区块链综述和创新应用场景探究

摘要：区块链作为一种分布式、去中心化的数据库，其应用正受到越来越广泛的关注。本文对区块链进行概述，简述区块链得以实现的技术基础，分析了区块链的特点及其缺陷，并在分析技术的基础上对区块链在未来为解决现实生活中的部分问题提出创新发展思路。

关键词：区块链;创新应用场景

中图分类号：TP311.13 文献识别码：A 文章编号：

2096-3157（2019）22-0144-02

一、導论

比特币区块链的第一个区块诞生于2009年1月4日，由中本聪所持有，一周后，区块链第一笔交易产生。经过几年的改善和发展，区块链逐渐脱离比特币，独立成为一种创新热点，并有可能为目前的商业模式带来巨变，其应用正受到越来越广泛的关注。

区块链技术革命性地解决了“拜占庭将军问题”，实现了一种无信任的网络共识，与当今中心化网络信任系统具有根本性区别。越来越多的金融巨鳄、研究机构认识到了区块链技术的颠覆性，并参与到区块链技术的研究中。

二、区块链介绍

1.区块链简介

（1）区块链概述。区块链是一种去中心化、去信任化、可编译、完全公开的数据库，目前主要应用于数字加密体系。它能够通过数字加密、时间戳等方式，实现各节点无需相互信任的点对点交易。

（2）比特币。区块链最开始是依附于比特币存在的，随着逐年的改善才脱离比特币，但不可否认的是比特币是目前区块链最为成功的应用场景。据比特币官方网站bitcoin.com显示，比特币平均每天的交易量达到约80亿美元。而比特币的历史最高峰时期与美元的兑换比例是1：19346.60，可见比特币在金融领域中的火热程度。

2.区块链的实现

（1）公钥加密体系。公钥加密又称非对称加密，加密算法与解密算法采用不同的密钥。其中一个密钥与加密算法将明文转化为密文，另一个密钥与解密算法将密文转换为明文。也存在为了保密性对密文进行二次加密的情况，如数字签名。

（2）哈希函数。区块链一般不会储存原始交易数据，而是储存交易数据所转化的哈希值。通过哈希算法，交易数据会被转化成为具有特定长度的由字母和数字组成的字符串，这个字符串就是哈希值。目前哈希值还无法倒推数据。任何数据通过哈希算法转化后得出的哈希值是相等的，计算时间相近，并且长度相等。

（3）UTXO。UTXO（Unspent Transaction Outputs）是未花费的交易输出，所有的比特币交易都源于之前一个或多个交易的输出，末尾则是未花费的交易输出，用户所看到的账户余额正是通过UTXO算出的。比特币的来源均来自挖矿成功时所获得的奖励。这些比特币在系统中流通，输入总量和输出总量始终相等。

三、区块链的特点

1.区块链的优势

（1）去中心化。区块链本质上是一种分布式的数据库，但是它不具有中心化实体，没有任何一个节点对数据库有根本的控制权。从结构上看，每一个参与者都可以作为一个节点，每个节点都会保存有数据的一份副本，当某个节点被修改时，会根据其他节点保存的数据进行修正，想要不被修正地修改数据则需要占有整个系统至少51%的算力，从而保证了数据的绝对安全。

（2）智能合约。智能合约具有自动化、去中心化、可编译等特征。合约不需要强制手段保证签署双方履行合约，一旦达成合约所签订的条件，交易便会自动执行。并且智能合约是可编译的，可以内置于区块链的任何交易上，为区块链的广泛应用提供了条件。

2.区块链的天生不足及劣势

（1）安全问题。安全问题是每一个数字货币体系都需要考虑的，区块链技术同样如此。它面临的最具有威胁性的问题是51%攻击，即当系统中某个节点拥有超过51%的算力就可以修改数据。虽然修改数据带来的数据与可以获得的收益完全不成正比，但是51%攻击的威胁仍然存在。

（2）效率问题。区块链的效率问题则是区块链最大的弊端。区块链的每一个节点都会保存一份数据副本，并且这些副本数据是不会被删除的，将为数据储存带来巨大的压力。虽然目前采取了轻量化节点储存的办法，可以在一定程度上缓解数据储存的压力，但适用于大范围的解决办法仍需探索。而挖矿时的算力都需要被用于SHA256的随机数搜索，可以看作是在使用低下的效率来保障安全性，这会造成大量的浪费，同时被浪费的还有大量的电力资源。根据Digiconomist的数据显示（截止至2019年4月5日），比特币的年耗电量约为53.63太瓦时，占全球用电量的0.24%。

四、区块链创新应用

1.不可欺诈的合同与经济

根据国家统计局统计，2017年农民工总量达到28652万人，从事第二产业的有52.9%，从事第三产业的有46.7%。农民工群体已经成为了城市发展中不可或缺的一部分，然而农民工的工资拖欠问题一度引发热议，至今人受到人们的广泛关注。由于经济秩序混乱、社会信用缺失等问题，农民工很难在劳资合同指定的时间得到应有的劳动报酬。其中原因之一是劳资合同无法得到有效的执行。

以比特币与在建筑业工作农民工为例，比特币作为一种可编译的数字货币，可以作为智能合约的支撑。针对劳资合同无法得到有效的执行的问题，智能合约可能为其提供解决方案。由于比特币的交易门槛极低，可以做到近乎零成本的交易签署，从而替代纸面劳资合同。如果信用担保机构能够与司法机关合作，使智能合约具有法律效力，那么劳资合同一旦以智能合约的形式签订，在工期完成后工资就会强制转移到劳动者的名下，从而避免了工期完成后项目承担者拖欠或是拒不承认的情况，也减少了司法部门在处理农民工工资拖欠问题时所需要消耗的精力，极大地降低社会成本。

2.审计方面的应用

但凡涉及到经济与商业领域的活动，往往会出现一种现象：它表现为公司假账、明星诈捐、善款贪污等。目前，中国的审计工作仍存在问题。会计事务所与项目公司之间的信任基础薄弱，项目公司会因为种种原因不愿意公开自己的资金信息，更有甚者，会要求事务所配合自己的想法，对一些风险点隐瞒不报。审计数据不真实的负面后果是巨大的，安然事件中安然公司的假账直接导致了美国市场对此毫无准备，使美国经济元气大伤。

而区块链技术在审计领域具有光明的应用前景。如果企业和事务所是处于同一区块之中，那么他们之间的信任将会建立在共识机制之上，无需双方相互信任也可以保证审计工作的顺利进行。同时，在同一区块下所有数据公开，不存在欺诈现象。而时间戳技术则使得数据具有可追溯性与可验证性，这保证了交易数据的真实性，避免了数据造假的现象。

3.医疗行业的应用

目前国内的电子病历系统有的使用word文档，有的则使用数据库，并未建立标准化的体系，彼此之间的转化与共享非常困难。无法共享病人的病史意味着医生在进行诊断时会遭遇各种障碍，导致病情的拖延。区块链作为一种分布式的数据库，使病人信息储存在区块链的节点当中，由于每个节点都是开放的，医疗机构在获取病人过去病史时将减少获取信息所需要耗费的时间。

医药的生产流通问题同样引人关注，虽然国家通过药品电子监管码管理系统对药品的流通过程实行实时监管，但由于流通过程繁琐，出现疏漏的情况是无法避免的。区块链的时间戳可以确认流通过程中每一个步骤的交易记录以“记名”的方式流通，从而实现了药品的溯源。

五、总结

虽然区块链具有效率低下、51%攻击的威胁等问题。但它凭借去中心化、去信任、数据公开等特点，和应用的广泛性，受到越来越多企业的追捧，发展非常迅速。凭借诸多优点，区块链未来将在金融以外的领域获得一席之地。

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作者简介：

汤佳霖，江苏省新海高级中学学生。

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