中國區塊鏈技術白皮書

1:區塊鏈與雲端運算
      區塊鏈技術的開發、研究與測試工作涉及多個系統，時間與資金成本等問題將阻礙區塊鏈技術的突破,基於區塊鏈技術的軟體開發依然是一個高門檻的工作。雲端運算服務具有資源Auto Scaling、快速調整、低成本、高可靠性的特質，能夠協助中小企業快速低成本地進行區塊鏈開發部署。兩項技術融合，將加速區塊鏈技術成熟，推動區塊鏈從金融業向更多領域拓展。
      2015年11月，微軟在Azure雲平台裡面提供BaaS服務，並於2016年8月正式對外開放。開發人員可以在上面以最簡便、高效的方式建立區塊鏈環境。IBM也在2016年2月宣布推出區塊鏈服務平台，協助開發人員在IBM雲上建立、部署、運行和監控區塊鏈應用程式。
2:  區塊鏈與大資料
區塊鏈是一種不可篡改的、全曆史的資料庫儲存技術，巨大的區塊資料集合包含著每一筆交易的全部曆史，隨著區塊鏈的應用迅速發展，資料規模會越來越大，不同業務情境區塊鏈的資料融合進一步擴大了資料規模和豐富性。區塊鏈提供的是賬本的完整性，資料統計分析的能力較弱。大資料具備海量資料存放區技術和靈活高效的分析技術，極大提升區塊鏈資料的價值和使用空間。
區塊鏈以其可信任性、安全性和不可篡改性，讓更多資料被解放出來，推進資料的海量增長。區塊鏈的可追溯特性使得資料從採集、交易、流通，以及計算分析的每一步記錄都可以留存在區塊鏈上，使得資料的品質獲得前所未有的強信任背書，也保證了資料分析結果的正確性和資料採礦的效果。區塊鏈能夠進一步規範資料的使用，精細化授權範圍。脫敏後的資料交易流通，則有利於突破資訊孤島，建立資料橫向流通機制，並基於區塊鏈的價值轉移網路，逐步推動形成基於全球化的資料交易情境。
3: 區塊鏈與物聯網
物聯網作為互連網基礎上延伸和擴充的網路，通過應用智能感知、識別技術與普適計算等電腦技術，實現資訊交換和通訊，同樣能滿足區塊鏈系統的部署和運營要求。另外，區塊鏈系統網路是典型的P2P網路，具有分布式異構特徵，而物聯網天然具備分布式特徵，網中的每一個裝置都能管理自己在互動作用中的角色、行為和規則，對建立區塊鏈系統的共識機制具有重要的支援作用。根據有關機構預測，2020年將達到250億台左右。隨著物聯網中裝置數量的增長，如果以傳統的中心化網路模式進行管理，將帶來巨大的資料中心基礎設施建設投入及維護投入。此外，基於中心化的網路模式也會存在安全隱患。區塊鏈的去中心化特性為物聯網的自我治理提供了方法，可以協助物聯網中的裝置理解彼此，並讓物聯網中的裝置知道不同裝置之間的關係，實現對分布式物聯網的去中心化控制。
4: 區塊鏈與下一代移動通訊網路
區塊鏈是點對點的分布式系統，節點間的多播通訊會消耗大量網路資源。隨著區塊鏈體量的逐步擴大，網路資源的消耗會以幾何倍數增長，最終會成為區塊鏈的效能瓶頸。5G網路作為下一代移動通訊網路，理論傳輸速度可達數十Gb每秒，這比4G網路的傳輸速度快數百倍。對於區塊鏈而言，區塊鏈資料可以達到極速同步，從而減少了不一致資料的產生，提高了共識演算法的效率。另
外，預計到2020年時，大約有500億部裝置將串連到5G網路，並且將融合到物聯網之中。下一代通訊網路的發展，將極大提升區塊鏈的效能，擴充區塊鏈的應用範圍。
5: 區塊鏈與加密技術
現代資訊的應用越來越趨於全球化和全民化,對於資訊安全的要求除了防篡改、抗抵賴、可信等基礎安全之外，更需要加強隱私保護、身份認證等方面的安全。從某種意義上看，區塊鏈技術是因為現代密碼學的發展才產生的，但今天區塊鏈技術所用的密碼學主要是二十年前的密碼學成果，還存在很多問題需要解決。將區塊鏈技術應用於更多分布式的、多元身份參與的應用情境，現有的加密技術是否滿足需求，還需要更多的應用驗證，同時更需要深入整合密碼學前沿技術，包括目前國際國內在零知識證明、多方保密計算、群簽名、基于格的密碼體制、全同態密碼學等最新前沿技術。新興的區塊鏈技術有助於推動資訊化溝通模式從多對多溝通發展到物聯網溝通模式，密碼學需要不斷創新才能滿足趨於複雜的通訊方式的安全需求，從某種程度上說，區塊鏈技術在推動密碼體系創新的同時，也給現代密碼學帶來新的發展契機。同時在區塊鏈治理過程中，身份認證系統是第一要務，數位憑證對於區塊鏈技術也是極其重要的，區塊鏈技術的發展對數位憑證的發展和應用也有極大的促進作用。
6: 區塊鏈與人工智慧

基於區塊鏈的人工智慧網路可以設定一致、有效裝置註冊、授權及完善的生命週期管理機制，有利於提高人工智慧裝置的使用者體驗及安全性。此外，若各種人工智慧裝置通過區塊鏈實現互聯、互連，則有可能帶來一種新型的經濟模式，即人類組織與人工智慧、人工智慧與人工智慧之間進行資訊的互動甚至是業務的往來，而統一的區塊鏈基礎協議則可讓不同的人工智慧裝置之間在互動過程中不斷積累學習經驗，從而實現人工智慧程度的進一步提升

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      資產管理領域，股權、債券、票據、收益憑證、倉單等資產由不同的中介機構託管，提高了這類資產的交易成本，也容易帶來憑證被偽造等問題。在證券領域，證券交易生命週期內的一系列流程耗時較長，增加了金融機構中背景業務成本。在清算和結算領域，不同金融機構間的基礎設施架構、商務程序各不相同，同時涉及很多人工處理的環節，極大地增加了業務成本，也容易出現差錯。在使用者身份識別領域，不同金融機構間的使用者資料難以實現高效的互動，使得重複認證成本較高，也間接帶來了使用者身份被某些中介機構泄露的風險。基於區塊鏈技術能實現點對點的價值轉移，通過資產數字化和重構金融基礎設施架構，可達成大幅度提升金融資產交易後清、結算流程效率和降低成本的目標，並可在很大程度上解決支付所面臨的現存問題。

      供應鏈是一個由物流、資訊流、資金流所共同組成的，並將行業內的供應商、製造商、分銷商、零售商、使用者串聯在一起的複雜結構。而區塊鏈技術作為一種大規模的協作工具，天然地適合運用於供應鏈管理.使得資料在交易各方之間公開透明，從而在整個供應鏈條上形成一個完整且流暢的資訊流，這可確保參與各方及時發現供應鏈系統運行過程中存在的問題，並針對性地找到解決問題的方法，進而提升供應鏈管理的整體效率。其次，區塊鏈所具有的資料不可篡改和時間戳記的存在性證明的特質能很好地運用於解決供應鏈體系內各參與主體之間的糾紛，實現輕鬆舉證與追責。最後，資料不可篡改與交易可追溯兩大特性相結合可根除供應鏈內產品流轉過程中的假冒偽劣問題.

     在物流過程中，利用數位簽章和公私密金鑰加解密機制，可以充分保證資訊安全以及寄、收件者的隱私。例如，快遞交接需要雙方私密金鑰簽名，每個快遞員或快遞點都有自己的私密金鑰，是否簽收或交付只需要查一下區塊鏈即可。終端使用者沒有收到快遞就不會有簽收記錄，快遞員無法偽造簽名，因此可杜絕快遞員通過偽造簽名來逃避考核的行為，減少使用者投訴，防止貨物的冒領誤領。而真正的收件者並不需要在快遞單上直觀展示實名制資訊，由於安全隱私人保障，所以更多人願意接受實名制，從而促進國家物流實名制的落實。另外，利用區塊鏈技術，通過智能合約能夠簡化物流程式和大幅度提升物流的效率。

技術需求：
1、模組化與外掛程式化：為了提高區塊鏈應用的研發效率、可維護性和可移植性，區塊鏈系統的核心功能應實現模組化、可配置和    可擴充，以便捷地構建上層應用。
2、高效能：突破現有區塊鏈技術的效能瓶頸，提升區塊鏈系統的輸送量，以滿足主流交易網路高並發的效能要求。
3、資料一致性：採用科學合理的資料演算法，降低資料同步延遲，保證資料的一致性，避免造成資料混亂和失准，並減少意外分叉帶來的風險。
4、互操作：實現不同區塊鏈間的互操作，需要採用有效通訊協定、統一的API和區塊資料格式，以及高效的串連機制。
5、經濟合理：技術選型時，在滿足需求的前提下，一般儘可能降低技術複雜度，規避高能耗的技術方案。
6、安全和隱私：區塊鏈技術的普及應用需要保障資料存放區、資料轉送和資料應用等多個方面的安全和隱私保護。

7、安全可靠：積極貫徹落實國家網路安全和資訊化戰略部署，優先採用安全可靠的軟硬體產品。

      智能合約可視作一段部署在區塊鏈上可自動啟動並執行程式，其涵蓋的範圍包括程式設計語言、編譯器、虛擬機器、事件、狀態機器、容錯機制等。虛擬機器是區塊鏈中智能合約的運行環境。虛擬機器不僅被沙箱封裝起來，事實上它被完全隔離。也就是說運行在虛擬機器內部的代碼不能接觸到網路、檔案系統或者其他進程。甚至智能合約之間也只能進行有限的調用。

      複雜的共識協議確保系統中的任何人看到的賬本都是一樣的，這是防止雙重支付的重要手段。區塊鏈即服務（BaaS）平台

現區塊鏈可移植、相容和互操作等方面的標準。主要解決開發平台不統一，以及不同區塊鏈的可移植性、相容性和互通性等方面的問題。區塊鏈技術和應用尚處於發展階段，國際標準化工作也僅處於起步階段。

國內重點企業、科研、高校和使用者單位加強聯合，加快共識機制、可程式化合約、分布式儲存、數位簽章等核心關鍵技術攻關。未來工作中，我們將學習借鑒國際開源社區建設和運用模式，通過論壇成員單位加強合作，建設我國區塊鏈開源社區，提高區塊鏈技術的安全可靠水平。