【产业研究报告】区块链技术及应用分享报告（上）--区块链概念及发展历程

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前 言

    近期A股市场区块链概念股持续火爆，继1月10日板块指数大涨6%后，截止2017年1月11日早间，区块链概念股再次走强，易见股份、新晨科技和安妮股份盘中涨停，四方精创、远光软件和飞天诚信等板块内个股大涨。实际上，近期A股市场区块链火爆更多受益于外围市场区块链技术反响强烈，涉及到的概念股在近期都获得了大幅上涨。例如，此前的迅雷，自去年10月中旬起，最高累计上涨近5倍。上涨的背后主要是受其玩客币带动，随后迅雷宣布不会将玩客币上线交易平台。

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区块链概念

狭义：区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构，并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。

广义：区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算范式。

1.1 区块链特点

区块链是一种共享的分布式数据库技术。具有以下4个技术特点：

（1）去中心化（Decentralized）：下图左侧描述了当今金融系统的中心化特征，右侧描述的是正在形成的去中心化金融系统，其没有中介机构，所有节点的权利和义务都相等，任一节点停止工作都不会影响系统整体的运作。

（2）去信任（Trustless）：系统中所有节点之间无需信任也可以进行交易，因为数据库和整个系统的运作是公开透明的，在系统的规则和时间范围内，节点之间信息无法篡改。区块链网络中，通过算法的自我约束，任何恶意欺骗系统的行为都会遭到其他节点的排斥和抑制，因此，区块链系统不依赖中央权威机构支撑和信用背书。传统的信用背书网络系统中，参与人需要对于中央机构足够信任，随着参与网络人数增加，系统的安全性下降。和传统情况相反，区块链网络中，参与人不需要对任何人信任，但随着参与节点增加，系统的安全性反而增加，同时数据内容可以做到完全公开。

（3）集体维护（Collectively Maintain）：系统是由其中所有具有维护功能的节点共同维护的，系统中所有人共同参与维护工作。

（4）数据库的可靠性（Reliable Database）：系统中每一个节点都拥有最新的完整数据库拷贝，修改单个节点的数据库是无效的，因为系统会自动比较，认为出现最多次的相同数据记录为真实的。如下图所示，为简化起见，仅展示了6处保留数据库副本的节点；在3个交易序列中，前2个交易的数据和签名得到了所有6个节点的验证，但第三个交易的位置5没有通过验证，将被其它节点的“一致意见”更改

1.2 区块链运作的7个核心技术

（1）区块链的链接：区块链是由一个个区块组成的链，每个区块分为区块头和区块体（包含交易数据）两部分组成。区块头包含用来实现区块链的前一区块的哈希值（PrevHash）和用于技术挖矿难度的随机数（nonce）。区块体则包含经过加密的具体交易信息。

（2）共识机制：区块链是伴随比特币诞生的，是比特币的基础技术架构。可以将区块链理解为一个基于互联网的去中心化记账系统，所以区块链技术的核心是在没有中心控制的情况下，在互相没有信任基础的个体间就交易的合法性达成共识的共识机制。目前的区块链共识机制主要有4类：工作量证明（POW）、权益证明（POS）、股份授权证明（DPOS）、分布式一致性算法（Raft）、实用拜占庭容错算法（PBFT）。

（3）解锁脚本：脚本是区块链上实现自动验证、自动执行合约的重要技术。每一笔交易的每一项输出严格意义上并不是指向一个地址，而是指向一个脚本。脚本类似一套规则，它约束着接收方怎样才能花掉这个输出上锁定的资产。交易的合法性也依赖于脚本，目前他依赖的脚本主要有两类：锁定脚本与解锁脚本。

（4）交易规则：区块链交易就是构成区块的基本单位，也是区块链负责记录的实际有效内容。一个区块链交易可以是一次转账，也可以是智能合约的部署等其他事物。交易规则确定了符合一定语法规则的合约才能被部署在区块链上。

（5）交易优先级：区块链的交易优先级由区块链协议规则决定。随着交易广播到网络上的实际的增长，交易的链龄增加，交易的优先级就被提高，且最终会被区块包含。

（6）Merkle证明：比特币区块链使用了Merkle证明，为的是将交易存储在每个区块中，使得交易不能被篡改，同时也容易验证交易是否包含在一个特定区块中。

（7）RLP：递归长度前缀编码（RLP）是Ethereum（以太坊）中对象序列化的一个主要编码方式，其目的是对任意嵌套的二进制数据的序列进行编码，这种编码格式将任意长度和纬度的字符串构成的数组串连接拼成字符串。

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区块链发展情况

2.1 区块链发展阶段

按区块链发展大致分为以下3个阶段：

区块链1.0技术结构图：

区块链2.0技术结构图：

2.2 区块链应用形态—公有链、私有链、联盟链

2.3 国内区块链发展

目前，国内区块链政策趋于明晰化，行业政策指导文件主要有 2016 年 10 月工信部发布的《中国区块链技术和应用发展白皮书》，2016 年 12 月国务院发布的《十三五国家信息规划》以及 2017 年 5 月 16 日工信部发布的《区块链参考架构》。

Ø 2015年12月，区块链研究联盟、区块链应用研究中心成立；

Ø 2016年2月，中关村区块链产业联盟成立；

Ø 2016年2月，央行行长周小川指出，数字货币必由央行发行，区块链是可选技术；

Ø   2016年4月，中国分布式总账基础协议联盟(ChinaLedger)宣布成立；

Ø 2016年10月，工信部发布的《中国区块链技术和应用发展白皮书》；

工信部发布区块链第一个官方指导文件《中国区块链技术和应用发展白皮书》，给予行业发展政策指引。白皮书总结国内外区块链发展现状和趋势，分析包含金融、供应链、文化娱乐、智能制造、社会公益、教育就业等多个应用场景的技术应用，指出区块链的核心技术路径，首次提出区块链标准化路线图与标准框架体系。

Ø 2016年12月，国务院发布《国务院关于印发“十三五”国家信息化规划的通知》，区块链首次被作为战略性前沿技术、颠覆性技术被写入。Ø 2017年2月，央行推动的基于区块链的数字票据交易平台测试成功；Ø 2017年5月，工信部发布的《区块链参考架构》，区块链基础性标准确立。据不完全统计，截至2017年11月底，国内共有浙江、江苏、贵州、福建、广东、山东、江西、内蒙古、重庆等9个省份、自治区和直辖市就区块链发布了指导意见，多个省份甚至将区块链列入本省“十三五”战略发展规划。从支持力度上看，贵州贵阳、浙江杭州、山东青岛、广东深圳、重庆四地将区块链放在较为重要的位置，并出台了专项政策扶持文件。

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