区块链最新研究进展 区块链发展研究报告2020

一、全球区块链发展现状

全球区块链发展现状

全球区块链发展现状呈现出越来越热烈的趋势，展示了区块链技术在世界各地的广泛应用和强大的生命力。这一技术正由外而内地影响着各行各业，形成了非常良好的发展氛围。这一氛围的形成与各国的积极支持密不可分，同时也与区块链技术越来越被大众所关注有关。

一、区块链技术的起源与发展

区块链与比特币有着深厚的渊源，比特币实际上是区块链技术的首个应用。2008年底，比特币诞生，区块链技术开始走入实验室。然而，其商业化尝试却延迟至2014年。到了2015年，与区块链相关的商业模式和技术创新开始大量涌现，标志着区块链技术正式进入快速发展阶段。

二、全球区块链发展的主要特点

技术不断创新：区块链技术不断取得突破，新的共识模型、私密解决方案、智能合约框架和虚拟机等技术不断涌现，为区块链的广泛应用提供了有力支持。

应用场景日益丰富：区块链技术已经应用于金融、供应链、版权保护等多个领域。在金融领域，区块链技术被用于数字货币的发行与流通、私募及公募基金的信息披露及份额管理、金融衍生品的交易系统等方面。此外，区块链还在股权、供应链、积分等领域得到应用，并正在与交易所、银行等机构开展试验和应用测试。

政策支持力度加大：各国政府纷纷出台政策支持区块链技术的发展。例如，中国央行成立了专门的数字货币、区块链技术研究团队，并召开了数字货币研讨会，探讨区块链技术的应用。这些政策为区块链技术的快速发展提供了有力保障。

三、中国区块链发展的现状

在中国，区块链技术的发展历程相对较短。然而，近年来，中国区块链技术取得了显著进展。2015年12月15日，中国区块链应用研究中心（北京）成立；2016年1月5日，中国区块链研究联盟在北京成立。这些机构的成立为区块链技术的研究和应用提供了有力支持。

此外，中国还涌现出了一批区块链创新创业企业，如布比公司等。这些企业专注于区块链技术和产品的创新，已经拥有多项核心技术，并开发了自有的区块链服务平台。这些平台以去中心化信任为核心，致力于打造开放式价值流通网络，让数字资产自由流动起来。

四、区块链技术的未来展望

全球区块链发展现状展示了区块链技术良好的前景。随着技术的不断创新和应用场景的不断拓展，区块链技术将在各个领域内展现出更广泛的应用潮流。特别是在金融领域，区块链技术将有望彻底改变证券交易的清算和结算方式，提高交易效率和安全性。

同时，随着各国政府对区块链技术的支持力度不断加大，区块链技术将迎来更加广阔的发展前景。未来，区块链技术将成为推动数字经济发展的重要力量，为全球经济的高质量发展注入新的活力。

综上所述，全球区块链发展现状呈现出技术不断创新、应用场景日益丰富、政策支持力度加大等特点。未来，随着技术的进一步发展和应用场景的不断拓展，区块链技术将在各个领域内发挥更加重要的作用，为全球经济的高质量发展贡献更多力量。

二、主流区块链技术有哪些

本文试图对区块链有关技术流派和主流平台进行一个概览，作为学习区块链技术体系的导览，意在抛砖引玉，促进区块链开发社区的讨论与共识。区块链技术的流派未战先谋局，你想投入区块链开发这个领域，至少先要搞清楚现在有哪些玩家，各自的主张和实力如何。划分区块链技术流派并无一定之规，据我所见，或可有以下四种方式：第一是按照节点准入规则，划分为公有链、私有链和联盟链。公有链的代表自然是比特币和以太坊，私有链则以R3 Corda声名最盛，联盟链的代表作品是Hyperledger名下的Fabric。公有链注重匿名性与去中心化，而私有链及联盟链注重高效率，而且还往往设置了准入门槛。公有链、私有链与联盟链之间的这些不同都在技术中有所体现，比如私有链和联盟链假设节点数目不大，可以采用PBFT算法来形成共识。而公有链假设有大量且不断动态变化的节点网络，用PBFT效率太低，只能采用类似抽彩票的算法来确定意见领袖。这就意味着，私有链与联盟链很难变成公有链，而用公有链来作联盟链或私有链虽然容易，却也并非即插即用。此种差异，学者不可不察。第二是按照共享目标，划分为共享账本和共享状态机两派。比特币是典型的共享账本，而Chain和BigchainDB也应属此类，这几个区块链系统在各个节点之间共享一本总账，因此对接金融应用比较方便。另一大类区块链系统中，各个节点所共享的是可完成图灵完备计算的状态机，如以太坊、Fabric，它们都通过执行智能合约而改变共享状态机状态，进而达成种种复杂功能。第三是按照梅兰妮·斯旺所描述的代际演进，将区块链系统分为1.0、2.0和3.0三代。其中1.0支撑去中心化交易和支付系统，2.0通过智能合约支撑行业应用，3.0支撑去中心化的社会体系。比特币和Chain应属于区块链1.0系统，而以太坊和Fabric是区块链2.0系统，目前尚无成功的区块链3.0系统出现，不成功的尝试倒是有那么一个，就是著名的The DAO。第四是按照核心数据结构，分为区块链和分布式总账两派。区块链这一派在系统中真的实现了一个区块的链作为核心数据结构，而分布式总账这一派，只是吸取了区块链的精神，并没有真用一条区块链作为核心数据结构，或者虽然暂时用了，但声明说吾项庄舞区块链，意在分布式总账耳，若假以时日，因缘际会，未尝不可取而代之也。主流区块链技术平台了解流派划分，仍是只能用来指点江山，吹牛论道，要动手，总要有个切入点。区块链货币据说已经有上千个了，但值得关注的技术平台大概只有数十个，而如果要进入区块链开发领域，打下一个好基础，练出一身好功夫，捞到几个好offer，则值得深入研究学习的平台，屈指可数。首先当然是比特币。比特币作为区块链的第一个也是目前为止最成功、最重要的样板工程，已经上线运行了八年多，本身没有发生任何严重的安全和运维事故，其稳定与强悍堪称当代软件系统典范。比特币Bitcoin Core是一个代码质量高、文档良好的开源软件，从学习区块链原理、掌握核心技术的角度来说，Bitcoin Core是最佳切入点，能够学到原汁原味的区块链技术。当然，Bitcoin Core是用C++写的，而且用了一些C++11和Boost库的机制，对学习者的C++水平提出了较高的要求。学习比特币平台开发还有一个优势，就是可以对接繁荣的比特币技术社区。目前围绕比特币进行改进和提升的人很多，人多力量就大，诸如隔离验证、闪电网络、侧链等比较新的想法和技术，都率先在比特币社区里落地。比如侧链技术的主要领导者Blockstream是由密码学货币元老Adam Back领衔的，而Blockstream是Bitcoin Core最大的贡献者之一，所以一些有关侧链的技术在比特币社区里讨论最充分。但比特币作为一个典型的区块链1.0系统，是不是支撑其他类型区块链应用的最佳技术平台，存在很大的争议。另外，也不是所有人都有能力和必要精通区块链底层技术。所以对那些急于冲到区块链领域里做（quān）事（qián）的人来说，可能更直截了当的学习目标是以太坊和Hyperledger Fabric。在以太坊上面用Solidity进行的智能合约开发是切入区块链开发最简单的方式，没有之一。以太坊的理想非常宏大，由于配备了强大的图灵完备的智能合约虚拟机，因此可以成为一切区块链项目的母平台，是驮住整个区块链世界的大乌龟。在以太坊上开发一个类似比特币的加密货币，是一个不折不扣的小目标。一般有经验的开发者在文档指导下，半天到一天即可入门。问题在于，入门以后又如何？靠写Solidity是否就可以包打天下？这是大大存疑的。我们也可以反过来说，如果以太坊+Solidity是区块链的终极解决方案，那么怎么还会出现那么多区块链技术门派呢？特别是，以太坊似乎并没有给现实世界中巨型的中心化组织们留下一条活路，这种彻底不妥协的革命态度有可能也成为以太坊推广的障碍。当前以太坊项目的开发进展并不顺利。一个比较突出的问题是项目过多，力量分散，导致项目质量参差不齐。但尽管如此，跟其他区块链2.0平台相比，以太坊提供的开发环境是最简单最完善的。初学区块链的人绝对有必要学习以太坊，从而对区块链和智能合约建立起一个最“正宗”的认识。主流区块链技术平台的第三支就是Fabric，它是Hyperledger的第一个也是最知名的孵化项目。 Fabric最早来自IBM的Open Blockchain项目，到2015年11月，IBM将当时已经开发完成的44,000行Go语言代码交给Linux基金会，并入Hyperledger项目之中。在2016年3月一次黑客马拉松中，Blockstream和DAH两家公司将各自的代码并入Open Blockchain，随后改名为Fabric。到目前为止，Fabric与Intel提供的Sawtooth Lake并列为Hyperledger的一级孵化项目，但前者得到的关注远超后者。从技术角度来说，Fabric思路不错，重点是满足企业商用的需求，比如解决交易量问题。众所周知，比特币最大的短板是它每秒钟7个交易的上限，完全无法满足现实需要。而Fabric目标是实现每秒钟10万交易，这个量接近刚刚过去的双十一交易量瞬时峰值，完全可以满足正常条件下的行业级应用。Fabric用Go语言开发，也提供多种语言的API。特别值得一提的是，Fabric比较充分地运用了容器技术，比如其智能合约就运行在容器当中。这也是Go语言带给Fabric的一项福利，因为Go语言静态编译部署的特征很适合开发容器中的程序。Fabric还有一些特点，比如其membership服务可以设置节点准入审查，这是典型的联盟链特征。再比如其共识算法是可定制的。Fabric的短板是体系较为复杂，虽有文档，但缺少经验的开发者学习起来障碍比较大。然而由于其定位清楚，迎合了不少企业的心态，所以已经有多家机构在基于Fabric秘密研发行业内的联盟链项目。

三、区块链的运行原理和发展,你不得不知!

一、为什么会有区块链的创新?

第一代互联网的起点是TCP/IP协议，就是执行一个网络上所有节点统一格式对等传输信息的开放代码。但是这样一个并不复杂的创新对于人类的影响是划时代的，她把全球统一市场所需要的基本价值观：“自由、平等、博爱”，给程序化、协议化、可执行化了。进而派生出STMP邮件协议、HTTP域名协议等，去中心化的实现了全球信息传递的低成本高效率。正如阿里巴巴副总裁高红冰所说：

“互联网就是消灭那个价值很低、成本很高的(信息)供应链——它开放、互联、对等、全球化、去中心化。”

我们知道：市场的本质也是去中心化的，她自动执行也就是“等价交换”的去中心化协议，就像诺贝尔奖金获得者罗纳德科斯总结的：“市场经济建立在两个深厚的认知基础上：承认无知和包容不确定性。”亚当斯密也形容市场是：“看不见的手”!因此，市场一定需要信息去中心化的低成本流动，互联网正是适应了全球统一市场形成的大气候下，横空出世了。

但是，第一代互联网去中心化的解决了信息的低成本高效率传输的问题，她没有解决信息的信用问题。因此，第二代互联网必须突破的是：怎样去中心化的建立全球信用?让价值传递也低成本高效率进行。

那么原来的中心化信用体系有什么问题呢?众所周知：中心化的信用，如各国法币，信用价值不同，清算体系也各不兼容，给全球贸易增加了很大成本。目前以美元为中心的全球信用体系，在机制上存在“特里芬悖论”(实质就是一国法币无法同时兼顾解决本国经济利益和全球经济需要的冲突)，因此2009年中国央行行长周小川呼吁超主权存储货币的产生，同年，中本聪在网上公开了第一代区块链源代码————“比特币”。

二、区块链系统是怎样运行的?

首先，中本聪很清楚建立一个支付系统的信用必须解决防止“重复支付”问题，也就是不能造假币。中心化的信用系统是靠国家机器防止造假币。“比特币”怎么办呢?中本聪的伟大创新是给每一笔交易“盖时间戳”(timestamp)。每十分钟一个区块(block：相当于网络账簿)，把这十分钟的全网交易都正确的盖上时间戳。问题是谁来盖呢?中本聪并没有假设互联网上都是雷锋，他同意亚当.斯密的观点：市场上的人是贪婪的。他让所谓自称“矿工”的人去竞争这十分钟一个区块的记账权，竞争的规则就是正确记账的同时要去解SHA256难题，谁能证明自己的计算机算力最快(所谓PROOF OF WORK机制)，ta就能竞争到这十分钟区块的合法记账权，并得到二十五个比特币的奖励。这就是所谓俗称的“挖矿”过程，实际是建立一个全网总账——区块链的去中心化信用过程，所以矿工更本质的职能是“记账员”!

中本聪在其比特币白皮书中，比较详尽的叙述了这个信用系统建立的过程：

第一步：每一笔交易为了让全网承认有效，必须广播给每个节点(node：也就是矿工);

第二步：每个矿工节点要正确无误的给这十分钟的每一笔交易盖上时间戳并记入那个区块(block);

第三步：每个矿工节点要通过解SHA256难题去竞争这个十分钟区块的合法记账权，并争取得到二十五个比特币的奖励(头四年是每十分钟五十个比特币，每四年递减一半);

第四步：如果一个矿工节点解开了这十分钟的SHA256难题，ta将向全网公布ta这十分钟区块记录的所有盖时间戳交易，并由全网其他矿工节点核对;

第五步：全网其他矿工节点核对该区块记账的正确性(因为他们同时也在盖时间戳记账，只是没有竞争到合法区块记账权，因此无奖励)，没有错误后他们将在该合法区块之后竞争下一个区块，这样就形成了一个合法记账的区块单链，也就是比特币支付系统的总账——区块链。

一般来说，每一笔交易，必须经过六次区块确认，也就是六个十分钟记账，才能最终在区块链上被承认合法交易。以下是比特币的记账格式：

所以所谓“比特币”，就是这样一个账单系统：它包括所有者用私钥进行电子签名并支付给下一个所有者，然后由全网的“矿工”盖时间戳记账，形成区块链。

三、比特币的区块链金融有哪些创新?

类黄金化，尝试建立全球互联网去中心化信用，有可能让价值在全网高速低费率的流转(目前每笔转转费率是万分之一);

货币总量由密码学协议约定;

比之于黄金，数字货币无限可分;

货币价值可以建立在大量的P2P交易之上;

财务管理的完全透明(每笔交易都能在区块链上查到)。

比特币的区块链全网记账，在全球互联网上最高建立了市值100亿美元的市值。因此，清华五道口金融学院院长吴晓灵点睛指出：区块链实验建立了分布式信用，是互联网TCP/IP的升级版，是从信息传递升级到价值传递;

四、比特币的区块链系统有哪些内在缺陷?

比特币的区块链系统自2009年在互联网上开源运行以来，有成功的地方，但也显示出一些难以克服的内在缺陷：

总量不能随着市场的情况变化，必然暴涨暴跌;

挖矿的高碳，只有不到1%的矿工能够竞争到没十分钟区块的记账权，其他参与竞争的99%以上的矿工算力浪费;

每年10%左右的通货膨胀大大增加了比特币金融生态的成本，甚至威胁到她的生存;

作为去中心化自组织DAC系统，记账和发行功能部分运行成本过高。

作为全球支付系统，效率远远达不到全球贸易的实际要求。比特币网络每秒目前最多确认7笔交易，对比之下， Visa的网络系统每秒最快可处理10,000笔交易，支付宝的记录是2014光棍节每秒钟80,000笔!

五、区块链技术2.0的发展：

作为区块链的2.0升级发展，首先聚焦在解决比特币记账的挖矿高碳上：

在我们讨论怎么克服比特币挖矿记账高碳时，清华经济学研究所的刘涛雄教授指出，挖矿靠算力竞争，最后只有一家竞争到合法记账权，其他99%的矿工节点都白挖了，浪费了资源，显然不太合理，如果全网透明的知道下一家区块的合法记账权，随机的在全网产生，就免除了竞争记账的高碳!我们听后都大赞刘教授主意高明，因为现在比较成功的二代币NXT正是这种机制，他们的白皮书叫“透明锻造”，只是记账权花落谁家的概率是和每个矿工节点钱包的NXT代币持有量成正比，这个叫股权证明机制(PROOF OF STOCK)。当然，这也引发了NXT把代币分发给早期投资开发者不公平的争论!

RIPPLE是一个区块链半去中心化的方案，利用“可信任网关”(trusted gateways)进行区块链记账，其信用是建立在这些网关不会同时作恶的共识记账(consensus ledger)协议上。

最有雄心的尝试是以太坊(Ethereum),她把区块链的技术和图灵完备结合起来，期望开发出一套未来满足各种区块链系统建设的基础性平台，可以支持各种信用货币、数字资产、智能协议甚至金融衍生品的开发.其系统设计是ETHERUM平台统一区块链记账，为所有开发者共同使用，也许她们的正式版本能在不久地将来发布。

六、区块链的创新在其他领域的可能应用：

现在，区块链在建立去中心化信用的尝试，已经不限于金融界，而被社会各个领域关注，特别是在中国目前一些中心性信用如“红会”，处于“塌陷”态势，区块链更能为社会管理提供一种全新的思路和技术选项，以下是我们了解的一些新进展和相关讨论：

区块链和物联网结合，将数字资产和原子资产统一起来，抹平消费资产和现金资产的区别，扩展大众的信用，加速价值流通;(IBM-三星)

区块链上建立知识产权保护系统，对知识产权的使用全网记账，建立全球广告市场;

区块链是否可以为一带一路的新兴经济体发行协议型密码学货币提供技术支撑;

区块链+云计算可以发展成去中心化的自媒体和社区系统;

区块链可以搭建去中心化的股权众筹体系，让创新项目提前进入流通领域;

区块链可以发展出全透明的财务管理系统;

区块链支持建立全球去中心化公司组织。

总之，在这个信用已经成为紧缺资源的时代，区块链的技术创新，作为一种分布式信用的模式，为全球市场的金融、社会管理、人才评价和去中心化组织建设等，都提供了一个广阔的发展前景。