區塊鏈技術起源於中本聰2008年發表的基礎性論文《比特幣:壹種點對點的電子現金系統》。近兩年來，區塊鏈技術的研究和應用呈現爆發式增長趨勢，被認為是繼大型機、個人電腦、互聯網和移動/社交網絡之後的第五次計算範式的顛覆性創新，是繼血液信用、貴金屬信用和央行紙幣信用之後人類信用進化史上的第四個裏程碑。區塊鏈技術是下壹代雲計算的雛形，有望像互聯網壹樣徹底重塑人類社會活動的形態，實現從現在的信息互聯網到價值互聯網的轉變。區塊鏈的技術特點
區塊鏈具有去中心化、時序數據、集體維護、可編程、安全可信的特點。去中心化:區塊鏈數據的驗證、計費、存儲、維護和傳輸都基於分布式的體系結構，分布式節點之間的信任關系由純數學的方法建立，而不是由中心機構建立，從而形成壹個去中心化、可信任的分布式系統；時序數據:區塊鏈采用帶時間戳的鏈塊結構存儲數據，從而給數據增加了壹個時間維度，可驗證性和可追溯性強；集體維護:區塊鏈系統采用特定的經濟激勵機制，保證分布式系統中的所有節點都能參與數據塊的驗證過程(如比特幣的“挖礦”過程)，通過* * *識別算法選擇特定節點向區塊鏈添加新塊；可編程:區塊鏈技術可以提供靈活的腳本代碼系統，並支持用戶創建高級智能合約、貨幣或其他去中心化應用；安全可信:區塊鏈技術采用非對稱密碼技術對數據進行加密，同時依靠分布式系統各節點的工作量證明等知識算法形成的強大計算能力抵禦外部攻擊，保證區塊鏈數據不可篡改和偽造，因此具有很高的安全性。區塊鏈和比特幣比特幣是目前為止最成功的區塊鏈應用場景。區塊鏈技術解決了比特幣系統在數字加密貨幣領域長期以來不得不面對的雙重支付問題和拜占庭壹般問題。與傳統中央機構(如央行)的信用背書機制不同，比特幣區塊鏈形成了軟件定義的信用，這標誌著從集中的國家信用到分散的算法信用的根本轉變。近年來，憑借先發優勢，比特幣現已形成涵蓋發行、流通和金融衍生工具的完整生態系統和產業鏈，這也是其長期占據大多數數字加密貨幣市場份額的主要原因。區塊鏈的發展脈絡和趨勢
區塊鏈技術是壹種通用的底層技術框架，可以給金融、經濟、科技乃至政治帶來深刻的變革。按照目前區塊鏈科技的發展，區塊鏈科技將經歷以可編程數字加密貨幣系統為主要特征的區塊鏈1.0模式、以可編程金融系統為主要特征的區塊鏈2.0模式和以可編程社會為主要特征的區塊鏈3.0模式。但上述模式實際上是並行發展而非進化，區塊鏈1.0模式的數字加密貨幣體系還遠未成熟，離其全球貨幣壹體化的願景實際上更遠更難。目前，區塊鏈領域已呈現出明顯的技術和產業創新驅動的發展趨勢，相關學術研究嚴重滯後，亟待跟進。區塊鏈的基本模型和關鍵技術
壹般來說，區塊鏈系統由數據層、網絡層、知識層、激勵層、契約層和應用層組成。其中，數據層封裝了底層數據塊以及相關的數據加密和時間戳技術；網絡層包括分布式組網機制、數據分發機制和數據驗證機制。* * *知識層主要封裝網絡節點的各種* * *知識算法；激勵層將經濟因素融入區塊鏈技術體系，主要包括經濟激勵的發放機制和分配機制；契約層主要封裝各種腳本、算法和智能契約，是區塊鏈可編程特性的基礎；應用層封裝了區塊鏈的各種應用場景和案例。在該模型中，基於時間戳的鏈塊結構、分布式節點的* * *知識機制、基於* * *知識的經濟激勵和靈活可編程的智能契約是區塊鏈技術最具代表性的創新。區塊鏈技術的應用場景
區塊鏈技術不僅可以成功應用於數字加密貨幣領域，在經濟、金融、社會系統中也有廣泛的應用場景。根據區塊鏈技術的應用現狀，本文將區塊鏈的主要應用概括為六個場景:數字貨幣、數據存儲、數據認證、金融交易、資產管理和選舉投票。數字貨幣:以比特幣為代表的數字貨幣本質上是由分布式網絡系統產生的，其發行過程不依賴於特定的中心化機構。數據存儲:區塊鏈的高冗余存儲、去中心化、高安全性和隱私保護等特點，使其特別適合存儲和保護重要的私有數據，避免因集中式機構受到攻擊或權限管理不當而導致的大規模數據丟失或泄露。數據認證:區塊鏈數據由* * *節點進行時間戳、驗證和記錄，不可篡改和偽造。這些特點使得區塊鏈廣泛應用於各種數據公證和審計場景。例如，區塊鏈可以永久安全地存儲政府機構頒發的各種執照、登記表、許可證、證書、證明和記錄。金融交易:區塊鏈技術和金融市場應用有非常高的契合度。區塊鏈可以在去中心化的體系中自發產生信用，建立不需要中心機構信用背書的金融市場，從而在很大程度上實現“金融脫媒”；同時，利用區塊鏈的自動智能合約和可編程特性，可以大大降低成本，提高效率。資產管理:區塊鏈可以實現有形資產和無形資產的確認、授權和實時監控。無形資產管理已廣泛應用於知識產權保護、域名管理、積分管理等領域；在有形資產管理方面，可以結合物聯網技術，形成“數字智能資產”，實現基於區塊鏈的分布式授權和控制。選舉投票:區塊鏈可以低成本、高效率地實現政治選舉、企業股東投票等應用，可以廣泛應用於賭博、市場預測、基於投票的社會制造等領域。區塊鏈技術存在的問題
安全威脅是區塊鏈迄今面臨的最大問題。其中，基於PoW***知識過程的區塊鏈主要面臨51%攻擊的問題，即節點通過掌握全網51%以上的計算能力，可以成功篡改和偽造區塊鏈數據。其他問題包括新興計算技術破解非對稱加密機制的潛在威脅和隱私保護問題。區塊鏈效率也是制約其應用的重要因素。區塊鏈要求系統中的每個節點都要保留壹份數據備份，這對於日益增長的海量數據存儲來說難度極大。雖然輕量級節點可以部分解決這個問題，但是適合更大規模的工業級解決方案仍然需要開發。目前比特幣區塊鏈每秒只能處理7筆交易，交易確認時間壹般為10分鐘，極大限制了區塊鏈在金融系統大部分高頻交易場景中的應用。PoW***識別過程高度依賴於區塊鏈網絡的節點貢獻的計算能力，主要用於解決SHA256哈希和隨機數搜索，但不產生任何實際的社會價值。所以壹般認為這些算力資源是“浪費”的，浪費了大量的算力資源。如何有效匯集分布式節點的網絡計算能力來解決實際問題，是區塊鏈技術需要解決的重要問題。區塊鏈網絡作為壹個去中心化的分布式系統，在交互過程中其節點之間必然會存在競爭與合作的博弈關系，比如比特幣礦池的分塊攔截攻擊博弈。區塊鏈的* * *知識過程本質上是壹個眾包過程。如何設計壹種激勵相容的* *知識機制，使分散系統中的自利節點自發實現對塊數據的驗證和核算，增加系統中非理性行為的成本，以遏制安全攻擊和威脅，是區塊鏈需要解決的重要科學問題。智能合約和區塊鏈技術
智能合約是壹組情景響應編程規則和邏輯，它是部署在區塊鏈上的分散且可信的程序代碼。通常智能合約在各方簽署後，以程序代碼的形式附加在區塊鏈數據(如壹筆比特幣交易)上，經過P2P網絡傳播和節點驗證後記錄在區塊鏈的特定區塊中。智能合約封裝了預定義的狀態和轉換規則、觸發合約執行的場景(例如在特定時間到達或發生特定事件)，以及特定場景下的響應動作。區塊鏈可以實時監控智能合約的狀態，通過檢查外部數據源並確認滿足特定觸發條件來激活和執行合約。智能合同對區塊鏈科技來說意義重大。壹方面，智能合約是區塊鏈的激活器，賦予靜態的底層區塊鏈數據靈活可編程的機制和算法，為構建區塊鏈2.0、3.0時代的可編程金融體系和社交體系奠定基礎；另壹方面，智能合約的自動化和可編程性使其能夠封裝分布式區塊鏈系統中各節點的復雜行為，成為區塊鏈組成的虛擬世界中的軟件代理機器人，這有助於推動區塊鏈技術在各種分布式人工智能系統中的應用，使構建基於區塊鏈技術的各種去中心化應用成為可能。Dapp)、去中心化自治組織(DAO)、去中心化自治公司(DAC)、甚至去中心化自治社會(DAS)成為可能。區塊鏈和智能合同技術的主要發展趨勢是從自動化向智能化演進。現有的大多數智能契約及其應用仍然基於預定義場景的“如果-那麽”類型的條件響應規則，這些規則可以滿足當前自動化交易和數據處理的需要。未來的智能合約應該具備根據未知場景進行“假設”推演、計算實驗以及壹定程度的自主決策等功能，實現從目前的“自動化”合約到真正“智能”合約的跨越。區塊鏈驅動的平行社會
近年來，出現了壹種基於CPSS(網絡-物理-社會系統)的平行社會，其核心和本質特征是現實與現實的互動和平行進化。區塊鏈是實現CPSS平行社會的基礎設施之壹。其主要貢獻是為分布式社會系統和分布式人工智能研究提供了有效的去中心化數據結構、交互機制和計算模式，為實現並行社會奠定了堅實的數據基礎和信用基礎。就數據基礎而言，管理學家愛德華·戴明曾經說過:除了上帝，每個人都必須用數據說話。而在壹個集權的社會體系中，數據通常掌握在政府、大企業等“少數人”手中，其公平性、權威性甚至安全性都未必能得到保障。區塊鏈數據由高度冗余的分布式節點存儲，掌握在“每個人”手中，可以實現真正的“數據民主”。就信用基礎而言，中央集權的社會系統由於其工程復雜性和社會復雜性較高，必然具有“默頓系統”的特征，即不確定性、多樣性和復雜性，社會系統中的中央機構和規則制定者可能因為個體利益而失信；區塊鏈技術有助於實現軟件定義的社交系統。其基本思想是消除集權機構，將區塊鏈數據中不可預測的行為以智能合約的程序化代碼的形式提前部署和固化，事後無法偽造和篡改並自動執行，從而在壹定程度上可以將“默頓”社會系統轉化為可以全面觀察、主動控制和準確預測的“牛頓”社會系統。ACP(人工社會、計算實驗和並行執行)方法是迄今為止並行社會管理領域唯壹系統完整的研究框架，是復雜性科學在並行社會環境新時代的邏輯延伸和創新。ACP方法可以與區塊鏈技術自然結合，實現區塊鏈驅動的並行社會管理。首先，區塊鏈的P2P網絡、分布式知識合作和基於貢獻的經濟激勵是分布式社會系統的自然建模，其中每個節點都將是分布式系統中的壹個自主和自治的代理。隨著區塊鏈生態系統的完善，區塊鏈中的所有節點以及日益復雜和自治的智能合約，將通過參與各種形式的Dapp，形成特定組織形式的DAC和DAO，最終形成DAS，即ACP中的人工社會。其次，智能合約的可編程性質使區塊鏈能夠進行各種“假設”類型的虛擬實驗設計、場景推演和結果評估，並通過這種計算實驗過程，可以獲得最優決策並自動或半自動執行。最後，區塊鏈與物聯網結合形成的智能資產，使現實物理世界與虛擬網絡空間的連接成為可能，通過真實與人工社會系統的虛實互動、並行調諧，實現社會管理與決策的協同優化。不難預見，當未來真實物理世界中的物理資產被註冊為鏈條上的智能資產時，就是區塊鏈驅動的平行社會到來的時候。