于2008年以一篇名为比特币：一种点对点电子现金系统的论文提出了比特币技术。该技术随即作为开源代码被应用，并于2009年1月发布，成为当前最有名的电子货币。比特币技术基于“挖矿”，即参与者电脑验证交易并将其加入公有账本，就此赚取新的比特币。很多其他方法紧随比特币陆续涌现。股权证明产生于2012年。此方法旨在创建一个机制，以惩罚那些不遵循共识协议的节点。参与者必须以预设数额的电子资产（比特币）对共识结果下注。如果结果没有实现，恶意节点将损失这些资产。在股权证明系统中，比特币挖矿要求参与

9、者“下注”，参与者需根据他们已拥有的比特币数量来开采新币或输入新交易。在工作量证明系统中，能否成功挖矿则取决于实际的计算工作。与工作量证明系统对比，股权证明系统的优势在于其要求更少的计算工作。由于相关计算需要高昂成本，计算量的减少可降低系统成本和准入门槛。参与者拥有越多比特币和更高受控计算能力，开采新区块的可能性就越高。另一个名为股权委托证明（DPOS）的系统尝试结合股权证明系统和工作量证明系统的特点。DPOS通过所谓“见证人”来执行一个去中心化的投票程序，以防止潜在的网络中心化。开发者一直致力于提出新的机制以提升比特币应用。2014年，法国企业家FIaVienChaHon创建了Coinpri

10、sm,通过使用名为“彩色币”的开源协议在比特币区块链基础上创造数字化资产，使比特币区块链可用于货币以外的用途。某些大型金融市场企业（如花旗集团和美国纳斯达克）已于2015年开始尝试使用彩色币。同时出现的还有Metacoin,一种以新层级形式建立于另一种区块链基础上的币种。尽管这些技术拥有各种显而易见的潜力，但将其应用于高度监管的金融机构仍是不可行的，原因如下：源自比特币及其它基于工作量证明的区块链的安全系统不适用于受监管的金融结算（其激励被扭曲）结算的法律终局性不足-监管风险仍较高。为寻找能可靠应用于金融机构并被监管者接受的共识机制，开发者将注意力投向不是基于比特币或工作量证明系统的技术方案。

11、于2014年开发的RiPPIe就是首个有重要影响的新方案。RiPPIe的代码库基于比特币区块链，但并非使用工作量证明共识。于2014年开发和发布的RAFT旨在提升早前一个叫Paxos的系统。RAFT应用暂时中心化来执行工作：各节点暂时性地选举一个节点作为领袖，负责验证交易。RAFT的变种系统Tangaroa在2015年面世，其作用是更好地防止恶意攻击和软件错误。在2015年7月发布的Ethereum是另一个试图将区块链应用扩展至比特币的点对点货币系统之外的尝试。该方案就分布式账本提出了分布式数据计算的智能订约概念，即一个实体可在合同中反映有形产品或金融产品的价值，并使用区块链来分配这些价值。E

12、thereum进一步促进了传统金融合同与区块链技术的融合。同在2015年，CoinSCienCeS发布了MUItiChair1,这是首个免费提供的现成区块链平台。MU1tiChain现允许在网络层面发出和跟踪资产，并引入权限管理系统以实现隐私保护、挖矿控制和向特定交易方授权。2016年2月，1inUXFoundation的Hyper1edger项目发布了基于模板的PBFT以作为区块链的创建基础。该项目意图通过建立一个跨行业、开放标准的开源开发程序库，使商业用户可建立自定义的分布式账本方案。Hyper1edger的模板可自定义特定交易，并通过私有区块链或其他注册表进行记录。分布式账本技术横向剖析

13、图1、行业联盟包括：Hyper1edgerChina1edgerR3CEVPTD12、典型的应用案例：跨境支付、资产确权、贸易结算等3、共识机制：工作量证明、股权证明、PBFT等4、平台技术：1inq、Ripp1e、CordaHyper1edgerEthereum等智能合约的理念可以追溯到1995年，几乎与互联网(Wor1dWideWeb)同时出现。因为比特币打下基础而受到广泛赞誉的密码学家尼克萨博(NiCkSZabo)首次提出了“智能合约”这一术语。从本质上讲，这些自动合约的工作原理类似于其它计算机程序的if-then语句。智能合约只是以这种方式与真实世界的资产进行交互。当一个预先编好的条件

14、被触发时，智能合约执行相应的合同条款。在区块链领域，智能合约定义如下：一段代码(智能合约)，被部署在分享的、复制的账本上，它可以维持自己的状态，控制自己的资产和对接收到的外界信息或者资产进行回应。Hyper1edger是目前全球影响力最大的区块链开源项目。该项目希望能够出现众多区块链网络，使每个网络账本都能执行不同的业务。HyPer1edger除了能够实现这种网络独立运行之外，还有一个寻址系统，能够通过一个账本的交易，发现并利用另一账本中的正当交易与智能合约。2 .会员制服务负责管理的是网络上的身份识别、隐私与机密。参与者通过注册来获取身份，然后属性授权机构才能发放秘钥来进行交易。会员制服务的

15、核心是会员卡，作为一个服务体系的媒介及标志，门店经营者需要首先对自己的会员体系价值做一个精准的定位，设定一个清晰的目标，自己的会员卡所能提供的服务项目和费用预算。经营者还必须清楚地认识到，消费者因一时被打动而加入会员组织后，把会员卡往钱夹里一塞就了事绝对是会员卡销售的失败。会员的加入仅仅是个开始，能否让会员投身进来，主动参与关心才是根本。门店与会员之间的沟通，往往就是从会员卡提供的价值开始。举个简单的例子：之前一直和大家推荐的洗衣包年卡会员制。这个卡给客户最大的卖点，是提前锁定一年的洗衣量，从而拿到一个远远低于其他洗衣店的价格。那么门店与这类的会员的互动，就需要围绕着这张卡的价值来做了。首先就

16、要站在会员的角度，考虑会员的利益和需求，并做好一个完整的沟通计划。当客户刚办完包年卡的时候，首先担心的，一定是包年洗的件数洗不完，造成浪费。而门店方要打消客户的顾虑，就必须要想在客户前面，给客户的洗衣需求做一个规划，并且告知客户，门店方将会定期回访客户，提醒客户按照季节变化和穿衣需求。对于客户来说，这样的规划和提醒，可以说是加入这个会员体系的附加服务，也是产品本身价值额外的附加收益。最重要的是，这种从客户利益出发的沟通，客户不会拒绝，且乐于向门店提出自己的感受和建议。这才是我们想要的结果。会员制服务是现在流行的一种服务管理模式，它可以提高顾客的回头率，提高顾客对企业忠诚度。很多的服务行业都采取这样的服务模式，现在在各个行业都可以看到会员制的身影，会员制