區(qū)塊鏈中的三種典型鏈的對(duì)比分析

區(qū)塊鏈及相關(guān)概念

名詞解釋：比特幣，區(qū)塊鏈，分布式賬本，挖礦，摘要算法，非對(duì)稱加密算法，共識(shí)機(jī)制，智能合約。

區(qū)塊鏈：分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸、共識(shí)機(jī)制、加密算法等計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的新型應(yīng)用模式。

分布式賬本：一個(gè)可以在多個(gè)站點(diǎn)、不同地理位置或者多個(gè)機(jī)構(gòu)組成的網(wǎng)絡(luò)中分享的數(shù)據(jù)庫(kù)。

挖礦：比特幣系統(tǒng)中爭(zhēng)取記賬權(quán)從而獲得獎(jiǎng)勵(lì)的活動(dòng)，部分區(qū)塊鏈也繼承了這樣的記賬權(quán)爭(zhēng)奪機(jī)制，缺點(diǎn)是很浪費(fèi)計(jì)算資源。

摘要算法：一種單向加密算法，可以將源文件加工成固定長(zhǎng)度的字符。常見(jiàn)的摘要算法MD5，SHA系列。

非對(duì)稱加密算法：加密和解密使用不同密鑰的加密算法，也稱公私鑰加密。需要兩個(gè)密鑰，也稱公私鑰，兩個(gè)密碼是一對(duì)，如果用公開(kāi)密鑰對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，只有用對(duì)應(yīng)的私有密鑰才能解密；如果用私有密鑰對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，那么只有用對(duì)應(yīng)的公開(kāi)密鑰才能解密。通常公鑰公開(kāi)，私鑰自己保存。通常來(lái)說(shuō)用公鑰計(jì)算私鑰僅存在數(shù)學(xué)上的可能。因?yàn)椴恍枰獋鬏斔借€，安全性保密性比較好。比特幣（部分區(qū)塊鏈系統(tǒng)也是）的一條交易記錄會(huì)有對(duì)應(yīng)的摘要，包含用摘要算法對(duì)交易內(nèi)容執(zhí)行的結(jié)果，然后用私鑰對(duì)結(jié)果進(jìn)行加密（這個(gè)過(guò)程也稱簽名）。

共識(shí)機(jī)制：區(qū)塊鏈系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)不同節(jié)點(diǎn)之間建立信任、達(dá)成共識(shí)的數(shù)學(xué)算法。 常見(jiàn)的有POW，POS（還有DPOS等變種），DBFT等。

智能合約：用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言去自動(dòng)化判斷和執(zhí)行（取代法律語(yǔ)言去記錄）的條款。

比特幣：是一種數(shù)字貨幣交易系統(tǒng)，沒(méi)有固定的計(jì)算和存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，依托本身規(guī)則的激勵(lì)、業(yè)務(wù)規(guī)則和安全保障機(jī)制，分布式的運(yùn)行在世界上愿意參與比特幣系統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)上。

比特幣還有一些特性如匿名機(jī)制、激勵(lì)機(jī)制等是區(qū)塊鏈系統(tǒng)可以支撐的一種賬戶和事務(wù)管理方式。如比特幣的匿名機(jī)制僅靠地址和密鑰進(jìn)行驗(yàn)證，而地址是通過(guò)公鑰計(jì)算出來(lái)的，公鑰又可以通過(guò)私鑰計(jì)算出來(lái)，地址擁有者需要保障的就是私鑰的隱秘性。比特幣的激勵(lì)機(jī)制是挖坑獎(jiǎng)勵(lì)，搶到打包權(quán)的節(jié)點(diǎn)（也稱挖坑成功）將可以為自己增加一定數(shù)量的交易點(diǎn)數(shù)（比特幣）。

比特幣數(shù)據(jù)架構(gòu)示意圖

由于比特幣本身是個(gè)個(gè)人試驗(yàn)性的項(xiàng)目，對(duì)私鑰管理和安全性沒(méi)有設(shè)計(jì)，完全依賴私鑰擁有者自身。將來(lái)設(shè)計(jì)類似的數(shù)字貨幣系統(tǒng)，需要考慮私鑰安全管理，私鑰安全管理有自身目前的比特幣的地址機(jī)制如下：

比特幣地址算法

前期研究一般認(rèn)為區(qū)塊鏈?zhǔn)潜忍貛诺牡讓蛹夹g(shù)，包含分布式計(jì)算和存儲(chǔ)、共識(shí)機(jī)制、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議、散列算法、簽名算法等，構(gòu)成的一套協(xié)議體系。現(xiàn)在通常把比特幣歸屬于區(qū)塊鏈技術(shù)的1.0版本，只有記賬和交易能力。以太坊在此基礎(chǔ)上豐富了區(qū)塊鏈在記賬能力以外的能力，把條件判斷等程序能力引入到鏈上，使得區(qū)塊鏈可以自動(dòng)執(zhí)行更多功能。添加和豐富智能合約，通常被認(rèn)為是區(qū)塊鏈的2.0版本。這時(shí)候的鏈仍然是開(kāi)放的，互聯(lián)網(wǎng)上都可以按協(xié)議加入和退出。

區(qū)塊鏈技術(shù)演進(jìn)

區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用

IBM等大企業(yè)根據(jù)自身技術(shù)優(yōu)勢(shì)和市場(chǎng)地位，意圖依托開(kāi)源社區(qū)等方式，推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)品和能力的平臺(tái)化發(fā)展。區(qū)塊鏈的形式和樣式也不斷增加，發(fā)展出私有鏈（也稱專有鏈）、聯(lián)盟鏈和公有鏈，私有鏈和聯(lián)盟鏈因?yàn)閾碛邢鄬?duì)可靠的存在機(jī)制，不需要使用效率很低的POW方式，可以尋求更高效的共識(shí)方式，不同的鏈也有很多技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的不同，這個(gè)時(shí)期就是目前所處的時(shí)期，各行各業(yè)都開(kāi)始思考，區(qū)塊鏈?zhǔn)欠駮?huì)對(duì)已有的互聯(lián)網(wǎng)體系產(chǎn)生影響。

三種典型鏈的對(duì)比

從實(shí)際使用的角度，區(qū)塊鏈技術(shù)集是一系列技術(shù)，本身可以分解成一個(gè)個(gè)單點(diǎn)技術(shù)，不同的組合形式可以產(chǎn)生不同的效果，加密技術(shù)和其他互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)一樣，是可選擇的技術(shù)組件，標(biāo)準(zhǔn)框架需要根據(jù)不同行業(yè)自身業(yè)務(wù)特性來(lái)設(shè)計(jì)?？梢酝ㄟ^(guò)基礎(chǔ)組件＋功能插件＋自定義部分的方式來(lái)制定方案。

體系化的不可篡改屬性是區(qū)塊鏈對(duì)所有業(yè)務(wù)領(lǐng)域最大的影響。因?yàn)榉菍?duì)稱加密算法等安全技術(shù)所附帶的不可篡改屬性（以及延伸出的不可抵賴等能力），這種體系化的不可篡改對(duì)財(cái)務(wù)、合同、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)等關(guān)鍵數(shù)據(jù)的處理上，將帶來(lái)相當(dāng)大的影響?？鐧C(jī)構(gòu)監(jiān)管也將因?yàn)檫@種不可篡改性而得到極大的便利，可以低成本實(shí)現(xiàn)非常精細(xì)的監(jiān)管和調(diào)控，監(jiān)管方式越是容易規(guī)則化的領(lǐng)域，越是如此。“每個(gè)參與者都是監(jiān)管者”將不再是口號(hào)，而將是可以通過(guò)技術(shù)手段支持的一種選擇。

區(qū)塊鏈與云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和下一代通信網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)都有結(jié)合的方式，并且可以將自身的特點(diǎn)附加到其中。這使得業(yè)界普遍看好區(qū)塊鏈的發(fā)展前景，并積極探索結(jié)合和落地的方式，以便發(fā)揮其獨(dú)特屬性，創(chuàng)造新的價(jià)值。

區(qū)塊鏈?zhǔn)前踩夹g(shù)向業(yè)務(wù)領(lǐng)域滲透融合的創(chuàng)新產(chǎn)物，是將加密算法為代表的安全技術(shù)融合到業(yè)務(wù)流程中，形成對(duì)原有業(yè)務(wù)的屬性附加。對(duì)審計(jì)、驗(yàn)真、核對(duì)（對(duì)賬是最簡(jiǎn)單的一種）等，因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成，具有低成本的優(yōu)勢(shì)，屬于基礎(chǔ)能力的創(chuàng)新。目前的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、功能架構(gòu)和用法都在發(fā)展中，沒(méi)有各行業(yè)都接受的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，估計(jì)各行業(yè)會(huì)形成符合自身行業(yè)特點(diǎn)的行業(yè)規(guī)范，然后以對(duì)接形式實(shí)現(xiàn)跨行業(yè)整合。下面對(duì)區(qū)塊鏈對(duì)不同行業(yè)的業(yè)務(wù)領(lǐng)域產(chǎn)生何種影響，如何落地為系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)：

1、金融領(lǐng)域

金融領(lǐng)域是受區(qū)塊鏈沖擊最大的領(lǐng)域，區(qū)塊鏈可以為行業(yè)監(jiān)管帶來(lái)極大便利，不論是行業(yè)監(jiān)管機(jī)構(gòu)還是金融機(jī)構(gòu)本身內(nèi)部監(jiān)管都可提升到一個(gè)全新的水平。我國(guó)12種需要牌照的的銀行、保險(xiǎn)、信托、券商、金融租賃、期貨、基金、基金子公司、基金銷售、第三方支付牌照、小額貸款、典當(dāng)基本都會(huì)受到影響。隨著行業(yè)信息化水平的提升和內(nèi)外部監(jiān)管手段的便利性，部分業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化水平也是可以預(yù)見(jiàn)的，金融服務(wù)成本將會(huì)大幅降低，普惠金融將會(huì)以極低成本惠及更多人。如今在跨境支付、票據(jù)／業(yè)務(wù)單據(jù)管理、資產(chǎn)交易、驗(yàn)真和抵押等場(chǎng)景都有相關(guān)廠家在進(jìn)行系統(tǒng)搭建和業(yè)務(wù)實(shí)踐。

央行在數(shù)字貨幣的制定上也參考了區(qū)塊鏈的思維方式，以便在建立“央行－銀行”二元模式的基本架構(gòu)上，承載更多的功能，目前原型系統(tǒng)已經(jīng)上線試運(yùn)行。

埃森哲的研究報(bào)告顯示，區(qū)塊鏈將可以顯著降低當(dāng)前銀行的成本。

埃森哲投資銀行模型－區(qū)塊鏈影響

2、供應(yīng)鏈管理和供應(yīng)鏈金融

供應(yīng)鏈管理和供應(yīng)鏈金融是區(qū)塊鏈可以發(fā)揮價(jià)值的另一大領(lǐng)域，供應(yīng)鏈因?yàn)楸旧韰⑴c方較多，流程配合節(jié)點(diǎn)較多，權(quán)益在各方轉(zhuǎn)換頻繁，導(dǎo)致現(xiàn)實(shí)世界都通過(guò)系統(tǒng)對(duì)接方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和校驗(yàn)成本過(guò)高，而以區(qū)塊鏈為基礎(chǔ)的流程紀(jì)錄系統(tǒng)因?yàn)椴豢纱鄹膶傩?，?duì)參與各方來(lái)說(shuō)屬于業(yè)務(wù)判斷的基石，通過(guò)建立支持非標(biāo)準(zhǔn)業(yè)務(wù)的區(qū)塊鏈系統(tǒng)，可以有效減少各方糾紛，合力合理完成費(fèi)用和權(quán)益的確定。

開(kāi)放可信的供應(yīng)鏈?zhǔn)菂^(qū)塊鏈為基礎(chǔ)的供應(yīng)鏈系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)的場(chǎng)景。不同于以往每個(gè)廠家各管一段，系統(tǒng)可以在保障隱私的情況下實(shí)現(xiàn)商品、業(yè)務(wù)、資金流向等的全流程貫通，監(jiān)管每件商品的來(lái)源和去處，杜絕憑空出現(xiàn)或是消失的商品和流程（或是建立對(duì)此類事件的跟進(jìn)處理機(jī)制），最終消費(fèi)者和監(jiān)管者也將有能力了解每件消費(fèi)品的所有原料來(lái)源，中間生產(chǎn)和流轉(zhuǎn)過(guò)程。

IBM自身全球供應(yīng)鏈信息上鏈項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)的價(jià)值

3、審計(jì)與企業(yè)治理領(lǐng)域

審計(jì)與企業(yè)治理領(lǐng)域也是區(qū)塊鏈可以發(fā)揮價(jià)值的一個(gè)領(lǐng)域，區(qū)塊鏈系統(tǒng)可以紀(jì)錄企業(yè)運(yùn)行過(guò)程中財(cái)務(wù)、合同、業(yè)務(wù)流程和人員組織架構(gòu)等數(shù)據(jù)，結(jié)合行業(yè)業(yè)務(wù)本身的規(guī)律和資金支付等外部數(shù)據(jù)，在不可篡改的紀(jì)錄上進(jìn)行企業(yè)業(yè)務(wù)的審計(jì)和治理架構(gòu)的管理。由于過(guò)程數(shù)據(jù)都具有不可篡改的屬性，這會(huì)是平時(shí)常見(jiàn)的各種造假和偽造手段失去依托，從而大大簡(jiǎn)化審計(jì)過(guò)程，在信息化程度較高的企業(yè)和部門(mén)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

更進(jìn)一步，企業(yè)將可以實(shí)現(xiàn)分布式自治，企業(yè)內(nèi)部和企業(yè)間將可以無(wú)需借助人際關(guān)系的信任，而是依賴區(qū)塊鏈標(biāo)準(zhǔn)化的智能合約進(jìn)行協(xié)作，這些協(xié)作本身流程數(shù)據(jù)的紀(jì)錄可以支持自動(dòng)結(jié)算，并且在完稅和審計(jì)方面也可以自動(dòng)完成，大大提升企業(yè)業(yè)務(wù)的效率。