摘要：区块链作为一种网络数据库、一种使用区块记录交易信息的账本，本质上是一种分布式公共账本，即以密码学为基础构建的一系列链式数据结构并保证其不可篡改和不可伪造。区块链不是一种单一技术或框架，而是对互联网时代技术和平台的分布式重构。区块链技术是一种将数据进行加密并打上时间戳，数据根据时间戳次序形成数据链，并以分布式的方式进行存储数据的一种技术。这种技术涵盖了点对点传输、共识机制、加密算法、分布存储等多种前沿计算机技术，并具有去中心化、不可篡改、可追溯和集体维护的特点。基于这些特点，区块链技术在征信管理、跨境支付结算、供应链金融、统一用户账户体系、数据共享平台、资产证券化、法定数字货币、金融市场服务、银行资产托管系统等多个领域突显效用。尽管区块链技术具有更新频率低、有效监督难等问题，但一旦突破诸多技术性和非技术性难题，区块链技术将孕育并革新各类底层技术平台，深度改变诸多领域的行业生态，进而推动整个人类经济社会生活的重大变革。
关键词：区块链;区块链技术;分布式重构;去中心化;不可篡改
近年来，“区块链”及其相关概念均受到大众广泛关注，并被定义为极有可能成为新一轮产业革命的基础。迄今为止，区块链技术已历经三个发展阶段，并且在不同领域取得了一定进展。
然而，虽然我们已经在区块链的实践上取得了一些成果，但我们现今对它的应用也还只是冰山一角。区块链还有很大的价值有待发掘。
一、区块链的本质、技术特点及分类
(一)区块链的本质
区块链技术的起源来自比特币。2008年11月，中本聪发表了《比特币：一种点对点的现金支付系统》一文，阐述了他对电子货币的新构想。2009年，中本聪在区块链的基础上，创建了比特币，它不受任何央行和金融机构约束，同时，第一个区块诞生，该区块又名“创世区块”。2010年7月，比特币交易所Mt.Gox成立，比特币的价值被世界认可。2015年11月，NASDAQ同Chain就私营企业股票发行及交易平台进行合作，该平台基于区块链技术完成了全球第一笔私募股权区块链交易。同年12月，美国纳斯达克首次在个股交易上使用区块链技术。与此同时，区块链联盟R3CEV成立，该联盟吸引了全球40家金融巨头。2016年可以说是“区块链元年”。
区块链就是通过标准算法，并且使用加密技术将数据压缩为一个64位字节的代码，称为“哈希”或者“散列”。这个数据可以代表一个记录、一笔资产、一项交易等等，将其同真实世界联系起来。由于哈希值难以解密，同时区块链的数据记录都会盖上一个时间戳，这样就确保了记录数据与真实世界交易的完全对应。
简而言之，区块链的本质就是一种基于密码学原理构建的分布式网络数据库，是一个使用区块记录交易信息的账本，这个账本具有严格的记账规则。每个用户节点都可以查看账本上的记录，但是其中的记录内容没有人可以修改。
(二)区块链的分类
区块链根据去中心化的程度分为公有链、私有链和联盟链。
公有链是完全去中心化的区块链，它的所有参与者都可以在链上读取和发送交易，而且都可以竞争记账权。公有链可以保护用户免受开发者特权的影响，其中的数据都是公开可读取的，但是由于参与者数量众多，交易速度会受到一定影响，其中的代表就是比特币、以太坊等。
私有链则是需要预先设定满足条件的参与者和记账人区块链，区块是否生成需要所有记账人共同决定。其他的参与交易的节点不具有记账权。私有链去中心化程度低于公有链，存在成员联合欺诈的风险。由于它的运行和维护成本较低，交易速度较快，因此得到了广泛应用。
联盟链是由公司或者私人控制的，其记账权不公开且只记录内部数据，读取权限的限制与开放由拥有者决定。联盟链拥有极快的交易速度，强大的隐私保障，交易成本很低，且有利于内部审计，一般应用于企业中心化系统上链。
(三)区块链技术特点
区块链技术具有弱中心化、不可篡改、可追溯和集体维护的技术特点。
弱中心化的特点又称分布式特点，它使得区块链网络中的众多节点可以自由链接，发生包括资产和信息的交换。每个区块链中的节点都保存着完整的总账，交易发生后，链上的全部计算机都会同步更新相关数据。在这个过程中省略了第三方机构，例如在转账中的银行。而不可篡改的特点是利用了密码学原理、时间戳等技术，用随机散列算法(哈希算法)对区块内的数据进行加密。同时，通过公钥、私钥不同的非对称加密法来保证节点用户的信息安全，如图1。并且根据区块链信息全网广播的机制，若攻击者意欲更改交易数据，其付出的努力可能远大于成为一名诚实参与者。
至于可追溯的特点，我们一样可以由图1得出。在每一个区块的区块头，都记录了前一个区块的HASH值，这就保留了从第一个区块开始的所有数据，区块链上的任意一条记录都可以通过其链式结构追溯本源。而区块链的集体维护特点则源自其独特的记账方式。区块链的记账参与方应当由多个利益不完全一致的实体组成，并且在不同的记账周期内，由不同的参与方主导发起记账(轮换方式取决于不同的共识机制)，而其他的参与方将对主导方发起的记账信息进行共同验证。
二、区块链技术的演进
自2009年诞生以来，新兴的区块链技术已经经历了三个不同的发展阶段。
第一阶段：2009~2014年“区块链1.0”阶段，是区块链出现的初期。该阶段区块链主要应用在数字货币上，从比特币诞生、第一个公允汇率出现、交易平台成立，到世界各国开始认识到比特币的价值，比特币作为一种支付手段成为唯一的统治代币。同时，像莱特币、以太币等不同的虚拟货币也开始崭露头角。此时的区块链构建了一种去中心化的数字支付系统，与当时的依赖中心的支付体系相比，更加安全、高效、便宜。为解决对中心体系的不信任而产生并发展的区块链技术，此阶段呈现出对抗性，即对抗既有体系及思想。
第二阶段：2014~2017年“区块链2.0”阶段，区块链技术产生了一些支付之外的应用，并开始向金融领域扩张，因此呈现出金融性，比如点对点交易、智能合约、众筹、产权记录和保存等。与此同时，人们开始对智能合约以及通用的区块链产生兴趣，例如以太坊。任何人都可以基于以太坊构建和使用运行于区块链技术之上的去中心化应用。
第三阶段：在2017年以后的“区块链3.0”阶段，区块链技术成为了“万物互联”的一种最底层的协议。区块链技术开始从金融领域向外扩张，大规模产生区块链的主流应用，例如身份认证、医疗、仲裁、投票等，这也正是“区块链技术”对传统行业的革新性。
三、区块链技术落地的条件及应用空间
区块链经过了数年的发展，毫无疑问，技术的改进使得现有的区块链拥有了更多的落地场景，区块链技术本身并不是一个全新的技术，而是由多个现有技术组合而来，它所带来的不可篡改性、分布式等特性使得其在一些实际应用领域有很好的落地场景，但由于发展时间比较短，一些方面(诸如信息隐匿性)仍未成熟，这些也限制了区块链技术在一些应用场景的落地。在现有的技术条件下，它的落地是有一定的场景选择的。
结合区块链的特性，区块链技术主要用于采用低成本方式解决信任问题，基于此，区块链技术的落地需要满足以下一些条件，才能发挥出区块链本身优势。
1.场景需要多方参与。有多方参与才会有信任问题，如果参与方仅仅只有一方，本质上就没有信任问题的产生。
2.多方需要协调完成同一项业务。一项业务(或者交易)本身，如果仅仅需要一方决策或者同意就可以完成，这样的业务要求仅需一个中心化决策就可以达成。
3.复杂交易。通常来说，一个交易总是需要至少两方参与，一些更复杂的交易可能还需要更多的参与方或者更多的流程，这些流程在执行过程中，在不同的步骤需要不同的参与方(每个步骤可能并非全部参与方)，需要利用区块链的特性确定需要的参与方一定参与了，同时不需要的参与方一定没有参与。
4.多方确认。账本本身由单一账本向分布式账本迁移，目的是将之前由一个账本做出的决策，向多个账本达成共识来转化，这从根本上说，是一种确权方式的转化。
5.可追溯性。这个特性涉及到账本的设计目标，现有中心化系统的账本一般采用单边账(即流水账)或复式记账，而区块链系统更多地采用UTXO，当然也有采用余额+state的方式(Ethereum)，但无论如何，由于区块链需要多方确认账务的正确性，对它的账本要求，总是需要进行快速溯源的，这点，在现有账本技术中(复式记账)也可以完成，但效率不高，因此，实时的账务数据的追溯本身通过现有技术很难达成。
6.一些单纯目标的应用场景。如存证，只是利用区块链进行数据存储，保证其不被篡改，这样的应用其实也可以有其他的技术方案进行替代，本质上并非一定要使用区块链来解决。
从这几个方面的判断而言，我们选择了以下一些典型应用场景来探究区块链的落地境况。
(一)征信管理
长期以来，征信数据交易无法从纸质协议向电子化协议作出突破，其主要原因在于数据无法综合流通、加工以及使用，并且难以在二次交易时稽核和管控。由于区块链技术使其交易公开、安全、可信、难以篡改，征信数据交易有了数字化发展的可能。私有链或联盟链可以让数据供方对征信数据需方授权然后读取，数据可以在采集与加工的同时，对授权文件进行同步流通与校验，从而实现校验授权的真实性，并达到二次交易稽核及管控的目的。将区块链技术引进征信管理，使用方可以不用改变现存的业务流程，而且可以随时获取实时更新的数据。
使用区块链技术进行征信管理，可以在保障数据安全私密的基础上进行有限可控的数据共享以及信用验证。联盟链对各个征信相关行业共享交易数据，构建征信数据共享交易平台，使参与者大大减小了成本、控制了风险，并且加速了信用数据的存储、流通和交易。随着区块链技术的成熟以及对其应用的不断探索，未来在征信数据交易领域区块链将发挥更大的作用。
(二)跨境支付结算
区块链技术的分布式账本特点，有效地解决了上文提到的跨境交易的高成本、低效率问题。成立于2012年的Ripple就是基于区块链技术提供跨境支付服务，它使用云联网时代的基础架构协议，让不同的支付体系进行交流，这就使银行无需通过代理银行可实现直接、即时的交易，降低总结算费用。Ripple表示，自己的技术能让银行在支付中减少33%的成本，数秒内即可完成交易。国内目前已经有民生银行、招商银行和平安集团等先后加入R3等国际区块链组织，参与标准的统一制定与合作。同时各大银行都在加强自身技术的研发与应用，在不同的领域进行积极尝试。目前，通过应用首创区块链直联跨境支付技术，招商银行实现了首单应用跨行支付，即国内的南海控股有限公司通过永隆银行向其在香港同名账户实现跨境支付，这在国内区块链金融应用领域具有里程碑意义。另外，2017年11月3日，招商银行西安高新科技支行通过招商银行总行自主研发的区块链直联跨境支付应用技术，成功完成一笔美元跨境支付业务。
(三)供应链金融
传统的供应链金融以供应链上的核心企业为中心，集中管理与其相关的上、下游企业的商流、资金流、物流和信息流，以自偿性贸易融资的方式，对供应链上下游企业提供综合性金融产品和服务。这既有利于企业融资，又有利于银行管理风险。然而，在实际操作过程中，多级供应商在传统供应链金融模式下依然面临融资难的问题，其原因主要源于：
一是一级以上的供应商或者经销商，无法满足资金端的贷款要求，无法提供资金端需要的抵押物。
二是核心企业应收账款本身是可以充当抵押物的，但又存在对应收账款确权的问题，这里就是一个多方参与的问题。
三是传统的票据包含商业承兑票据和银行承兑票据，两种票据本质上都是需要经过银行才能发行的，并且本质上是无法拆分的，电子票据的发展就是为满足这样的需求而出现的。
从以上的描述来看，它满足我们前面描述的区块链落地的几个重要的参考指标，即多方参与、复杂交易、共同见证。
而将区块链技术引入供应链金融，则有利于解决现存的问题，推动供应链金融更加成熟。对于多方参与的供应链金融，区块链依托分布式账本、加密账本结构、智能合约等核心技术，为解决以上问题提供了很好的方案[1]。
在整个应收账款供应链金融方案中，有几个重要的步骤可以借用区块链技术得以在流程中进行优化：
1.应收账款的开立。应收账款的开立过程需要多个机构的参与，以便对应收账款进行共同见证。应收账款本身其实是一个合同条款，多方(通过多岗位)要在应收账款的各个属性中确立自身的权利和义务，而这些步骤在放入区块链中以后，就会以UTXO的形式被记录下来，并且无论是核心企业、资金端还是多级供应商、经销商都可以使用一致性账本来保障这些申明的权利和义务。
2.应收账款的转让。由于在整个流程中存在复杂的交易，应收账款的转让就意味着权利和义务的转移，这种情况下，各参与方需要首先确认应收账款的真实性和正确性，这里需要对应收账款进行溯源确权，这就意味着多方进行参与并将确权的流程在区块链中记录并达成共识。由于多方参与的不确定性，这里需要完成对转让的智能合约的编写，并且在区块链共识层通过智能合约完成多方的共识。
3.应收账款的拆分。由于多级供应商和经销商的存在，核心企业开立的应收转款本身需要在各级供应商和经销商之间进行拆分，各级供应商和经销商正是用这些拆分的应收账款向资金端申请融资。这里需要对应收账款本身进行溯源确权，同时，还需要通过UTXO的账本技术确保不能“一单多融”，在区块链技术中，这就是保证不能“双花”。
4.应收账款的融资。应收转款的供应链金融的最核心的目标，就是让各级供应商和经销商可以通过核心企业开立的应收账款本身向资金端申请融资，这些已经被拆分的应收账款首先需要进行确权，同时，在融资流程中还需要多方对融资的具体属性进行确认。比如，核心企业对于每个层级不同的供应商和经销商其对应的融资成本可能是不同的，这就需要在融资过程中让资金端和核心企业共同对融资成本达成一致，并且在达成一致以后，将这些数据写入区块链，同时，在区块链上还会对这些应收账款的余额进行多方的一致性判断，以此来保证各方对这笔融资的所有属性都达成了一致。同时，还需要将融资过程中的所有各方进行的确认和协商的行为也进行记录。任何一方都不会拥有分类账的所有权，也不可能为牟取私利而操控数据[2]，加上交易进行过加密，并具有不可改变的性质，所以分类账不会受到损害。此外，基于区块链技术的供应链金融业务将能大幅减少人工的介入，目前将通过纸质作业的程序数字化[3]。所有参与方都能使用一个去中心化的账本分享文件，并在达到预定的时间和结果时自动进行支付，这可以极大地提高效率及减少人工交易可能造成的失误。
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摘 要 区块链是比特币底层的核心技术, 展示了在自组织模式下实现大规模协作的巨大潜力, 为解决分布式网络中的一致性问题提供了全新的方法. 随着比特币的广泛流通和去中心化区块链平台的蓬勃发展, 区块链应用也逐渐延伸至金融、物联网等领域, 全球掀起了区块链的研究热潮. 然而, 区块链为无信任的网络环境提供安全保障的同时, 也面临安全和隐私方面的严峻挑战. 本文定义了区块链系统设计追求的安全目标, 从机制漏洞、攻击手段和安全措施三方面对区块链各层级的安全问题进行全面分析, 提出了区块链的平行安全概念框架, 并总结未来区块链安全问题的研究重点. 本文致力于为区块链研究提供有益的安全技术理论支撑与借鉴.
