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前言

本文主要介绍区块链的定义和应用场景以及发展趋势

如今，区块链已经成为人们茶余饭后的谈资，这个高大上的词汇不仅带来了热潮，也充满神秘感。那么到底什么是区块链，区块链到底能够干什么？区块链的发展趋势是怎样的？本文将从这几个方面进行分析。

提示：本文适合区块链的初学者学习，若有大佬发现我文章的问题，还请不吝赐教！

一、区块链是什么？

（1）区块链的定义

区块链本质上是一个去中心化数据库。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。

误区：常常有人将区块链与比特币混淆，实际上，区块链是比特币的底层技术和基础架构，而比特币是区块链的一种应用。创建区块链技术的初衷就是为了比特币的发明。

（2）区块链的特点：

1. 去中心化：

要了解去中心化，就要先了解什么是信任，打个简单的例子，A借给B
100块钱，需要有人做中间的证人，来证实这个交易的存在和真实性，那么这个人一定是A和B都信任的人。这就是所谓的信任的力量。你不会信任一个没有足够信用度的单独个体，但你会信任一堆个体或者有足够信用度的单独个体。
而我们都知道的银行，就是一个有足够信用度的单独个体。作为信用中介也是需要成本的，而我们普通大众就要为这庞大的信用成本买单。所以才会造就金融业是最赚钱的行业。
那么有没有办法能够去掉信用中介同时能让A和B都进行信任的交易呢，就可以采用一堆个体的办法，也就是所谓的区块链所要实现的去中心化。

所谓去中心化，就是：没有中间商赚差价。在交易的大网络里，每两个节点之间可以直接交易，也就是P2P的网络。而全网的其他节点都要给这笔交易记账。也就是-分布式账本。

链接：通俗易懂讲解什么是区块链
如上图所示：A和B进行的借钱的交易，会被全网的其他节点（甲乙丙丁）所记录下来，他们人手一个账本，都记录着全网的交易信息，当以后发生交易冲突时，全网的节点都可以翻找账本进行证明。因此就不需要信用中心（也就是中心化了）。

2. 开放性：

区块链技术基础是开源的，除了交易各方的私有信息被加密外，区块链的数据对所有人开放，任何人都可以通过公开的接口查询区块链数据和开发相关应用。
在整个区块链的系统中，每一笔的交易的所有记录都是可以看得到的，从交易地址到交易金额再到交易发生的时间，甚至可以追根溯源到这笔交易之前的上一笔交易，直到追溯到源头。这也是区块链的链式结构的好处。
区块链的高度透明也给其他节点记账带来了便利，甚至可以说，开放性是去中心化的保证之一。

3. 安全：

如此开放和透明，不禁让人担心区块链的安全性，但事实上，区块链在创建到现在，也没有黑客成功进行过攻击，发生过所谓的区块链入侵事件，也是黑客针对区块链的第三方平台的漏洞进行的攻击，而区块链本身却没有这样的漏洞。
区块链采用“最长链共识”解决如何记账的问题。换句话说，如果有两条链发生了分叉，那么全网节点会根据最长的那条链进行记账，抛弃较短的那条链。
而如果你想要修改的你的一条交易，可以采取51攻击的方式**：利用比特币网络采用PoW竞争记账权和“最长链共识”的特点，使用算力优势生成一条更长的链“回滚”已经发生的“交易行为”。
简单来说：当大家都在记载正确的区块链上的数据时（因此此时正确的链是最长链）你一个人拼命伪造一条错误的区块链，当你的算力达到全网的**51%**时，只要你持之以恒的一直伪造下去，就肯定某个时刻伪造出一条比正确的链更长的链。那么大家就会以你的这条链作为正确的链，而放弃之前记载的正确的链。
换句话说就是：只要爷足够牛逼，那么错的就不是爷，而是整个世界。

看上去好像也不是那么难，不就是算力”大一点”而已。
理论上来说，要执行51%算力攻击，首先需要拥有比网络其他矿工更强的算力。这意味着要有非常多的挖矿设备，大量挖矿设备本身就会消耗大量的资金。而且除了设备，还需要大量的电力能源消耗。由于电价上涨以及能源需求的增加，在过去几年里获得足够的电力来运营矿场变得愈发地困难。

而做的这么多步，也仅仅是为了修改一条你的交易记录。
换句话说就是：我是为了这瓶醋，才包的这顿饺子

4. 不可篡改：

诶，那么有的同学就会好奇了，我就不能直接篡改我的数据吗，为什么非要伪造那么长的一条链呢？我直接修改我的交易记录不就行了吗？
那这就涉及到了区块链的不可篡改性了。
首先什么是区块链结构呢？通俗的说就是：区块+链。（好似放屁）
区块：在区块链网络中，数据会以多条文件的形式进行打包放在一起，类似于将这些文件放入一个盒子里，故也称为数据区块。
链：指区块按照时间顺序进行排序，并通过前一区块和后一区块之间的哈希值进行串联而成，并非是真实的链条，而是一种比喻。

链接：区块链基础知识的归纳与总结
简单的说，区块分为区块头和区块体，区块体内存放着10分钟内系统中所进行的交易（为啥是10分钟呢，因为系统规定区块的产生时间为10分钟），区块头存放着前一区块的哈希值，时间戳，随机数等等。Merkle根是区块体内所有交易的hash树的根节点。常常被用来快速查验特定的交易是否存在。

那么什么是哈希值呢？哈希值就是每一个区块的一个特征值，将一个区块头的所有特征进行合并然后进行sha256算法得到的一个值。关于哈希值，有两个很重要的特点：
1：每个区块的哈希都是不一样的，可以通过哈希唯一标识区块。
2：如果区块的内容变了，它的哈希一定会改变。
关于如何具体计算本区块的哈希值的，请见链接：bitcoin计算Block Hash

简单来说，想要计算本区块的哈希值，就必须要用到前一个区块的哈希值，并且一直传递下去。
因此，如果我想修改我某一个区块的哈希值的话，那么我后面所有的区块的哈希全部会发生错误，就像多米诺骨牌一样。 那么大家都发生错误了，就往上回溯（别忘了区块链的开放性）找到第一个错误的区块，那么就找到了源头了。
简单点来说：就像大家都抄同一份答案，前面抄完传给后面抄，结果到你这里抄错了，导致后面所有人都抄错了，最后一核对答案，发现是从你开始错的，那你就是最开始篡改数据的人。

5. 匿名性：

大家可能会疑问，匿名性？前面不是刚说了开放性吗，区块链是高度透明的，怎么这里又说匿名性呢？其实这两者一点都不冲突。
在区块链中，信息的加密和解密是通过公钥和私钥的，公钥加密的东西可以用私钥解开，私钥加密的东西可以用公钥解开，而公私钥匙的最大区别就是，公钥是大家都可以看到的，就像java里的public类型，而私钥是不可见的，也就是private类型。

通过对上图的总结我们可以知道：私钥是一个随机的32位的数，采用椭圆曲线加密算法得到公钥，公钥进行hash运算得到公钥摘要，然后进行Base58得到账户的地址。

简单的来说：在区块链里，大家能看到的是你的账户地址和你的公钥，但是大家看不到你的私钥，就像大家都知道你的银行账户是啥，但是不知道你是谁。

诶，肯定又有聪明的同学要问了，那你私钥能推出公钥，公钥能推出地址，那我倒着推不就知道你的私钥了？可惜的是，上述的整个流程是不可逆的。也就是你不能通过我的账号来得知我是谁。这也是为什么现在比特币在黑市中很流行，因为比特币的交易你是抓不到人的，你只知道有个账户地址，但你不知道账户主人是谁。

（3）区块链的运作机制

诶，不知道大家有没有跟我一样的疑问哈，区块链的机制最基本的就是去中心化，大家都要记录每笔交易记录。有没有人想过，我tm凭啥给你记啊，我给你记账我不需要浪费我的资源吗？
这就涉及到区块链的激励机制了，以比特币举例，矿工会把每十分钟（前面提过）产生的交易打包到一个区块之中，一旦生成区块成功，矿工就会收到两种形式的奖励，也就是出块奖励和手续费，奖励过程是程序自动完成的。

1. 出块奖励：为了鼓励矿工的服务，对于其所记录和确认的交易，系统为矿工提供25个比特币作为奖励。（这个奖励数量，系统设定每4年减半）

2. 手续费：交易双方为了交易被区块链尽早记录会提供给矿工一笔交易费用作为激励。

也就是说，我给你记账是要钱的！但是可惜，这笔钱只有第一个生成区块成功的人才有奖励，后面的都是陪跑的，就跟抢答游戏一样。
那么抢答是算啥的，就是算这个区块的哈希值的，这个哈希值是要满足一定难度才可以的，就是通过之前说的一系列复杂的运算之后，要满足hash的前n位是零。n就是系统所控制的难度，当系统觉得目前产生区块的周期快于10分钟时，他就把n设置大些，增加计算hash的难度，反之同理。

那可能又有同学要提问了，那既然只有第一个人算出来的有奖励，后面的没奖励，那我干脆不算得了，我不生成这个区块了，我开摆了！（其实这就是我最初的疑问）
事实上，根据前面区块链的不可篡改性得知，我想生成下面这个区块的哈希，就必须要用到前一个区块的哈希值，就算你不想算这个区块的哈希值，那你也得把正确答案给我写上，不然的话，你都没办法参加下一个区块的哈希计算。是不是很巧妙？！

二、区块链到底能够干什么

前面大家已经了解到了区块链的基本性质和工作原理，那我们就来了解了解区块链到底能干啥。

1. 面向可编程货币的应用

那咱都知道的，区块链最初是干啥的，就是为了比特币的运行的，所以目前区块链最广泛，最成功的应用就是在于可编程的电子货币上。
可编程货币是一种具有灵活性的，并且几乎独立存在的数字货币。区块链构建了一个全新的数字支付系统，在这个系统中，人们可以进行无障碍的数字货币交易或跨国支付。
这个阶段的区块链也被称之为区块链1.0

具体实例：

1. 2019年6月18日下午5时，Facebook发布加密货币天秤币(Libra)，宣称其目标是募集100个参 与成员，每个成员注入资金1000万美元作为“初始储备”，今后每当有人通过Libra系统将普通 货币转换为“天秤币”，Libra储备金将“自动增加”，“天秤机构”将把储备金存入各国美元、 英镑、欧元、日元等的账户，以确保储备金的稳定和“天秤币”不至于像现有加密货币般高度不稳定 。

2. 2019年10月28日，中国国际经济交流中心副理事长黄奇帆在首届外滩金融峰会上表示，中国央行推出的数字货币是基于区块链技术做出的全新加密电子货币体系，将采用双层运营体系， 即人民银行先把DCEP兑换给银行或者是其他金融机构，再由这些机构兑换给公众.

2. 面向可编程金融的应用

如果说可编程货币是为了实现货币交易的去中心化，那么可编程金融就能实现整个金融市场的去中心化，是区块链技术发展的下一个重要纽带。与将区块链用作虚拟货币的支撑平台不同，区块链2.0的核心理念是把区块链作为一个可编程的分布式信用基础设施，用以支撑智能合约的应用。区块链的应用范围从货币领域扩展到具有合约功能的其他领域，交易的内容包括房产契约、知识产权、权益及债务凭证等。

这个阶段的区块链也被称之为区块链2.0

在金融中区块链的优势：

1. 减少中间环节，
2. 降低交易成本
3. 提高交易效率
4. 简化大量手工金融服务流程
5. 提升数据安全性.

1. 支付清算: 以个体银行为中心，时间长，易出错.

具体实例：

1. 2016年8月，微众银行联合上海华瑞银行推出 微粒贷机构间对账平台，这也是国内首个在生产环境中运行的银行业联盟链应用场景。

2. 随后，洛阳银行、长沙银行也相继接入机构间 对账平台，通过区块链技术，优化微粒贷业务中的 机构间对账流程，实现了准实时对账、提高运营效率、降低运营成本等目标。

所谓联盟链是一种区块链的形式，其特点是：各个节点只有通过授权后才能加入网络，网络的效率高
私有链也是一种区块链的形式，其特点是：开发者不希望任何人参与这个系统，因此建立一个只有被许可的节点才可以参与并看所有数据的私有区块链。例如私有机构、企业内部等。集体背书，系统效率较高。

链接: 区块链基础知识的归纳与总结

2. 跨境支付：以第三方支付公司为中心，记账周期长，交易手续费高

具体实例：

1. Ripple支付体系已经开始了实验性应用，主要为加氟联盟的成员商业银行和其他金融机构提供基于区块链协议的外汇转账方案。

2. 国内金融机构中，招商银行落地首个区块链跨境支付应用，民生银行、中国银行等也在推进项目。

其实以支付为主的金融区块链，本质上还是区块链1.0

3. 数字票据：中心化的数字票据面临真实性难保证，违规交易频发，信用风险较高等问题

具体实例：

1. 国际区块链联盟R3联合以太坊、微软研发了一套基于区块链的商业票据交易系统.

2. 2017年1月18日，海航集团下属供应链金融服务平台“海平线”，宣布国内首个票据行业区块链应用“海票惠”上线.该产品的上线，将大大提高票据流转的高效性和安全性.

4. 保险业务：传统的保险业务面临成本高、理赔难、效率低等问题.

在基于区块链的保险业务系统中，个人的健康状况、事故记录等信息可能会上传至区块链中， 使保险公司在客户投保时可以更加及时、准确地获得风险信息，从而降低核保成本、提升效率。
具体实例：

1. 国内的阳光保险于2016年采用区块链技术作为底层技术架构，推出了“阳光贝”积分，成为国 内第一家落地区块链应用的保险公司.

2. 中国平安、众安保险、中国人寿等多家保险公司也在推进区块链技术应用落地.

将所有的客户的个人信息等等都可以上传到区块链上，随时可看，而且无法进行修改，体现了数据的客观真实性，表现了区块链的透明性和不可篡改性的好处。

3. 面向可编程社会的应用

随着区块链技术的进一步发展，由于其具有去中心化及去信任的功能，区块链的应用将超越金融领域。区块链3.0不仅将应用扩展到身份认证、审计、仲裁、投标等社会治理领域，还将囊括工业、文化、科学和艺术等领域。通过解决去信任问题，区块链技术提供了一种通用技术和全球范围内的解决方案，即不再通过第三方建立信用和共享信息资源，从而使整个领域的运行效率和整体水平得到提高。在这一应用阶段，区块链技术将被用于将所有的人和设备连接到一个全球性的网络中，科学地配置全球资源，实现价值的全球流动，推动整个社会发展进入智能互联新时代。
这个阶段的区块链也被称之为区块链3.0

1. 区块链+电子医疗：

区块链电子病历将病人的诊疗记录加密的存放在区块链中，显著地促进医疗信息的共享， 创造了安全、可信和便捷的医疗记录，具有高度的完整性和可信性，保证了数据的有效性和安全性，使得医院、和医院之间能够实现连接并且及时无缝分享信息，而无需担心信息被泄露或者被篡改。

其实和之前的保险业务是一回事。
具体实例：

1. 国外如飞利浦医疗、Gem 等医疗巨头和Google、IBM等科技巨头都在积极探索区块链技术 的医疗应用，也有Factom、BitHealth、BlockVerify、DNA.Bits等区块链技术公司参与其中.
2. 国内，阿里健康与常州市合作了医联体+区块链试点项目，众享比特、边界智能等区块链 技术创业公司也在布局相关项目.

2. 区块链+ 能源管理：

能源部门如今开始意识到区块链的真正潜力。以太坊的发展在2015年催生了智能合约，为能源开发商提供了一种无需人工监督即可验证交易的方法。这不仅促进了点对点交易，而且还极大地增强了能源来源和分配方式的可追溯性。
所谓智能合约就是一种计算机协议，是以数字方式促进、验证或执行合同的谈判或履行。智能合同允许在没有第三方的情况下进行可信的交易。
简单来说，自动贩卖机就算是一种智能合约，你给钱，他吐货物，整个流程自动进行，不需要人为干预。突出的就是一个自动化。

分布式能源的发展带来的一个问题是微电网的管理以及与现有的中央电网之间如何平衡.区块链具有分布式账本和智能化的合约体系功能，能够将能源流、资金流和信息流有效地衔接，成为能源互联网落 地的技术保障。

具体实例：

1. 纽约初创LO3 Energy和ConsenSys合作，在纽约布 鲁克林区实现了一个点对点交易、自动化执行、 无第三方中介的能源交易平台，实现了10个住户 之间的能源交易和共享。
2. 国内也有一家能源区块链初创企业Energo Labs， 提供基于微电网和区块链的P2P清洁能源生产和交 易平台及解决方案，目前在菲律宾已经有落地的 试点项目。

3. 区块链+ 社会公益：

区块链上存储的数据，高可靠且不可篡改，天然适合用在社会公益场景.
公益流程中的相关信息，如捐赠项目、募 集明细、资金流向、受助人反馈等，均可以存放于区块链上，在满足项目参与者隐私保护及其他相关法律法规要求的前提下，有条件地进行公开公示。这也是体现了区块链的开放性和不可篡改性。通过对区块链的研究，可以追溯到每一笔资金的流向，让公益真正的得到落实。

具体实例：

1. 支付宝与公益基金会合作，在其爱心捐赠平台上线设立了第一个基于区块链的公益项目， 为听障儿童募集资 金，帮助他们“重获新声”.

4. 区块链+ 供应链：

在供应链中，区块链查看货物的来源地，并且跟踪物流信息，防止造假。
区块链技术在提供验证溯源服务的同时，还可以会提供大数据分析，精准营销获客等服务，以增加服务附加值。

具体实例：

1. 微软推出的区块链供应链项目Project Manifest也已经吸引了13家合作伙伴，行业涉及汽车零部件、医 疗设备等。
2. 在国内，众安科技推出了一项基于区块链技术的鸡养殖追踪系统。
3. 唯链(VeChain)开发了一个基于区块链技术的透明供应链平台，从奢侈品流通溯源入手，已经和10多个 行业客户展开合作。

5. 区块链 + 共享经济：

贡献经济本身就是去中心化的成功例子，但是由于信任问题，导致还是需要一个信任中介来维持。而区块链则可以很好的解决信任问题，两者属于天作之合！

具体实例：

1. 在共享经济领域，Airbnb、Uber和滴滴、 摩拜等都在开展区块链项目，希望提升 效率、降低成本。
2. 创业公司中，赑特数字科技推出了运 行在区块链上的物联网智能锁系统，以 此切入共享经济领域。

6. 区块链 + 公共服务&教育：

在公共服务、教育、慈善公益等领域，档案管理、身份(资质)认证、公众信任等问题都是客 观存在的，传统方式是依靠具备公信力的第三方作信用背书，但造假、缺失等问题依然存在. 区块链技术能够保证所有数据的完整性、永久性和不可更改性，因而可以有效解决这些行业 在存证、追踪、关联、回溯等方面的难点和痛点。
简单的来说，类似与以前的造假证，但是现在证书在区块链上，你没法造假。

具体实例：

1. 普华永道与区块链技术公司Blockstream、Eris合作提供基于区块链技术的公共审计服务。
2. 索尼基于区块链的教育信息登记平台，和数软件针对教育行业的区块链项目等。
3. BitFury与格鲁吉亚政府合作落地区块链技术土地确权。
4. 蚂蚁金服区块链公益项目。

小结：

其实无论是区块链1.0，2.0还是3.0，本质上都是利用区块链的不可篡改性，可溯源性和安全性，只是一步步将适用的领域不断扩展。从最初始的货币领域，到金融领域，再到社会领域。让区块链的特性和优点在社会的各个领域最大化的体现。

三、区块链的趋势：

趋势一：区块链行业应用加速推进，从数字货币向非金融领域渗透扩散

区块链技术作为一种通用性技术，从数字货币加速渗透至其他领域，和各行各业创新融合。一方面，IT阵营，从信息共享着手，以低成本建立信用为核心，逐步覆盖数字资产等领域。另一方面，加密货币阵营从货币出发，逐渐向资产端管理、存证领域推进，并向征信和一般信息共享类应用扩散。

简单来说，就是区块链从1.0走到2.0再走向3.0，也许未来还有4.0，5.0等等。

趋势二：企业应用是区块链的主战场，联盟链/私有链将成为主流方向

目前，企业的实际应用集中数字货币领域，属于虚拟经济。未来的区块链应用将脱虚向实，更多传统企业使用区块链技术来降成本、提升协作效率，激发实体经济增长，是未来一段时间区块链应用的主战场。

与公有链不同，在企业级应用中，大家更关注区块链的管控、监管合规、性能、安全等因素。因此，联盟链和私有链这种强管理的区块链部署模式，更适合企业在应用落地中使用，是企业级应用的主流技术方向。

简单来说，就是目前的区块链更具有公共性质，而未来的区块链可能更具有市场性质，也就是企业和部门要利用区块链进行监管和提高效率，因此很有可能以后的区块链的样式更像是联盟链和私有链。
这倒是与区块链去中心化的初衷背道而驰了，因为联盟链是半中心化而私有链则是中心化的。诶。果然万物都无法躲避资本的魔爪。

趋势三：区块链与云计算的结合越发紧密，BaaS有望成为公共信任基础设施

云计算是大势所趋，区块链与云的结合也是必然的趋势。区块链与云的结合，有两种模式，一种是区块链在云上，一种是区块链在云里。后面一种，也就是BaaS，是指在云服务商直接把区块链作为服务提供给用户。未来，云服务企业越来越多地将区块链技术整合至云计算的生态环境中，通过提供BaaS功能，有效降低企业应用区块链的部署成本，降低创新创业的初始门槛。

简单来说，云的作用就是为了整合资源，降低成本。将区块链与云结合就是降低了区块链的部署难度。（万物都可云结合）

趋势四：区块链竞争日趋激烈，专利争夺成为竞争重要领域

随着参与主体的增多，区块链的竞争将越来越激烈，竞争是全方位的，包括技术、模式、专利等多维度。未来，企业将在区块链专利上加强布局。2014年以来，区块链专利申请数量出现爆发式增长。区块链专利主要分布在北美洲的美国、欧洲的英国、亚洲的中国和韩国，未来将维持这类格局。中美专利差距在减小，中国2016年申请量已超越美国。可以预见，未来的区块链专利争夺将日趋激烈。
简单来说，就是在区块链领域，谁先拥有更多专利，谁就有更多的话语权。其实，无论什么先进的科技领域都是这样。

趋势五：可信是区块链的核心要求，标准规范的重要性日趋凸显

在未来以区块链为基础的价值传递网络上，我们将完全用算法和软件来构建信任基础。但这是远远不够的，还需要标准为区块链增信。未来，区块链的标准，将从用户的角度出发、以业务为导向，从智能合约、共识机制、私钥安全、权限管理等维度，规范区块链的技术和治理，增强区块链的可信程度，给区块链的信任增加砝码。

简单来说，由于区块链已经不再是原来那个简单的单一的货币交易网络，而是要面向社会各个领域。因此其安全性受到了前所未有的挑战，尤其是智能合约和共识机制，一旦出现问题，后果是不堪设想的。因为智能合约代码一旦部署就无法修改，并且其容错率极低。可以参考以太坊的Tho Dao事件。
链接：“智能合约”是什么？

趋势六：区块链技术与监管存在冲突，但矛盾有望进一步调和

区块链的**去中心化、去中介和匿名性等特性与传统的企业管理和政府监管体系不协调。**但也应该看到区块链给监管带来的机遇。未来企业将积极迎合监管需求，在技术方案和模式设计上主动内置监管要求，不仅要做到合规运作，还能大幅度节约监管合规的成本。同时，未来全球的监管部门也将拥抱区块链这项新的监管科技，用新科技提升政府监管效能。
简单来说，我们通过区块链溯源到某一个地方出问题了，比如我们看到公益领域里，有一笔钱的流向去了别处，那么这笔钱很可能有问题，但是由于区块链的匿名性，我们只知道有问题，但是抓不到人。所以就需要通过别的一些监管的手段配合区块链。

其实这一点说实话是我觉得最搞笑的，区块链最原始的初衷就是去中心化和匿名性，到最后不仅去中心化没了，匿名性也没了，最后就剩下一个完美的技术体系，但是失去他最开始的初衷。我觉得，嗯，还挺有讽刺意味的。
链接：区块链技术发展的趋势

总结

到这里，我的这篇文章就完结啦！总体还算是比较细致，比较通俗的讲解了区块链的定义和操作流程，对区块链的功能和趋势呢，也做了比较细致的分析（王婆卖瓜），希望能够帮助大家对区块链有所了解，加深对区块链的认识，激发对区块链的兴趣！最后希望大家能点赞支持一下！