区块链技术现状和发展趋势研究

付鑫辉

摘要：随着区块链技术的提出，它已进入到社会生活和经济生活的各个领域。但究竟什么是区块链技术，它现在发展的状况如何，它的发展中遇到哪些挑战，以及我国对区块链技术的发展战略。这一系列的问题通过本文将给出答案。

关键词：区块链;比特币;以太坊;哈希算法

一、什么是区块链

区块链是一种在对等网络环境下，通过透明和可信规则，（按照时间戳顺序）构建不可伪造、不可篡改和可追溯的块链式数据结构，实现和管理事务（交易）处理的模式。是一种分布式数据存储、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，具有分布式对等、数据块链式、不可伪造和防篡改、透明可信、高可靠性等关键特征。

三种区块链部署模型：

1、公有链：任意客户都可以使用，任意节点都可以进入，所有节点共同参与共识和读写数据，较强的去中心化特征，案例：比特币和以太坊;

2、联盟链：只有利益相关的客户才能使用，节点只有授权许可才能接入，接入节点按规则参与共识和读写数据，较弱的去中心化特征，案例：Hyperledger Fabric;

3、私有链：单个客户使用，仅有授权的节点才能接入，并按照规则参与共识和读写数据。

区块链与以往的技术相比，其核心特点归结有两点。一是“自治”。区块链是真正意义上的分布式（点对点）网络，不需要任何所谓的中心节点。此外，区块链上的每一个节点都各自独立地记录网络信息，按照自己的策略进行各种网络操作。这样，区块链就能够形成所谓的自治。二是“可信”。区块链的共识机制保证网络中所有节点的信息是真实、可靠且同步的，任何试图篡改信息的做法都不能得逞。

二、区块链发展现状

自2009年诞生至今，区块链技术在短短十年内取得了长足的发展，在金融、供应链、物联网、知识产权保护、房地产、奢侈品以及食品药品追溯等行业领域小试牛刀。

从区块链平台的发展来看，目前已经有比特币、以太坊、EOS、HyperLedger等多个公共区块链开发与应用平台，它们为快速开发与部署区块链提供了一个方便与快捷的基础。在以太坊应用平台上，目前已经具有2667个应用（DApps），部署的智能合约数量超过4200个，每日活跃用户超过2.7万，已经构筑了一个强大的区块链分布式应用生态体系。

基于区块链的“自治”特性，区块链衍生出各类自主分布式管理属性，被广泛地应用到新组织结构管理、身份管理与隐私管理等领域。名噪一时的“TheDAO”通过区块链构建了一个网络上的分布式自治组织，它在不到1个月的时间就筹集到来自1万多名用户价值1.5亿美元的资金，成为历史上最大的一个众筹项目。尽管由于一个安全漏洞导致“TheDAO”最終失败，然而它所开创的分布式组织模式仍然具有很好的参考价值。Sovrin是一个自治身份（Self- SovereignIdentity）管理平台，它旨在不依赖任何中心机构的前提下，用户可以用一种安全隐私的方式提供可验证的身份凭证。

基于区块链的“可信”特性，区块链在奢侈品销售、食品与药品追溯以及供应链管理等领域大展拳脚。成立于2015年的英国公司Everledger基于区块链技术，为每一颗钻石的身份以及交易信息提供一个不可篡改的账本记录，截至目前，它已经在区块链上上传了98万颗钻石的身份以及交易信息。法国巴黎的一家企业BlockPharma，用区块链技术进行药品追溯和防伪造，制药企业在发布产品信息和QR码的时候，嵌入到医药企业信息系统中的BlockPharma模块便将相关信息记录到区块链上，从而为每一个药物产品提供一个身份信息，并进行追踪。

此外，还有不少研究人员正在基于区块链探索未来网络基础设施的架构。通过区块链技术，使能未来网络中人、设备、服务的统一身份认证和管理，使能人与机器、机器与机器之间的可信通信，使能基于智能合约的多智能体实时交易，这些将成为融合互联网、工业互联网乃至卫星通信网络的下一代未来网络的核心与关键。

三、我国区块链发展的战略和面临的挑战

中共中央政治局10月24日下午就区块链技术发展现状和趋势进行第十八次集体学习。中共中央总书记习近平在主持学习时强调：“区块链技术的集成应用在新的技术革新和产业变革中起着重要作用。我们要把区块链作为核心技术自主创新的重要突破口，明确主攻方向，加大投入力度，着力攻克一批关键核心技术，加快推动区块链技术和产业创新发展。”

习近平总书记在主持学习时的讲话基本确立了“中国区块链发展纲领”：明确了坐标，指出了方向，提出了重点任务，点明了安全措施。在“中国区块链发展纲领”中，确立了区块链作为核心技术自主创新重要突破口，因此要强化基础研究，提升原始创新能力，抢占区块链的战略制高点;在“中国区块链发展纲领”中，指明了“区块链+”的战略，要发挥和利用区块链的融合特性，深入推动区块链与实体经济深度融合，促进区块链的落地应用以及发挥实效;在“中国区块链发展纲领”中，提出了区块链在金融、监管与民生等领域的重点应用，促进区块链在数据共享、优化业务流程、降低运营成本、提升协同效率、建设可信体系等方面发挥重大作用;在“中国区块链发展纲领”中，点明了区块链安全风险防御和行业规范引导等措施，将依法治网落实到区块链管理中，推动区块链安全有序发展。

面对日益严峻的国际政治与经济新形势，习近平总书记高瞻远瞩，适时提出“中国区块链发展纲领”，将区块链发展上升为国家战略。然而，纵观近些年区块链行业的发展现状，要想认真领会和落实习近平总书记讲话精神，按照“中国区块链发展纲领”的指引推动区块链创新发展，需要我们“正本清源”，拨开笼罩在区块链技术周围的层层迷雾，厘清区块链技术本质，认清区块链发展现状与挑战，积极而理性地推进区块链技术与产业发展，抢占数字经济时代中国国际竞争的又一战略制高点。

尽管如此，区块链技术要想进一步发展仍然面对很多挑战。

历经十载锤炼，区块链正在不断渗透到各行各业中，已经展现出良好的发展态势。然而，要想真正发挥区块链的价值，还面临着巨大的挑战，这些挑战有科学与技术方面的，也有政策与法律方面的。正所谓“成也萧何，败也萧何”，在区块链的重重挑战中，最为关键的仍然与区块链的“自治”与“可信”特性相关。

要想真正实现区块链的“可信”，就必须做到整个网络的共识，而要在全网范围内达成共识势必影响到交易吞吐量。因此，这导致了区块链面临的一个重大挑战：“可扩展性问题”。在区块链领域，一直都存在着一个所谓的“不可能三角”，即在一个区块链系统中，可扩展性、无中心和安全性三者最多只能取其二。要想在一个区块链系统中完全获得这三种属性几乎是不可能的，而这三种属性又恰恰是一个理想的区块链系统所应具备的。因此，任何一个区块链系统的架构策略都会包含这三者的折衷与权衡。目前区块链的交易吞吐量都较低，比特币每10分钟打包一个区块，而以太坊每一秒也只能处理大概15笔交易。这个数据和淘宝每秒百万以上的交易吞吐相比，完全是小巫见大巫。在确保可信的前提下，克服可扩展性问题的挑战对于区块链技术研究而言，还有一段较长的路要走。

要想真正实现区块链的“可信”，区块链网络的规模必须足够大。

区块链的第三个大的挑战：监管问题。区块链技术诞生于一群称为“网络朋克”的无政府主义者之中。区块链最早、最成功的应用是比特币，而比特币的诞生从某种意义上而言是帶有“原罪”的。不可否认，比特币被广泛地应用在“暗网”中，被作为洗钱和非法交易的途径，也被作为资助恐怖分子和反叛者的工具。基于区块链的ICO（首次代币发行，InitialCoinOffering）被人恶意利用，成为金融欺诈的一个手段。从这个视角而言，在保持区块链的“自治”优势的前提下，融入现实世界的监管体系中是区块链取得广泛应用的必经之路。

四、总结

深入区块链本质，我们会发现区块链确实有着变革互联网乃至人类社会的潜质。再深入分析，我们同样也会发现区块链要想真正发挥其潜能，亦面临着不小的挑战。克服这些挑战，有待区块链技术的进一步完善与创新，也有待于目前监管体系的主动变革与创新。如果我们理性而客观地厘清区块链本质，我们必定能让区块链推动网络创新，造福人类社会。

（作者单位：河北科技学院）