前言：尋找寫作靈感？中文期刊網(wǎng)用心挑選的區(qū)塊鏈設(shè)計與未來，希望能為您的閱讀和創(chuàng)作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。

摘要：計算機科學技術(shù)的發(fā)展總會帶來一個時代的發(fā)展，區(qū)塊鏈技術(shù)就是其中之一。區(qū)塊鏈技術(shù)是近些年來最具新穎，前沿性的一項技術(shù)，它利用去中心化，分布式，可信任等特點，應(yīng)用在比特幣，以太坊等多方面。通過智能合約與共識算法來保證區(qū)塊鏈的正常運行，將會對許多行業(yè)產(chǎn)生顛覆性的影響。本文將淺談區(qū)塊鏈的設(shè)計，解讀區(qū)塊鏈的發(fā)展，以及其在未來產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用方向，以供讀者參考。

關(guān)鍵詞：比特幣；區(qū)塊鏈；以太坊；智能合約；未來應(yīng)用；安全

在中本聰?shù)恼撐摹侗忍貛牛阂环N點對點的電子現(xiàn)金系統(tǒng)》中提到現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)上的交易大多依賴第三方金融機構(gòu)，但是不管這個金融機構(gòu)做的有多么的好，它總會具有一定的缺陷，例如第三方金融機構(gòu)是否可信的問題，第三發(fā)機構(gòu)對賬單的隱私保護能力不足問題，第三方金融機構(gòu)被黑客攻擊的問題。這些是金融機構(gòu)即使做的再好也不能完全保證的，這使得互聯(lián)網(wǎng)中價值的轉(zhuǎn)移會出現(xiàn)一系列大大小小的問題。所以如果想要實現(xiàn)真正意義上的“信任價值轉(zhuǎn)移”，那么就需要移除第三方金融機構(gòu)，建立真正意義上的互聯(lián)網(wǎng)價值轉(zhuǎn)移體系，區(qū)塊鏈技術(shù)就應(yīng)運而生了。

一、區(qū)塊鏈1.0--比特幣

區(qū)塊鏈是比特實現(xiàn)的底層實現(xiàn)技術(shù)，比特是區(qū)塊鏈的一個典型的應(yīng)用。其實，在開始的時候人們只知道比特幣并不知道區(qū)塊鏈，后來經(jīng)過不斷的發(fā)展逐漸引發(fā)出了區(qū)塊鏈技術(shù)。由于比特幣利用公共鏈中的完全去中心化，通過密碼學的技術(shù)保證賬單交易的不可更改與不可逆轉(zhuǎn)性，在各個節(jié)點之間形成共識算法，從而是使得比特幣的交易安全可信。比特幣的安全性是相對可靠的。比特幣對賬單的所有權(quán)和隱私其實是指對比特幣賬戶地址的所有權(quán)，因為比特幣沒有第三方金融機構(gòu)的參與，所以比特幣的賬戶是用地址來表示的。在賬本上并不會顯示個人的信息，轉(zhuǎn)賬的實質(zhì)就是從一個地址轉(zhuǎn)移到另外一個地址。那么如果你擁有這個地址的私鑰那么就相當于你對比特幣賬單擁有了所有權(quán)。私鑰經(jīng)過一系列的數(shù)學運算，利用密碼學的知識（hash運算），保證了賬單地址的不可逆轉(zhuǎn)性。但是如果你的私鑰丟失，那么比特幣就有可能會出現(xiàn)丟失。

二、區(qū)塊鏈2.0--以太坊

如果說比特幣是區(qū)塊鏈發(fā)展的開始，那么以太坊便是區(qū)塊鏈應(yīng)用中的一個完備框架平臺，它是區(qū)塊鏈與智能合約的完美結(jié)合。盡管比特幣在區(qū)塊鏈的架構(gòu)中展示了較好的魯棒性與飄逸感，但是那只是針對數(shù)字虛擬貨幣而言的，在除了虛擬貨幣以外的其他的應(yīng)用場景中還是十分的不足的。比特幣的思維缺陷在于它是不具備圖靈完備性的，由于其腳本引擎就不具有圖靈完備性，而以太坊虛擬機EVM提供了圖靈完備的計算環(huán)境，可以進行更為復(fù)雜的運算。以太坊中的智能合約是以太坊的靈魂。這兒可分開理解“智能”指的是智能化，指的是在區(qū)塊鏈中的一段由計算機執(zhí)行和驗證的程序，而“合約”也就是交易雙方規(guī)定的協(xié)議。因為智能合約存在在以太坊中的每一個節(jié)點上，所以只有每一個節(jié)點都執(zhí)行智能合約得到相同的結(jié)果，才可以確定這個交易是合法的。

三、區(qū)塊鏈3.0--未來應(yīng)用

區(qū)塊鏈3.0意味著它的應(yīng)用將不在局限在數(shù)字貨幣，金融方面，它將更為廣泛的應(yīng)用在教育，醫(yī)療，文化，企業(yè)等方面。從區(qū)塊鏈的安全性來說，它的安全性能相當于區(qū)塊鏈2.0來說也必將得到一個提升。在這里淺談區(qū)塊鏈在未來物聯(lián)網(wǎng)方向上的應(yīng)用。區(qū)塊鏈的智能合約可以應(yīng)用到物聯(lián)網(wǎng)中的交易上，可以通過點對點的形式與智能設(shè)備上的接口實現(xiàn)智能對接，保證在區(qū)塊鏈上轉(zhuǎn)賬，而在物理世界實現(xiàn)等價功能的轉(zhuǎn)換。在物聯(lián)網(wǎng)中智能設(shè)備中的數(shù)據(jù)是十分重要的，在智能設(shè)備中對應(yīng)的各個數(shù)據(jù)區(qū)塊可以以區(qū)塊鏈的形式進行存儲，利用區(qū)塊鏈優(yōu)良的特性，可以防止數(shù)據(jù)被篡改，對數(shù)據(jù)可追蹤等。在很早的時候IBM就提出區(qū)塊鏈將成為物聯(lián)網(wǎng)的最佳解決方案。如麻省理工學院的NeuroMesh（物聯(lián)網(wǎng)疫苗）項目。該項目是基于區(qū)塊鏈技術(shù)為當前物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)備所面臨的的安全威脅提供防護，可以有效識別網(wǎng)絡(luò)中的潛在威脅，同時將攻擊源納入黑名單。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將會帶來日益增多的安全威脅，這使得該區(qū)塊鏈應(yīng)用將得到十分長遠的發(fā)展。

四、區(qū)塊鏈安全

盡管認為區(qū)塊鏈的實現(xiàn)機制是安全的，但不代表它是絕對安全的。比如比特幣中的錢包私鑰丟失問題，前面提到過比特幣中賬號地址是由密碼學中一系列算法而生成，若一旦你忘記或者丟失私鑰那么你將永遠也取不走你的賬戶里面的比特幣。礦池的算力集中也會出現(xiàn)相應(yīng)的安全問題。礦工通過PoW（工作量證明）機制來獲取區(qū)塊的記賬權(quán)，隨著區(qū)塊鏈的不斷流行，單獨礦工的算力沒有了優(yōu)勢，使得礦力集中形成礦池來進行挖礦，但如果礦池的規(guī)模過大就有可能超過全網(wǎng)算力的50%，而掌握整個區(qū)塊鏈的記賬權(quán)，那么區(qū)塊鏈強調(diào)的去中心化將不復(fù)存在，區(qū)塊鏈將受到嚴重的安全威脅。如果我們可以通過在各個節(jié)點之間形成新穎的共識算法來抑制礦池的規(guī)模過大，那么這類問題也還是可以解決。區(qū)塊鏈的發(fā)展是思維上的一種進步，其去中心化，分布式與智能合約結(jié)合的特點，以及在比特幣與以太坊上的應(yīng)用，必將引領(lǐng)未來。

作者:徐馮杰 劉析遠 單位:西華大學計算機與軟件工程學院