区块链技术与应用

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1.1 区块链与智能社会

  • 信息技术的发展已分别推动了人类社会的数字化,信息化与互联化的发展进程,当前正进入智能化社会发展期。
  • 新兴发展的5G、量子计算、云计算、物联网、人工智能、区块链等新兴IT技术,将支撑人类社会迈入智能社会。
  • 区块链作为之恶能社会的关键支撑技术之一,其核心价值是实现社会关系运行的智能化,具有巨大的产业发展机遇。

1.2 区块链概念与体系

  • 社会关系要正常有序和良性运行,关键是这些关系是可信的。
  • 传统信任,无论是熟人信任,还是制度机构信任;本质都是建立在对人的信任基础上。
  • 区块链是一种新型的新人模式,这种模式是社会关系的信任是构建在高度稳定的IT技术基础设施--机器和算法之上。
  • 系统化体系性认识区块链包括四个维度:
    • 哲学维度
    • 社会学维度
    • 应用维度
    • 技术维度

1.3 区块链的哲学基础

  • 哲学是根本的学问,是一切学问之母
    • 马列主义哲学→辩证唯物→历史唯物论
  • 基于辩证唯物论,我们可知传统信任构建在具有不确定的意识之上,区块链信任构建在确定的物质基础上,因而区块链信任具有更高的客观性,可靠性与安全性。
  • 从历史唯物论出发,随着智能社会生产力的全面智能化,必将推动生产关系的全面智能化,从而构建智能社会的智能化生产方式。

1.4 区块链的社会学意义

  • 近代共产主义运动极大地促进了人类社会向更公平社会迈进,当今互联网寡头经济已孕育的推动互联社会变革的基础矛盾。
  • 当今全球社会治理、互联社会经济阶层分割及固化,使阶层流动越来越小,不利社会竞争力提升和社会创新,并不断积累阶层矛盾,对社会稳定不利。
  • 基于区块链的信任基础设施,有利于建立更加公平的透明开放的社会治理体系,并推地形成全新的社会经济形态--价值共同体,从而推动社会阶层形态由金字塔结构向纺锤形结构演变。

1.5区块链应用综述

  • 区块链技术体系构建的几大关键技术特征:
    • 非对称密钥体系实现去信任
    • P2P网络实现去中心
    • 共识机制实现社群的统一
    • 块链式数据实现数据的不可篡改
  • 基于区块链的典型技术特征,区块链可应用的典型场景包括:
    • 资产的区块链化
    • 社群自治(商业模式,合作形态自定义)或新型商业模式
    • 新型经济,治理组织
    • 存证
    • 自动合约
    • 物联网

2.1资产及其区块链化

  • 资产的核心要素包括:
    • 控制权→价值(价格)→流动性
    • 传统资产管控体系与模式存在:
      • 资产所有权失控
      • 流动性缺乏
      • 品质保证依赖品牌
      • 供需失衡

通过对资产进行区块链化改造,可以:

  • 提升资产的流动性,价值根源于品质形成过程

  • 用户基于资产所有权实施更有效的管控

  • 以需定产,获得更好的供需平衡,避免浪费与共给不足

  • 区块链与传统信任,物联网有效结合,可解决区块链链上资产与链下资产的一一匹配

2.2商业模式与区块链

  • 传统商业架构,消费者为中介渠道支付了大量费用,这些费用主要花费在营销,广告,包装与渠道费用上,致使产品创新与品质保障所获支持有限。
  • 互联网商业架构,平台运营商垄断了商业运作中的资金、流量、数据,内容/商品提供商、消费者成为平台生态中最弱势环节,抑制了创新,并使品质保障困难。
  • 区块链商业架构,最大化地消除了中介,各方更易达成P2P的平台等合作关系,内容/产品提供商、消费者在区块链商业生态中的地位大大增强,这有利于促进创新和保证产品品质。

2.3区块链与经济组织

  • 公司作为传统经济组织的基本单元,由于其产生,公司决策、经营、治理等活动中高度依赖于人。使在公司的生命活动中呈现出诸多的问题与矛盾,这些问题与矛盾的存在,就意味着绝大部分公司的命运最终一定是消亡。
  • 基于区块链信任的新经济组织--价值共同体,可消除传统公司治理中的诸多问题与矛盾。并由于经济组织与消费者的合一,若代码管理、更新规则适当,则价值共同体的自我进化与完善将使这类新经济组织永生。

2.4区块链存证

  • 传统证明体系具有如下问题
    • 受权威机构人为影响较大
    • 假证泛滥
    • 证明成本较高
    • 防伪成本高,携带不便
    • 假冒、借用证件广泛等问题
  • 区块链存证具有
    • 防伪性
    • 便捷性
    • 低廉性
    • 安全性
  • 区块链存证的典型应用场景包括
    • 区块链学历
    • 区块链产品溯源
    • 区块链公正
    • 区块链证书

2.5自动合约

  • 传统合同以自然语言描述,并依赖于合同相关方的诚信及具有公信力的法院,具有成本高、效率低与对人的依赖强等特征。
  • 区块链基于计算机程序代码描述合约,具有高效、快捷、自动执行等特征。
  • 区块链应用的三种场景
    • 区块链存储自然语言合约,执行依赖传统信任体系
    • 区块链自动合约+物联网自动控制线下实体
    • 区块链全自动合约

2.6区块链与物联网

  • 区块链的信任局限性体现在它存在信任边界,这个边界就是区块链网络本身(链上)。区块链信任与物理世界的信任要有效联接起来,才可能为实体物理世界服务。
  • 区块链与物理世界的联接的有效方式
    • 通过物联网,物联网采集数据通过区块链存储可保证采集数据公正性。
    • 通过物联网与物理实体的联接,可实现区块链信任对物联实体的自动化控制与联接。
    • 区块链身份与信息物理系统CPS的有机结合,可实现CPS的自动化社交功能。

2.7数据共享与数据确权

  • 传统数据存储在信息孤岛、数据真实性及数据确权难、交易难问题
  • 区块链在数据应用上重点包括
    • 共建共享数据库
    • 数据真实性存证
    • 数据产权确权与数据交易

3.1区块链的技术结构

  • 区块链是一种新型的软件开发架构,这个架构的特征就是P2P网络架构+分层软件架构
  • 区块链的分层架构有
    • 基础层
    • 合约层
    • 应用层
    • 接入层
  • 完整的区块链技术架构包括
    • 数据层
    • 网络层
    • 共识层
    • 激励层
    • 合约层
    • 应用层
  • 区块链的网络类型又公有链、联盟链与私有链三种,其中公有链收到最多的关注并具有最广泛的影响力
  • 区块链具有以往IT技术所不具备的一些新型技术特征,但区块链技术目前仍处于发展的初期,还有诸多的技术挑战与机遇

3.2分布式账本和加密账户

  • 分布式账本是区块链工作的基石,存储于区块链中的诸多节点上,并具有完全相同一直的结构与内容。

  • 分布式账本包括有存储交易序列集的区块链账本与表达区块链当前所有账户状态的状态库两大部分。

  • 区块链的核心工作原理是当前状态库等于以前一状态库与当前区块作为输入数据,执行节点软件的状态转移函数所形成的状态转移结果。

  • 非对称密钥体制是区块链实现点对点安全通信的基础性技术,哈希计算是实现区块链数据不可篡改及溯源的基础性技术

  • 3.3去中心化与P2P通信

    • 互联网天生就是点对点的通信网络,但由于物理网络架构的历史阶段及现实社会的组织原因,致使互联网中心化平台成为当前互联网的主体架构
    • 互联网中心化平台具有网络完全与数据确权的两大脆弱特征,这是P2P通信能被再次重视的主要原因。
    • P2P通信是区块链与分布式文件系统的基础通信技术,基于P2P通信的区块链与分布式文件系统获得了互联网中心化平台所不具备的新特性:高安全性与数据确权解决
    • 区块链+分布式文件系统两者结合,可以开发任意的去去中心化应用

3.4共识计算与激励机制

  • 对P2P分布式网络架构单位区块链而言,防止“双花”与“自私挖矿”,从而保证网络中数据的一致性是一个特别重要的课题,区块链主要是通过共识机制来确保的
  • 区块链的共识机制的实质:是如何设计一种机制在P2P网络环境下,生成一个按时间顺序排列的区块链,更直接的说就是如何生成,验证和编列每一个区块。
  • 根据生成区块产生的机制、算法的不同,区块链共识机制共包括有POW\POS\DPOS\POA\PBTF等
  • 激励机制是公有链系统中激励自由进出的矿工持续为网络提供算力,同时确保网络安全的一个机制

3.5智能合约与去中心化应用

  • 智能合约是区块链进入2.0的一大重要技术成果,奠定了区块链作为一个底层技术的技术基础,智能合约本质上就是一块存储在区块链上的代码,在交易的触发下自动执行。支持智能合约的典型的区块链平台偶以太坊和超级账本。
  • 基于智能合约的应用叫去中心化应用(DAPP),它与传统的中心化应用如B/S架构的Web应用就在于其后端的核心逻辑与数据是存储在智能合约上的,因而去中i虚拟化应用就具备一旦部署,其执行逻辑与数据不可篡改,不能由单一组织所控制。DApp可广泛应用于很多需要去信任的场景中。