原标题：（科普）区块链有哪些技术特征

在信息网络化的大背景下，当需要与不熟悉的对手方进行价值交换活动时，人们如何做才能防止不会遭受恶意欺骗，从而做出准确的决策？区块链技术则正可以解决这一问题——它提供了一种无需信任单个节点、还能创建共识网络的方法。完备可追溯、去中心化和去信用化是区块链技术的三大特点。区块链的所有核心技术均围绕这三大问题设计。

1． 区块链的结构设计保证了其记录数据完备可追溯

区块链是由“区块+链”构成。区块（block），是指存放已记录数据的文件，里面按时间先后顺序记录了已发生的所有价值交换活动。每个区块均由三部分构成：本区块的ID（本区块块大小、生成时间等所有信息）、所有交易单（每一笔交易的详细情况）与在其先后的区块ID（即前后区块中所有价值交换信息经过算法压缩后形成的一个字符串）。区块的生成时间由系统设定，通常平均每几分钟会生成一个区块。由于每个区块中都包括了前一个区块和后一个区块的ID，这种设计使得每个区块都能找到其前后节点，从而可以一直倒推至起始节点，形成一条完整的交易链条，即构成区块链。

“区块”+“链”=完整历史：从第一个区块开始，到最新产生的区块为止，区块链上存储了系统全部的历史数据。“区块”+“链”=时间戳（time stamp）：区块链让全网所有节点都在每一个区块上盖一个时间戳来记账，表示这个信息是这个时间写入的，形成了一个不可篡改、不可伪造的数据库。时间戳可以证明某人在某天确实做过某事，可以证明某项活动的最先创造者是谁。任何事情的“存在性”证明变得十分简单，区块链上的每一条交易数据，都可以通过链式结构追本溯源，一笔一笔进行验证。

2． 区块链使用的对等网络技术可实现去中心化

区块链存储数据时使用的是对等网络技术（peer-to-peer，P2P，又称点对点技术），是没有中心服务器、依靠用户群交换信息的互联网体系。与有中心服务器的中央网络系统不同，对等网络的每个用户端既是一个节点，也有服务器的功能。网络中的资源和服务分散在所有节点上，信息的传输和服务的实现都直接在结点之间进行，可以无需中间环节和服务器的介入。

P2P架构天生具有耐攻击、高容错的优点。由于服务是分散在各个结点之间进行的，部分结点或网络遭到破坏对其他部分的影响很小。对等网络技术要求各节点“人人皆兵”。对等网络设计了一整套协议机制，让全网每一个节点在参与记录的同时也来验证其他节点记录结果的正确性。只有当全网大部分节点（或甚至所有节点）都同时认为这个记录正确时，记录的真实性才能得到全网认可，记录数据才允许被写入区块中。根据 P2P 网络层协议，记录成功后，消息由单个节点被直接发送给全网其他所有的节点，实现分布式传播。信息拦截者无法通过特定传播路径来拦截想要截获的信息，因为每个节点都收到了信息。

对等网络技术通过“链式防守”保障数据安全。对等网络让数据能实时记录的同时，并在每一个参与数据存储的网络节点中不断实时更新，这就极大地提高了数据库的安全性。即使个别节点发生故障（如数据丢失、遭到黑客攻击等），整个数据库系统也不会受到任何影响，因为其他节点存储的数据依然可用。分布式存储的思维完全去除了中心化存储时的中心点，保证了数据存储的安全性。在分布式记录、分布式传播和分布式存储的去中心化保障下，可以说，没有任何人、任何机构甚至任何国家能控制这种系统，所有交易行为均由市场自发形成。除非网络中所有节点同时遭到攻击集体崩溃，否则区块链体系可以一直正常运转下去。

3． 区块链使用的非对称加密技术可实现去信用化

面对互联网中互不相识的节点，对于区块链中记录下的交易，我们能否毫不怀疑地予以百分百信任呢？答案是肯定的。区块链使用了密码学中的“非对称加密”，解决了节点间的相互信任问题。所谓非对称加密，是指我们在“加密”和“解密”的过程中分别使用两个密码，这两个密码具有非对称的特点。加密时的密码（被称为公钥）和解密时的密码（被称为私钥）是一对：如果用公钥对数据进行加密，只有用对应的私钥才能解密，从而获取对应的数据价值；如果用私钥对数据进行签名，那么只有用对应的公钥才能验证签名，验证信息的发出者是私钥持有者。

在中心化的系统中，我们只需要向中介组织证明自己身份，即可进行交易。例如，我们在银行系统进行交易时，只需输入密码，就能证明自己是账户主人，支配账户内的资产。而在区块链的系统中，由于没有中心节点，任何节点之间的权利都是平等的。这就意味着，想要证明“我是张三”，就必须向全网所有节点亮出证据，即让全网所有节点都相信我拥有“张三的密码”，但还不能让他们知道密码是什么。

非对称加密就是能达到这一效果的“神器”。当甲把某项资产转移给乙时，他使用乙的公钥对交易进行加密，然后将交易信息向全网公开，该交易唯有使用乙的私钥才能打开。使用椭圆离散对数的非对称加密算法非常安全，在不拥有私钥的情况下，破解难度极高，可能性几乎为零。因此，当乙解开了交易密码后，即可证明自己是资产的拥有者，并得到全网认可与记录。可见，完善的加密技术保证了，我们无需辨别交易对方是“好人”还是“坏人”，也不需要第三方机构对交易进行信用背书，就可放心地与任何对手方进行交易。区块链凭借其严谨的加密算法与认证体系，真正实现了去信用化。

管比特币是区块链技术最著名也是最成功的应用，但区块链的用途非常广阔。我们甚至可以认为，区块链具备颠覆一切行业的可能性！近年来，区块链应用已经从第一代的比特币，进化到了第二代的支付清算、证券交易、医疗、物流、政务服务、博彩娱乐等各个领域。

由于区块链可摒弃中转银行的角色，实现点到点快速且成本低廉的支付，因此在支付清算尤其是跨境支付行业有着显著的优势。通过区块链平台，不但可绕过中转银行，减少中转费用，还因区块链安全、透明、低风险的特性，提高了跨境汇款的安全性与清算速度，大大加快资金利用率。未来，银行与银行之间也可不再通过第三方，而是通过区块链技术打造点对点的支付方式。据麦肯锡测算，区块链技术在B2B跨境支付与结算业务中的应用将可使每笔交易成本从约26美元下降到15美元，其中约75%为中转银行的支付网络护费用，25%为合规、差错调查以及外汇汇兑成本，成效非常可观。

证券交易市场是非常适合区块链技术的应用领域。传统的证券交易需要经过中央结算机构、银行、证券公司和交易所这四大机构协调工作，才能完成股票交易，不仅效率低、而且成本高。引入区块链后，就可独立地完成一条龙式服务。尤其对于私人股权交易而言，其只需要一个可靠的系统来记录股权归属并进行股权交易，却又不需要具备很强的交易处理能力，区块链技术的特点正好符合这样的需求。

目前，美国纳斯达克与英国伦敦证券交易所均在私人股权交易领域开始试水区块链应用。纳斯达克在2015年10月正式推出了它的区块链平台Nasdaq Linq。通过Nasdaq Linq进行股权交易的用户们将享有一种“数字化”的所有权。Linq给予一个让人容易看懂的历史发行记录，让用户们的记录更容易地进行审核，并在发行治理和所有权转让方面赋予他们更多的权限。今后，在性能问题解决之后，股票等交易频率更高的金融资产也可能将迁移到这类公开的平台上交易。

医疗领域是除了金融领域外区块链应用的第二大领域。由于包括病历在内的很多用户资料极具私密性，这就需要很高的安全措施进行信息保护。然而，当前中心化管理的信息系统在各类网络攻击下越发力不从心，容易出现大规模数据泄漏问题。即便是安全技术很高、采用封闭系统的苹果公司，也出现多次数据泄漏，造成恶劣影响。区块链高度安全的加密算法与分布式存储认证体系，正适合解决这一问题。

目前，荷兰飞利浦医疗和Tieron公司展开合作，通过区块链技术完成病历资料的认证与隐私保护。通过设立复杂可编程的权限保护，所有数据都无法随意阅读和篡改。即便区块链系统中部分区块遭到攻击，也不会造成任何问题。

区块链技术可以记录货物从发出到接受过程中的所有环节。通过创建共识网络，能直接定位到快递中间环节的问题所在，也能确保信息的可追踪性，从而避免快递爆仓丢包、误领错领等问题的发生，也可有效促进物流实名制的落实。快递交接需要双方私钥签名，每个快递员或快递点都有自己的私钥，是否签收或交付只需要查下区块链即可。最终用户没有收到快递就没有签收，快递员无法伪造签名。这样即可杜绝快递员通过伪造签名来逃避考核，减少用户的投诉。

当前区块链技术面临的挑战

尽管区块链实现了堪称“革命性”的技术突破，但质疑声音一直不少。区块链缺点主要集中在技术落地时的硬件问题：

区块链技术的交易速度与区块副本数量显著负相关，区块节点越多，交易速度越慢。目前比特币每秒最多只能执行7笔交易，即使是技术相对领先的Hyper Ledger方案每秒也只能执行200到300笔交易，这与中心化体系的运算处理速度相差较远。银行和第三方支付公司的集中化系统具备每秒执行几万笔交易的能力（Visa最新的实验室测试数据是5.6万笔/秒，2015年“双十一”支付宝的处理峰值是8.59万笔/秒），区块链技术要达到类似的能力还需要较长时间。

区块链网络的稳定运营需要一定量的节点保持接入到网络中。然而，节点的运行有一定成本，这就需要有合理的激励机制来吸引节点参与，确保交易被记录和维护。目前，这种激励机制并未形成，节点的参与更多是靠自愿或随机性，并未形成一个有序的规则。

3． 达成数据共识的成本

在开放网络环境下，由于多个节点都可以记录新的区块，这就需要解决区块冲突和数据一致性问题，即“拜占庭将军问题”。要维持区块链数据的安全性与可靠性，就必须保证全球多个节点同时参与记账，但多个节点的数据共享过程实际上也是一个高耗能的过程。目前，比特币提供的“挖矿”方案计算成本极高，由此造成的实际能耗已经超过爱尔兰用电量，每年经济成本达数亿美元，很难被广泛使用。可见，尽管区块链节约了中心化成本，但又带来了电能消耗成本，这将成为影响其推广的一大阻碍。

区块链离我们到底有多远？这取决于广大企业介入该技术的积极性。不同公司介入区块链有着不同目的：对于软件和服务提供商而言，使用区块链可以为传统客户提供更好的产品，在力争获取竞争优势的同时，避免因技术变化而淘汰出局；对于传统平台型公司而言，使用区块链可以巩固自身的商业模式，避免被新技术带来的商业模式颠覆；对于创新企业而言，使用区块链可以寻求新技术带来的颠覆式创新机会。因此，鉴于区块链的广泛适用性，多数企业都将有积极使用的动力。英国、美国、日本等发达国家政府与金融机构正“热火朝天”地参与其中，力争通过占领区块链技术先机巩固其国际金融中心的地位。可以预见，区块链的全面普及将会很快到来。

与欧美等发达国家相比，我国对区块链的关注较为滞后。2016年1月央行数字货币研讨会上，央行宣布考虑发行数字货币，这是政府层面的首次发声。2016年4月，由中证机构间报价系统股份有限公司等11家机构共同发起的区块链联盟——中国分布式总账基础协议联盟China Ledger宣告成立，该联盟的成立是期望能够开发出符合中国的政策法规、国家标准、业务逻辑和使用习惯的底层区块链基础设施。目前，国内对区块链的认知多数还停留在比特币上，其他领域应用极少。随着“互联网+”战略的加快实施，未来我国的区块链产业也有望逐步培育起来。

韩国有近 10% 的人参与加密货币交易;

日本 350 万人参与加密货币参与;

我们的大妈都跑到三亚参加区块链峰会了……

你以为亚洲人民只爱炒币吗?还真不是!亚洲国家中，政府官方对加密货币，从研究的热情、到实际政策的支持都不少：

就在这个月 10 号，工信部电子工业标准化研究院区块链研究室主任李鸣接受《经济参考报》记者采访时表示，我国已经开始建立区块链国家标准，以从顶层设计推动区块链标准体系建设，预计最快将于 2019 年底完成标准的建设;

我们的邻居日本、韩国，加密货币的热度也高居不下：

日本监管部门多次展开深入研究：上个月末，日本金融厅还召开了第二次加密货币交易所研究会，讨论了交易所参入条件、注册审查难度、如何应对匿名加密货币等内容。

在韩国，小探在之前的一篇文章里提到了加密货币在当地的热度：按人口算，韩国近有近 10% 的人参与加密货币的交易。

作为国际金融港口、东南亚经济龙头的新加坡，也多次在各种场合提到对区块链发展的扶持：上个月在东盟财长国会议上，新加坡财政部长衡瑞嘉还再次重申了新加坡的区块链发展计划，提出要让新加坡处于区块链竞争的领先位置。

有了政策的支持，有了蜂涌的人群，当然离不开优质的项目。在大家对“空气币”、“白皮书公司”的质疑声中，密探今天就来教你区分，什么是优质的区块链项目。值得一提的是，在全球范围内有影响力、优质的区块链项目中，不少都是亚洲团队做的，比如 NEO、Qtum、CertiK 等。

这些公司背后都有哪些共同特点呢?我们仔细分析一下就会发现，虽然区块链领域很新、泡沫很多，但优质区块链项目和优质的科技创新公司之间，有非常多的相似之处。换句话说，就算区块链是风口，“区块链” 这三个字也不是万能钥匙、更不是免死金牌。  

共同点一：理论基础扎实

区块链领域创业公司众多，想要成为少数受到广泛认可的优质项目，没有三板斧怎么行?

以 Quantstamp、CertiK 为代表的区块链项目，就是 “用理论基础取胜” 的代表。

我们先从Quantstamp说起。Quantstamp 是一个基于以太坊的、专门检查智能合约的安全审计协议，也是目前唯一一家被全球顶级孵化器 YC 支持的项目!

凭的就是扎实、完备的理论基础。

智能合约就是一段程序 —— 和任何程序一样，都有可能有 bug 和漏洞。在人人都在谈论资产上链的今天，一个智能合约的漏洞，很可能损失价值千万级、甚至更高的数字货币。如果安全无法确保，区块链资产就无从谈起。Quantstamp 就是来“检查” 这些智能合约的区块链项目。

第一，它是一个用于检查 Solidity 程序的、可升级的软件验证系统;

第二，它的奖励机制给人们主动找智能合约漏洞的“动力”。而其形式化验证、环形签名等，都仅仅围绕这两个主题展开。

而小探前两周刚刚介绍过的区块链项目CertiK，则是以 “扎实理论基础” 取胜的另一代表。

Certik 是一家用“形式化验证”(Formal Verification)为智能合约、区块链应用提供安全性服务的公司。

用 CertiK 联合创始人顾荣辉教授的话说，“形式化验证”就是：用逻辑语言来描述规范，通过严谨的数学推演来检查给定的系统是否满足要求。

听着太抽象?黑客到底是怎么攻击智能合约的呢?

我们举个例子：假设你用智能合约卖了辆二手车，在买家的钱没划进你的银行账户前，车是不会过户的。但是!黑客找到了该智能合约的潜在漏洞，假装钱已经到你的账上，智能合约条件满足、被触发，就会自动过户，你就这么莫名其妙白给别人了一辆车...

传统方法是：为了堵住可能的漏洞，开发者会预想一些可能的攻击路径，再针对这些情景测试，但如果黑客用了一种开发者没想到的方法，就会被黑，换句话说这种方法虽然 95% 的情况下都可靠，但无法保证 100% 可靠。

怎么提升最后这 5% 呢?

CertiK 采用的形式化验证，就是将智能合约转化成了数学模型，通过对逻辑上的推理演算来验证模型，从而证明智能合约的安全性。你看，一种是每一步都很缜密、严谨的数学逻辑、另一种是靠开发者猜测可能的攻击，哪种安全性更高不言而喻。

可见，扎实的理论基础，正是拉开了最后 5% 差距的原因。对了，这两家公司都会参与 6 月 26 日、 27 日举办的Blockchain Connect Conference，感兴趣的小伙伴，可以直接拉到文末进行购票!

共同点二：从业经验丰富

靠谱的区块链项目要不就是理论基础扎实、要不就是从业经验丰富。两个都不沾边?赶紧洗洗睡吧。

Ontology 和 NKN 就是两个 “从业经验丰富” 很好的例子。

Ontology(本体网络)是一个基础性公有链网体系，意在解决 “信任” 问题。长期以来，“信任” 都是一件高成本的事情，而且往往很耗时、很麻烦(比如，办证)，即使我们设定规矩(比如 “不许办假证” 的法律、验证假证的技术)，还是有很多信任漏洞(总有些人想办法办假证)。

而且即便一个人的假证被识破，他完全可以换个地方继续行骗。发现问题了没?现在我们虽然有不同的“信任确认渠道”，但这些渠道都是孤立的、“就事论事” 的，渠道和渠道之间没有可信的桥梁，数据也不开放。

Ontology 做的，就是这个“桥梁”，也是目前最难、价值最高的跨链协议。因此，Ontology 又被称为“链网”：区块链之间的互联网。他们的目标是让大家有 “链接” 与“授权” 自己数据的权利。

Ontology 自一问世，就得到了海外媒体的广泛关注：

Ontology 创始人李俊是 Onchain 的联合创始人、核心架构师，后者为Ontology 带来了极大的资源、技术优势。而且，Ontology 由国内领先的区块链技术团队 Onchain 作为技术主导。Onchain 的技术团队成员，从底层系统技术、到业务系统开发，都应对自如、经验丰富。

另一个例子是 NKN。NKN 是什么呢?小探在之前的这篇文章里介绍过这个项目：

如果说以太坊作为去中心化的的计算机平台，Filecoin 作为去中心化的存储网络，那么 NKN 要做的就是下一个去中心化的传输网络。

NKN 团队的业内经验也十分丰富：创始人李彦博是国内顶级区块链公司 Onchain 的联合创始人和NEO的核心开发者，曾成功研发出众多业内项目。此外，Whitfield Diffie 也选择加入 NKN。Whitfield Diffie 是现代密码学之父、也是图灵奖得主。后者多年的行业经验，加上 NKN 创始人李彦博在 Onchain 的开发经历，使得 NKN 一亮相就取得了广泛关注。

共同点三：从人才到社区的全面国际化

众人拾柴火焰高。区块链项目和互联网公司相比，其“去中心化”、“全球性” 更为明显 —— 而且，这一点不仅体现在项目核心团队上，更体现在社群本身。在下面这几家公认的优质区块链项目里，大部分都有一支国际化的队伍、和一个国际化的社群。

比如我们刚才提到的 CertiK：其技术团队位于硅谷，工程师也是 Google、Facebook 的“校友”。联合创始人邵中，普林斯顿大学博士、耶鲁大学计算机系系主任/终身教授、中科大名誉院长、清华大学大师讲习团成员， 20 余年安全领域经验。联合创始人顾荣辉，清华大学本科、耶鲁大学博士、哥伦比亚大学助理教授。这么一支团队，学术实力了得，难怪能让 CertiK 有经得起考验的理论基础。

再以本文开头的 Ontology 为例：其 50 人的团队里，高达 80% 都是来自 IBM等公司的技术人员。据介绍，团队有些成员有在其它区块链科技公司做架构。而 Quantstamp、区块链视频公司 Lino 等公司，大部分都来自各大藤校。

这些最顶尖、最优质的人才纷纷往区块链领域聚集，也能从侧面反映出这个领域的无限潜力。

当然，由于区块链项目的开源特性，只靠核心团队是建立不了整个社群的 —— “团队优秀就足够了” 这种思维，还是比较 “古典互联网”。

玩笑归玩笑，“优质区块链项目往往有不错的海内外社群” 这一点，肯定不是巧合。

Qtum的海外社区，就是出海的中国区块链项目里运营得最好的之一，尤其是韩国社区。小探在前几天采访韩国交易所 Zeniex 的 CEO 崔敬俊时，他就特别提到了 Qtum 在韩国的受欢迎程度：不仅 Qtum 核心人物帅初在韩国是 “网红”，而且 Qtum 在韩国圈内也是一个家喻户晓的名字。

区块链项目这么多，为什么单单 Qtum 颇受欢迎呢?这当然不是巧合。原来，Qtum 十分重视海外社群的发展。我们以韩国为例：韩国本土的区块链项目与中、美相比并不算多，导致本土不少投资者转向韩国海外项目，而在进军韩国的项目中，Qtum 非常注重社群的运营，不论线上、线下，都聚集了韩国一批对于项目充满热情的粉丝，建立了蓬勃发展的生态系统。这么看来，Qtum 在韩国的成功，也顺理成章。  

Qtum 在韩国的社群

再说说另一个社群运营得好的内容价值预测平台U Network。 作为一个还比较年轻的项目，U Network 的社群发展得非常迅速：社群粉丝遍布 82 国家，人数一个月内以十倍的速度迅速增长，速度惊人。

在区块链的世界里，酒香也怕巷子深。有些项目质量上佳，但海外社群的拓展与运营多少有点不得其法。U Network 的社群运营和小探分享说，尽管粉丝数量一直稳步增长，但其实 U Network 更注重的，反而不是数量，而是粉丝的质量。想入群?可以，但入群有门槛。

此外，U Network 也非常注重和每位粉丝的互动：每个粉丝都会得到项目社群运营工作人员一对一的交流、沟通。所有粉丝对项目的疑问，都会得到回答。而且项目方和粉丝完全透明，每周都会定期和大家汇报项目进展进度。

U Network 对社群运营的上心，也得到了回报：粉丝不仅自发地召集设计师、设计项目相关产品、海报、甚至同人漫画，还有粉丝完全自发地找了区块链媒体、业内有影响力人士为项目点评。

看来，如果想做出一个成功的区块链项目，“闭门造车” 是行不通的，不论 Qtum 还是  U Network，都深知 “利用群众的力量”。说到底，区块链项目的 “去中心化” 特性，会使其对 “社区化” 的要求更高。

我们刚才提到的这些区块链项目，无不指向区块链发展的下一步：脱虚向实。从监管部门、从业人员、到机构投资者，大家都已经慢慢建立了这个共识。

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