在近十年的发展历程中，区块链技术给、经济甚至是文化都带来了很大的影响。梅兰妮·斯万根据区块链的发展脉络将区块链的发展阶段分为区块链1.0、区块链2.0和区块链3.0时代，沿着这三个时代我们可以清晰地看到区块链的现状与未来。
区块链1.0时代
比特币的诞生是区块链1.0时代到来的标志。在这个时期,区块链技术的发展与数字货币密切相关,应用普遍集中在货币转移、兑换和支付等方面。从某种意义上讲,这个时期的区块链技术找到了一个解决货币和支付去中心化的方案。
百度百科上对比特币的定义是:一种P2P形式的数字货币,点对点的传输意味着去中心化的支付系统。当中本聪提出“比特币”的概念并公开发行后,它便成为大家研究区块链的源头。
在区块链1.0时代,主要创新是创建了一套去中心化的、公开透明的交易记录总账——其数据库由所有的网络节点共享,由“矿工”更新,全民维护,没有人可以控制这个总账。这种技术对金融行业的影响不亚于复式记账法的发明。
区块链1.0时代的特征
数据层:以区块为单位的状数据块结构
所谓的链状数据块结构即通过加盖时间戳将系统中的数据块有序链接,并通过密码学等技术手段处理后以首尾相连的方式有序联系在一起。当新的区块产生并需要打包上传至区块系统中时,系统中的节点需要将新区块的前一个区块的散列值、当前时间戳、一段时间内发生的有效交易及其梅克尔树根值等内容打包上传,向全网广播。
由于每个区块都与前一个区块相连,因此随着长度的增加,要修改区块链的交易信息就必须将之前的所有信息进行重构，这几乎是不可能的事情,由此保证了账本信息的安全性。
全共享账本:确保了账本信息的真实性
在区块链网络中,记录历史交易的信息被传递给了每一个节点,每个节点都能拥有并存储一本完整、一致的交易总账。即便个别节点的账本数据被改或者被攻击,也不会影响全总账的安全性,此外,由于全网的节点是通过点对点的方式连接起来的,没有单一的中心化服务器,因此不存在单一的攻击入口。同时,全共享账本这个特性也有效防止了双重支付的可能。
非对称加密
非对称加密算法是区块链的一个重要应用,其通过公钥与私钥结合的方式搭建了比特币的安全防御系统。
源代码开源
区块链网络中设定的共识机制、规则等都可以通过一致的、开源的源代码进行验证。
这几个特征奠定了区块链发展的基础。除此之外,区块链技术对于“双花”问题的解决也是比特币成功应用的关键所在。对于“双花”问题,我们可以简单理解为如何保证每一笔数字现金只会被花掉一次,避免重复支出。
举个例子:假设在没有第三方机构(如支付宝、微信)的情况下,A君从自己的账户直接向B君转了200元。A君的账户由自己管理,如果A君没有将花掉的200元从自己的账户上扣除,那么他可以将这200元无限复制给C、D、E等无数个人。这种现象在互联上大量存在,我们可以将一份文件或音乐无限复制并转发给想发送的任何人,而无须付出相应的代价。
那么如何避免数字资产被重复使用呢？中本聪在《比特币白皮书》中做出了以下设定：
新的交易向全网进行广播,让网络中的每个节点都知道有一笔交易发生。
每个节点都将收到的交易信息打包进区块中。
每个节点都尝试在自己的区块中找到一个具有足够难度的工作量证明,以获得优先广播权。
当一个节点找到了工作量证明时,它就向全网进行广播。
当且仅当包含在区块中的所有交易都有效且之前从未存在过,其余节点才认同该区块的有效性。
得到认可的区块将被接入系统中,与其他链上的其他区块链接起来,不断延长链条的长度。由于区块链的防篡改性，在新的区块进入系统后,如果要更改区块上的信息,则必须更改之前的所有信息,以此保证了区块链的安全性。
在比特币系统中,一个交易被连续确认六次后将不可逆转,即“六次确认不可逆转”原则:一笔交易数据被打包到一个区块后就算被确认一次,连续往复六次后交易信息将永久存在于区块链上。因为每次确认都需要花费一定的时间,六次确认的耗时自然较长。
在这种情况下试图把一笔资金进行两次支付交易,由于确认时间较长,后一笔交易想要与前一笔交易同时得到确认机会是不可能的,而这笔资金在第一次交易确认有效后,第二次交易就无法得到确认,因此有效避免了“双花”问题的产生。
区块1.0时代的现实应用
货币和支付构成了区块1.0时代最显著的应用,出现了以比特币为代表的一系列虚拟货币,如莱特币、狗币、瑞波币、未来币、点点币等,全世界前后产生过数千种数字货币,到现在还在运行的大概有700多种,这些“另类货币”充当着互联网上的“现金,开启了金融领域的另一片天地,在虚拟货币的应用场景下,个人可以用一种去中心化分布式且全球化的方式,在个人之间分配和交易各种资源。
这个时期的区块链在金融领域掀起了一股巨浪。在转账汇款和数字化支付相关领域,区块链技术备受关注在这些领域,传统方式要通过银行等中心机构进行开户行、对手行、清算组织、境外银行(代理行或境外分支机构)等烦琐的处理过程,时间长,成本高。应用区块链技术后,支付可以实现端对端的交易,去掉了繁冗的中间机构处理环节,不仅快捷,而且交易成本非常低廉。尤其在境支付方面,基于区块链的支付系统可为用户提供全球范围的跨境、任意币种的实时支付清算服务,跨境支付将以低成本方式瞬间完成。
区块链2.0时代
区块链2.0时代的特征
如果说区块链1.0解决的是货币和支付去中心化的问题,那么区块链2.0解决的问题则是市场的去中心化,这个时期的关键词是“合约”。由此,在经济、市场、金融等方面区块链技术得到了全方位的应用,如在股票、债券、期货、贷款、按揭、产权、智能资产等领域的应用。
区块链1.0向2.0的迈进从某种程度上讲是中本聪关于区块链原有设计理念的一个推进过程。关于区块链的发展路径,2010年中本聪曾在公开邮件中提到:“我很多年前就已经在思考,是否可以让比特币支持多种交易类型,包括托管交易、债权合同、第三方仲裁、多重签名等。如果比特币未来能够大规发展,那么这些交易种类都将是我们未来想探索的,但是在一开始设计时就应该考虑到这些交易，这样将来才有可能实现。”
沿着原有的设定,区块链技术在比特币的基础上不断进化。在中本聪的设想中有三个核心构想:去中心化的公开交易总账端对端的直接价值转移体系、强大的脚本系统以运行任何协议或者货币等。比特币实现了前两项,第三项技术的实现则体现在以太坊上。可以说,以太坊的出现是区块链2.0时代的代表，这个时期的发展与合约技术的发展密切相关。
关于以太坊,可以界定其为一个开源的区块底层系统,在这个系统中可以运行所有区块链和协议。就像比特币一样，以太坊不受任何人控制,由全球范围内的所有参与者共同维护。这就如同安卓系统一样,可以为用户提供非常丰富的API,让许多人能够在其上快速开发出各种区块链应用,截至目前,以太坊上已经有200多个应用。
智能合约是以太坊显著的特点之一,是可编程货币和可编程金融的基础技术。关于“智能合约”这个概念,其最早由密码学家尼克·萨博(NickSzabo)于1995年提出。这个概念可以简单地理解为:以数字形式定义的一系列承诺(promise)，一旦合约被设立,在区块链系统上无须第三方的参与便可以自动执行智能合约的原理充分体现了程序员一直信奉的“代码即法律”。尽管这个理论提出的时间不算大短,但是直到以太坊出现,智能合约才被广泛应用,以坊为智能合约提供了一个友好的、可编程的基础系统。
智能合约顺利执行的前提条件是已定的合约内容不能被篡改,且执行过程要公开透明、值得信任。区块链技术出以后,非中心化、防篡改、集体维护、可追溯等特性成为智能合约天然的共生环境。基于此,当以以太坊为代表的新一代区块链应用与智能合约紧密结合后,区块链技术得以再次提升。在以太坊上,一份智能合约被创建之后便依靠程序自动执行,并且没有人能够阻止其运行,以太坊上的智能合约能够控制系统中的各种数字资产,进行复杂的算法和操作。
下面通过一个例子来理解智能合约应用后所带来的影响,以航班延误验为例,当乘客所乘坐的飞机延误后,为了获得赔偿,他们需要主动联系保险公司并提供相关的证明,隔了很长一段时间后保险公司才能给予赔偿。如果航班延误险采用了智能合约技术,则一旦航班延误,乘客与保险公司所签订的航班延误协议便会被触发,获赔资金将会自动划拨到乘客的账户上。
从作用上讲,以太坊构建了一个通用的、提供图灵完备的脚本语言的优秀底层协议,可以编写智能合约以在系统上执行。在这里,我们要了解一个基本的概念——图灵完备,即理论上能够解决任何算法的编程语言。
因为要支持智能合约,所以以太坊上有两种类型的账户地址:一种是普通账户,另一种是合约账户,普通账户与比特币网络的账户差不多,合约账户主要用于智能合约。
从以太坊的运行原理中我们看到,区块链为智能合约提供可信执行环境,而智能合约便于区块链扩展应用。随着时间的推移,这项技术的应用超越了货币,延伸至更广阔的领域,并具备了更大的兼容性。
区块链2.0时代的现实应用
得益于开的程序环境及智能合约的应用,区块链在这个时期得到了快速发展。它的应用范已经超越货币,延伸至期货、债券、对冲基金、私募股权、股票、年金、众筹、期权等金融衍生品。此外,随着公证文件、知识产权文件、资产所有权文件等电子化的进程与区块链的结合,让有形或无形的资产在区块链上都找到了可能的运行环境。
在以以太坊为代表的区块链上,人们可以编写资产的代码，创建新的区块链资产,简单地说,即可以发行自己的区块链代币,而使用什么样的发行机制、代币叫什么名字、发行多少数量、怎样发行都由自己决定。同时也可以通过编写智能合约的代码来创造区块链资产的功能,比如投票、对、条件合同等。
尽管目前基于区块链的智能合约还处于初始阶段,但是其潜力却显而易见我们可以畅想未来有一天,人们名下的房产车等有形的资产以数据的形式进入区块链,并以合约的形式生成一份遗嘱:根据遗嘱设定的条件,若干年以后设定的遗嘱程序被触发,这些资产将按照遗嘱人的意愿自动转给继承人,而无须法院或律师等第三方的裁定。到那时,或许律师的业务也将发生很大的改变,由裁定合约改为在区块链上创建智能合的模板、人们将以智能合约为基础,开展各种各样点对点的商业活动。到那时,人们再也不用担心因人性的贪婪而造成的毁约、欺诈等行为,以代码与程序在区块链上存在的智能合约不会受到任何人的操控,机器“法官”将客观公正地执行既定的合约。
简单来说,在区块链2.0时代,承载智能合约的区块链技术将充分发挥非中心化交易账本的功能,其可以被用来注册、确定和转移各种不同类型的资产及合约。但是,目前区块链2.0时代还处于早期阶段,很多应用仍以理念为主,落地应用并未形成规模,大多数项目还需要经过时间的验证。不过,它的广阔应用前景受到了中国、美国、以色列以及欧洲大多数国家的关注并投入巨资研究。专家预测,区块链2.0时代将是区块链爆发的时代。
区块链3.0时代
区块链3.0时代也是区块链全面应用的时代,由此构建一个大规模协作社会。除金融、经济等方面,此时的区块链在社会生活中的应用更为广泛,特别是在政府、健康、科学、文化和艺术等领域。
在讨论区块链3.0时代之前,先了解几个概念:Dapp、DAC、DAO、DAS
Dapp(Decentralizedapplication):去中心化应用
DAC(DecentralizedAutonomousCorporation):去中心化自治公司。
DAO(DecentralizedAutonomousOrganization):去中心化自治组织。
DAS(DecentralizedAutonomousSociety):去中心化自治社会。
区块链的应用演变可以说是从Dapp到DAC及DAO,再到DAS一步步推进的发展史,当区块链技术被应用于社会治理时,我们也就迈进了区块链3.0时代。
可以想象,对于一个构建在区块链上的智能化政务系统，它可以承载存储公民身份信息、管理国民收入、分配社会资源、解决争端等公共事务。在这个系统中,诸如地契、注册企业、结婚登记、健康档案管理等与公民相关的信息得以善保存和处理。当一个婴儿呱呱坠地时,医生将孩子的出生年月等信息上传至区块链公民电子身份系统,系统确认孩子的信息后将分配给孩子一个ID,ID得到政府相关部门的确认后,相关电子身份信息便将伴随孩子的一生,此后,这个孩子的学籍,健康、财产、职称、信用等信息都将与ID挂钩,存储在区块链上。当他离世时,有关他的遗嘱合约将被触发,相关财产分配给他的继承人,在系统上有关他的信息链将不再新增信息。
文案来源：黑白数据协议中心、网络
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