区块链实战

作者简介

吴为，北京零壹社互联网技术研究院高级研究员、北京邮电大学智慧城乡研究中心特聘研究员，同时担任多家企业的战略顾问。长期专注于互联网科技、时代趋势、工业变革方向的研究，擅长数据分析、逻辑推理，以及趋势推演，同时对时代趋势有自己独特的看法。出版有《工业4.0与中国制造2025》等趋势性图书。

内容简介

区块链实战 吴为 编著  内 容 简 介 本书全景式地描述了互联网前沿技术——区块链，分别从区块链的起源、区块链在全球各 个国家的发展现状、区块链的四大核心技术、基于区块链底层技术的数字货币发展现状等角度 进行描述。另外，为了更好地理解区块链，本书讲述了区块链在数字货币领域、金融领域、物 联网领域、大数据领域、医疗领域、教育领域、公证领域等七个领域的应用。 区块链是一场技术革命。在不久的将来，我们会看到区块链与传统行业的直接较量。而且 这是一场不同层面的竞争，传统行业被新技术取代已成必然趋势。所以在一切还未发生之前， 关注区块链、参与区块链、应用区块链是至关重要的。 通过阅读本书，读者只需要花费一周的时间就可以理解区块链是什么以及它能干什么，并 且理解区块链在各个领域的价值所在。 本书封面贴有清华大学出版社防伪标签，无标签者不得销售。 版权所有，侵权必究。侵权举报电话：010-62782989 13701121933 图书在版编目（CIP）数据 区块链实战 / 吴为著. — 北京：清华大学出版社，2017 ISBN 978-7-302-47589-7 Ⅰ. ①区… Ⅱ. ①吴… Ⅲ. ①电子商务 支付方式 研究 Ⅳ. ①F713.361.3 中国版本图书馆CIP数据核字（2017）第146671 号 责任编辑：刘 洋 封面设计：李召霞 版式设计：方加青 责任校对：王凤芝 责任印制：王静怡 出版发行：清华大学出版社 网　　址：http://www.tup.com.cn，http://www.wqbook.com 地　　址：北京清华大学学研大厦A座 邮　　编：100084 社 总 机：010-62770175 邮　　购：010-62786544 投稿与读者服务：010-62776969，c-service@tup.tsinghua.edu.cn 质　量　反　馈：010-62772015，zhiliang@tup.tsinghua.edu.cn 印 装 者：三河市金元印装有限公司 经　　销：全国新华书店 开　　本：170mm×240mm 印　　张：14.75 字　　数：262千字 版　　次：2017年9月第1版 　 印　　次：2017年9月第1次印刷 定　　价：49.00元 ————————————————————————————————————————— 产品编号：075513-01  Block chain practice 前 言 2017年2月，中国人民银行（简称央行）研究并测试数字票据交易平台的 事件轰动了全球，该数字票据交易平台应用的基础技术就是区块链。此外，央行 旗下数字货币研究所也在2017年上半年正式挂牌成立。这意味着中国人民银行 成为全球范围内首个研究数字货币并将数字货币应用于真实生活的中央银行，并 率先探索区块链技术在货币发行领域的应用。 那么，央行建立区块链数字票据交易平台对我们的现实生活会产生很大影响 吗？答案是肯定的，大家可以想象一下：两三年以后，过年发红包不再是纸质钞 票，而是一串串的数字密码，我们可以通过发送邮件、复制到U盘里或者通过 手机直接将其发送给他人。 关于央行开发数字货币的原因，央行参事盛松成称：“未来的央行数字货币 会从多个方面倒逼金融基础设施建设，让我国支付体系进一步完善，支付结算效 率进一步提升。更值得一提的是，央行数字货币最后可以构成大数据系统，使经 济交易活动的便利性和透明度进一步得到提高，这将有利于货币政策的有效运行 和传导。” 在央行的积极带动下，我国各方资本纷纷在区块链行业布局。截至2016年 年年底，平安银行、招商银行、民生银行都已经加入R3区块链联盟。截至2017 年年初，我国A股市场上切入区块链概念的公司已经有24家，大部分公司是软 件和信息技术提供商。 各大行业巨头公司也不甘落后。其中，万向集团建立了区块链实验室，华为 加入了Linux基金会领导的超级账本区块链项目。另外，百度、光大投资管理公  II 司、中金甲子、宜信等机构向一家美国比特币初创公司投资了6 000 万美元。 从全球范围来看，包括纳斯达克、花旗、Visa 在内的金融行业大咖也向区块 链领域大把大把地砸钱，它们联合投资了一家区块链初创公司Chain，涉及金额 高达3 000 万美元；花旗、摩根大通等金融机构还向一家区块链初创公司Digital Asset 投资5 000 万美元。 如今，各方都对区块链表示出极大的关注度，区块链技术正在从一片巨大的 蓝海转变为一片巨大的红海。那么，区块链凭借什么魅力受到了全球关注呢？以 金融业票据清算系统为例，区块链将从以下四个方面发挥作用。 第一，消除了票据中介角色。在应用了区块链技术之后，票据价值可以实现 P2P 无形传递，既不需要特定实物作为连接双方取得信任的证明，也不需要第三 方对交易双方价值传递的信息做监督和验证。另外，票据交易双方常常需要通过 票据中介来解决信息不对称问题，而借助区块链实现P2P 交易后，票据中介的现 有职能将被消除。 第二，防范票据市场风险。不透明、不规范以及高杠杆错配等潜规则使票据 市场的风险频发，参与机构的多样性和逐利性也加大了这一风险。而区块链技术 全网公开、数据不可篡改的特性可以防范道德风险；分布式系统无须第三方中介 的特性完全避免了人为操作风险；自动控制参与者资产和负债两端平衡且数据公 开透明的特性有利于控制市场风险。 第三，建立去中心分布模式的电子商业汇票系统。现有的电子商业汇票系统 （Electronic Commercial Draft System，ECDS）是一个中心化系统，其中心为央行， 其他银行和企业通过直连或网银代理的方式接入央行的中心化登记和数据交换系 统。区块链技术将会改变现有电子商业汇票系统的存储和传输结构，建立去中心 分布式模式，还能利用时间戳完整反映票据从产生到毁灭的过程，使每一张票据 都可以追溯历史。区块链建立的全新连续“背书”机制将更加真实地反映票据权 利的转移过程。 第四，降低了市场监管成本。多样的操作方式使得票据市场的监管变得非常 繁杂。监管方式也只能是现场审核，而业务模式和流转则没有全流程的快速审查 和调阅手段。 区块链的价值具有无限潜力，不仅仅是在重构票据清算系统方面，也不仅仅 是在金融领域。而且区块链红海席卷全球的局势已经基本建立，各种利好也即将 降临，那些提前进入区块链行业，提供建设区块链经济最原始资本的人，注定会 率先品尝到区块链带来的丰厚回报。  本 书 特 色 1. 内容全面，结构清晰 本书内容包括区块链的起源、发展、应用以及趋势预测，并重点讲述了区块 链在金融领域、物联网领域、大数据领域、医疗领域、教育领域以及公证领域的 应用。而且全书架构清晰，有助于读者形成框架形式的认知。 2. 案例丰富，实战性强 本书加入很多真实且具有代表性的案例，使内容更加生动有趣。而且案例的 加入使理论知识不再枯燥无味，读者更容易接受其中的观点。另外，本书理论与 实战相结合，非常适合没有接触过区块链的读者阅读，帮助他们快速入门，深入 理解区块链的价值。 3. 语言通俗，更接地气 新概念、新技术类的图书总是被作者包装得高大上，看起来非常有范儿，但 实质上却提高了读者的理解门槛。而本书倾向于采用通俗易懂的语言为读者解读 深奥的理论，让读者轻松理解与区块链相关的理论、应用等知识。 本书内容及体系结构 第1 章：讲述了区块链起源于比特币，并对比特币的发行规律、价格变化等 作出详细报告，有助于读者理解区块链与比特币的关系。 第2 章：讲述区块链在人类世界的发展现状，包括各国政府对区块链的积极 态度、全国各大企业对区块链应用的投资以及2017 年最热门的5 家区块链初创 公司。 第3 章：介绍了区块链的四大核心技术，包括具有去中心化创新、数据高度 透明、不依赖信任以及信息可回溯性四大特征的分布式账本技术，用户掌握私钥 以及匿名的非对称加密和授权技术，参与者共同维护的共识机制、自动控制，以 及自动执行数字承诺的智能合约。 第4 章：讲述了货币的进化历史以及当前三大数字货币（比特币、以太坊和 莱特币）的发展现状，还将比特币与以太坊、莱特币作对比，帮助读者了解各自 优势。 第5 ～ 10 章：分别讲述了区块链在金融领域、物联网领域、大数据领域、 医疗领域、教育领域以及公证领域的应用，帮助读者对区块链的价值形成系统  IV 认识。 第11 章：讲述了区块链技术与物联网、大数据、人工智能等领域深度融合 的发展趋势，并分析了区块链将会颠覆传统行业、改变人类世界的发展前景。 本书读者对象 z 各领域企业领导、高 管 z 金融科技企业工作人 员 z 数字货币相关公司工作人 员 z 区块链研究以及开发 者 z 对区块链以及数字货币感兴趣的其他人 群 参与本书编写工作的人员还有梁萍、李改霞、赵丹丹、李恬、曾丽佳、李雪 霞、李卫霞、李艳霞、李伟光、李晓青、游万梅、贾云叶、宋佳佳、龚毅、梁现 丽、王逊、鲁宗保、李小菊等。 编者 2017 年5 月  第1章 区块链起 源 区块链（Blockchain）的本质是一个不依赖第三方、通过自身 分布式节点进行数据存储、验证、传递和交流的网络技术方案，正 如一个开放的去中心化的分布式记账本，任何人在任何时候都可以 采用相同的技术标准生成信息、延伸区块链。当然，大家要想对区 块链链的巨大潜力。奥 斯汀·希尔称：“Blockstream 是行业内首家致力于扩大比特币协议层功能的 公司。也就是说，公司着眼于侧链的扩展机制，使各种创新在一个开放、可互 操作的平台上发生。” 在行业里，Blockstream 算得上是资金最充足的创业公司之一， 然而 Blockstream 却自称是“隐形的比特币公司”。 有了充足的发展资金后，Blockstream 开始在后台忙碌，并在2015 年推出 了横幅侧链项目的测试版，并公布了首个商业化产品Liquid。Liquid 的推出将 会缩短比特币交易所之间的资金传输时间。 Blockstream 研究开发的另一个项目是闪电网络（ Lightning Network）， 即分布式小额支付网络。这种去中心化的系统可以将小额的比特币交易从区块 链移除，此做法不仅加快了交易的速度，还降低了发生费用。另外，闪电网络 依然实现了当前比特币网络无须依赖第三方信任的特性。 闪电网络将会降低比特币区块链的交易承载负担，从而使它们无法影响比 特币区块的总大小。然而这一项目正面临着一些挑战，比如整合比特币核心。 一旦这些问题得到解决，当前的区块大小争论将得到缓解，并且增强比特币网 络的健壮性。 2016 年2 月3 日，Blockstream 对外宣布获得A 轮融资，募集资金总额 为5 500 万美元。亚洲富豪李嘉诚旗下维港投资、全球保险集团安盛旗下的 AXA Strategic Ventures 以及日本科技公司Digital Garage 领投了此轮融资。其 他投资者还包括由雅虎创始人杨致远创办的AME Cloud Ventures、Blockchain Capital 等公司。加上2014 年的2 100 万美元种子资金，Blockstream 通过两轮 融资中共获得7 600 万美元的资金。  区块链实战30 Blockstream 为什么能受到投资人青睐呢？下面一起看投资人是如何看待 Blockstream 的。 领投方维港投资的公司代表Fraces Kang 认为：“区块链技术重新定义了 金融科技内外的生态系统，释放出无限可能。此次投资Blockstream 意味着我 们将会亲眼见证创新的侧链技术诞生，对此，我们感到非常兴奋。” AXA Strategic Ventures 管理合伙人Francois Robinet 则说：“区块链技术 不但为金融服务带来变革，也会颠覆其他行业。Blockstream 拥有业内最优秀 的技术团队，其开放原始码的做法以及所掌握的侧链技术是我们看重的价值所 在。这将会使不同区块链之间进行相互操作，提供关键的长期成效，未来有可 能会为保险及资产管理业务带来突破。” AXA Strategic Ventures 的合作伙伴Manish Agarwal 认为，公共区块链的 商业化是未来大势。Manish Agarwal 表示：“我们相信区块链技术具有重塑金 融服务环境的巨大潜力，而公共区块链是最关键的部分。我们对比特币这种数 字货币感兴趣，而技术是其关键。” 日本科技公司Digital Garage 的首席传媒官Rocky Eda 称：“Linux 系统占据了 操作系统的半壁江山，我认为区块链也会故事重演，开源社区将会经过多次测试。” Rocky Eda 还指出：“日本公司经常把侧链技术用在发展奖励点设计或智 能合约之类的应用。侧链是区块链技术的应用开发中最好的解决方案，而私有 区块链则显得专有而封闭。” Manish Agarwal 进一步指出：“侧链的价值地位与比特币区块链的本意较 为接近，这种特性更能吸引关注区块链技术的投资公司。我相信这种技术中的 价值在于它无须信任的特性，我认为开源证明是其中的关键。” 奥斯汀·希尔也赞同上述观点，他在一篇博客中写道：“这一轮的融资会 为Blockstream 提供资源，继续打造一个开源的结构，这种结构可能会为全球 动态信任打下基础。” 结合当前大部分区块链公司都主张抛弃比特币区块链另起炉灶的形势， Blockstream 此次拿到5 500 万美元的A 轮融资令比特币技术开发者看到了希 望。当前的区块链技术发展还处于探索阶段，面临着各种技术路线的选择。 Blockstream 代表着通过比特币区块链以及其侧链来突破限制，实现更多功能。  第2 章 区块链——必将颠覆人类世界31 总体来说，比特币区块链依然是当前最为安全的区块链，而通过开发侧链可以 增强平台的开放性，有利于发掘比特币区块链的更大潜力。 2.3.2 在线零售巨头Overstock创造的区块链交易平台——T. 2015 年8 月，美国在线零售商Overstock 的CEO 帕特里克·伯恩（Patrick Byrne）在美国纳斯达克纽约总部揭露了神秘的区块链交易平台项目T.。据悉， Overstock 在2014 年首次公布了基于区块链的私有和公有股权交易平台。 帕特里克·伯恩解释了的T. 的新目标：“我们建立T. 平台，在上面交 易就是结算，这是一个具有颠覆性的事情。另外，账目的交易和结算也是一体 的，它不需要成为各自独立的进程。” 2016 年4 月， T. 首次尝试利用区块链技术开启线上股票交易模式。在 Overstock 使用区块链发行私有债券后，T. 得到美国证券交易委员会（SEC） 的批准，发行了公共债券。 下面一起看看票据清算模式的发展史。在纳斯达克证券交易所还没有成立 之前，人们为了完成票据的清算，只能骑着自行车，驮着装满债券的包在华尔 街上来回奔波。20 世纪60 年代，美国资本市场经过大规模爆发性增长后迎来 了一场危机，骑自行车清算票据的办法已经不能满足当时的市场需求。为了让 清算速度赶上交易量，华尔街曾经每周只交易四天，而且每天只有4 个小时。 1971 年，美国证券交易委员会（sec）召开会议商议如何通过计算机解决 票据清算问题。最后，他们讨论出两个方向：一是建立中央对手方 （central counterparty） 的清算模式，即有一个清算中心，所有交易都要从这里经过， 从清算中心系统内展开，经纪人全部要接入这个系统；二是在经纪人之间建立 点对点的清算模式，纳斯达克证券交易所的成立就是在这一背景下。 对此，帕特里克·拜恩 （patrick byrne） 解释说：“第一个解决方向就好 像用计算机来安排调度骑自行车的人一样，虽然使用了计算机，但是仍旧没有 解决根本问题。”而第二个解决方向被美国证券交易委员会极力推崇，也成为 华尔街直到现在依然采用的模式。 帕特里克·拜恩指出：“真正的清算模式应该将交易和清算两个步骤合二  区块链实战32 为一同时完成，而不是现在的净额清算 （net settlement）。尽管一些金融巨头 和硅谷科技公司都在开发应用于市场交易的区块链技术，但是要清楚他们在做 什么，只需要问一个问题：清算方式是怎样的？如果他们做的仍旧是净额清算， 那么他们就是‘在给骑自行车的人打工’。” 一旦真正的区块链去中心化清算模式取代了现在的中心化清算模式，华 尔街某些赚钱的不法勾当将难以进行下去。比如“无货沽空”（naked short selling，也叫“裸卖空”），也就是说在交易市场上出售或者声称出售实际并 不持有的资产，以实现在未来以较低的价格买入等额资产的目的。 无货沽空对市场交易有着巨大影响，比如德国曾经在2010 年宣布暂时禁 止对10 家德国银行和保险公司的股票进行无货沽空，从而导致股市大跌。另外， 股票借贷（stock loan）、提前交易 （front-running） 等最赚钱的生意都不再可能。 如果区块链使票据清算模式实现了真正去中心化，那么华尔街将不仅会失 去“信息不对称”为其带来的优势，也会失去相应的赚钱能力。可以想象，一 旦真正去中心化的清算模式在全球交易市场大规模推广，那些依靠华尔街生存 的人就不得不另谋出路。 作为比特币区块链在金融票据领域的应用，T. 平台将会打破多少传统金 融服务，只有时间才能给我们答案，大家拭目以待。 2.3.3 比特币消费类应用程序——OpenBazaar OpenBazzar 是一个运用比特币作技术支撑的比特币消费类应用程序。就 像是去中心化的eBay（线上拍卖及购物网站），OpenBazaar 利用应用程序市 场将买家和卖家联系起来，同时用比特币作为交易媒介替代 PayPal 和信用卡。 2016 年年底，OpenBazzar 继获得100 万美元种子资金后，又获得300 万美元 的A 轮融资。 OpenBazaar 的诞生加速了比特币向分散市场的发展。一旦该应用取得成 功，OpenBazaar 将会因为大幅降低各方费用而成为eBay 的开源竞争对手。 当前的环境下，电子商务离不开中心化服务。以亚马逊、eBay 和其他电 商巨头为例，它们对平台上的卖家实施严格监管，并通过收取一定费用盈利。  第2 章 区块链——必将颠覆人类世界33 而且这些公司只接受信用卡和PayPal 等类似的支付方式，这些支付方式对买 家和卖家都收取一定比例的手续费。 另外，这些公司将会获得用户的个人信息。用户面临着信息被盗取或者被 卖给他人的风险。在交易过程中，政府和电商公司负责审查所有的交易商品和 服务，因此买家和卖家无法做到自由交易。 OpenBazaa 为电子商务带来了另外一种途径，一种让用户掌握权力的途径。 OpenBazaar 消除了中心化第三方的角色，将卖家和买家直接联系在一起。由 于交易中没有第三方，所以双方都无须支付交易费用。在交易过程中，没有第 三方监管，用户可以自主决定是否公开个人信息。 比如，用户A 想要将使用一年的iPad5 出售。他首先需要下载OpenBazaar 客户端，然后在计算机上创建一个产品目录，并标明iPad5 产品的细节。当用 户A 公布iPad 产品的目录后，该目录被发送到OpenBazaar 的分布式P2P 网 络上。当用户B 搜索的关键词符合用户A 设置的“电子产品”“iPad”等关 键词时，用户B 就可以发现用户A 的商品目录。如果用户B 不同意用户A 的 报价，可以提出新的报价。 如果两人都同意价格，OpenBazaar 客户端就会使用用户A 和用户B 的数 字签名为两人创建一个合约，然后将这一合约发送给第三方公证人。如果用户 A 和用户B 在交易中发生纠纷，公证人就会介入交易。这些公证人和仲裁者 与用户A 和用户B 一样都是OpenBazaar 用户。他们既可能是用户A 的邻居， 也可能是用户B 的朋友，还有可能只是一个陌生人。第三方公证人需要为合 约做证，并创建多重签名比特币账户。一旦集齐三个签名中的两个，比特币就 会被发送给用户A。 在这一过程中，用户B 发送与用户A 商量好数量的比特币到多重签名地址。 用户A 得到即时通知，确定用户B 已经发送货款后，就会发出出售的iPad5， 并告诉用户B 已经发货。几天后，用户B 收到iPad5，就会告诉用户A 已经收 到产品，并从多重签名地址释放货款。用户A 获得了比特币，用户B 买到了 想要的iPad5，双方都无须支付交易费用，也没有第三方监管交易，用户A 和 用户B 都得到了想要的结果。 交易中发生纠纷怎么解决呢？与任何网购一样，OpenBazaar 上的交易并  区块链实战34 不能保证顺利进行。比如，卖家发错货、没有发货或者产品质量不如预期的好， 那该怎么办呢？这时，第三方公证人会介入。只有集齐三把私钥中的两把，才 能从多重签名地址中取走货款。而第三方公证人掌握着第三把私钥，所以只要 买卖双方没有达成和解或者在第三方公证人判定一方正确之前，多重签名地址 中的货款就无法被移动。 那么，如何保证用户对第三方公证人的信任呢？ OpenBazaar 设置有一个 信誉评分系统，全部用户都有权利对其他用户进行反馈评分。如果一些用户试 图交易欺诈，他们的信誉将会受损。如果第三方公证人裁定交易纠纷不够公正， 其信誉也会受损。 当用户在OpenBazaar 平台上购买商品以及选择第三方公证人时，可以 通过对方的信誉评分判断他们是否值得信任。当然，OpenBazaar 客户端会 通过技术保证评分是合理的，有效防止作弊。具体的步骤非常复杂，但是 OpenBazaar 会处理好这些细节问题。 2016 年4 月，OpenBazaar 平台正式上线营业，发布了首个完整版本软件 并提供下载服务。尽管第一个版本的功能不够丰富，但是该项目充分完成了 18 个月的初期发展，这使数字货币领域为之振奋。 随着完整版本的上线， OpenBazaar 项目负责人表示：“交易本该是免费 的。这个想法启发了我们，于是我们花费了两年时间来建设OpenBazaar 这个 平台。从今天开始，世界上任何人，只要能访问互联网，就能使用比特币和 OpenBazaar 来免费交易商品和服务。我们已经迫不及待地想看看大家会如何 使用这个工具了。” 2.3.4 搭载比特币的社会化媒体平台——Zapchain Zapchain 是一个搭载比特币的社会化媒体平台，也是备受期待的区块链初 创公司之一。Zapchain 做的是整合链上（ on-chain）的比特币微打赏方式，通 过革命性的创意促使用户参与高品质的内容创作。 Zapchain 面临的最大挑战在于是否具有可持续发展的能力以及如何避免垃 圾用户。据当前的Zapchain 来说，其避免垃圾用户，遏制垃圾内容的行为已  第2 章 区块链——必将颠覆人类世界35 经出现成效，而且Zapchain 的用户增长说明其流行度越来越高。 2015 年11 月7 日，ZapChain 对外宣布获得35 万美元的天使轮融资，并 公布了与比特币公司（Coinbase）的合作关系，同时推出一个新的数字商品计划。 此轮融资的投资者包括德丰杰（Draper Fisher Jurvetson）合伙人蒂姆·德雷 珀（Tim Draper）、Boost VC 创始人兼CEO 亚当·德雷珀（Adam Draper） 以及Boost 比特币基金。 ZapChain 的首席运营官Dan Cawrey 表示，这笔资金将被用于平台推广， 扩大内容创建者和数字社区成员的范围。 对于投资ZapChain 的原因，蒂姆·德雷珀解释说：“我投资ZapChain 是 因为该公司是最好的比特币应用之一。ZapChain 使得区块链被用于小额支付， 为记者和其他媒体人员带来便利，减少与银行之间的摩擦。” 亚当·德雷珀（Adam Draper）也非常看好ZapChain，他描绘了ZapChain 内容货币化愿景背后的大画面。亚当·德雷珀是这样说的：“微交易很可能是 网络内容创作者赚钱的新方式，它可能会改变游戏规则。” 与比特币公司展开合作后，用户可以通过ZapChain 购买和销售比特币， 促进ZapChain 的数字商品销售。音乐家Talib Kweli 便尝试了利用ZapChain 销售他的最新专辑《Indie 500》及单曲。 Talib Kweli 在声明中表示：“比特币背后的技术将会帮助人们更容易地获 取音乐，并且为音乐家们打开新的市场。”Talib Kweli 还说：“做喜欢的 音乐并把它带到喜欢它的人面前是一件非常好的事情，不管你在哪里或者 你是谁。” ZapChain 还推出了新的数字社区创新工具微打赏，进一步尝试内容货币 化实验。现在，你会发现ZapChain 平台上的提问和评论旁有一个绿色的“打 赏按钮”。如果你觉得某个用户提出的问题或者提供的答案很好，你就可以通 过点击此按钮，向其打赏相应数量的比特币，比如价值一个苹果、一杯咖啡、 一个比萨饼的比特币。打赏的数额都是平台预先设定好的，用户可以选择但不 可以自由设置。 ZapChain 表示，他们并不追求通过该工具获得盈利，他们只希望将该产 品推广至其他平台。在Zapchain 的努力下，Zapchain 终将成为公认的顶级比  区块链实战36 特币媒体平台。 2.3.5 资金最充裕的比特币挖矿公司——BitFury 2011 年，瓦列里·瓦维洛夫（Valery Vavilov）和瓦列里·讷班斯尼（Valery Nebesny）共同创建了BitFury 比特币挖矿公司。由于比特币挖矿的利润不断 下降，BitFury 已经将核心角色转变为行业的交易处理器。BitFury 网站上称： “整个比特币生态系统都是我们的客户。” BitFury 堪称资金最充裕的比特币挖矿公司。2014 年5 月30 日，Bitfury 正式宣布他们获得2 000 万美元融资。该融资也是比特币领域最大的融资之 一。参与此轮融资的投资者包括Binary Financial、Crypto Currency Partners、 Georgian Co-Investment Fund （GCF）、Queensbridge Venture Partners 和 ZAD 投资公司。 BitFury 的创始人兼CEO 瓦列里·瓦维洛夫说：“这一轮融资的成功表明 我们的战略是正确的，让我们有机会向目标迈进——成为世界上第一家公开上 市的比特币公司。投资将会大大加速我们的成长，会进一步巩固我们的产品和 服务在行业内的领先地位。” 2014 年10 月10 日，BitFury 宣布获得新一轮融资，融资金额为2 000 万 美元。此轮融资距离上一轮融资还不到五个月。 2015 年7 月10 日，BitFury 宣布完成第三轮2 000 万美元融资。至此， BitFury 的融资总额达到6 000 万美元，是竞争对手KnCMiner 2 900 万美元融 资总额的两倍，并占据比特币挖矿行业1.165 亿美元投资总额的一半以上。 在拿到第三轮融资后，瓦列里·瓦维洛夫（Valery Vavilov）表示：“新一 轮融资的成功，证明了我们的业务战略，并且令我们更接近我们的宏伟目标。” 第三轮融资的投资方包括格鲁吉亚联合投资基金（The Georgian Co- Investment Fund）、DRW Venture Capital 以及iTech Capital 等。 DRW Venture Capital 的创始人唐·威尔逊（Don Wilson）对BitFury 表示 了赞赏，他说：“我们投资BitFury，是因为瓦列里·瓦维洛夫的工作令人印 象深刻，而且，他们的团队已经成为确保区块链安全业务的行业领导者。”  第2 章 区块链——必将颠覆人类世界37 作为资金最充裕的比特币挖掘公司，BitFury 在2015 年12 月16 日宣布它 将在2016 年第一季度在市场上推出新的ASIC 芯片。 拿到第三轮融资后，BitFury 宣布将投资1 亿美元在格鲁吉亚建立一个 100 兆瓦的比特币挖矿数据中心，并推出了28 纳米比特币挖矿芯片。这是继 哥里的第一个20 兆瓦的数据中心之后BitFury 在欧亚国家建立的第二个比特 币挖矿数据中心。据悉，该数据中心将建在格鲁吉亚首都第比利斯，这里将创 建一个特殊的技术区，以吸引国际技术公司。 BitFury 在格鲁吉亚的官方代表Eprem Urumashvili 表示：“格鲁吉亚的受 益点表现在三个方面，一是一笔高达1 亿美元的投资；二是将现代信息技术带 入该国；三是格鲁吉亚将因此加入创新技术世界地图。” 值得一提的是，专注于投资格鲁吉亚地区的战略投资基金公司格鲁吉亚联 合投资基金连续参与了BitFury 的三轮2 000 万美元融资。 2016 年6 月，BitFury 联合加拿大NDI 科技公司推出了区块链试行应用—— 区块链信任加速器（Blockchain Trust Accelerator）。这一应用的意义在于可 以连接政府、科技人员和资源来改善治理问题。对于民主制度来说，身份信息、 选票以及社会服务等资产都可以被区块链安全且永久地保存。 区块链对加强民主问责制的重大意义已经引起世界各国的关注和重视。比 如，区块链信任加速器项目的试行已经于2016 年4 月在格鲁吉亚共和国推出。 而且，格鲁吉亚共和国政府正在和BitFury 集团合作创建一种基于区块链的土 地所有权数据库。 2016 年5 月，中国领先的综合互联网金融服务供应商中国信贷控股有限 公司宣布与BitFury 签订协议，用3 000 万美元购买BitFury 约6.38% 的股权。 投资完成后，中国信贷将会与BitFury 在中国成立合营公司销售BitFury 集团 的比特币采矿设备。此次合作对于推广区块链技术，发展以区块链为基础的互 联网金融业务有重大意义。  第3章 区块链四大核心技术 区块链之所以为大家带来了一个突破传统、颠覆性创新的机 会，主要依赖于四大核心技术创新，分别是分布式账本、非对称加 密和授权技术、共识机制和智能合约。下面我们分别讲解这四大核 心技术。  第3 章 区块链四大核心技术41 分布式账本去中心化的特点为区块链未来发展奠定了应用基础，下面以区 块链技术在跨境电商领域的应用为例，介绍这一特征。 跨境电商是从2016 年火起来的。随着国家政策层面的扶持加强，跨境电 商成为新的行业风口。根据行业预测，2017 年中国跨境电商交易额将达到8 万亿元，年均增速超过30%。 当前，我国跨境电商存在一些问题。首先是外贸渠道的缺失和信任问题。 外贸大环境非常复杂，对商家的要求也非常高，而国内品牌商的外贸之路因为 外贸渠道缺失和信任问题而显得迷雾重重。 其次是手续费高昂和转账周期长的问题。以传统跨境汇款方式电汇为例， 汇款周期一般长达3 ～ 5 个工作日，这期间除了中间银行会收取一定手续费， 环球银行金融电信协会（SWIFT）也会对通过其系统进行的电文交换收取较高 的电信费。在我国通过中国银行进行跨境汇款时，单笔汇款的电信费为150 元。 订单碎片化也是跨境电商面临的一大挑战。在全球金融危机后，中国外贸 发生显著变化，短期订单、中小订单逐渐代替长期订单、大订单。可以说，市 场体量庞大，订单碎片化已成为外贸新常态。 在线贸易的刚性需求及交易频次提高的同时利润下降，这是跨境电商面临 的另一个挑战。在这种情况下，外贸制造商必须全面转型，从简单的生产制造 商进化为贸易综合服务商，以适应全球市场的竞争。 支付不仅是供应链系统的引擎，也是跨境电商的重要环节，其支付模式直 接决定跨境电商的生命线。我国国内的第三方支付系统比较发达，但是在国外 就不一样了。为了解决跨境电商发展中的难题，关于区块链支付的讨论应运而 生。可以说，区块链支付为跨境电商提供了近乎完美的支付解决方案。 区块链分布式账本的去中心化创新使用户在跨境汇款中以更低的费用和更 快的速度完成跨境转账，市场空间非常大。 传统的跨境支付方式具有清算时间长、手续费高、容易出现支付诈骗行为 的劣势，跨境资金风险较大。区块链打造的P2P 支付具有去中心化的特征，不 但可以全天候支付、瞬间到账，还能降低隐形成本，有利于降低跨境电商资金 风险及满足跨境电商对支付清算服务的便捷性需求。 下面我们一起看一下区块链支付为跨境电商提供的解决方案。区块链分布  区块链实战42 式账本构成一个去中心的全球结汇系统。这个系统的核心机制包括两方面内容。 一是引入网关系统，解决陌生人之间转账汇款的信任问题。一般来说，银 行、第三方机构等具有公信力的主体都可以担任网关。用户与网关之间的关系 在整个系统中反映为一种债权债务关系，即如果用户A 需要通过区块链钱包 汇款给用户B，则其间的网关就与A 生成了债务，与B 生成了债权，通过将 该网关对B 的债权转为A 对B 的债权并进行清算，继而反映在双方余额变化 上就完成了交易。 A与B之间的债权债务关系利用区块链的分布式账本储存在若干个服务器上， 而服务器之间以P2P 的方式进行通信，以避免中心化服务器所带来的各种风险。 二是根据共识选择用于结算的数字货币，如比特币、莱特币等。数字货 币的作用是维护系统正常运行，防止恶意攻击者大量制造垃圾账目蓄意破坏。 因此区块链钱包要求每个网关都必须持有一定限额的数字货币量，并且每进 行一次交易，都需要提供一定量的数字货币，就像传统的每次交易都要交手续 费一样。 在区块链打造的跨境结算方式中，银行也可以参与进来。银行不需要提供 技术支持和底层协议，只要指定特定的数字货币履行这一职责就可以了。这种 模式将会代替传统成本高昂的SWIFT 技术，从而帮助传统银行以更低的成本、 更快的速度来进行跨境清算和汇款。当然银行还可以选择覆盖更多的支付场景 和数字币种，就像淘宝和京东为用户提供多样的结算方式一样。 基于分布式账本技术，区链将会帮助跨境支付解决现存问题，增强跨境 电商参与方的体验。 3.1.2 数据高度透明 2016 年7 月30 日，支付宝爱心捐赠平台上线了一个新项目，名为“听障 儿童重获新声”。该项目将会筹集19.84 万元善款，用于听障儿童一年的听力 语言康复、聋健融合教育和人工耳蜗调机费用。这一项目与往常的爱心项目有 什么不同呢？细心的捐赠人可以发现，在反馈页面查看善款去向时增加了“爱 心传递记录”。  第3 章 区块链四大核心技术43 这表明该项目的资金募集及使用将受到公众全程监督，善款在何时流向哪 个账户是一目了然的。用户首次可以亲眼见证自己的捐款从支付宝平台划拨到 项目执行方账号，最终进入受助人指定账号。这一改变不仅是视觉和用户体验 上的升级，更是蚂蚁金服首次尝试将区块链技术应用于公益场景。 对于规模较小、实力薄弱的公益机构来说，提升透明度、打造公信力是非 常困难的。举例来说，捐款人捐5 元后索要免税发票，而项目方邮寄发票就需 要15 元，而且这还没有计算项目方投入的时间和精力成本。在这种情况下， 将区块链用于公益显得非常有价值。 蚂蚁金服首席技术官程立称：“在支付宝爱心捐赠平台上，经常有用户捐 出几元到几百元不等的善款，但捐款离开公益项目的支付宝账户后，就很难再 被用户追踪。而区块链公益平台就像一家专门邮寄善款的互联网邮局。每笔善 款都是一个包裹，在投递过程中，经过每个邮寄节点都会被盖上邮戳，每个邮 戳都可以被公开查询。” 中华社会救助基金会秘书长胡广华认为，区块链的分布式账本数据高度透 明的属性将打造一种不需要第三方背书的新信任机制。他说：“区块链技术让 支付宝平台、公益机构支付宝账户、受助人支付宝账户无缝链接起来，成为一 个可追溯的闭环，这是低成本高效率，专业公益、有效公益的重要尝试，对提 升公益透明度和信任度是一次革命性的助推。” 蚂蚁金服表示，他们将会在合法合规、保证用户信息和资金安全的前提下， 与更多的公益组织和审计机构展开合作，让区块链技术助力中国公益信任环境 的改善。 将区块链用于公益主要借助了分布式账本数据高度透明，从而达到提升公 众信任度的作用。区块链分布式账本向所有的参与者公开数据，让大家共享一 个账簿，并通过去中心化的管理达到人人平等，这些创意是前所未有的，并且 因此受到广泛关注。 区块链分布式账本的数据对所有的人公开，所有的参与者都能在互联网上 共享这些数据，保证了账本的公正性。而且比特币、以太坊超级账簿以及大部 分的竞争币系统都具有这种特征。它们对所有人都公开，表明人人都能通过一 台联网计算机进入。  区块链实战44 以比特币为例，所有的参与者ID 都是匿名的，但是上面的数据默认对所 有人都公开。这种开放性带来了巨大的优势，比如抵抗专制制度资本管控以及 抵抗攻击的能力。比特币在保证对所有人公开的同时还具有安全的特征。我们 甚至无法想象，只要我们愿意，就能够获知每一个参与者的账户余额以及交易 记录。 直到现在，人们依然惊奇于比特币保障安全的方法是如此的新颖，而且在 它存在的近10 年历史中，竟然从来没有人切实可行地打破过这种安全。与之 相对，如果用最传统的方法保护用户权利和安全，那么风险是非常高的。这种 模式的雏形开始于世界第一把锁的发明。一把锁一般只有几把钥匙，这会让所 有者觉得安心。然而，很多例子都证明这种模式失败的可能性很大，钥匙可以 被设计得很聪明，但总有聪明的盗窃者不用钥匙就可以打开这把锁。 如果一位用户在计算机的数据库里保存着一些公司的绝密数据，那么一场 黑客竞赛也就开始了，胜利者将会以很小的成本获得这些数据，威胁公司的安 全。但区块链就不一样了，比特币经过众多考验之后依然保证安全则说明了这 一点。显而易见的是，黑客对于比特币在网络中每天潜在交割的67 亿美元的 价值毫无下手的机会。 有人说，区块链比特币可以用于贩卖毒品以及其他违禁类产品和服务。这 是事实，但用1 万美元也能做这些事情，任何纸币都可以。如果说，人们可以 接受纸币的匿名性，那为什么要抗拒区块链比特币呢？ 事实上，区块链比特币虽然具有匿名性，但是比特币区块链上发生的交易 很容易就能进行追踪，任何人都可以查询，而纸币的使用则无迹可寻。业内人 士曾经尝试过根据序列号追踪纸币使用踪迹的研究，但是几年后被证明是不可 行的。下面是比特币对比纸币的三大优势，如图3-1 所示。 第一 第二 第三 比特币交易可以通过总账查询 区块链记录了每一笔比特币交易 比特币转换成法定货币的过程可追踪 图3-1 比特币对比纸币的三大优势  第3 章 区块链四大核心技术45 第一，比特币交易可以通过总账查询。如今，纸币的追踪依赖于实物检查 的方式，而区块链比特币的优势则更明显。区块链比特币的本质是一个庞大的 分布式账本，每一笔网络交易都由节点记录在系统中，尽管交易双方钱包的所 有者是匿名的，但总账是公开的。包括执法机关、税务当局在内的所有机构和 个人都可以访问总账。 第二，区块链记录了每一笔比特币交易。区块链记录了系统中发生的每一 笔交易，因此我们可以在总账中查询到所有的交易历史。每一笔比特币交易都 可以查询，无法隐藏、改变或者篡改，远远好于纸币消失又出现，交易或转移 的情况无迹可寻。如果没有记录，纸币交易各方的情况是无法查询的，而比特 币交易则会显示在总账里，除了比特币钱包所有者的身份信息。 第三，比特币转换成法定货币的过程可追踪。另外，比特币对法定货币的 转换过程也是可以被追踪的，因为用户要想将持有的比特币转换为法定货币， 必须与交易所或提供类似服务的机构进行联系。所有提供相关服务的交易所以 及机构都处于相关部门的监管下，以帮助执法机构对犯罪行为进行追踪。 相比之下，纸币可以无限循环使用，无须转换成其他形态。对于罪犯来说， 使用比特币的犯罪行为更容易被执法机构追踪到，所以他们更愿意选择真正匿 名的纸币。 3.1.3 无须依赖信任的哈希算法 哈希算法也被称为“散列”，是区块链的四大核心技术之一。由于一段数 据只有一个哈希值，所以哈希算法可以用于检验数据的完整性。在快速查找和 加密算法的应用方面，哈希算法的使用非常普遍。 在互联网时代，尽管人与人之间的距离更近了，但是信任问题却更严重了。 现存的第三方中介组织的技术架构都是私密而且中心化的，这种模式永远都无 法从根本上解决互信以及价值转移的问题。因此，区块链技术将会利用去中心 化的数据库架构完成数据交互信任背书，实现全球互信的一大跨步。在这一过 程中，哈希算法发挥了重要作用。 可以说，以比特币为首的数字货币并非区块链最重要的价值体现，在信息  区块链实战46 不对称、环境未知的情况下建立一个满足人们经济活动需求的信任生态体系才 是区块链更重要的意义。 下面我们一起看一下区块链是如何通过哈希算法解决信任问题的。在此之 前，我们需要解释一下什么是“拜占庭将军问题”。 “ 拜占庭将军问题” 是由著名计算机科学家莱斯利. 兰伯特（Leslie Lamport）提出的点对点通信中的基本问题，也可称为“两军问题”或者“拜 占庭容错”。 在5 ～ 15 世纪，拜占庭就是当时的东罗马帝国，也就是现在土耳其的伊 斯坦布尔。可以想象，拜占庭军队有许多分支，驻守在敌人城外随时准备进攻， 每一个分支都有各自的将军。当时的环境决定了骑马传递信息是将军之间通信 和协调统计进攻时间的唯一途径。 由于敌人的防御比较强大，任何一个军队分支的单独入侵行动都会失败， 而且入侵的分支还会被歼灭。因此，只有一半以上的分支同时进攻才能成功占 领敌人的城池。 在观察了敌情以后，将军们需要制订出一个统一的进攻计划，即确定出在 哪一天的哪一时刻进攻。然而将军中存在一个叛徒，他的任务就是破坏忠诚将 军们的进攻计划，使他们的进攻不能达成一致。这样只要进攻时的军队分支少 于一半，敌人就会胜利，叛徒的目的就达到了。这是一个由互不信任的各方构 成的网络，但是他们需要完成一个共同使命（除叛徒以外）。 由于各个将军之间互相不信任，认为只有在自己的城堡以及军队范围内才 能保障自己的生命安全，所以将军们不会聚集到一起开会。在这种情况下，他 们在任意时间以任意频率派出任意数量的信使到任意对方，内容如下：“我将 在第× 天的第× 点进攻，你同意吗？” 如果收到信息的将军同意该做法，他就会在原信上附上一份盖章验证的回 信，然后把合并之后的信息拷贝再次发送给其余的将军们，要求他们也这样 做。他们的目标就是通过原始信息的积累使最后的信息链盖上他们所有将军的 图章，在时间上达成共识。 问题出现在这里，假设有10 个将军，每个将军向其他9 个将军派出一名 信使，那么就是10 个将军每人派出了9 名信使，而在任意时间内有总计90 次  第3 章 区块链四大核心技术47 的传输，并且每个将军分别收到9 个信息，可能每一封信的进攻时间都不同。 另外，叛变的将军还会同意超过一个以上将军的攻击时间，然后重新广播超过 一条的信息链。于是，这个系统迅速演变成一个信息虚假和攻击时间相互矛盾 的纠结体。 拜占庭将军问题是一个在分布式系统中进行数据交互时面临的难题，也就 是说当整个网络中的分布式节点之间都没有信任度，如何操作才能保证信息交 互的安全性而且不用担心数据被篡改。区块链利用哈希算法完成了这一挑战， 使系统中所有节点在无须信任的条件下自动安全地交换数据。 区块链是这样做的：它为信息发送加入了成本，降低了信息传递的速率，而 且加入了一个随机元素使在一段时间内只有一个将军可以广播信息。这里所说的 成本就是区块链系统中基于随机哈希算法的“工作量证明”。哈希算法所做的事 情就是计算获得的输入数据，得到遗传64 位的随机数字和字母的字符串。 区块链系统计算的输入数据是指节点发送的当前时间点的整个总账。当前 计算机的算力使其可以实时计算出单个哈希值，但是比特币区块链系统只接受 前13 个字符是0 的哈希值结果作为“工作量证明”。而前13 个字符是0 的哈 希值是非常罕见的，需要整个比特币网络花费10 分钟的时间才在数以亿计的数 据中找到一个。在一个有效的哈希值被计算出来之前，网络中已经生产了无数 个无效值，这就是降低信息传递速率，并使整个系统成功运行的“工作量证明”。 在拜占庭将军问题中，第一个广播信息的将军就是第一个发现有效哈希值 的计算机，只要其他将军接收到并验证通过了这个有效哈希值和附着在上面的 信息，他们就只能使用新的信息更新他们的总账拷贝，然后重新计算哈希值。 下一个计算出有效哈希值的将军就可以将自己再次更新的信息附着在有效哈希 值上广播给大家。然后哈希计算竞赛从一个新的开始点重新开始。由于网络信 息的持续同步，所有网络上的计算机都使用着同一版本的总账。 比特币区块链系统找到有效哈希值的时间间隔为10 分钟，这是算法设置 好的。算法难度每隔两周调整一次的目的就是保证这10 分钟的间隔，不能多 也不能少。每隔10 分钟，总账的信息就会在区块链更新并在全网同步一次， 因此分散的交易记录是在所有网络上的计算机之间进行对账和同步的。 当用户在区块链系统发起一笔交易的时候，他们会使用私钥和公钥为这笔  区块链实战48 交易签名，而内嵌在区块链系统的标准公钥则承担了加密工具的角色，对应在 拜占庭将军问题中，加密工具就是用于签名和验证消息的印章。 因此，哈希算法对信息传递速率的限制加上加密工具使区块链构成了一个 无须信任的数据交互系统。在区块链上，一系列的交易、时间约定、域名记录、 政治投票系统或者任何其他需要建立分布式协议的地方，参与者都可以达成 一致。 区块链通过哈希算法解决了拜占庭将军问题，而且这一方案可以推广开来。 那些在分布式网络上无法解决信任问题的领域都可以通过区块链得到解决。比 如，互联网领域的专家们正在试图为互联网创造一个分布式的域名系统；基于 区块链技术的互联网选举投票系统也正在研发中。如果说，互联网云分享搅动 了一池春水，那么区块链构建的不依赖信任的交易系统则打开了洪水闸门。 3.1.4 银行也抵抗不了的信息可回溯性 2011 年的郭美美炫富事件直接导致公众对红十字会的信任度下降；2016 年震惊全国的雷洋事件始终真相不清；魏则西事件让我们看到了信息不对称社 会下的个体悲剧…… 如果有了区块链，一切就不一样了。比如，建立区块链公益，记录每一笔 捐款的收入和支出，使信息完全对公众公开。区块链分布式账本的可回溯性使 “郭美美”们将无法隐藏；如果规定警方出警的时候必须通过指定的多台设备 实时上传到区块链视频云上，那么真相将水落石出；如果建立一个区块链平台 记录医院信用以及治疗方法，就可以规避由于被不对称信息和不实广告所蒙蔽 而产生的悲剧。 总之，这一切改变基于区块链分布式账本的信息可回溯性。下面以区块链 在互联网金融领域的应用为例看信息可回溯性的重要性。 2016 年6 月，中国互联网金融（青岛）高峰论坛在青岛召开。安存科技 旗下公司北京安金网络科技有限公司副总裁马成龙在论坛上做出发言：“互联 网金融领域之所以有这么多乱象发生，根源在于在互联网这个虚拟空间里，记 录主体行为的载体变成了电子数据，很难追溯。”  第3 章 区块链四大核心技术49 关于马成龙口中的电子数据，我国最高法院发布的《关于适用〈中华人民 共和国民事诉讼法〉的解释》是这样规定的：“电子数据是指形成于或者存储 于电子介质里的信息数据。”在互联网行业，电子数据主要指的是电子协议、 电子合同以及电子支付凭证等。 电子数据常常与用户的益挂钩，因为用户的投资项目、投资时间、投资 金额、投资的收益回报等信息都可能是通过电子数据记录的。当用户的权益受 损时，这些电子数据将成为用户证明自己权利的最核心资料。 然而，实际操作中会出现很多问题。尽管法律承认电子数据可以充当证据， 但是电子数据通常都是由平台单方面保管的。用户与平台方发生利益纠纷的时 候，平台方很有可能会将电子数据摧毁或者进行篡改。在这种情况下，用户根 本无法使用真正具有效力的电子数据进行维权。 下面看一个P2P 理财的例子：一家理财平台曾经将本应向投资者还款的时 间全部延迟一年之久。当投资者想要使用电子合同维权时，发现该平台已经私 自在网站内修改双方的合同协议内容，并且私自添加了还款协议；另外，各种 网贷P2P 平台跑路事件也闹得沸沸扬扬。每当平台跑路后，投资人会发现他们 的网站、APP 已经无法打开，所有的电子数据都消失殆尽。在这种情况下，执 法机关调查取证困难，投资人的维权之路非常艰难。 对于这种现象，马成龙表示：“这些鲜明的例子都在警惕互联网金融消 费者，提高电子数据保全意识，用法律的武器保护自己是维护自身权益的根本 之道。” 近几年来，政府工作报告都提到了互联网金融。2014 年的表述是“互联 网金融异军突起”，2015 年的表述是“促进互联网金融健康发展”，而2016 年对互联网金融的表述为“规范发展互联网金融”。由此可见，政府已经把互 联网规范放在了第一位。在规范互联网金融发展的过程中，区块链具有非常大 的价值。 比如在P2P 网贷行业，2015 年倒闭跑路的917 家P2P 网贷平台中，90% 以上的平台都设立了资金池，由于内幕操作无法兑付而选择了跑路。由于信息 的不对称性，投资者根本无法知道平台是否设立了资金池、资产是真是假以及 资金用途，而且更做不到一一考证。因此，只有用上永久存储以及无法篡改数  区块链实战50 据的区块链技术，才能保证P2P 平台仅仅充当信息中介，不触碰资金。毕竟信 息的可回溯性让P2P 平台难以在众人的监督下做出违法勾当。 再比如票据业务领域，2016 年1 月22 日，中国农业银行北京分行保险柜 中票据换报纸的新闻震惊了全国。当天，中国农业银行正式发布公告称：“农 行北京分行票据买入返售业务发生重大风险事件，经核查，涉及风险金额为 39.15 亿。本应存放在银行保险柜里的票据，却被某票据中介提前取出，与另 外一家银行进行了回购贴现交易，但资金并未回到农行北京分行的账上，而是 非法进入股市，又由于近期A 股下跌，导致巨额资金缺口无法兑付。” 票据业务领域的乱象非常多，除了一票多卖等票据违规交易问题，还包括 克隆票、假票、变造票等违规操作问题。在这种情况下，市场急需一种更安全、 完善的票据交易模式，而区块链为这种模式提供了可能。 作为一种永久存储，信息不可篡改的分布式账本，区块链由数以亿计的大 量计算机节点共同维护。复杂的校验机制使得保存在区块链上的数据具有连续 性和一致性，就算某些计算机造假篡改了数据也无法改变整个区块链的完整性。 私钥签名和公钥验证交易内容全部正确后，数字货币就会在对应的账户地址间 转移，而且保证准确无误。 因此，将区块链技术应用到P2P 网贷领域以及票据业务领域的电子数据存 储上，将会彻底解决许多违法违规的问题。一个投资项目的发起到资金筹集， 再到后期的偿还以及一张票据从申请到发行，从交易到承兑，整个流程的关键 信息都会记录在区块链上，谁都无法篡改。 基于区块链上信息的可回溯性，监管部门的查询将变得非常容易。另外， 数字货币的转移路径明确，这就使P2P 平台只能将投资者的资金用于规定的 用途，最后回到投资者手里。而中国农业银行北京分行的票据即使被暗箱提 取贴现交易，资金也只能回到中国农业银行北京分行的账上，第三方无法插手。 作为全球最热门的金融科技，我国的互联网金融也需要依靠区块链技术崛起。 客观上信息不对称以及主观上受到利益驱使加大了中心节点产生欺骗和伪 造信用的风险。区块链技术的加入可以在时间维度上保证连续性，在空间纬度 上保证开放性。总而言之，区块链上信息的可回溯性将会影响众多领域，而这 种可回溯性是银行业也难以抗拒的。  区块链实战52 是协商共同密钥最安全的方式，但这是不现实而且难以实施的。因此双方很可 能会选择其他相对不够安全的渠道进行协商，包括使用QQ、微信、发送邮件 或者通电话等。 第二，较大数目的密钥难以管理。对于一方来说，对于每一个合作者使用 的密钥都不相同。在开放的社会环境中存在大量的信息交流，而数目较大的密 钥与社会发展环境是难以适应的。 第三，无法鉴别信息的完整性。对称加密技术不具有鉴别信息完整性的功 能，因此发送者和接受者的身份也是无法验证的。 第四，对称密钥的管理和分发工作烦琐复杂。采用对称加密技术的贸易双 方必须使用相同的密钥，保证密钥的安全可靠。另外，双方还需要设置防止密 钥泄密和更改密钥的程序。 如果两个用户使用对称加密技术交换数据，那么涉及的密钥为2 个。如果 企业有n 个用户，那这个企业共需要密钥的个数为n×（n-1） 个。如此看来， 企业信息部门需要在密钥生成和分发工作上付出很大一部分精力。 为解决信息公开传送和密钥管理问题，公开密钥系统应运而生。相对于对 称加密技术，这种方法也叫作非对称加密算法。非对称加密技术允许通信双方 在不安全的媒体上交换信息，安全地达成一致的密钥。RSA、ECC（用于移动 设备）、Diffie-Hellman、El Gamal、DSA（用于数字签名）是比较常见的非对 称加密技术。 非对称加密技术中存在两个密钥，一个是公开密钥（以下简称公钥），另 一个是私有密钥（以下简称私钥）。公钥与私钥是一对，在加密时，如果用公 钥对数据加密，那么只有用私钥才能解密；如果用私钥对数据加密，那么只有 用公钥才能解密。 非对称加密技术实现信息交换的过程为：A 生成一对密钥，并将公钥公开。 B 得到公钥后用其对机密信息进行加密然后发送给A。A 再用自己保存的私钥 对加密后的信息进行解密。 非对称加密技术的优势是保密性好，双方无须交换密钥，缺点是加密和解 密花费的时间长、速度慢。 如果企业中有n 个用户，那么企业需要生成的密钥数目为n 对，并将n 个  第3 章 区块链四大核心技术53 公钥公开，n 个私钥由用户自己保存。由于用户掌握的私钥是唯一的，其他用 户可以通过公钥来验证信息发送者的来源是否真实可靠，而信息发送者也无法 否认发送过该信息。 作为区块链的核心技术之一，非对称加密技术可以用于用户的身份验证。 由于用户掌握的私钥是唯一的，所以身份验证显得非常容易。下面一起来看中 本聪通过比特币的创世块证明自己身份的原理。 比特币的创世块有50 个比特币，而且代码是确定、唯一的，这就使这50 个比特币不能使用。中本聪的创世块地址为“1A1zP1eP5QGefi2DMPTfTL5SL mv7DivfNa”，很多比特币爱好者还向中本聪的地址捐币，使其余额超过了50 比特币。对中本聪来说，他拥有这笔比特币的所有权，但是没有使用权。 比如说，一个比特币的狂热爱好者在网上发言，并称自己就是中本聪本人。 如果中本聪自己觉得有必要澄清，就可以使用创世块的私钥签名，并注明该发 言并非由自己本人发出，全世界的人们就知道真相了。 那么我们每个人以及企业机构等如何使用区块链来标识自己的身份呢？首 先，我们需要使用比特币QT 钱包（比特币本地钱包）生成一个收款地址，该 收款地址可以是空地址，不需要有任何余额。其次，我们需要用QT 钱包对生 成的空地址进行签名。签名一般都是使用特定消息，然后就可以得到签名结果。 然后，我们需要向全世界公布自己的比特币地址，包括特定消息和签名结果。 这时，全世界都知道了这个地址是我们的。 如果在一些情景下，你需要向对方证明你的身份，那么对方给出一个特定 消息，你只需要签名，对方进行验证即可证明你的身份。 用区块链验证身份的唯一风险就是私钥被盗，所以只要用户妥善保管好自 己的私钥，别人就无法伪造你的身份。 截至2017 年年初，区块链数据已经超过了25G，如果我们仅仅使用QT 钱包进行身份验证，就不需要同步庞大的区块链数据，否则启动和关闭QT 钱 包都无比慢。 一个企业机构也可以使用这种方法验证自己的身份真假。与个人一样，企 业需要使用一个地址进行签名声明自己是该私钥的唯一拥有者。很多时候，企 业的身份都是由多人共同确认的，遇到这种情况，企业可以预先将私钥分成多  区块链实战54 份，让几个人共同保管。比如私钥分成三份，只有两人以及两人以上共同签名 才能确认企业的身份。在这种情况下，企业遇到任何伪造机构身份的行为，都 可被轻易验证。 区块链让人类第一次不需要依靠任何第三方中心机构就可以完成身份验 证，也是人类第一次在互联网上创造了一个不能复制、不可伪造的数据库。 从比特币创世块开始，世界已经发生改变。也许到2026 年，你可能会看 到以下场景成为事实。一个英国海关官员对某个中国游客说：“先生，请对这 一消息‘welcome to England’，在您的比特币地有深入了解，必须先要知道区块链的起源。  第1 章 区块链起源 司带来一个好的预期——试图通过多家银行来创立一个可行的数字现金领域， 但最终在1998 年破产。 在DigiCash 引起巨大轰动之后，越来越多的创业者试图在这个领域开创 一番成就。1998 年，Wei Dai 发表文章称产生了一种匿名的、分布式的电子现 金系统，命名为“b-money”。同一时期内，尼克·萨博（Nick Szabo ）也发 明了“Bit gold”。Bit gold 与比特币的机制非常相似，用户利用竞争解决“工 作量证明问题”，然后通过加密算法将解答的结果串联在一起公开发布，从而 构成了一个产权认证系统。 Bit gold 是人们公认的 “ 比特币的前身”。随后 ， 哈尔·芬尼（Hal Finney）在Bit gold 的基础上开发了“可重复利用的工作量证明”。 以上发生的种种引领大家来到了2008 年。2008 年，“bitcoin.org ”域 名被悄悄地匿名注册成功。同年10 月31 日，一个自称“中本聪”（Satoshi Nakamoto）的人在密码学网站上发表了名为《比特币：一种点对点的电子 货币系统》的论文。10 天之后，开源社区sourceforge.net 上出现了一个叫 bitcoin 的项目。而世界上首批50 个比特币诞生于2009 年年初。 ，没有人见过 他的真正面目。此后，比特币项目由两个前谷歌工程师维护，但即便是这两个 人也声称从未见过中本聪。 第1章 区块链起源 年，bitcointalk 论坛上用户之间的自发交易产生了比特币的第一个公 允汇率。该交易是一名程序员用10 000 个比特币购买了一个比萨饼。2011 年， 维基解密、自由网、Singularity Institute、互联网档案馆、自由软件基金会以 及另外一些组织都开始接受比特币的捐赠。2012 年10 月，全球比特币付款服 务提供商BitPay 发布报告显示，超过1 000 家商户通过他们的支付系统来接受 比特币的付款。 3 年11 月，WordPress 博客平台宣布接受比特币付款，还声称比特币 可以帮助肯尼亚、海地和古巴等遭受国际支付系统封锁地区的互联网用户购买 服务。2013 年4 月，海盗湾中文网、EZTV 美剧片源网开始接受比特币捐款。 同月，中国四川省遭遇雅安地震，公募基金壹基金宣布接受比特币作为地震捐款。 司带来一个好的预期——试图通过多家银行来创立一个可行的数字现金领域，  4 截至2017 年，比特币已经在全球范围内流行开来。随后，在比特币的带 领下，各种密码货币都纷纷崭露头角，走入人们的生活。 1.1.2 从“币”到“链”的颠覆 比特币自诞生之后就陆陆续续吸引了世