區(qū)塊鏈：密碼共識(shí)原理、產(chǎn)業(yè)與應(yīng)用

1  區(qū)塊鏈與密碼共識(shí) 1

1.1  區(qū)塊鏈與密碼共識(shí) 2

1.1.1  區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N經(jīng)濟(jì)組織模式 3

1.1.2  區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N去中心化的經(jīng)濟(jì)組織模式 4

1.1.3  區(qū)塊鏈適用于大規(guī)模的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)組織 4

1.1.4  區(qū)塊鏈?zhǔn)怯梢唤M技術(shù)實(shí)現(xiàn)的 5

1.2  對(duì)區(qū)塊鏈的常見誤解 5

1.2.1  把狹義的“區(qū)塊鏈”技術(shù)等同于區(qū)塊鏈這種經(jīng)濟(jì)組織模式 6

1.2.2  把區(qū)塊鏈技術(shù)的局部運(yùn)用等同于區(qū)塊鏈這種經(jīng)濟(jì)組織模式 6

1.2.3  強(qiáng)調(diào)區(qū)塊鏈的技術(shù)屬性而忽視其經(jīng)濟(jì)、社會(huì)與文化屬性 7

1.2.4  夸大區(qū)塊鏈去中心化的作用和影響 8

1.3 “區(qū)塊鏈”應(yīng)稱為“密碼共識(shí)” 9

1.3.1  分布式共識(shí)才是區(qū)塊鏈的基本特征 10

1.3.2  非對(duì)稱密碼是分布式共識(shí)實(shí)現(xiàn)的核心技術(shù) 11

1.4  密碼共識(shí)的本質(zhì)是市場(chǎng)機(jī)制的升級(jí) 13

1.4.1  非對(duì)稱密碼使產(chǎn)權(quán)更明晰 13

1.4.2  分布式共識(shí)使市場(chǎng)更有序 13

1.4.3  密碼共識(shí)弱化了市場(chǎng)的中心節(jié)點(diǎn) 14

1.4.4  密碼共識(shí)是更加有序競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)機(jī)制 14

1.5  密碼共識(shí)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的兩大基石 15

1.5.1  基石一：無邊界價(jià)值流通體系 15

1.5.2  基石二：無中心公共信息平臺(tái) 16

1.6  密碼共識(shí)有利于完善政府的經(jīng)濟(jì)職能 17

1.6.1  政府與市場(chǎng)是互補(bǔ)共生的兩種經(jīng)濟(jì)組織模式 18

1.6.2  密碼共識(shí)機(jī)制對(duì)政府經(jīng)濟(jì)職能提出更高要求 18

1.6.3  密碼共識(shí)能提高政府服務(wù)市場(chǎng)的效率 19

1.6.4  密碼共識(shí)機(jī)制能提高政府行政機(jī)制的運(yùn)行效率 19

1.6.5  密碼共識(shí)機(jī)制能有效推進(jìn)反腐倡廉 19

1.7  密碼共識(shí)應(yīng)用的前景 20

1.7.1  密碼共識(shí)搭建市場(chǎng)基礎(chǔ)設(shè)施 20

1.7.2  密碼共識(shí)搭建行業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施 22

1.7.3  密碼共識(shí)搭建企業(yè)商業(yè)生態(tài) 23

2  密碼共識(shí)的核心技術(shù) 25

2.1  分布式賬本 26

2.2  哈希函數(shù) 29

2.3  區(qū)塊鏈 32

2.4  非對(duì)稱密碼 35

2.4.1  比特幣的地址和私鑰 36

2.4.2  比特幣支付的實(shí)現(xiàn)過程 38

2.5  工作量證明 39

2.6  密碼共識(shí)的基本邏輯 44

2.7  核心技術(shù)進(jìn)階 45

2.7.1  進(jìn)階1：私鑰、公鑰與地址 45

2.7.2  進(jìn)階2：組織區(qū)塊內(nèi)部交易的默克爾樹（Merkle Tree） 47

2.7.3  進(jìn)階3：一個(gè)真實(shí)的區(qū)塊 47

2.7.4  進(jìn)階4：比特幣的交易模式UTXO 48

2.7.5  進(jìn)階5：一個(gè)真實(shí)的交易 49

2.7.6  進(jìn)階6：分叉與最長(zhǎng)鏈原則 51

3  密碼共識(shí)的重要技術(shù)演進(jìn) 54

3.1  POS（權(quán)益證明） 55

3.1.1  設(shè)計(jì)思路 55

3.1.2  設(shè)計(jì)理念的優(yōu)勢(shì) 56

3.1.3  POS機(jī)制的主要問題 58

3.2  DPOS（委托權(quán)益證明） 59

3.2.1  設(shè)計(jì)思路 59

3.2.2  設(shè)計(jì)理念的優(yōu)勢(shì) 60

3.2.3  DPOS的具體應(yīng)用 61

3.3  智能合約 62

3.3.1  什么是智能合約 63

3.3.2  智能合約的本質(zhì) 64

3.3.3  智能合約的工作原理 66

3.3.4  智能合約面臨的挑戰(zhàn) 68

3.3.5  智能合約應(yīng)用案例 69

3.4  側(cè)鏈 74

3.4.1  什么是側(cè)鏈技術(shù) 74

3.4.2  技術(shù)原理 75

3.4.3  側(cè)鏈典型應(yīng)用案例 79

3.5  DAG鏈 81

3.5.1  DAG的性質(zhì) 81

3.5.2  DAG鏈的工作原理 82

3.5.3  DAG鏈的共識(shí)機(jī)制 84

3.5.4  DAG鏈的應(yīng)用 86

4  密碼共識(shí)資產(chǎn)譜系 88

4.1  密碼貨幣相關(guān)概念 89

4.2  參數(shù)修改幣 91

4.3  共識(shí)改進(jìn)幣 92

4.3.1  POS（權(quán)益證明）共識(shí)——點(diǎn)點(diǎn)幣PPCoin 93

4.3.2  DPOS（委托權(quán)益證明）——比特股Bitshare 93

4.4  功能拓展幣 94

4.4.1  交易功能：BTS 94

4.4.2  匿名功能：Dash、Zcash、Monero 95

4.4.3  多層協(xié)議：ColoredCoins與MasterCoin 97

4.5  開發(fā)平臺(tái) 98

4.5.1  以太坊（Ethereum，ETH） 98

4.5.2  量子鏈Q(jìng)TUM 101

4.5.3  EOS 102

4.6  分叉幣 105

4.6.1  比特幣分叉的緣由 105

4.6.2  歷史性分叉：比特幣現(xiàn)金（BCH） 107

4.6.3  分叉幣的興起 109

4.7  中心化密碼貨幣 110

4.7.1  央行密碼貨幣 111

4.7.2  瑞波幣 113

4.8  無幣區(qū)塊鏈應(yīng)用 114

4.8.1  比特信（Bitmessage） 114

4.8.2  超級(jí)賬本 115

4.8.3  金鏈盟 115

4.8.4  無幣對(duì)密碼共識(shí)機(jī)制的影響 116

5  密碼共識(shí)產(chǎn)業(yè)生態(tài) 119

5.1  基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè) 120

5.1.1  技術(shù)開發(fā) 120

5.1.2  礦業(yè) 121

5.1.3  公鏈與開發(fā)平臺(tái) 123

5.2  流通產(chǎn)業(yè) 124

5.2.1  錢包 124

5.2.2  交易所 127

5.2.3  匯兌商 131

5.2.4  商戶與電商平臺(tái) 133

5.3  應(yīng)用產(chǎn)業(yè) 134

5.3.1  金融應(yīng)用 135

5.3.2  物聯(lián)物流 136

5.3.3  信息存證 136

5.3.4  數(shù)字市場(chǎng) 137

5.3.5  公共服務(wù) 138

5.4  服務(wù)產(chǎn)業(yè) 138

5.4.1  資訊 139

5.4.2  教育 140

5.4.3  社群 142

5.4.4  投資（針對(duì)區(qū)塊鏈的創(chuàng)投基金） 143

6  密碼共識(shí)基礎(chǔ)設(shè)施 146

6.1  貨幣 147

6.1.1  實(shí)物貨幣 147

6.1.2  鑄幣 148

6.1.3  信用創(chuàng)造貨幣 148

6.1.4  紙幣 148

6.1.5  法幣 149

6.1.6  密碼貨幣 150

6.2  開發(fā)平臺(tái)：以太坊 151

6.2.1  以太坊基礎(chǔ)入門 151

6.2.2  數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 152

6.2.3  智能合約 153

6.2.4  以太坊虛擬機(jī) 154

6.2.5  以太坊工作原理 156

6.2.6  智能合約范例：收益共享 158

6.3  操作系統(tǒng)EOS 159

6.3.1  EOS基礎(chǔ)入門 160

6.3.2  EOS的共識(shí)算法 160

6.3.3  EOS與以太坊對(duì)比 161

6.4  文件系統(tǒng)IPFS 162

6.4.1  IPFS基礎(chǔ)入門 163

6.4.2  IPFS解決方案 164

6.4.3  IPFS的技術(shù)架構(gòu) 165

6.4.4  IPFS與區(qū)塊鏈 168

6.4.5  Filecoin 169

6.4.6  IPFS的應(yīng)用 170

6.5  Hyperledger 171

6.5.1  Hyperledger項(xiàng)目 172

6.5.2  體系結(jié)構(gòu) 173

6.5.3  超級(jí)賬本的典型需求 174

6.6  BaaS 176

6.6.1  騰訊云區(qū)塊鏈服務(wù) 176

6.6.2  亞馬遜AWS區(qū)塊鏈服務(wù) 177

6.6.3  R3 Corda區(qū)塊鏈服務(wù) 178

6.6.4  IBM-BaaS 178

6.6.5  微軟Azure區(qū)塊鏈服務(wù)與Coco平臺(tái) 180

7  密碼共識(shí)在金融保險(xiǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用 182

7.1  跨境支付與結(jié)算 183

7.1.1  當(dāng)前銀行國(guó)際結(jié)算業(yè)務(wù)痛點(diǎn) 183

7.1.2  基于去中心化密碼貨幣的跨境匯兌方案 184

7.1.3  基于聯(lián)盟鏈的跨境結(jié)算方案 186

7.1.4  基于中心化密碼貨幣的跨境結(jié)算方案 188

7.2  保險(xiǎn) 189

7.2.1  密碼共識(shí)機(jī)制解決保險(xiǎn)業(yè)難題 189

7.2.2  陽(yáng)光保險(xiǎn)的“飛?；莺娇找馔怆U(xiǎn)” 191

7.2.3  泰康保險(xiǎn)基于超級(jí)賬本的積分管理平臺(tái) 192

7.2.4  安盛保險(xiǎn)基于以太坊的自動(dòng)理賠航空意外險(xiǎn)Fizzy 193

7.2.5  中國(guó)人壽等7家保險(xiǎn)公司區(qū)塊鏈應(yīng)用 193

7.3  供應(yīng)鏈金融 195

7.3.1  供應(yīng)鏈金融的產(chǎn)業(yè)特征 196

7.3.2  供應(yīng)鏈金融的商業(yè)痛點(diǎn) 196

7.3.3  密碼共識(shí)解決供應(yīng)鏈金融痛點(diǎn)的邏輯 198

7.3.4  密碼共識(shí)在供應(yīng)鏈金融中的應(yīng)用案例 199

8  密碼共識(shí)在信息存證領(lǐng)域的應(yīng)用 202

8.1  身份認(rèn)證 203

8.1.1  生物識(shí)別技術(shù)＋區(qū)塊鏈：提高身份識(shí)別準(zhǔn)確度 204

8.1.2  大數(shù)據(jù)＋區(qū)塊鏈：擴(kuò)大身份認(rèn)證范圍 204

8.1.3  區(qū)塊鏈＋新社會(huì)架構(gòu)：提高身份認(rèn)證效率 205

8.1.4  區(qū)塊鏈＋身份認(rèn)證接口：有效保護(hù)個(gè)人隱私所有權(quán) 205

8.2  資格認(rèn)證 206

8.2.1  HIberton學(xué)校的學(xué)歷認(rèn)證 206

8.2.2  伊利諾伊州醫(yī)療服務(wù)提供商資格認(rèn)證 207

8.2.3  麻省理工大學(xué)的學(xué)術(shù)認(rèn)證 207

8.2.4  深圳沃通的電子認(rèn)證服務(wù) 208

8.3  個(gè)人征信 208

8.3.1  密碼共識(shí)機(jī)制 + 個(gè)人征信 209

8.3.2  信鏈：去中心化征信平臺(tái) 210

8.4  版權(quán)保護(hù) 211

8.4.1  版權(quán)保護(hù)面臨的主要問題 211

8.4.2  密碼共識(shí)加強(qiáng)版權(quán)保護(hù) 213

8.4.3  案例：紙貴 215

8.4.4  案例：Blinded 216

8.4.5  Primas 216

8.4.6  INK 217

8.4.7  UIP 218

8.4.8  Monegraph 218

8.4.9 “我想我享”與中國(guó)平安的10億元保額計(jì)劃 219

8.5  信息交易 219

8.5.1  信息交易領(lǐng)域的痛點(diǎn) 219

8.5.2  密碼共識(shí)重構(gòu)信息交易體系 221

8.5.3  公信寶的基本功能 221

8.5.4  公信鏈（GXChain）的共識(shí)機(jī)制 223

8.5.5  GXS的經(jīng)濟(jì)模型 224

8.6  會(huì)計(jì)審計(jì) 224

8.6.1  區(qū)塊鏈重建財(cái)務(wù)會(huì)計(jì)信息系統(tǒng) 224

8.6.2  管理會(huì)計(jì)應(yīng)用區(qū)塊鏈 225

8.6.3  區(qū)塊鏈審計(jì) 227

9  密碼共識(shí)在物流、物聯(lián)領(lǐng)域的應(yīng)用 233

9.1  物流系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用密碼共識(shí)的邏輯 234

9.1.1  密碼共識(shí)在物流領(lǐng)域的應(yīng)用邏輯 234

9.1.2  密碼共識(shí)在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用邏輯 236

9.1.3  物聯(lián)、物流與密碼共識(shí)的協(xié)同 237

9.2  物聯(lián)網(wǎng) 239

9.2.1  華為智能硬件 239

9.2.2  中興移動(dòng)智能井蓋 239

9.2.3  MTC 240

9.3  共享云存儲(chǔ) 240

9.3.1  鏈克與玩客云 241

9.3.2  鏈克的產(chǎn)生 242

9.3.3  鏈克的功能 242

9.4  防偽溯源 242

9.4.1  案例：京東品質(zhì)溯源防偽聯(lián)盟 243

9.4.2  案例：眾安科技的區(qū)塊鏈步步雞 244

9.4.2  案例：螞蟻金服做茅臺(tái)酒的區(qū)塊鏈防偽溯源 245

9.5  物流運(yùn)輸 245

9.5.1  案例：天貓區(qū)塊鏈跨境物流 246

9.5.2  案例：沙師弟區(qū)塊鏈物流 246

參考文獻(xiàn) 248