世界超级计算机排名2015 【紫冬声音】区块链技术综述：区块链技术发展现状与展望

原标题：【紫冬声音】区块链技术综述：区块链技术发展现状与展望-中科院自动化所

本文为中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室袁勇博士与中国自动化学会副理事长兼秘书长、中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室王飞跃教授发表在 2016 年 4 月出版的在《自动化学报》上关于区块链技术的综述论文。文章通过解构区块链的核心要素，提出了区块链系统的基础架构模型，详细阐述了区块链及与之相关的比特币的基本原理、技术、方法与应用现状，讨论了智能合约的理念、应用和意义。

区块链是以比特币为代表的数字加密货币体系的核心支撑技术。区块链技术的核心优势是去中心化，能够通过运用数据加密、时间戳、分布式共识和经济激励等手段，在节点无需互相信任的分布式系统中实现基于去中心化信用的点对点交易、协调与协作，从而为解决中心化机构普遍存在的高成本、低效率和数据存储不安全等问题提供了解决方案。

随着比特币近年来的快速发展与普及，区块链技术的研究与应用也呈属信用、央行纸币信用之后的第四个里程碑[1]。区块链技术是下一代云计算的雏形，有望像互联网一样彻底重塑人类社会活动形态，并实现从目前的信息互联网向价值互联网的转变。

区块链技术的快速发展引起了政府部门、金融机构、科技企业和资本市场的广泛关注。2016 年 1 月，英国政府发布区块链专题研究报告 [2]，积极推行区块链在金融和政府事务中的应用；中国人民银行召开数字货币研讨会探讨采用区块链技术发行虚拟货币的可行性，以提高金融活动的效率、便利性和透明度。美国纳斯达克于 2015 年 12 月率先推出基于区块链技术的证券交易平台 Linq，成为金融证券市场去中心化趋势的重要里程碑；德勤和安永等审计相继组建区块链研发团队，致力于提升其客户审计服务质量。截止到 2016 年初，资本市场已经相继投入 10 亿美元以加速区块链领域的发展。初创公司 R3CEV 基于微软云服务平台 Azure 推出的 BaaS（Blockchain as a Service，区块链即服务）服务，已与美国银行、花旗银行等全球 40 余家大型银行机构签署区块链合作项目，致力于制定银行业的区块链行业标准与协议。

区块链技术起源于 2008 年由化名为「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：一种点对点电子系统》[3]，目前尚未形成行业公认的区块链定义：

狭义来讲，区块链是一种按照时间顺序将数据区块以链条的方式组合成特定数据结构，并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的去中心化共享总账（Decentralized Shared Ledger），能够安全存储简单的、有先后关系的、能在系统内验证的数据。

广义的区块链技术则是利用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）来编程和操作数据的一种全新的去中心化基础架构与分布式计算范式。

区块链具有去中心化、时序数据、集体维护、可编程和安全可信等特点：

首先是去中心化：区块链数据的验证、记账、存储、维护和传输等过程均是基于分布式系统结构，采用纯数学方法而不是中心机构来建立分布式节点间的信任关系，从而形成去中心化的可信任的分布式系统；

其次是时序数据：区块链采用带有时间戳的链式区块结构存储数据，从而为数据增加了时间维度，具有极强的可验证性和可追溯性；

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