区块链技术架构

　　区块链是各参与（yǔ）方基于共识机制建立数字（zì）信（xìn）任的（de）分（fèn）布式共享账本（běn），是多种技（jì）术的集成创（chuàng）新：基于（yú）时间戳的链式区块结构，上链数（shù）据难以篡（cuàn）改；基于共识算法的实时运行系统，指定数据可以共（gòng）享；基于智能合约的自规则，技术性（xìng）信（xìn）任可以认证（zhèng）；基于加密（mì）算法（fǎ）的（de）端（duān）对（duì）端网络，交易对（duì）手可以互选（xuǎn）。按照（zhào）不同的技（jì）术架构，区块链（liàn）可以分为公有区块链（liàn）、私有区块链和联盟区块（kuài）链。

　　公有区块（kuài）链

　　公有区块链架构的基本特征是，采用开放读写及交（jiāo）易权限的去中心分布式账本，采（cǎi）用共识算法（fǎ）及加（jiā）密算法（fǎ）的去（qù）中介数（shù）字（zì）信任机制，实（shí）行工作贡献证明及（jí）权益证明的虚拟货币激励机制（zhì）。比特币的技术平（píng）台就属于（yú）第一代公有区块链。公有区块（kuài）链架构的技术性缺陷是硬（yìng）件需求高，交易速度低。一是海量数据(603138,股吧)存储需要巨大的空间，二是数据同步需要高速的网络，三（sān）是各（gè）个节点的运行能（néng）力需要（yào）达（dá）标（biāo）和均衡，四（sì）是频繁计算需要消耗巨（jù）大的电能，因而无法适（shì）应规（guī）模（mó）化、高速度的应用场景。在这种“去（qù）中心化”的架构下，形形（xíng）色色的（de）币圈社区（qū），无（wú）论（lùn）是（shì）比特币，还是（shì）以太坊（fāng），至今（jīn）无法（fǎ）解决交易效率问题。

　　私有（yǒu）区块（kuài）链

　　私有区块链架构（gòu）的特点（diǎn）是，分布式（shì）账本是（shì）有中心的，读写（xiě）及交易权限（xiàn）必须得到“中心（xīn）”的许可并（bìng）接受“中心”的约束和（hé）限制，私（sī）有链的（de）数字信任（rèn）机制并不强调“去中介”。私有区块（kuài）链具（jù）有传统信（xìn）息（xī）技术架构的“中心化”特征，但采用了分布式（shì）账本、智能合约、加密（mì）算法等区块链技术，区块链平台（tái）与现有信息（xī）技术平台（tái）容易集成，可（kě）以建（jiàn）立局域性的多维（wéi）度交互架构，提高数据处理速度（dù）和品质。一些专家认为，私有（yǒu）区块链不（bú）是真正的（de）区块链。

　　联（lián）盟区块链

　　联盟区块链一般意义（yì）上可以看作私有（yǒu）区块链的集合，采用分布式、多中心（xīn）、有（yǒu）中介（jiè）的架构（gòu），其基本特征（zhēng）是，开源式、多中心的分布式账本，有限许可、有（yǒu）限授权的读写及交易权限，不（bú）强调去中介的（de）数（shù）字信任机制。区别于传统（tǒng）的大中心数据（jù）架构，联盟链的“中心”地位可以不是行（háng）政指定（dìng）的，而在很大程度上取决于技术先进性、服务（wù）友好性的竞争结果；“信任”可（kě）以来自中介、依托传（chuán）统信用模式，也可以是去中介的技术性信任。联盟区块链的技（jì）术架构，提（tí）供了规（guī）模化应用的可能性（xìng），比较适合金融交（jiāo）易场景特定的（de）需求。

　　我（wǒ）国关于区块链金融的研发，包（bāo）括数字票据、金融交易（yì）、供应链金融、资产托（tuō）管、支（zhī）付结算、物权存证、审计监（jiān）督（dū）、数据（jù）共享等场景，大多采用了多中心联（lián）盟的分布式共（gòng）享账本架构。区块链技术（shù）研发和应用的实践证（zhèng）明，在（zài）规模（mó）化的商业（yè）应用（yòng）中（zhōng），联盟区块链最有可能成为主（zhǔ）流架构。

　　数（shù）字信（xìn）任

　　我们（men）正在（zài）进入一个万物互联的时代，广（guǎng）泛（fàn）、高速（sù）的数字（zì）链接（jiē）需要可靠、高效的（de）数字信任。

　　新一（yī）代的物联网将全面链接生产工具（jù）和交通物（wù）流工具，全面链接生活设施和医（yī）疗养老设施，全面链接人和物。物联网链接的速率将几何级提升。5G通信网络具有高速率、广联接、低时延特点，峰值（zhí）下行速率可（kě）达20Gbps，每平方公里联接设备（bèi）可（kě）达（dá）100万个，时延可（kě）低于1毫秒。未来的6G势必更高速更广域。万物互联世界（jiè）中的诸多链接具（jù）有（yǒu）控制功（gōng）能或交易功能。这就需（xū）要对管理、指挥、调节的权力（lì）进行认证，需要对物权关系、信任（rèn）关系进行认证（zhèng）。广域（yù）、高（gāo）速的物联网所需的这类认证，是传（chuán）统的认证体系和（hé）商业信用体系无法达（dá）成的。

　　传统（tǒng）的权力（lì）认证和物权认证体（tǐ）系是中心化（huà）的，环节多，效率低，覆盖面小（xiǎo）。而在传统的商业（yè）信用模式中（zhōng），信任（rèn）需要（yào）积累，建（jiàn）立（lì）信用需（xū）要较长的周期；信任需要中（zhōng）央节点，日常（cháng）经济行为（wéi）难以成为社会信用记（jì）录；商（shāng）业信（xìn）用可及范围小，信（xìn）用成本高。因而（ér），传统的（de）认证工具和信用模式（shì）难（nán）以渗透数字化的物联网（wǎng）。

　　大数据、人（rén）工智能、区（qū）块链等数字技术的应用（yòng）可以建立全（quán）新的数字信任机制。

　　第一，区块链技术通过数学方法解决信任问题。区（qū）块链可以建立一（yī）种“技术背书”的信任机制（zhì），通（tōng）过数学方法解决信任问题，以算法程序表达（dá）规则，只要信任共同的（de）算法（fǎ）程序就可以建立互（hù）信。进一步分析（xī），区块（kuài）链通过（guò）“共识协议”和编程化（huà）的“智（zhì）能合约”，可以嵌入（rù）相应的编程脚本。第二，大数据技（jì）术（shù）通过数据挖掘（jué）发现信（xìn）用。阿里巴巴最早应用（yòng）大数（shù）据技术挖掘小（xiǎo）微企业（yè）的信用，发（fā）展小微金融业务。2016年，蚂蚁金服和网（wǎng）商（shāng）银行就为500多万（wàn）户小微企业（yè）累计发（fā）放贷款8000多亿（yì）元，这些（xiē）贷款流向实体经济的底层。此（cǐ）后，越来越多的科技平台、金融机构推（tuī）出了基于大数据技术（shù）的信（xìn）用服（fú）务。这里的关键是，运用大数据技术（shù）发现信用，创造信用，发掘普（pǔ）罗大众的信用（yòng）价值，推进信（xìn）用普及，解决小微企业融资难的问题。第三（sān），应（yīng）用数字技术进行（háng）身（shēn）份认（rèn）证和物权认证。集成应用大数（shù）据、人工智能、区块链等数字技术，可以对人或（huò）物进行特征识别和时空定位。可以认证身份，确认点对点、端对端的控（kòng）制、指挥、调节（jiē）的权力；也（yě）可以认证资产，确认物权的价值和归属。数字信（xìn）任的价值在于（yú）可以在信任未知或信（xìn）任薄弱（ruò）的环（huán）境中形成可信任的纽带（dài），节约信用形成所需的时间和成（chéng）本，在（zài）一（yī）定范围、一定程度加持商业信用；可以在广域、高速的（de）网络（luò）中建立零（líng）时（shí）差、零（líng）距离的认证工（gōng）具，提（tí）高（gāo）物联（lián）网的（de）实际效率（lǜ）和运行可靠性。进一步分析，数字信任的主要（yào）优势（shì）是高效（xiào）率、低成本的普惠性。

　　区块链金融（róng）

　　目前，区块（kuài）链技术应用已延伸到数字（zì）金融、物联网、智能制造、供应链（liàn）管理、数字资产交易等多个（gè）领（lǐng）域。

　　区（qū）块链（liàn）技术在（zài）多方交易且信（xìn）任基础较弱的金融场景中具有特（tè）定优势（shì）。

　　第一，链式区块数据结构、共识机制、时间戳（chuō）和密钥等技术，有助于防止原始数（shù）据篡改，控制数据泄露风险，保护隐私和数据安全。第二，分（fèn）布（bù）式（shì）架构、端对端网（wǎng）络有助于信息并行传递，管控并行（háng）交叉，提升业（yè）务处理（lǐ）效率。第（dì）三，智能合（hé）约有助于实现交易规则的差（chà）异化和可信度，实（shí）现业务流程自动（dòng）化执行（háng），保（bǎo）证交易时效，避（bì）免虚假交易、重复（fù）交易，在一定程度上（shàng）降低道德（dé）风险和（hé）操作风险。

　　在供应链金融场景中，可以（yǐ）解决多方（fāng）协作业（yè）务结构中的信息不（bú）对称问题，将核（hé）心企（qǐ）业信用传导至更（gèng）多（duō）层级；可（kě）以（yǐ）将商业约定纳入（rù）智能合约，实现交易（yì）自动化，防止出（chū）现资金挪用、恶意违约等问（wèn）题。

　　在（zài）库存融资场景（jǐng）中，结合物（wù）联网技术，可（kě）以进行质押物的实地（dì）实时监控，实现（xiàn）出入库记录和质（zhì）押记录的安全存储和可信共（gòng）享，避免库管人员（yuán）的（de）道德风险和操作风险（xiǎn），防止融资方、仓储方可能出现的欺诈、舞弊风险。

　　在跨境支付结算场景中，可以建立付款（kuǎn）方、转账服务商、银行、收款方（fāng）等（děng）参与主体的（de）多方互信，可在（zài）执（zhí）行反洗钱与合规检（jiǎn）查的（de）过程中实现（xiàn）信（xìn）息共享（xiǎng）和监控同步（bù），从而优化流程，提高效率（lǜ），降低（dī）资金占用成本。

　　在数（shù）字资产存证场（chǎng）景中，可以对数字化资（zī）产进行（háng）数据信息固化、存证和溯源管理，认证物（wù）权归属，有（yǒu）助于保（bǎo）护物（wù）权和知（zhī）识产权（quán），便（biàn）于进（jìn）行数字资产交易。

　　在（zài）保（bǎo）险（xiǎn）核保理赔场景中，可以（yǐ）对（duì）保险资产信息进行连续性、真实性管（guǎn）理，在保（bǎo）护隐私前提下实现投（tóu）保方、保险方、监管方的信（xìn）息共享（xiǎng），提高（gāo）业务（wù）效率，维（wéi）护各方（fāng）权益。

　　在资产证券化场景中（zhōng），可以提供底层资（zī）产（chǎn）的完（wán）整信息，真实记（jì）录资（zī）产转让过程，并保持信息同（tóng）步，便于各参与方监（jiān）测和确认底层资产价值和（hé）状态，追（zhuī）踪资产所（suǒ）有权，避（bì）免（miǎn）“一（yī）笔多卖”。

　　在监管科技场景中，可以为监（jiān）管机构提（tí）供直（zhí）接的监管信（xìn）息通道，提供实时可（kě）信的交易数据记录，提供风（fēng）险预警信（xìn）号，改进金融（róng）数（shù）据报（bào）送流程，提升监管（guǎn）效率，降（jiàng）低监管成（chéng）本和被监管成本。

　　区（qū）块链技术金融应用已初（chū）见成效。目前，IBM、Ripple推出基于区（qū）块链技术的跨境支付服务；香港金管局（jú）、汇丰银行（háng）、中国银（yín）行、东亚银行（háng）、恒生（shēng）银行、渣打银行（háng）和德勤（qín）联合（hé）建立（lì）区块链贸易融资平台；美国纳斯（sī）达克（kè）交易所基于区（qū）块链（liàn）的证（zhèng）券（quàn）交易系统Linq已提供私募（mù）股权发（fā）行交易（yì）服务；世界银行发行基（jī）于区块（kuài）链技术的债券bond-i，在区块（kuài）链上执行债券的创（chuàng）建、转让（ràng）、管（guǎn）理流程，记（jì）录二级市场交易行（háng）为；摩根大通推出基于区块链的JPM Coin，用作Interbank Information Net（IIN）的支付清算工具，IIN计划链接400家银行（háng），意图替（tì）代SWIFT系统。

　　微众银（yín）行建（jiàn）设的“金链盟”开源（yuán）社（shè）区可（kě）以应用于金融服务、供应链管理、社（shè）会管（guǎn）理、共享经济、物（wù）权保（bǎo）护、慈善公益等领域。蚂蚁金服建（jiàn）设“双（shuāng）链通”的区块（kuài）链（liàn）平台，建立（lì）数据标准、认证标准（zhǔn）和（hé）合规标准，建立智能（néng）合约（yuē）共同（tóng）审核机制（zhì），形成能够容纳众多参与方，能够保（bǎo）护数据安（ān）全的联（lián）盟网（wǎng）络。万向应用（yòng）区（qū）块（kuài）链（liàn）技（jì）术建设汽车物流和石化物（wù）流管（guǎn）理（lǐ）和融资平台，实现对货运卡（kǎ）车、仓储设施、货物的规格、数量识（shí）别和实时定位（wèi），可（kě）以（yǐ）提供T+0的供应链金融（róng）服务。

　　数字（zì）经（jīng）济国家战略

　　如何评价（jià）区块链技术（shù）和产业发（fā）展的现状？我的（de）看法是：区块链底层（céng）技（jì）术尚未成（chéng）熟，规模化可靠应（yīng）用的技术瓶颈有待突破，我们处在区块链技（jì）术（shù）和产业创新发展的重大（dà）机遇期。作（zuò）为一（yī）种（zhǒng）技术集成创新，区（qū）块链的数据（jù）库、P2P对等网络、密码学算法等基础组（zǔ）件技术相对成熟，但必须进一（yī）步（bù）达到集成（chéng）应用的（de）新要求；共识机制、智能合约等（děng）新（xīn）技术有待完善（shàn）。技术咨询公司（sī）高德纳（Gartner）认为区块链技术发展成熟还需5～10年。

　　目前，各个国家均（jun1）未实现区块链技（jì）术的大规模应用。我国（guó）的区块链技（jì）术研发致力于突破规模（mó）化（huà）可靠（kào）应（yīng）用瓶颈。一是隐私（sī）计算技（jì）术。在区（qū）块链共（gòng）识机制下（xià），如何有效屏蔽敏感（gǎn）信息，完善签名技术、安全计（jì）算技术、加（jiā）密技术、可信执行技术等，确（què）保数据安全（quán）和数字链接可靠性。二是（shì）真实性（xìng）监督机制（zhì）。如何（hé）保（bǎo）证上（shàng）链（liàn）前数据的（de）真实性和完（wán）整性，在（zài）将区（qū）块链（liàn）技术用于各类资产（chǎn）溯（sù）源（yuán）时，真（zhēn）正形成闭环，避免信息（xī）失真，防（fáng）止投机。三是智（zhì）能合约（yuē）技术。如何避免智能合约的技（jì）术漏洞，同（tóng）时（shí）实现可控的（de）业务逻（luó）辑修正和合约升级。四是密（mì）钥技术。密钥安全是区块链可信的基石（shí）。在私（sī）钥唯（wéi）一性的技（jì）术结构中，如何有（yǒu）效防（fáng）止私钥被窃取（qǔ）或（huò）恶意删除，并且能够对私钥（yào）丢（diū）失、被窃予以（yǐ）补救。五是多（duō）元化技术平台集成。如何优化多维度并（bìng）行交互架构，实现更（gèng）多参与方之间（jiān）的高（gāo）效链接（jiē）；如何提高数据处（chù）理的品质和速率，达到超大规模、高可靠性、高安全性要（yào）求。

　　习（xí）近平总书记最近明确指出，要把区（qū）块链作为（wéi）核心技术（shù）自主创新（xīn）的重要突破口，明（míng）确主攻方向（xiàng），加大投（tóu）入力度，着力攻克一批关键核心技术（shù），加快推（tuī）动区块链（liàn）技术和产业创新（xīn）发展。习总书记的讲（jiǎng）话（huà），从数字（zì）经济国家（jiā）战（zhàn）略（luè）的高度，指明了区块链技术（shù）和产（chǎn）业创新发展的主（zhǔ）攻方向、关键路（lù）径和基（jī）本原则。

　　实施数字经济（jì）国家战略，应该特别关注（zhù）技（jì）术自主、数字安全（quán）和制度创新。

　　第一，掌握自主可控（kòng）技术。我国在区块链（liàn）的共识机制（zhì）、智（zhì）能合约等底层（céng）技术上目前缺乏自主产权。大部分应用项（xiàng）目采用（yòng）开源区块（kuài）链底层（céng）平台，进行（háng）适应性调整开发（fā），从并发用户数、吞吐量、响应时间、可用性、安（ān）全性等方面进行优化，以适应业务需（xū）求，实现身份认证、隐（yǐn）私保护、节点管（guǎn）理等功能。对国外开源程序的（de）广泛应用（yòng）可能导致（zhì）技术依赖风险，而且必须遵守（shǒu）开源平台注册地的司（sī）法管辖（xiá）和法律（lǜ）约束，潜藏（cáng）地缘性政治风（fēng）险。比如，开源程（chéng）序GitHub的使用条款明确规（guī）定，使用GitHub不（bú）得违反美（měi）国或其他（tā）适（shì）用司法辖区（qū）的出口管（guǎn）制或（huò）制裁法律。应该大（dà）力支持（chí）技（jì）术创新，力（lì）争掌握数字技术主（zhǔ）导权。明确数字技术（shù）、数（shù）字产业政（zhèng）策，对数字技术研发企业和专业（yè）人才给予税费优惠，鼓励数字技术研发和应用，“国家队+民营队”，中资加（jiā）外资，大中（zhōng）加小微，在数字技术的（de）关键领域掌握（wò）自主（zhǔ）可（kě）控知识产权（quán），在数（shù）字经济、数字金融的关键领域建立（lì）全球性竞争优势。应该加紧（jǐn）研发（fā）下一代计算架构（gòu），确保数学算法（fǎ）的公正性和（hé）正确性，确保数据（jù）的隐私性和可靠性，确保数据的（de）全流程全周期安全，同时，确保数学算（suàn）法的（de）速度和效（xiào）率。

　　第二，维护数字社会安（ān）全。我（wǒ）们迫切需要更新安全定义（yì）、安全（quán）技术、安全制度，构（gòu）建一个全（quán）新（xīn）的（de）数字安全体系。在数字链接（jiē）的经济社会中，人与人之间、人与物之（zhī）间、物与物之间的空间距离和时间距离将趋（qū）近（jìn）于零。这将提供更加广（guǎng）泛的（de）便捷性，也将带来更加直接的危险性，构成重大的（de）安全挑（tiāo）战。物联网任何一个应用系统（tǒng）、任何（hé）一（yī）个节点（diǎn）潜在的缺陷或疏漏，既可能直接导致事故（gù），也可（kě）能成为（wéi）黑客恶意（yì）攻击的缺口；由于物（wù）联（lián）网的高速率和（hé）广覆盖（gài），既可能出现单（dān）一的突发事故，也可能出现系统性的网络战。过去成功运用（yòng）于传统（tǒng）架构的安全技术和安全制度，包括应用于4G的网络管理技术和制度，未必能够适应（yīng）超规模（mó）、超（chāo）高速的数字世界。

　　第（dì）三，加快数字制度创（chuàng）新。我国的区块链金融标准化建设（shè）和制度建设刚刚（gāng）起步。关（guān）于区块链金融的（de）技（jì）术（shù）标准、安全（quán）规范和认证审核制（zhì）度，还不够（gòu）完善（shàn）；关于区（qū）块链金融的（de）法律法（fǎ）规，还不够明确（què）。国际标准（zhǔn）化组织ISO设立（lì）区块链和分布（bù）式账本技术委员会，在研标准11项（xiàng），涉（shè）及术（shù）语（yǔ）、参（cān）考架（jià）构、隐（yǐn）私（sī）和个人信（xìn）息（xī）保护、安全风险和（hé）漏洞等方（fāng）面。国际电信联盟ITU设（shè）立分布式（shì）账（zhàng）本技术安全相关问题组，在研（yán）标（biāo）准10项，涉（shè）及安全保障、安全威胁、安全框架等方面。电气电子工程师（shī）学会IEEE的标准（zhǔn）研制主（zhǔ）要围绕区块链在物联网数（shù）据管理（lǐ）、数字资产管理、政府部（bù）门（mén）应用以及加密货币等领（lǐng）域。具体来说，应在下面三个方（fāng）面着手。一（yī）是（shì）应该加快数字金融制度建设，抓紧建立数（shù）字（zì）信任机制，抓紧制定区（qū）块链（liàn）金融监管、数字（zì）资产市（shì）场监（jiān）管、数字货币监管、法定数（shù）字货币发行等（děng）数字金（jīn）融制度。二是（shì）应该抓（zhuā）紧完善关于（yú）区（qū）块链金融的技术标准、安（ān）全规范（fàn）和认证审核制度。明确数字资产的法律定（dìng）义，明确智能合约的合同性质及其有效性，明确（què）分（fèn）布式（shì）架构（gòu）下的责任主体及其（qí）行为规（guī）范和（hé）监管标准（zhǔn）。三是数字金融势必进一（yī）步强（qiáng）化金融（róng）的全球（qiú）化（huà）。在（zài）数字金融（róng）全球制度建设中，我国（guó）应该（gāi）积极（jí）参与并努力（lì）争（zhēng）取话语权（quán）。应该加（jiā）强国际监（jiān）管（guǎn）协调（diào），促进达成（chéng）监管（guǎn）共（gòng）识，建立数（shù）字（zì）金融国（guó）际监（jiān）管统（tǒng）一（yī）标准。