“区块链”被誉为继蒸汽机、电力、信息和互联网科技之后，是最具潜力触发第五轮颠覆性革命浪潮的技术；各个城市也正在大力发展区块链技术。

一、区块链技术的概述

区块链使用了哈希算法（哈希函数）、非对称加密算法和共识算法等核心技术。非对称加密算法对交易进行签名，使得交易不能被伪造；利用哈希算法保证交易数据不能被轻易簒改；借助分布式系统各节点的共识算法形成强大的算力来抵御破坏者的攻击。区块链通过这一系列技术构造，将数据与客观时间相对应，以客观时间的唯一性确保了数据的睢一性、真实性和不可篡改性，建立了安全、可信的互联网运行环境，构建一个诚信的互联网社会。

哈希函数：哈希函数是一种密码学算法。在区块链中的作用是：为信息加密，用于为原始信息添加“密码语言”。哈希函数是一类数学函数，可以在有限合理的时间内，将任总长度的消息压缩为固定长度的二进制串，其输出值为哈希值，也成为散列值。哈希函数在现代密码学中扮演着重要的角色，常用于实现数据完整性和实体认证，同时，也构成多种密码体制和协议的安全保障。在比特币系统中使用了两个密码学哈希函数，一个事SHA256，另一个是 RIPEMD160。SHA256算法的一个主要用途是完成PoW（工作量证明》计算， RIPEMD160则主要用于生成比特币地址。

非对称加密算法：非对称加密是指加密和解密使用不同密钥的加密算法，也称为公私钥加密。区块链网络中，每个节点都拥有唯一的一对私钥和公钥。公钥是密钥对中公开的部分，就像银行的账户可以被公开，私钥是非公开的部分，就像账户密码。使用这个密钥对时，如果用其中一个空钥加密一段数据，则必须用另一个密钥解密。在比特币区块中，私钥代表了对比特币的控制权。交易发起方用私钥对交易（包括转账金额和转账地址）签名并将签名后的交易和公钥广播，各节点接收到交易后可以用公钥验证交易是否合法。在这个过程中交易发起方无须暴露自己的私钥，从而实现保密目的。

共识机制：共识机制也叫共识算法。在区块链中，共识机制更多的是体现为：一种确保记账一致性的措施、机制。利用区块链构這基于互联网的分布式账本，需要解决的首要问题是如何实现不同账本节点上的账本数据的一致性和正确性。这就需要借鉴已有的在分布式系统中实现状态共识的算法，确定网络中选择记账节点的机制，以及如何保障账本数据在全网中形成正确、一致的

共识。

当前主流的共识机制包括：工作量证明／POw（ Proof  of  Work）、权益证明／POS（ Proof of Stake）、工作量证明与权益证明混合（POS＋POW）、股份授权证明／DPOS（Dele－gated Proof－of－ Stake）、实用拜占庭容错（PBFT）、瑞波共识协议等。其中比特币使用的是工作量证明机制。

二、区块链相比传统中心化的优势

去中心化更安全、可靠：与传统网络系统对比，区块链最大特性是去中心化。在区块链系统中，整个网络没有中心化的硬件或者管理机构，任意节点之间的权利和义务都是均等的，所有的节点都有能力去用计算能力投票，从而保证了得到承认的结果是过半数节点公认的结果。即使遺受严重的黑客攻击，只要黑客控制的节点数不超过全球节点总数的一半，系统就依然能正常运行，数据也不会被簒改。

公开透明：传统的交易建立在信任的基础之上，尽管信任中介获取了大量信息，但是从中流出的、披露的信息却极为有限，导致大量数据被浪费和隐藏。参与区块链系统的每个节点之间进行数据交换则无需互相信任。在区块链系统中，因为整个系统的运作规则是透明的，所有的数据内容也是公开的，因此在系统指定的规则范国和时间范围内，节点之间不能也无法相互欺骗。

集体维护，成本降低：在中心化网络体系下，系统的维护和经营依赖于数据中心等平台的运维和经营，成本不可省略。区块链则构建了一整套协议机制，系统中的数据块由整个系统中所有具有维护功能的节点来共同维护的。这些具有维护功能的节点是任何人都可以参与的，每一个节点在参与记录的同时也来验证其他节点记录结果的正确性，维护效率提高，成本降低。

三、区块链的市场表现

区块链：2015年以来，区块链指数成交额均处于较大波动中，直到2018年初开始爆发。2014年底，区块链指数成交额开始大幅上涨，到2016年底一直处于大幅震荡的趋势。2017年上半年区块链指数成交额较为稳定，并在2017年年底出现了第一波大幅回升。2018年初，区块链指数成交额呈现爆发式増长，随后整体回落，处于持续波动之中。截至2018年11月13日，区块链成交量达7．66亿股，成交额高达56．39亿元。

加密货币：加密货币市场整体有所回落，价格大幅下跌。截至目前，比特币市值达7461.04亿元，排名第一，24小时交易量为251.89亿元，价格为43229.43元，全年价格跌幅到-55.03％；以太坊市值达1406.3亿元，排名第二，24小时交易虽为110．64亿元，价格为1380.54元，全年价格跌幅达到－74.72％；瑞波币市值达764.85亿元，排名第三，24小时交易量为11.89亿元，价格为1.93元，全年价格跌幅达到－87．70％；比特现金市值达575．05亿元，24小时交易量为19.72亿元，价格为3316.36元，全年价格跌幅达到－80.68％。

四、区块链发展分析

区块链的研究发展可以总结为以下几个阶段。2015年12月，区块链研究联盟、区块链应用研究中心成立；2016年2月，中关村区块链产业联盟成立；2016年2月，央行行长周小川指出，数字货币必由央行发行，区块链是可选技术；2016年4月，中国分布式总账基础协议联盟（Chinaledger）宣布成立。2017年2月，央行推动的基于区块链的数字票据交易平台測试成功。国内区块链标准和技术不断完善，应用场景也由金融支付拓展到其它服务领域。

目前，国内区块链发展体系正在逐步建立。行业政策指导文件主要有2016年10月工信部发布的《中国区块链技术和应用发展白皮书》，2016年12月国务院发布的《十三五国家信息规划》以及2017年5月16日工信部发布的《区块链参考架构》。一系列文件的落地验证了中国政府对于区块链技术及其应用从如临大敌到坦然接受的态度转变，后续还将不断有利好政策落地。

2017年5月16日，国内首个区块链标准《区块链参考架构》正式发布，区块链基础性标准确立。该架构重点在于解决四大问题：

（1）达成共识，对区块链定义和术语给予明确解释说明；

（2）明确组件集成，使得行业对技术组件运用有清晰认知；

（3）规范行业，通过视图传递相关的功能信息规范行业标准；

（4）生态整合，在用户视图中将不同视角的用户引入区块链生态中。

伴随着全球区块链政策逐步清晰明确，主要国际组织机构对其持开放扶持态度，国内以区块链为基础的法定数字货币应用场景有望继续深化，行业应用逐漸增多，以区块链为代表的 Fin Tech领域未来发展空间广阔，行业发展向好。

五、区块链的挑战与前景

挑战  技术性方面：技术性能方面主要体现在交易性能偏低、资源消耗过大。像比特币之类基于工作证明机制的区块链技术目前平均每10分钟オ能有一个新区块、1个小时后才能确认交易，很难满足高频小额金融交易每秒万笔以上的交易要求。以工作量证明机制为代表的共识机制需要消耗大量的算力来产生新区块，英国电力资费对比公司 Powercomparef的研究表明，比特币挖矿年平均耗电量已经超过159个国家的年均用电量。

安全性隐患方面：对于大型公链来说，越来越多的矿工为了平滑收益曲线选择加入矿池，从而导致算力的进一步集中。目前比特币的前四大矿池算力之和占比已经超过50％，使得网络受到“51％攻击”的威胁日益加大。对于联盟链和私有链而言，弱中心化架构的安全性尚未得到时间的验证。此外，业内已经发生若干起黑客攻击事故，给用户造成了很大损失。例如，2016年6月，基于以太坊建立的、创造了众筹世界记录的区块链项目 The DAO遭遇了黑客攻击，黑客利用其上智能合约的一个漏洞走了360万以太币（当时市值约5亿人民币），造成市场大面积被抛压引发整个区块链产业的最大危机。

监管、政策方面：目前国内外在区块链领域还没有通用、统一的标准，将产生后续的各种应用兼容性和互联互通问题，不利于整体效益的提高。

适合的应用场景方面：与传统商业基础设施相比，区块链技术的优点在于凭借去中心化获得的高效稳健、数据记录的高度可靠、引入智能合约后的灵活和自动化。但是，对于许多传统商业基础施，例如：国家的支付和清结箅系坑、证券交易所、商业银行等关键金融基础设施的运转稳定、良好、安全，也具有异地灾备方案来保障系的稳健性，那么相比于要付出的改造成本，进化为区块链技术系统所能提升的效益究竟有多大，即“成本ー效益”分析是区块链在场景落地时必须要考虑的重要因素，区块链必须要找到真正具有显著戌本收益的场景。

前景：   区块链作为对传统信息技术的升级与补充，其发展将与其他新兴信息技术相互融合、相互促进。当前区块链仍处于发展初期，不仅需要政府、行业联盟、企业合作制定技术标准和共识机制，更离不开5G、物联网、人工智能、大数据等技术的支持。

应用场景決定区块链的未来，目前挖掘的应用场景非常有限。区块链作为一项全新的技术，自诞生至今，它的应用已经从单一的数字货币延伸至社会的各个领域，如金融服务、公益、教育等行业。