區(qū)塊鏈基礎(chǔ)設(shè)施模型
一般來(lái)說(shuō)，區(qū)塊鏈系統(tǒng)由數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、共識(shí)層、激勵(lì)層、合同層和應(yīng)用層組成。
其中，數(shù)據(jù)層包含基本數(shù)據(jù)和基本算法，如底層數(shù)據(jù)塊以及相關(guān)數(shù)據(jù)加密和時(shí)間戳；網(wǎng)絡(luò)層包括分布式網(wǎng)絡(luò)組織機(jī)制、數(shù)據(jù)傳播機(jī)制和數(shù)據(jù)驗(yàn)證機(jī)制；共識(shí)層主要包裝網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的各種共識(shí)算法；激勵(lì)層將經(jīng)濟(jì)因素集成到區(qū)塊鏈技術(shù)體系中，主要包括經(jīng)濟(jì)激勵(lì)的發(fā)行機(jī)制和分配機(jī)制；合同層主要包裝各種腳本、算法和智能合約，是區(qū)塊鏈可編程特性的基礎(chǔ)；應(yīng)用層包含區(qū)塊鏈的各種應(yīng)用場(chǎng)景和案例。在該模型中，基于時(shí)間戳的鏈塊結(jié)構(gòu)、分布式節(jié)點(diǎn)的共識(shí)機(jī)制、基于共識(shí)計(jì)算能力的經(jīng)濟(jì)激勵(lì)和靈活可編程的智能合約是區(qū)塊鏈技術(shù)最具代表性的創(chuàng)新點(diǎn) 。
核心技術(shù)
分布式賬本
分布式賬簿是指交易記賬由分布在不同地方的多個(gè)節(jié)點(diǎn)完成，每個(gè)節(jié)點(diǎn)記錄完整的賬戶，可以參與交易合法性的監(jiān)督，也可以共同作證 。
與傳統(tǒng)的分布式存儲(chǔ)不同，區(qū)塊鏈分布式存儲(chǔ)的獨(dú)特性主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是區(qū)塊鏈的每個(gè)節(jié)點(diǎn)根據(jù)塊鏈結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)完整的數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的分布式存儲(chǔ)通常根據(jù)一定的規(guī)則將數(shù)據(jù)分成多個(gè)部分進(jìn)行存儲(chǔ)。第二，區(qū)塊鏈的每個(gè)節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)都是獨(dú)立的、相同的地位，并依靠共識(shí)機(jī)制來(lái)確保存儲(chǔ)的一致性，而傳統(tǒng)的分布式存儲(chǔ)通常通過(guò)中心節(jié)點(diǎn)與其他備份節(jié)點(diǎn)同步。沒(méi)有節(jié)點(diǎn)可以單獨(dú)記錄賬簿數(shù)據(jù)，以避免單個(gè)記賬人被控制或賄賂的可能性。會(huì)計(jì)節(jié)點(diǎn)也足夠了，理論上，除非所有節(jié)點(diǎn)都被損壞，否則賬戶不會(huì)丟失，以確保賬戶數(shù)據(jù)的安全。
非對(duì)稱加密
存儲(chǔ)在區(qū)塊鏈上的交易信息是公開(kāi)的，但賬戶身份信息高度加密，只能在數(shù)據(jù)所有者授權(quán)的情況下訪問(wèn)，以確保數(shù)據(jù)的安全和個(gè)人隱私 。
共識(shí)機(jī)制
共識(shí)機(jī)制是如何在所有會(huì)計(jì)節(jié)點(diǎn)之間達(dá)成共識(shí)，以確定記錄的有效性，這不僅是一種識(shí)別手段，也是一種防止篡改的手段。區(qū)塊鏈提出了四種不同的共識(shí)機(jī)制，適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)景，在效率和安全性之間取得平衡 。
區(qū)塊鏈的共識(shí)機(jī)制具備“少數(shù)服從多數(shù)”以及“人人平等”的特點(diǎn)，其中“少數(shù)服從多數(shù)”并不完全指節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)，也可以是計(jì)算能力、股權(quán)數(shù)或者其他的計(jì)算機(jī)可以比較的特征量。“人人平等”是當(dāng)節(jié)點(diǎn)滿足條件時(shí)，所有節(jié)點(diǎn)都有權(quán)優(yōu)先提出共識(shí)結(jié)果、直接被其他節(jié)點(diǎn)認(rèn)同后并最后有可能成為最終共識(shí)結(jié)果。以比特幣為例，采用的是工作量證明，只有在控制了全網(wǎng)超過(guò)51%的記賬節(jié)點(diǎn)的情況下，才有可能偽造出一條不存在的記錄。當(dāng)加入?yún)^(qū)塊鏈的節(jié)點(diǎn)足夠多的時(shí)候，這基本上不可能，從而杜絕了造假的可能 。

智能合約
智能合同是基于這些可信和不可篡改的數(shù)據(jù)，可以自動(dòng)執(zhí)行一些預(yù)定義的規(guī)則和條款。以保險(xiǎn)為例，如果每個(gè)人的信息（包括醫(yī)療信息和風(fēng)險(xiǎn)信息）都是真實(shí)和可信的，那么在一些標(biāo)準(zhǔn)化的保險(xiǎn)產(chǎn)品中很容易進(jìn)行自動(dòng)索賠。在保險(xiǎn)公司的日常業(yè)務(wù)中，雖然交易不像銀行和證券行業(yè)那么頻繁，但對(duì)可信數(shù)據(jù)的依賴性也在增加。因此，作者認(rèn)為，使用區(qū)塊鏈技術(shù)，從數(shù)據(jù)管理的角度，可以有效地幫助保險(xiǎn)公司提高風(fēng)險(xiǎn)管理能力。具體來(lái)說(shuō)，主要分為投保人風(fēng)險(xiǎn)管理和保險(xiǎn)公司風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)督 。
金融領(lǐng)域
區(qū)塊鏈在國(guó)際匯兌、信用證、股權(quán)登記、證券交易所等金融領(lǐng)域具有潛在的巨大應(yīng)用價(jià)值。在金融行業(yè)應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)，可以節(jié)省第三方中介環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)直接對(duì)接，大大降低成本，快速完成交易支付。
比如Visa 基于區(qū)塊鏈技術(shù)推出 Visa B2B Connect，它可以為機(jī)構(gòu)提供更低、更快、更安全的跨境支付方式來(lái)處理全球企業(yè)的交易。要知道傳統(tǒng)的跨境支付需要等待3-5天，并為此支付1-交易費(fèi)用的3%。Visa 還聯(lián)合 Coinbase 推出了第一張比特幣借記卡，而花旗銀行則在區(qū)塊鏈上測(cè)試了加密貨幣花旗幣 。
物聯(lián)網(wǎng)和物流領(lǐng)域
區(qū)塊鏈也可以自然地結(jié)合在物聯(lián)網(wǎng)和物流領(lǐng)域。區(qū)塊鏈可以降低物流成本，追溯項(xiàng)目的生產(chǎn)和運(yùn)輸過(guò)程，提高供應(yīng)鏈管理的效率。該領(lǐng)域被認(rèn)為是區(qū)塊鏈的一個(gè)非常有前途的應(yīng)用方向 。
區(qū)塊鏈通過(guò)結(jié)點(diǎn)連接的分散網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)，可以在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)信息的全面?zhèn)鬏?，并測(cè)試信息的準(zhǔn)確性。這一特點(diǎn)在一定程度上提高了物聯(lián)網(wǎng)交易的便利性和智能性。區(qū)塊鏈 大數(shù)據(jù)解決方案采用大數(shù)據(jù)的自動(dòng)篩選和過(guò)濾模式，在區(qū)塊鏈中建立信用資源，可以雙重提高交易安全性，提高物聯(lián)網(wǎng)交易的便利性。為智能物流模式的應(yīng)用節(jié)省時(shí)間和成本。區(qū)塊鏈點(diǎn)具有非常自由的進(jìn)出能力，可以獨(dú)立參與或離開(kāi)區(qū)塊鏈系統(tǒng)，而不會(huì)干擾整個(gè)區(qū)塊鏈系統(tǒng)。區(qū)塊鏈 大數(shù)據(jù)解決方案利用大數(shù)據(jù)的集成能力，促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)用戶的發(fā)展，促進(jìn)智能物流分散用戶之間的用戶發(fā)展 。
公共服務(wù)領(lǐng)域
區(qū)塊鏈在公共管理、能源、交通等領(lǐng)域與人們的生產(chǎn)和生活密切相關(guān)，但這些領(lǐng)域的集中特征也帶來(lái)了一些問(wèn)題，可以通過(guò)區(qū)塊鏈進(jìn)行改造。區(qū)塊鏈提供的分散和完全分布式DNS通過(guò)網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，可以實(shí)現(xiàn)域名的查詢和分析，確保重要基礎(chǔ)設(shè)施的操作系統(tǒng)和固件不被篡改，監(jiān)控軟件的狀態(tài)和完整性，發(fā)現(xiàn)不良篡改，確保使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)不被篡改 。
數(shù)字版權(quán)領(lǐng)域
通過(guò)區(qū)塊鏈技術(shù)，可以識(shí)別作品的權(quán)利，證明文本、視頻、音頻等作品的存在，確保所有權(quán)的真實(shí)性和獨(dú)特性。在區(qū)塊鏈上確認(rèn)作品后，將實(shí)時(shí)記錄后續(xù)交易，實(shí)現(xiàn)數(shù)字版權(quán)的整個(gè)生命周期管理，也可作為司法證據(jù)收集的技術(shù)保證。例如，紐約的一家初創(chuàng)公司Mine Labs開(kāi)發(fā)了一個(gè)基于區(qū)塊鏈的元數(shù)據(jù)協(xié)議，這個(gè)名為Mediachain的系統(tǒng)利用IPFS實(shí)現(xiàn)數(shù)字作品版權(quán)保護(hù)的文件系統(tǒng)主要是針對(duì)數(shù)字圖片的版權(quán)保護(hù)應(yīng)用 。
保險(xiǎn)領(lǐng)域
在保險(xiǎn)索賠方面，保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)資金收集、投資和索賠，往往具有較高的管理和運(yùn)營(yíng)成本。通過(guò)智能合同的應(yīng)用，只要觸發(fā)索賠條件，就不需要被保險(xiǎn)人或保險(xiǎn)公司的批準(zhǔn)。一個(gè)典型的應(yīng)用程序案例是LenderBot, 2016年，區(qū)塊鏈企業(yè) Stratumn、德勤和支付服務(wù)商 Lemonway 合作推出，允許人們通過(guò) Facebook Messenger 的聊天功能，注冊(cè)定制化的微保險(xiǎn)產(chǎn)品，為個(gè)人之間交換的高價(jià)值物品進(jìn)行投保，而區(qū)塊鏈在貸款合同中代替了第三方角色。
公益領(lǐng)域
存儲(chǔ)在區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)高度可靠，不可篡改，自然適用于社會(huì)福利場(chǎng)景。捐贈(zèng)項(xiàng)目、募集細(xì)節(jié)、資金流動(dòng)、受助人反饋等公益過(guò)程中的相關(guān)信息可存儲(chǔ)在區(qū)塊鏈上，并有條件進(jìn)行透明公開(kāi)宣傳，方便社會(huì)監(jiān)督 。

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