区块链产业生态及发展趋势.pptx

区块链产业生态、存在问题及政策建议 |一文读懂新趋势 一、区块链技术原理和发展趋势 01| 区块链一种分布式记账方法 从技术上来讲，区块链是一种分布式的记账方法。 说到记账，我们经历了从实物记账向电子记账的演变。 实物记账分别经过泥板标记、甲骨刻字、竹板刻书、纸 质账本5个阶段， 在20世纪60年代半导体微处理器的诞生，打孔计算机的 出现，代表着记账进入了电子化时代。 随着20世纪70年代，IBM引领的大型计算机深入渗透至金 融行业，7*24小时的批处理替代了朝九晚五的人工记 账。 20世纪80年代至90年代的个人PC和局域网的发展，实现 了内部协同和远程服务。 随着互联网在21世纪初的兴起，无国界的跨境业务开始繁 荣， 随着梦网、3G、4G的代际跃迁，我们进入移动金融时代 ，开始用智能手机管理自己的电子银行。 与此同时，加密安全技术在20世纪80年代至21世纪初，也得 到了广泛发展，其中的哈希加密、椭圆曲线密码学、 HashCash工作量证明机制，以及P2P网络后来的发展，为区 块链，也叫分布式总账技术，典型了坚实的技术基础。 目前，区块链技术在金融科技（Fintech）领域里非常火爆， 在CFA进行的调研中，区块链仅次于机器人顾问，排名第 二。 02| 区块链的特点 区块链的定义是一种分布式数据库，通过去中心化、去信 任的方式，集体维护一个可靠数据库。 传统数据库的四种操作可以简写为CURD， C代表创建，U代表更新，R代表读取，D代表删除。分布式 数据库相当于是放弃了UD操作，也就是放弃更新和删除， 换来“无法篡改”和“不可抵赖”两个重要特点，依托P2P网络 提供的分布式端对端网络的特点，我将之归结为CROSS原 则。其中， R代表可追溯，依托区块彼此相连的链式结构，用户可以追 溯至最初交易来查看整个交易过程。 O代表开放，任何一个人都可以通过接入P2P网络来记账； 第一个S代表安全，基于密码学的安全通信，以及工作量证 明机制，无人可以篡改数据库中的数据； 第二个S代表稳定。系统中任何节点的退出，都不会影响整 个系统的稳定性，不会遇到中心化节点经常遇到的“单点故 障”问题。 因此，依托区块链技术，改变了现有的交易模式。在传统 交易中，商家和消费者彼此不信任，因此需要国家信用背 书或企业背书的第三方机构。基于区块链，逐步实现去中 心化、去中介的过程，实现消费者和商家之间直接支付， 极大地提升了交易效率，降低了交易成本。 02| 区块链的特点 区块链的特点包括去中心化、公开透明、安全可靠和 开放共识。其中， 去中心化是指区块链由众多节点共同组成一个端到端 的网络，不存在中心化的设备和管理机构。 公开透明是指区块链的所有数据信息也是公开的，每 一笔交易都会通过广播的方式，让所有节点可见。 安全可靠是指单个甚至多个节点对数据库的修改无法 影响其他节点的数据库，除非能控制超过51%的节点 同时修改。 开放共识是指任何人都可以参与到区块链网络，每个 节点都能获得一份完整的数据库拷贝。节点间基于一 套共识机制，通过竞争计算共同维护整个区块链。 03| 区块链的技术原语 区块链是主要运用了四个基础技术，分别是哈希运算（SHA256）、数字签名、P2P网络 和工作量证明（PoW）。 哈希加密算法，SHA256，是由美国国家安全局研发，由美国国家标准与技术研究院（ NIST）在2001年发布，属于SHA-2分支。将任何一串数据输入到SHA256将得到一个256 位的Hash值（散列值）。其特点：相同的数据输入将得到相同的结果。输入数据只要稍 有变化（比如一个1变成了0）则将得到一个千差万别的结果，且结果无法事先预知。 数字签名，是基于椭圆曲线加密技术的公私钥来实现。有这么两个概念很重要，第一， 公私钥是非对称加密技术，公钥和私钥不同，但是可以基于私钥生成公钥。第二是相关 性，公钥加密的，对应的私钥才能解密。私钥加密的内容，对应的公钥才能解密。数字 签名技术就是，我对传输文本进行摘要操作，也就是从“我爱北京天安门”这个字符串， 使用哈希算法，抽取出例如“天”这个字作为文章摘要，我把“天”字用私钥加密，作为数字 签名附在文本传输给对方。对方收到文件后，也对文本进行同样的哈希操作，得到“天” 字，再用公钥对我的签名进行解密，如果也得出“天”字，那么说明，整个传输是可信的 ，如果不是，则传输过程有可能受到了篡改。 P2P网络，根据比特币协议，区块链采用一种无结构的P2P网络。P2P网络分为有结构和 无结构两种，区别在于路由规则的制定方面。有结构的P2P网络，例如Chord，利用一 致性哈希表（DHT）构建每个节点的路由表。无结构的P2P网络代表是努特拉（Gnutella ），节点之间的路由靠广播的方式，也就是说，一个节点想查找一个文件，他就问他的 邻居有没有这个文件，他的邻居再问各自的邻居有没有，如此迭代。这样容易形成广播 风暴，因此，一般设置一个网络TTL，来限制广播传播的范围。 工作量证明机制（PoW），简单理解就是一份证明，用来确认你做过一定量的工作。工 作量是信任产生的基础。在区块链中，通过解决一个数学难题来证明自己的工作量。这 个数据难题就是，对一个数字串进行两次SHA256运算，如果得到的数，小于一个指定 的值，就算是成功。否则，要通过不断的尝试试错（学术上叫暴力破解），来求解这个 数。一般来说，指定的结果值，前面都是多个零开头，例如图中，对于固定的上下文， 随机数选择123456，得到的值小于指定值，算是解决了该数学难题。这是充分利用了 SHA256加密算法的伪随机性。 04| 区块链的分类 从区块链的发展来看，区块链经历了3个阶段， 首先是记录价值信息，例如记录比特币的历史交易信息，记录山 寨币的虚拟资产信息， 其次是记录商品服务的交易和位置信息，例如为管理产品交易和 服务开发应用程序，为共享经济的物权交易开发应用程序。 第三是制定未来的规则，这个是智能合约的阶段。 从智能合约以后，称之为区块链2.0时代，以前的称之为区块链1.0时 代。 从发展分类来看， 一类是证明机制，例如，竖轴将证明机制从工作量证明机制，改 为其他证明机制，例如，PoS股权证明机制，PBFT拜占庭容错机 制等。 一类是我们刚刚说的，记录对象的不同。 还有一类是入网许可的变动， 以前的区块链是共有链，允许所有人接入。 现在发展成联盟链和私有链，只有加入联盟的，才能链入区块链 ，或者直接在一个公司内部，部署区块链，叫做私有链。 最后，还有一种是混合链，即可以公有接入，也能够支持企业私 有化。 05| 演化趋势 区块链的演化方向，我们认为有两个重点方 向。 一个是侧链，通过SPV简单交易认证机制，让 比特币和其他账簿资产在多个区块链之间转 移。 还有一个是智能合约。其实，以前区块链1.0也 能使用脚本来实现一些逻辑，但是，这些脚本 不是图灵完备的，不能进行循环和条件判断， 所以，智能合约弥补了这个缺陷，是图灵完备 的编程语言，开启了区块链的另一个浪潮。 06|区块链的意义 区块链的意义可从三个方面来看。 一是学术意义，在无信任的环境下，在整个网络中的任意节点建立起 共识机制，而无需担心数据被篡改。 二是应用意义，随着数据库从集中式纵向扩展，向分布式横向扩展发 展，纵向扩展就是通过添加内存、存储和CPU，增强单台机器的性 能。这种纵向扩展会遇到吞吐量瓶颈等问题。分布式数据库通过横向 扩展，提升了吞吐量和计算效率，也开启了大数据时代。分布式数据 库主要分为以Storm为代表的流数据库，Hadoop为代表的批处理数 据库，以Spark为代表的内存数据库和以Neo4j为代表的图形数据库。 区块链的意义在于，增加了一个分支，基于时间轴的分布式数据库。 三是战略意义，基于创建信任的机器，促进价值的全球流动。左图是 区块链目前的节点分布图。如果说基于TCP/IP的第一代互联网实现了 信息的全球流动，像WWW和HTTP协议，区块链就是把各个机构和个 人，映射到虚拟世界，基于数学这种人类文明的最大公约数，汇集世 界上不同人群、不同权利群体的共识，实现了价值，或者说资产的全 球实时流动。 二、区块链的产业生态现状 01| 区块链的现状 全球已经有24多个国家正在投资区块链技术， 80%的银行将在2017年前启动区块链项目， 90多个中央银行加入了区块链讨论， 90多个公司加入了区块链联盟。 在过去三年里，区块链的风险投资超过了14亿美 元，产生了2500+的区块链相关专利。 02| 区块链的产值分析 截至2016年9月26日，一共有682种加密货币，总市值为$11,962,051,199 美元。其中，比特币占79%，以太坊占9%，Ripple和莱特币分别占2%， 并列前三。 区块链的风险投资在2015年第四季度出现了一个明显低谷，在2016年第 一季度出现回升。在谷歌趋势里，区块链搜索热度区域排名为印度第一 ，依次是澳洲、印尼、加拿大、英国和美国。这里特别需要注意的是， 谷歌目前没有中国的数据，暂时不知道中国和其他国家的搜索热度对 比。 因此，我们基于百度指数做了分析， 发现区块链的热度从2015年8月开始，一直呈上升趋势，与2015年10 月首届全球区块链峰会的宣传不无关联。 到2016年1月，央行宣布推出数字货币，虽然央行早就对数字货币有 专门团队研究，但仍然促使热词指数显著拉升。 直至2016年6月，全球闻名的、也是最大的众筹项目DAO被黑客攻击 ，最后通过硬分叉解决。区块链的价值受到了大众质疑，热词指数明 显下滑。 2016年8月，工信部发布区块链的两年规划，指数又开始反弹。 03| 各国对区块链的重视 联合国社会发展部（UNRISD）在2016年初发布 加密货币以及区块链技术在建立稳定金融体 系中的作用报告，提出了关于利用区块链技 术构建一个更加稳固的金融体系的想法，并认 为区块链技术在改善国际汇兑、国际结算、国 际经济合作等领域有着很大的应用发展空间； 国际货币基金组织也针对各国关注的数字货币 问题发布关于加密货币的探讨报告，对基 于区块链技术的加密货币的未来发展进行了具 体的分析和阐述。 04| 我国区块链产业生态 目前，我国的区块链产业主要围绕算力基础设施，辐射 数字货币，衍生至区块链应用这样一个渗透过程。 基础设施包括芯片矿机、矿池和云算力， 数字货币、钱包和交易所构成货币体系， 资产鉴证、金融服务、慈善等形成了丰富的应用生 态。 从发展趋势来说，矿机经历了CPU、GPU、FPGA，直 至现在通过ASIC芯片来定制挖矿，可以从矿机算力曲线 图看出，矿机的算力一直处在飙升的趋势。 数字货币中，美籍华人李启威是莱特币的创始人。我国 还有其他7余种国产数字货币，但都不太普及。 应用生态中，我国正从区块链1.0时代逐步跨入区块链 2.0时代，智能合约将得到广泛地应用。 05| 区块链向各行业渗透 三、存在问题 01| 区块链的三角悖论 区块链也会遇到分布式系统中的CAP原理，也 就是，在可分区、一致性、可及性三者间只能 满足其二。 中国人民银行的陈一希这篇文章提出了，区块 链在高效率低能耗、去中心化和安全三个方面 ，也能只选其二，存在“不可能三角”悖论。 02| 代码即标准 面对“代码即标准”的产业现实，我们对比特币区块链的 开源贡献进行了分析，发现在贡献代码最多的7个人中 ，没有一个是中国人。在Others门类里，200多位开源 贡献者中，也没找到一个中国人。 比特币区块链技术实现运行时“去中心”的同时，也强化 了设计时的“中心化”。一旦代码形成了规模，控制权将 掌握在少数程序员手中，到时候就该担忧我国在该领域 是否具有话语权了。 此外，当比特币区块链的挖矿成为一种产业，或者当有 国家力量参与时，其网络中“每个矿工机会均等”的假设 不再成立，例如目前比特币的“矿池”和“矿场”掌握了绝 大部分的算力，一台普通PC 机的算力从概率上来说要 200 年才能挖到一次矿，已经有向中心化发展的趋势。 03| 区块链的资源浪费 04| 技术集成创新谨防多症并发 区块链是多种已有技术（例如私钥加密 算法、P2P网络、工作量证明机制PoW 等）集成创新的结果，这些技术从诞生 至今已经十余年，虽然发现并改进了不 少弊端，但仍存在很多难以解决的问题 ，需要谨防这些弊端综合起来产生的严 重后果。 05| 区块链的安全问题 尚未成熟的区块链技术，也面临着平台安全、应用安全的严峻形势。 2011年6月，Allinvain被盗走了25000个比特币，成为比特币历史上 第一个因为黑客攻击而遭受重大损失的玩家。 2012年9月，比特币平台Bitfloor被一个黑客成功攻破，损失24000 个比特币，Bitfloor平台也于2013年4月被迫关闭。 2016年6月，基于区块链技术的全球最大众筹项目The Dao被黑客 攻击，导致价值6000万美元的360多万以太币被劫持，引起业内震 动和高度关注。 除此之外，依托区块链技术的比特币，由于其匿名特性，曾被广泛用 于洗钱、恐怖活动、毒品交易等非法活动，例如“丝绸之路”网站，不仅 仅允许用户使用比特币匿名交易，还采用“洋葱路由”（Tor）让追踪更 加困难。这种超级安全性滋生了诸如黑枪、毒品、信用卡资料、色情 服务和黑客服务等众多非法交易，最终被美国联邦调查局于2013年2月 捣毁。 四、政策建议 01| 政府 02| 行业协会 03| 科研院所 区块链只是数字货币技术的备选方案之一 央行科技司司长李伟日前在接受媒体采访时表示，