区块链论文(关于区块链论文题目)

　　2016年中国数字经济专项报告

　　为推动数字经济发展，世界互联网大会组织编写《中国数字经济理论与实践》，并在大会上正式发布，保全网CEO高航、联合创始人俞学劢受邀参与《中国数字经济理论与实践》专向报告的撰写工作，并最终完成题为《区块链：数字世界的可信价值基础》的研究报告收录其中。

数字经济起源

　　经济行为在人类或者说智人形成聚落之时就开始存在，通过针对实物的生产、分配、流通和消费，经济成为了人类社会性的一种直接体现。随着科学技术的发展，经济活动的方式逐渐从有形的物理行为转变为无形的信息传输行为，信息开始在数字世界中流转，提高了生产效率也创造了价值。但作为数字世界中数字经济活动的基础组成部分，数据信息仍然等待着一项技术结构来解决其信任问题。

信息发展历程

　　客观上的信息形成于变化与不同，从一个状态到另一个状态的过程中产生了信息。从宇宙大爆炸开始，每一个瞬间与前一个瞬间的不同（这里的瞬间或许超越了时间的概念）变化延伸出无穷无尽的信息。然而从人类的观点来看，信息则形成于传递，当一个人对外物变化的认知仅存存储在他自己大脑沟壑之中的时候，对于他人来说并无法察觉信息的存在。于是通过肢体的表达、声带的震动，其他人获得了他的认知，信息也得以传递。语言，作为人类第一种相对精确的信息传递手段在5万年前开始被使用。

　　大约在公元前3500年，文字得到了发明。公元105年，蔡侯纸被正式发明，公元600年，印刷术被发明，公元1045年活字印刷术被发明。基于纸张的低成本信息传输系统基本形成，跨区域时间的信息传输成为可能。然而此时人们发现了新的问题，随着信息的复制和传播变得越来越简单，信息真伪的辨识变得逐渐困难，但基于实物纸张的信息传递系统由于具有易观察、易感知的特点，使得信息仍然能够在纸张上被固化，从而确保了信息的静止态。

　　而近代工业革命对电与磁的发现使得人类1837-1925年的短短88年间从电报到电话，从有限传输到无线电通信、从收音机到电视，实现了彻底摆脱物理空间的限制的信息传递，转换成了无处不在的电与磁。信息在可以高效率传播的情况下，开始动态化而难以被固化，也难以被人体所轻易地观察和感知。

大数据时代

　　接下来从真空管到晶体管，从模拟计算机到数字计算机，随着人类所创造的机器拥有越来越高的自动化程度，信息的来源不再局限于人类的感知与人类的大脑，信息的传递从模拟信号转变为更加精确的数字信号。短短几十年，遵循着摩尔定律的预测，计算机处理器的处理能力持续着指数化的增长，越来越微小的计算芯片开始遍布人类社会。互联网连接了全球，使得信息传输与共享无时无刻都在发生，信息被拆散成为更适合于计算机编码、适合于计算机储存、适合于计算机传输的数据。人类所处的物质世界通过人类主动输入和电子传感器被动收集的方式被逐渐数字化、数据化。

　　根据2014年中国移动互联网用户调查（DCCI, 2014），当时移动互联网用户中手机等智能终端用户比例及日均在线时长就均已超过电脑这样的固定终端用户。同时美国网民在2016年7月的总上网时间中也有69%来自于手机、平板等移动设备（comScore, 2016）。由于移动智能设备的普及和可穿戴设备的兴起，移动互联网已改变了信息和人的关系。随着线上支付、社交网络、移动搜索、基于位置的服务（LBS）、移动IM等技术的发展，用户开始在互联网上以真实身份来表现其社会角色，互联网从虚拟变得真实，用户在现实世界中的行为、思想、情感同样展现在虚拟世界中，因此线上线下的界限进一步模糊。

缺乏信任基础

　　线上与线下、现实与虚拟、原子与数字的边界在这个大数据时代变得逐渐模糊。当数据成为了信息传递的基础，而数据信息则来源于对原子世界信息的抽象、提纯、记录和展示，比特世界就成为了在现实世界的一个映射。而这个高效的映射关系却同样存在着先天的缺陷。

　　比特世界的电子数据可以被轻易无磨损地复制，复制、粘贴后的两份文件将会毫无差别，因此原子世界所具有的物质唯一性在比特世界不再适用。除此之外，电子数据还缺少时间的痕迹，只需要在复制文件时调整系统时间，即可伪造出两份创建时间一致的文件。并且随着时间的流逝虽然电子数据的载体可能变化，但数据本身并不会变化，两份电子数据的时间先后将无法像鉴定物理世界的纸质文档那样，通过碳十四同位素获取时间上的先后。因此，比特世界还缺少一个真实的时间维度。也因此，缺乏对应物理实体的电子数据易变、易改、易复制、易丢失，比特世界中也就缺乏了真正的“可信”数据，缺乏了信任的基础。

数字世界可信化

　　比特币与区块链价值网络

　　在缺乏真实性的数字世界当中，区块链技术架构随着比特币的发布被推向大众的视野当中。区块链是一种对分布式存储、非对称加密算法、时间戳等现存技术进行有机整合，并引入算法博弈论的共识机制而形成的一套新的技术体系。

Figure 1 区块链结构(Maxwell, 2014; Satoshi, 2008)

　　区块链顾名思义由区块以时间顺序链接而成，上图中最左边即提现了区块从下到上从旧到新的堆叠过程。通过结合算法博弈论的共识机制，区块链实现了对数字事物唯一性的认证，即整个网络仅认可黑色区块所组成的最长链条中所存储的数据。

　　将每一个区块的内容放大，我们在中间的示意图中可以看到每个区块包含了区块头与交易信息，每一个新区块的区块头中均包含了上一个区块的区块头哈希值，也就是说新区块的身份证号是基于上一个区块的身份证号计算出来的。因此，想要改变某个历史时间点的区块内容，必须将该时间点以后的所有区块推倒重来，而共识机制通过算法博弈论为“推倒重来”增加了成本，从而防止了篡改历史的发生。

　　每个区块中的交易数据包含了网络节点之间通过非对称加密进行的交易记录，最右边的示意图体现出了公私钥加密所实现的有指向性支付及交易验证功能。也即是实现了只有正确人能够获得比特币支付，收款人也能够验证出真正的支付来源。

Figure 2 区块链网络分布式账本（Zuidam et al., 2014）

　　整个比特币区块链网络即通过以分布式的节点根据上述机制进行共同监督的形式，实现了公开、透明、可追溯，并且保证了所有人所记录的事实的唯一性、一致性而不可被任何一方所篡改。

　　数据真实唯一性

　　比特币首次实现了在无中心化对账机构前提下的防双重支付机制。传统的银行与支付方式是通过中心化的账本也就是总行轧账机制，对所有交易记录进行汇总、同步、记录并再分发，实现了所有账户信息的统一，从而防止同一笔款项的多次支付。而比特币通过区块链架构，以工作量证明的共识机制进行分布式的记账权竞争，完成了没有中心化发币机构前提下的代币分发，也实现了没有中性化账本前提下的正确记账。

　　现实生活当中，信用数据逐渐变得重要起来。然而不论是银行流水、淘宝好评率还是支付宝芝麻信用分，都存在通过增加虚假交易数量进行“刷单”或者“刷信用”的行为，而这类行为早已形成了完整的产业链，最终导致信用数据的失真。而在比特币区块链当中，则引入了一个币天销毁（bitcoindays destroyed）的概念，即通过计算入账金额（receive amount）乘以花费前滞留时间（time before spent）获得币天销毁值。币天销毁值将被用于评价账户持有人的信用，更多数量更多滞留时间的代币持有者，将相较于小额频繁流转的账户更值得信任。而通过结合可一直追溯的进账与出账记录，一个真实、完整的信用画像将更容易被塑造起来。

　　比特币虽然因为它的唯一性、真实性使得全世界超过860万人（blockchain.info, 2016）将他作为数字货币进行使用，但它并非真实法律意义上的货币，而仅仅是比特世界中的一串串数据。然而与同样存在于比特世界当中的那些缺少时间维度、易变、易改、易伪造的数据不同的是，有了区块链支持的比特币是一种真实、可信的数据。

　　区块链架构的出现，使得原本看似无解的数据信任问题得到了答案，工作量证明的共识机制使得原本可轻易被创造、改变、消灭的数据变成了需要通过付出时间与资源来获得的回报，也因此第一次使得比特世界中产生了同物理世界一样的可竞争性资源——一种有价值的数据。

现实与虚拟对应

　　区块链数据固化

　　然而比特币虽然在区块链的支持下成为了有价值的真实数据，但却仍然是比特世界万千数据中的一种。为了构造一个具有可信价值的数字世界，还需要将更多类型的数据通过区块链体现其时间性、唯一性并最终赋予它们真实的价值。

　　比特币区块链凭借其长达7年的发展，已建立了分布于全球80多个国家的5229个全节点（Bitnodes, 2016）以及数以万计的轻节点，也因此成为了区块链中相对最为稳定、成熟、安全的分布式网络。基于比特币区块链的数据固化也将因此构建出最为可信的数字世界。

　　当然，以点对点电子现金系统为目的构建的比特币区块链在非比特币的数据存储上存在一定障碍。目前的比特币区块链协议所支持的数据存储主要有以下两种方式（保全网，2016）：

　　（1）将数据存储在币基（Coinbase）交易中。优点是可以存储不超过100个字节的任意数据，缺点是只有该区块的创建者才能把数据写入到币基（Coinbase），也就是说只有在通过消耗相当成本的算力并挖得区块的基础上才能够获得存储机会。

　　（2）将数据散列运算并编码为比特币输出，然后设置输出脚本的第一个操作为OP_RETURN，并构造一笔交易广播到比特币网络上。此方法的优点是非区块创建者也能存储数据，缺点则是存储的数据极其有限，且过于频繁地发送交易容易导致网络堵塞。

　　为了能够克服比特币区块链在数据存储上的弊端，保全网在实践中以第二种方式理论为基础，在此之上构建了分层数据存储体系。

Figure 3 区块链分层数据存储

　　它在比特币区块链之上构建一个与之相似的分布式区块链结构——保全链。由于该区块链结构是以数据存储为目的设计的，因此它摒弃了比特币区块链在数据存储上的限制。用户链与锚定链均存在于保全链节点中，数据输出方通过将数据进行散列算法加密形成数据指纹，并将数据指纹存储在用户链上。来自于不同用户链的数据指纹通过上图左边所示意的梅克尔树（Merkle Tree）计算形成一个概括性的梅克尔根（Merkle Root），梅克尔根被存储在锚定链上。锚定链上的数据再次通过梅克尔树计算将锚定链上锚定区块的数据概括形成一个梅克尔根，将该梅克尔根作为比特币输出写入比特币区块链当中完成锚定。

　　这样的分层数据存储方式通过独立构建保全链实现了在比特世界中多样化数据的固化，并通过向比特币区块链进行锚定，赋予了这些数据与比特币相同的唯一性和真实性，从而为数字世界构造了真实的时间维度。

证据链真实还原

　　当数据的唯一性和真实性被保证，同时产生的时间先后也被固化，比特世界就自然成为了现实原子世界的对应。在人类生活的四维空间当中，一切事物的发生都伴随着时间维度的前进而成为不可更改的历史，但在区块链出现之前，比特世界的历史却是可被轻易地更改的。因此在司法实践当中，实物证据由于其物理化学特性的稳定，往往相较于电子证据更容易被采信。因此2012年民法修订将电子数据新增为证据之后，法律专家也频频呼吁对电子数据证据保全制度的完善，从而确保电子数据在民事诉讼中真实性、关联性、合法性的认定（贾玉秀、张晓丽，2014）。

　　区块链数据固化的不可篡改确保了数据的真实性，区块链记录的可追溯则保障了数据证据取得的合法性，而在关联性认定上，区块链的时间序列特性能够将数据证据构造成为真实唯一的证据链条，从而为司法办案的逻辑推理提供了有效的参照标准。

　　今天的区块链实现了人类在比特世界的价值传递，代码和数据将被用于表达货币尺度、财产权属、信用资源等现实认知（蔡欣，2016），因此只有当现实法律体系同样通过区块链进入比特世界，为比特世界构建出一个安全的规则，才能够让比特世界成为真正适用于人类发展的新次元。

数字价值流转

　　区块链实现了数据的可竞争性资源化，因此作为资源的有价值数据将可被真正地用于交易。在目前的大数据交易模式当中由于数据仍然缺乏唯一性而可被轻易复制，因此数据的出售方与交易中介方都存在着对数据进行复制，并在交易关系之外进行私下倒卖的隐患。而一旦数字资源的唯一性、真实性被区块链所保证，数字资源的“双重支付”被杜绝，则创造了一个可信的大数据交易环境。

　　另一方面，大量的高密度、高价值数据来自于政府、医院等机构，而这些数据在交易的过程中都存在着隐私泄露的问题。在解决这个问题上，基于区块链技术的去中心化计算平台Enigma正被麻省理工学院的团队提出以解决数据脱敏和隐私问题。Enigma同样使用了类似于保全网的分层存储架构，数据层也同样仅留存数据指纹而非原始数据从而保障数据隐私，数据层最终也会通过锚定区块链获得数据真实、唯一和时间序列的保证。但不同于保全网的将数据层也构造成区块链结构，Enigma的数据层的结构是非区块链的一般分布式网络，从而在牺牲一定安全性的前提下提高了数据接入的效率。而真正使得Enigma脱颖而出的是它的多方计算（Multi-party Computation），极简的概念描述可类比为：你对两个来自于不同匿名所有者的数据提出要计算它们的乘积，算法输出给你乘积等于6的结果，但你并不知道这个6是来自于2乘以3，还是1乘以6，亦或是来自于两个√6的乘积。即实现了不需要知道原始数据的情况下通过对原始数据进行计算，并获得所需要的数据计算结果（Zyskind, et al, 2015）。

　　Enigma的隐私保密计算方式能够彻底改变大数据交易模式。数据的交易不再是针对原始数据本身的交易，而是对数据计算的接入权进行的交易（王毛路，2016）。原始数据能够永远地留存于最原始的所有人私密空间当中，而对这份隐私却有价值数据的计算权则能够在全互联网被交易、转让。就像所有类型的资源、资产只有通过不断地流动才能够产生更大的社会价值一样，在区块链支撑下的数字世界中，当数据作为一种有价值的可竞争性资源，并真正实现了交易与流转，它所支撑起的数字经济才真正地同传统经济活动一样成为人类社会进步的全新形态。

　　区块链作为数字世界所缺失的最后一块拼图，创造了数据信息的可信与真实，而也正是这份可信与真实使得数据信息本身变得有价值，互联网也从而单纯的信息高速公路成为了价值传输的网络。而建立在区块链所提供的可信价值基础之上的互联网数字世界，也因此成为了跨区域全球价值链发展的新空间。

作者介绍

高航

浙江数牛金融信息服务有限公司CEO，

资深技术极客，

中国区块链应用研究中心常务理事及浙江分中心负责人，

互联网金融、财税信息化专家，

鸣金网、浙金网、保全网创始合伙人。

著（译）作：《数字货币：比特币数据报告与操作指南》、

《敏捷创新》、《区块链与新经济：数字货币2.0时代》

俞学劢

浙江数秦科技有限公司国际业务负责人，

保全网、算力宝联合创始人，

利物浦大学电子金融一等荣誉理学学士，

雷丁大学ICMA Centre金融风险管理卓越理学硕士，

拥有国有、外资银行、民营金融机构、私募投行等工作经历，

并担任鸣金网、链金社、共享财经等新媒体专栏海外新金融板块作者，

曾参与《敏捷创新》翻译工作，并合著有《区块链与新经济:数字货币2.0时代》。

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