区块链通识：关于区块链的111个问题

区块链（blockchain）并不是一种单一的技术，而是由多种技术组成的集合体，它的思想最早起源于2008年时化名为“中本聪”(Satoshi Nakamoto) 的学者在密码学邮件组发表的奠基性论文《比特币：一种点对点电子现金系统》。见Nakamoto S., 2008, “Bitcoin: A PeertoPeer Electronic Cash System”,  https://bitcoin.org/bitcoin.pdf。在中本聪的原文中，采用的说法并非“区块链”（blockchain），而是“区块之链”（chain of blocks）。但在流传过程中，“区块链”这种更为简约的说法逐渐成为主流。最初，“区块链”只是用来描述比特币支撑技术的一种比喻说法，后来随着比特币架构体系的逐渐流行，这种技术逐步引起了社会的广泛认知和关注，区块链技术才得以与比特币区分并正式命名。

关于区块链，目前还没有统一的定义。在表1中，我们给出了几种比较有代表性的定义。

尽管人们对于“区块链”的定义各不相同，但大致上讲，这些定义可以分为狭义和广义两个层次见袁勇、王飞跃：《区块链技术发展现状与展望》，《自动化学报》2016年第4期。：狭义的区块链指的是一种数据结构。它按照时间顺序将数据区块以链条的方式进行组合，并以密码学方式保证其不可篡改和伪造，从而形成一个去中心化的共享账簿(decentralized shared ledger)。它能够安全存储简单的、有先

表1关于区块链的几种定义

出处定义美国标准与技术研究所（National Institute of Standards and Technology， NIST）区块链是将密码学签名的交易分组封装入区块而形成的分布式数字账本。每个区块在经过验证和共识决策之后，都会以密码学的方式与前一区块相连接。随着新区块的生成，旧区块越来越难以被篡改。新区块被复制到区块链网络的所有账本上，任何冲突都会采用已建立的规则自动地消解维基百科区块链是持续增长的、采用密码学方法链接的区块列表。每一区块都包含着上一区块的密码学哈希值、时间戳（timestamp）和交易数据[通常采用默克尔树（Merkle tree）的组织形式]。区块链可防止数据被篡改，是一种能够以可验证和持久化的方式高效记录双方交易的开放和分布式的账本。当被用作分布式账本时，区块链通常是一个遵循节点间通信和区块验证协议的P2P网络。一旦上链，除非能篡改该区块之后的所有后续区块，任何区块中的数据都不能被回溯篡改，而要做到这点，则需要网络大多数节点的共识工业和信息化部信息化和软件服务业司指导，中国区块链技术和产业发展论坛编写，《中国区块链技术和应用发展白皮书》（2016）区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术在互联网时代的创新应用模式中国信息通信研究院编写的《区块链白皮书》（2018）区块链是一种由多方共同维护，使用密码学保证传输和访问安全，能够实现数据一致存储、难以篡改，防止抵赖的记账技术，也被称为分布式账本技术（distributed ledger technology）资料来源：作者整理。后关系的、能在系统内验证的数据。广义的区块链指的则是一种去中心化的基础架构和计算范式。它利用上述的加密链式区块结构来验证与存储数据，利用分布式节点共识算法来生成和更新数据，利用自动化脚本代码 (智能合约) 来对数据进行编程和操作。从应用频率看，目前广义的区块链概念被使用得要更多一些。

5神秘的中本聪究竟是谁?

中本聪是比特币创始人的化名。他于2008年发表了被视为区块链技术祭奠之作的论文《比特币：一种点对点电子现金系统》，并在比特币的创立和推动过程中发挥了关键作用。2011年开始，他从网上销声匿迹。

目前，关于中本聪的身份有几种猜测。第一种猜测认为，中本聪是日本数学家望月新一（Shinichi Mochizuki）。见https://www.forbes.com/sites/timworstall/2013/05/19/tednelsonsaysthatbitconssatoshinakamotoisshinichimochizuki/#568ffc1b5f2b。2012年5月，计算机科学家泰德·尼尔森（Ted Nelson）提出了这种猜测，理由是望月新一足够聪明，研究领域包含比特币所使用的数学算法，且不太追求学术发表，而是致力于让人理解，这一点与中本聪颇为相似。然而，望月新一本人对这一猜测予以了否认。

第二种猜测认为，中本聪是乔治·华盛顿大学的教授尼克·萨博（Nick Szabo）。见https://www.coindesk.com/linguisticresearchersnamenickszaboauthorbitcoinwhitepaper。2013年12月，博客作家斯凯·格里（Skye Grey）对中本聪的论文进行了计量文体学分析，发现其行文风格和萨博十分相似。萨博热衷于去中心化货币，发表过一篇关于“比特黄金”（Bit Gold）的论文，被认为是比特币的先驱，他还热衷于使用化名。据此，格里猜测他很可能就是神秘的中本聪。然而，对于这一猜测，萨博本人予以了否认。

第三种猜测认为，中本聪是澳大利亚学者克雷格·怀特（Craig Wright）。见https://news.bitcoin.com/craigwrightattemptstorevealtheoriginofsatoshinakamotosname/。这种猜测最早见于2015年12月的《连线》杂志。2016年5月2日，怀特本人公开承认自己就是中本聪，并出示了一些所谓的关键证据。但由于其出示的证据未能得到有效验证，因此怀特的这一表态受到很大的质疑。由于怀特的国籍为澳大利亚，并且坚称自己是中本聪，因此在业内人们也常称他为“澳本聪”。

第四种猜测认为，中本聪是居住在加利福尼亚州的日裔美国人多利安·中本（Dorian Nakamoto）。见https://thebitcoinnews.com/whoissatoshinakamotowelookatthepossiblecandidates/。多利安·中本是计算机专家，并且本名就叫中本聪，因而有媒体怀疑他就是比特币的发明人。不过，多利安·中本本人并不承认这一猜测。

除了以上几人外，还有很多人和组织被怀疑是中本聪。甚至有人猜测，中本聪（Satoshi Nakamoto）其实是三星（Samsung）、东芝（Toshiba）、中道（Nakamichi）和摩托罗拉（Motorola）四家公司名字的组合。见https://theweek.com/articles/561540/misidentificationsatoshinakamoto。不过，这些猜测没有一个被最终证实是真的。

然而随着比特币和区块链得到越来越广泛的响应，似乎谁是中本聪已经变得不再重要，抑或所有代表时代发声的学者都可以是中本聪。也许，神秘的中本聪留给当下最宝贵的财富是对金融体系的自省与探索。

陈永伟，经济学博士，博士后，现任《比较》研究部主管。研究领域为产业经济学、法律经济学和数字经济，曾在《经济研究》、《管理世界》、Social Indicators Research、Economic Letters等刊物上发表过50余篇学术论文，承担、参与课题20余项，并同时为多家媒体撰写专栏，已在各类报刊杂志上发表评论文章数百篇，并为多家著名互联网企业提供顾问服务。曾获《金融研究》杂志2013年度最佳论文奖，2015年度优秀论文奖及《经济观察报》2019年最佳专栏奖。

区块链究竟是什么？

“挖矿”“矿工”“矿池”究竟是什么意思？

DeFi又是什么？

区块链在各个领域有什么典型应用？

国内外科技巨头都在区块链方面进行了哪些布局？

Facebook推出的Libra是什么？

什么是“量子霸权”？

加密货币究竟是不是一种货币？

……

区块链作为计算机技术在价值互联网时代的创新应用模式，正在重构世界。去中心化、去信任化、不可篡改等特性，使区块链不仅被应用于金融科技领域，也逐渐改变我们的生活。区块链技术的发展潜力已经得到广泛认可。

随着区块链技术的不断发展，各国纷纷入局区块链技术的研究和应用，开辟了一个新的竞技场。当“币圈“越来越火，Facebook推出Libra之后，如何理解加密数字货币和区块链技术已不再简单地是研究人员的事情。

第一篇技术篇1区块链究竟是什么?/ 3

2区块链有哪些关键特征?/ 5

3区块链1.0、 2.0、 3.0分别指什么?/ 6

4我们常说的公有链、私有链和联盟链分别指什么?/ 7

5神秘的中本聪究竟是谁?/ 10

6区块链的基本架构是怎样的?它包含了哪些重要技术?/ 12

7什么是数据区块?/ 15

8什么是哈希算法?/ 17

9什么是链式结构?/ 18

10什么是默克尔树?/ 20

11什么是时间戳?/ 22

12什么是非对称加密?/ 24

13什么是P2P网络?/ 26

14区块链中的数据传播协议是怎么工作的?/ 28

15区块链中的验证机制是怎么工作的?/ 30

16什么是共识机制?如何评价共识机制的优劣?/ 31

17人们常提到的“拜占庭将军问题”究竟指的是什么?/ 33

18常见的共识机制有哪些?它们各有什么特点?/ 35

19我们常说的“挖矿”“矿工”“矿池”分别是什么意思?/ 41

20什么是算力?/ 44

21什么叫分叉?为什么会产生分叉?/ 45

22什么叫扩容?目前主要的扩容技术有哪些?/ 47

23什么是51%攻击?区块链网络遭受51%攻击的可能性大吗?/ 50

24什么是智能合约?它有哪些应用?又有哪些问题?/ 54

25什么是李嘉图合约?相比于智能合约，它有什么特点?/ 61

26什么是通证?它有什么作用?可以分为哪些类别?/ 62

27什么是ICO?什么是STO?/ 65

28DeFi是什么?它可以实现哪些应用?相比于传统的金融服务，DeFi有哪些优点，又有哪些不足?/ 67

29什么是DAO?什么是DAC?/ 74

30比特币系统的运作机制是怎么样的?/ 77

31所谓的钱包、钱包地址、密钥分别指的是什么?/ 79

32什么是以太坊?它是怎么运作的?/ 81

33以太坊为什么要升级到2.0?这次升级将会表现在哪些方面?/ 84

34什么是EOS?它是怎么运作的?/ 87

第二篇应用篇35有人说，对于区块链，“不能高估短期，不能低估长期”。应该如何理解这个说法呢?/ 93

36区块链在工业领域的应用如何?/ 96

37区块链在农业领域有什么典型应用?/ 98

38区块链在金融领域有什么典型应用? / 101

39区块链将会对公司治理产生怎样的影响?/ 106

40区块链在教育领域有什么典型应用?/ 110

41区块链在医疗领域有什么典型应用?/ 112

42区块链在养老领域有什么典型应用?/ 113

43区块链在能源领域有什么典型应用?/ 116

44区块链在军事领域有什么典型应用?/ 118

45区块链在政府管理领域有什么典型应用?/ 121

46区块链在知识产权保护上有什么典型应用?/ 124

47区块链在司法领域有什么典型应用?/ 126

48区块链在公共治理领域有什么典型应用?/ 128

49区块链在城市建设领域有什么典型应用?/ 130

50区块链在公益慈善领域有什么典型应用?/ 133

iiiiv51区块链在体育领域有什么典型应用?/ 134

52区块链将怎样影响共享经济的未来?/ 136

53区块链对于数据要素市场的发展能起到哪些作用?/ 140

54在抗击新冠肺炎疫情的过程中，区块链发挥了怎样的作用?/ 142

55什么是“链改”?企业应该如何进行“链改”?/ 144

56“区块链+AI”将会带来怎样的影响?/ 145

57“云链结合”是什么意思?它会带来哪些新的应用场景?/ 147

58目前全球区块链市场的规模如何?中国的区块链市场呢?/ 151

59国内外科技巨头企业都在区块链方面进行了哪些布局?/ 153

60目前全球和中国的区块链专利申请状况和布局状况如何?/ 160

61目前在国际范围内有哪些著名的区块链“独角兽企业”?它们分别从事哪些业务?/ 163

62目前区块链相关的人才市场状况如何?/ 166

63什么是加密货币?它与区块链之间有什么关系?/ 169

64什么是比特币?它有哪些重要的特征?/ 170

65除了比特币之外，还有哪些重要的加密货币?/ 172

66什么是稳定币?稳定币是如何实现“稳定”的?/ 174

67Facebook推出的Libra是什么?它有哪些特点?/ 176

68Libra的应用，可能会对世界各国的宏观调控政策产生什么影响?/ 178

69Libra的发展面临怎样的困难?其前景会