区块链研究报告：应用场景商业模式及产业链

区块链研究报告：应用场景商业模式及产业链1、区块链再次发酵比特币大涨，R3联盟首个中国公司加入以及金链盟的成立，区块链再次发酵，百度搜索指数不停攀升。区块链去中心化、去信任、不可篡改等特点被不断挖掘，其应用逐渐由数字货币向泛金融以及更加广泛“区块链+”各种社会场景渗透。1.1.区块链的本质是基于密码学的分布式数据库从技术内核来看，区块链本质上是基于密码学的分布式数据库(账本)。以区块链目前最为成功的应用—比特币为例：首先，区块链技术要解决的问题就是安全。区块链通过公私钥对的密码体系，实现低廉的加密和解密，用密码学原理保证递送过程的安全。其次，区块链技术需要解决的问题是可靠性。即使我们假设第三方是可以信任的，但仍然不排除由于某种原因(比如支付宝的通信突然中断)导致货币网络转移失败。为了摆脱这种中心化系统对单点的强依赖性，区块链技术使用了P2P网络，利用全网的节点来帮助递送。举一个典型的案例，基于区块链技术的邮件系统bitMessage的设计思路就和传统电子邮件的系统就完全不一样，它在发送一份邮件时，会发送给网络系统中每一个人，每个人都会尝试解密内容，但只有真正有着私钥的人才能解开。最后，区块链技术需要解决如何预防“重复支付”，即信任问题。因为没有中心化平台监管，所以他采取的方式是集体协作，全网参与者志愿监督。金钱的传递不同于信息的传递，甲可以将信息同时传递给乙、丙，但是金钱不能够“重复支付”(Doublespending)。为了防止问题发生，区块链需要建立一个全网公认的，不可篡改的交易记录账本。账本之所以能达成全网的公认，是因为全网的参与者都要参与维持账本的更新，而为了让区块链体系内的参与者都参与到账本的更新以及监督中，区块链技术必须建立一种奖励机制。以比特币为例：全网的参与者通过挖矿参与记录区块链(账本)，通过挖矿将有机会获得一定比特币的奖励，而参与者对“挖矿”的竞争，将使得记录权去中心化，避免了造假行为。同时，挖矿的存在也维持了账本的存在，保障了交易的历史记录完整性。区块链的三个核心技术为密码学、P2P网络、全网认可的分布式数据库(账本)。1.2.区块链技术的演进路线区块链系统由数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层组成。其中，数据层封装了底层数据区块以及相关的数据加密和时间戳等技术;网络层包括分布式组网机制、数据传播机制和数据验证机制等;共识层主要封装网络节点的各类共识算法;激励层将经济因素集成到区块链技术体系中来，主要包括经济激励的发行机制和分配机制等;合约层主要封装各类脚本、算法和智能合约，是区块链可编程特性的基础;应用层则封装了区块链的各种应用场景和案例。该模型中，基于时间戳的链式区块结构、分布式节点的共识机制、基于共识算力的经济激励和灵活可编程的智能合约是区块链技术最具代表性的创新点。区块链系统还处于不断的创新和完善阶段。1)合约层：以太坊为首的新一代区块链系统试图完善比特币的合约层。比特币尽管也包含了脚本代码，但是并不是图灵完备的，即不支持循环语句;以太坊在比特币结构的基础上，内置了编程语言协议，从而在理论上其可以任何应用功能。如果把比特币看成是全球账本的话，以太坊可以看做是一台“全球计算机”—任何人都可以上传和执行任意的应用程序，并且程序的有效执行能得到保证;2)共识层：比特币的共识算法—PoW(工作量证明)在共识过程高度依赖区块链网络节点贡献的算力，这些算力主要用于解决SHA256哈希和随机数搜索，除此之外并不产生任何实际社会价值，因而一般意义上认为这些算力资源是被“浪费”掉了，同时被浪费掉的还有大量的电力资源。如何能有效汇集分布式节点的网络算力来解决实际问题，是区块链技术需要解决的重要问题。目前改进的思路包括：采用私有链或者联盟链的形式，强制规定网络中某些节点具备“记账权”，从而无须所有节点消耗算力去竞争;或者是其他的算力节省的算法，比如Pos(权益证明)—根据每个节点所占代币的比例和时间来确定记账权;3)数据层：中本聪设计比特币时，为每个区块设置1M大小的容量限制，因为目前比特币的交易量迅速提升，1M的区块空间能容纳的交易数量有限，所以要考虑扩容区块链来突破这个限制。1.3.区块链系统与中心化网络的对比基于区块链所构建的P2P网络体系(去中心、去信任化、集体协作的网络体系)有如下特点：1、去信任化：利用成熟的密码学来保障交易的不可欺骗性，建立各方的信任关系。参与整个系统中的每个节点之间进行数据交换是无需互相信任的。2、去中心化：分布式P2P网络意味着，交易各方信任关系的建立完全不需要借助第三方，避免了对中心单点的强依赖问题。3、数据可靠：整个系统将通过分数据库的形式，让每个参与节点都能获得一份完整数据库的拷贝。除非能够同时控制整个系统中超过51%的节点，否则单个节点上对数据库的修改是无效的，也无法影响其他节点上的数据内容。因此参与系统中的节点越多和计算能力越强，该系统中的数据安全性越高。4、建立的信用体系成本极低：区块链技术可以用低一到两个数量级的成本来维护一个同等功能的交易系统(目前每笔交易转账费万分之一比特币，相当于几毛钱)。5、集体协作：系统中的数据块由整个系统中所有具有维护功能的节点来共同维护的，而这些具有维护功能的节点是任何人都可以参与的。这种集体维护往往需要建立一个激励机制促进全网参与，比如比特币采取的激励机制是挖矿(区块链分为公有链和私有链，私有链不一定需要建立激励机制)。2、区块链前世今生区块链逐渐由陌生变为熟悉，资本市场的推动功不可没，我们试图用最简单、直白的语言将区块链的前世今生描述清楚。2.1区块链的诞生A:借我100块吧?B:可以啊，现金还是转账?A:现金吧，方便点。B:不行啊，给你现金到时候不认账不还钱咋办?A:那转账吧，银行、支付宝微信你来选。B：这种第三方虽然能信用背书，但是跨行，银行收手续费啊，而且银行业会出现问题，存款不见啥的新闻常有，六一儿童节，支付宝在我名字后面加了“宝宝”两个字，竟然能随便改我账户名字，想想就觉得有点不自然。不如我们按照区块链的规则来对这次借款行为进行记录吧，这样不仅不需要我们彼此信任，还能去中介。具体是这样的：我们中间还是一个人写借款收据，但是具体谁写由抛硬币决定(区块链记录规则是让全网节点比赛，哪个节点先跑出既定规则的随机数，这个节点就拿到了记账权);我们之间不管谁记账，另一方都需要将写好的借款单照抄一遍作为自己的(这就是区块链的全网同步备份，每个节点都对相关内容进行备份，这样不仅能防止篡改，还能确保数据不丢失);最后在借款单上盖章，只要章的印迹没坏就说明没被篡改过(区块链记录的交易数据通过Hash函数，都会有对应的散列值，如果内容被改一点，那么输出的散列值都会不一样，这个时候就知道内容被篡改过了)。A：这是我见过的最先进的记账方法了，不仅不需要我信任你，也不需要第三方信用背书，还能保证内容真实可靠，就用它吧。区块链与比特币区块链最初起源于比特币，用于记录比特币网络上整个交易数据，这些数据被比特币的所有节点共享，通过数据区块可以查询每一笔比特币的交易历史。然而目前，大家对于区块链技术的关注已经超过比特币。比特币是一种源代码可以为公众使用的、基于网络的、点对点的匿名虚拟货币，由中本聪2008年设计开发，世界上第一个去中心化的分布式匿名数字货币。每一个比特币大约33位长，是由字母和数字构成的一串字符，由1或3开头，比如“1dDe12weQwUwr13jMsdFJi3fdjs4nfgu8”就是一个比特币。比特币的生成原理就是，首先设置一组复杂的算法，这个算法有一定数量的特解，每一个特解就是一个比特币，“挖矿人”挖矿就是一个求特解的过程。比特币初始算法的特解只有2100个，所以流通上限也就是2100万个。按照初始程序设计，要到2140年才能将全部2100万个挖出来。可以通过自己挖矿或者交易获得比特币。中本聪2008年论文提到“区块链完全是P2P的新电子现金系统，不涉及被信任的第三方”，区块链保证了比特币交易可以脱离第三方的信用背书。区块链是由节点参与的分布式数据库系统，它的特点是不可更改，不可伪造，也可以将其理解为账簿系统。区块链由一串使用密码学方法产生的数据块组成的，每一个区块都包含了上一个区块的哈希值，从创始区块连接到当前区块，形成链。每一个区块都确保按时间顺序在上一个区块之后产生。2.2区块链的四大技术优势区块链的四大优势，奠定了其今后的地位和应用，去中心化、去信任、集体维护和可靠数据库。去中心化：整个网络中没有中心化的硬件或者管理机构，所有节点都可以创建交易，节点和节点的权利义务都一样;去信任：每个节点之间的数据交互不是基于信任，整个系统的运作规则是公开透明的，所有的数据内容也是集体维护无法随意更改的。所以在系统指定的规则范围和时间范围内，节点之间是不能也无法欺骗其它节点;集体维护：系统中的数据块由整个系统中具有维护功能的节点共同维护;数据可靠：每隔一段时间，系统都会刷新一遍数据，选择最早最准确的数据进行记录，并将数据发送给其他节点备份，如果有人想修改数据，除非能够同时控制整个系统中超过51%的节点，否则单个节点上对数据库的修改是无效的，也无法影响其他节点上的数据内容，所以节点越多和计算能力越强，数据安全性就越高。3区块链应用场景区块链的四大优势决定了其在解决中心平台垄断、信息不对称等方面有着巨大前景。区块链的应该场景已经从单纯的数字货币到更广泛的金融和“区块链+”阶段，“区块链+”是区块链渗透到大量的其他社会领域进行应用，比如跨境交易、二手交易、司法、物联网等，但是金融领域应该是最先落地最先爆发的领域。3.1数字货币区块链最早就是伴随着比特币的产生而出现，最开始的应用范围完全集中在数字货比上，继比特币之后，莱特币、以太币、狗狗币相继产生。这种数字货币的出现对传统金融的金融体系产生了冲击，价值在线上的直接流通变为可能。区块链的去中心化的优势使得随时随地货币交易，低成本快速的跨境交易成为可能。3.2泛金融区块链在整个金融领域的应用，有着天生的绝对优势，如果用互联网语言来说就是这是区块链的基因决定的。主观来看，金融机构在区块链应用的探索上，意愿最强，极需要新的技术来提高运营效率，降低成本来应对整个全球经济当前现状;客观来看，金融行业市场空间巨大，些许的进步就能带来巨大收益。金融行业是对安全性、稳定性要求极高的行业，如果区块链在金融领域应用得以验证，那么将会产生巨大的样板效应，迅速在整个社会的其他行业推而广之。通过去中心化账本来代替中心机构认证资产所有权，多个机构共同运行和检验，可以防止欺诈和人为操控。3.3区块链+伴随着区块链在金融领域应用的不断验证，其“去中心化”和“数据可靠”功能将会应用到其他任何有需求的社会领域中去，此时“区块链+”将成为现实，包括：+仲裁、+公证、+审计、+域名、+医疗、+通信、+司法、+版权、等等。这时候的区块链已经渗透到社会的每个角落，应用在万物互联之中。医疗领域，区块链能利用自己的匿名性去中心化等特征保护病人隐私;公证领域，区块链能让数据资料通过数学信用背书的方式完成自动公证，而且永久保存可追溯，省去了传统政府公证机构的介入，快速且低成本;在通信领域可以解决信息传递的路径安全问题;在知识产权领域可以让维权变得更加容易等等。4入R3、金链盟成立、比特币大涨三角共振4.1区块链+2016年5月24日，平安宣布加入R3分布式分类账联盟，成为第一个加入R3联盟的中国成员，标志着中国正式进入国际区块链舞台。R3联盟是目前世界上影响力最大的区块链联盟之一，有包括小摩、高盛、花旗、美林证券德意志银行等国际金融巨头等40名成员。R3致力于基于区块链技术的解决方案，来降低国际支付等领域的风险和成本。在今年4月份，R3发布了其旗舰开发项目，基于区块链的应用——Corda，从根本上重构分布式账本技术，致力于改变资产相关合约模型。平安的加入，一定程度上代表了国内大型金融机构对于区块链的态度，将会非常有利于区块链技术在我国金融领域应用的推进。4.2金链盟成立5月31日，金链盟——金融区块链合作联盟在深圳正式成立，由25位