金融科技概論第五章區(qū)塊鏈學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.掌握區(qū)塊鏈的定義與特點，了解區(qū)塊鏈大致的演進過程。2.了解區(qū)塊鏈的核心技術(shù)及分類，了解區(qū)塊鏈的發(fā)展方向、應(yīng)用以及其當(dāng)前面臨的風(fēng)險與挑戰(zhàn)。核心概念：區(qū)塊鏈分布式記賬去中心化加密貨幣智能合約第五章第一節(jié)區(qū)塊鏈概況第二節(jié)區(qū)塊鏈的功用第三節(jié)區(qū)塊鏈在金融中的應(yīng)用第四節(jié)區(qū)塊鏈的風(fēng)險和挑戰(zhàn)第一節(jié)區(qū)塊鏈概況一、區(qū)塊鏈的定義

根據(jù)中國信息通信研究院的定義，區(qū)塊鏈(blockchain)

是一種由多方共同維護，使用密碼學(xué)保證傳輸和訪問安全，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)一致存儲、難以篡改、防止抵賴的記賬技術(shù)，也稱為分布式賬本技術(shù)(distributedledgertechnology)。中國人民銀行在《區(qū)塊鏈技術(shù)金融應(yīng)用評估規(guī)則》中提出:區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N由多方共同維護，使用密碼學(xué)保證傳輸和訪問安全，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)一致存儲、防篡改、防抵賴的技術(shù)體系?？偟膩砜?，區(qū)塊鏈?zhǔn)敲艽a學(xué)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的集合，典型的區(qū)塊鏈以塊鏈結(jié)構(gòu)存儲數(shù)據(jù)。作為一種在不可信的競爭環(huán)境中低成本建立信任的新型計算范式和協(xié)作模式，區(qū)塊鏈憑借其獨有的信任建立機制，正在改變諸多行業(yè)的應(yīng)用場景和運行規(guī)則，是未來發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟、構(gòu)建新型信任體系不可或缺的技術(shù)之一。第一節(jié)區(qū)塊鏈概況二、區(qū)塊鏈的發(fā)展歷程-全球區(qū)塊鏈的發(fā)展歷程第三階段第二階段第一階段技術(shù)試驗階段(2008—2009年)小眾交易階段(2010—2014年)大眾市場階段(2015—2017年)第四階段多樣化發(fā)展階段(2018年—至今)第一節(jié)區(qū)塊鏈概況二、區(qū)塊鏈的發(fā)展歷程-中國區(qū)塊鏈的發(fā)展歷程

第三階段第二階段第一階段加密貨幣階段(2011—2015年)監(jiān)管探索階段(2016—2019年)合規(guī)發(fā)展階段(2020年—至今)第一節(jié)區(qū)塊鏈概況三、區(qū)塊鏈的核心技術(shù)及分類

區(qū)塊鏈的出現(xiàn)離不開密碼學(xué)技術(shù)、共識機制、智能合約和互操作性技術(shù)的共同發(fā)展。（1）密碼學(xué)技術(shù)區(qū)塊鏈的基石是密碼學(xué)，區(qū)塊鏈架構(gòu)本身就是去中心化的，Hash算法、數(shù)字簽名、數(shù)字證書等密碼學(xué)技術(shù)的使用，在數(shù)據(jù)公開透明的前提下保障了區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)的安全性和匿名性。Hash算法(哈希算法，又稱哈希函數(shù))是將任意長度的消息映射成一個較短的輸出定長消息的函數(shù)，其主要形式為h=H(M)，其中M為變長的消息，h是定長的哈希值(即Hash值，又稱散列值)。哈希函數(shù)的目的是為文件、報文或其他的分組數(shù)據(jù)產(chǎn)生“數(shù)字指紋”。數(shù)字簽名與數(shù)字證書的應(yīng)用也為區(qū)塊鏈中交易的建立信任、不可否認(rèn)提供了便利，以比特幣為例，每一位電子貨幣所有者將電子貨幣轉(zhuǎn)移給下一位所有者的過程是：對前一次交易和下一位所有者的公鑰簽署一個數(shù)字簽名，并將這個簽名附加在交易的末尾，收款人通過驗證簽名，就可以驗證電子貨幣的所有者鏈條。第一節(jié)區(qū)塊鏈概況三、區(qū)塊鏈的核心技術(shù)及分類

（2）共識機制共識機制是區(qū)塊鏈技術(shù)的核心，直接影響區(qū)塊鏈系統(tǒng)的性能效率、可擴展性、資源消耗等。共識機制保證了在一個無數(shù)據(jù)處理中心的節(jié)點網(wǎng)絡(luò)控制下，各中心節(jié)點之間能夠完全遵循相同的現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心記賬信息處理操作規(guī)則，實現(xiàn)所有不同分布式數(shù)據(jù)的記賬實時性和一致性。共識機制主要解決兩個基本問題：第一個問題是誰寫入數(shù)據(jù)；第二個問題是如何同步數(shù)據(jù)。下圖展示了常見共識機制的對比情況：特性PoWPoSDPoSPBFTPaxosRaft交易時延高

(分鐘級延遲)較低

(秒級延遲)較低(秒級延遲)較低(秒級延遲)較低

(秒級延遲)較低(秒級延遲)吞吐量低高高高高高特性PoWPoSDPoSPBFTPaxosRaft能耗高低低高高低安全邊界惡意算力不高于50%惡意權(quán)益不超過50%惡意權(quán)益不超過50%惡意節(jié)點不超過1/3惡意節(jié)點不超過50%惡意節(jié)點不超過50%代表應(yīng)用比特幣、以太坊以太坊2.0、點點幣(Peercoin)比特股(BTS)HyperledgerFabricChubbyCorda擴展性好好好差差好第一節(jié)區(qū)塊鏈概況三、區(qū)塊鏈的核心技術(shù)及分類

（3）智能合約

智能合約封裝在合約層，是區(qū)塊鏈可編程特性的基礎(chǔ)，中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院將其定義為以數(shù)字形式定義的能夠自動執(zhí)行條款的合約。開發(fā)者通過編寫智能合約，能夠?qū)?shù)據(jù)管理邏輯、應(yīng)用邏輯、業(yè)務(wù)規(guī)則和合同條款集成進分布式應(yīng)用程序，從而利用區(qū)塊鏈技術(shù)提供多樣化的服務(wù)。智能合約最大的特點是由計算機系統(tǒng)自動執(zhí)行，具有數(shù)字化、不易修改、強制性、可定制性的特點，由此可以降低簽訂合約、督促執(zhí)行和監(jiān)管方面的成本，尤其是在金融領(lǐng)域，智能合約有廣闊的發(fā)展空間。第一節(jié)區(qū)塊鏈概況三、區(qū)塊鏈的核心技術(shù)及分類

（4）互操作性技術(shù)

區(qū)塊鏈的互操作性技術(shù)由于可以帶來價值自由流動、促進鏈間協(xié)同工作,因此成為區(qū)塊鏈向著網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)規(guī)?；l(fā)展的強力推手,逐漸成為應(yīng)用需求的新熱點?；ゲ僮餍约夹g(shù)主要包括哈希鎖定、公證人機制、側(cè)鏈和中繼鏈等,下表顯示了它們之間的性能對比。哈希鎖定公證人機制側(cè)鏈中繼鏈信任模型鏈自身安全大多數(shù)誠實的公證人鏈自身安全大多數(shù)誠實的中繼鏈驗證人或接入鏈自身安全傳遞消息類別僅限資產(chǎn)不限不限不限參與鏈數(shù)量雙鏈?zhǔn)褂弥虚g路由連接實現(xiàn)多鏈雙鏈多鏈哈希鎖定公證人機制側(cè)鏈中繼鏈實現(xiàn)難度簡單中等中等困難局限性場景單一,發(fā)起人握有主動權(quán),可挑選時機完成交易套利依賴第三方公證人集合有效性驗證對區(qū)塊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有要求適合接入擁有絕對一致性共識的鏈第一節(jié)區(qū)塊鏈概況三、區(qū)塊鏈的核心技術(shù)及分類

按照系統(tǒng)是否具有節(jié)點準(zhǔn)入機制,區(qū)塊鏈可分類為許可鏈和非許可鏈。許可鏈中節(jié)點的加入和退出需要區(qū)塊鏈系統(tǒng)的許可。根據(jù)擁有控制權(quán)限的主體是否集中,許可鏈可分為聯(lián)盟鏈和私有鏈,其中聯(lián)盟鏈預(yù)先設(shè)定一部分節(jié)點能參與記賬和交易,而私有鏈的寫權(quán)限在一個節(jié)點、一個組織手里,其讀權(quán)限也會受到限制。非許可鏈則是完全開放的,亦可稱為公有鏈,節(jié)點可以隨時自由加入和退出,也都可以參與競爭記賬權(quán)。公有鏈私有鏈聯(lián)盟鏈準(zhǔn)入限制無有有讀權(quán)限任何人僅限受邀用戶相關(guān)聯(lián)用戶寫權(quán)限任何人都有機會通過競爭獲取寫權(quán)限獲批用戶獲批用戶所屬者無單一實體有限的多個實體參與者身份認(rèn)證無有有交易速度慢快快第一節(jié)區(qū)塊鏈概況四、區(qū)塊鏈的特點

分布式去中心化(又稱弱中心化)時序數(shù)據(jù)可追溯化不可篡改公開化安全信任加密化第一節(jié)區(qū)塊鏈概況五、區(qū)塊鏈的發(fā)展現(xiàn)狀及展望標(biāo)準(zhǔn)制定政府政策專利申請公司數(shù)量當(dāng)前中國區(qū)塊鏈的發(fā)展方興未艾，在以下方面呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展態(tài)勢。區(qū)塊鏈學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.掌握區(qū)塊鏈的定義與特點，了解區(qū)塊鏈大致的演進過程。2.了解區(qū)塊鏈的核心技術(shù)及分類，了解區(qū)塊鏈的發(fā)展方向、應(yīng)用以及其當(dāng)前面臨的風(fēng)險與挑戰(zhàn)。核心概念：區(qū)塊鏈分布式記賬去中心化加密貨幣智能合約第五章第一節(jié)區(qū)塊鏈概況第二節(jié)區(qū)塊鏈的功用第三節(jié)區(qū)塊鏈在金融中的應(yīng)用第四節(jié)區(qū)塊鏈的風(fēng)險和挑戰(zhàn)第二節(jié)區(qū)塊鏈的功用一、數(shù)據(jù)存儲基于區(qū)塊鏈技術(shù)去中心化、不可篡改、可追溯、安全加密的特點，區(qū)塊鏈技術(shù)不僅可以成功應(yīng)用于數(shù)字加密貨幣領(lǐng)域，同時在經(jīng)濟、金融和社會系統(tǒng)中也存在廣泛的應(yīng)用場景，其在不同場景中的功用主要可分為數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)鑒證、資產(chǎn)交易、資產(chǎn)管理和選舉投票等。應(yīng)用場景說明金融解決中小企業(yè)貸款融資難、銀行風(fēng)控難、部門監(jiān)管難等問題商業(yè)探索數(shù)字經(jīng)濟模式創(chuàng)新，為打造便捷高效、公平競爭、穩(wěn)定透明的營商環(huán)境提供動力，為推進供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、實現(xiàn)各行業(yè)供需有效對接提供服務(wù)，為加快新舊動能接續(xù)轉(zhuǎn)換、推動經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展提供支撐民生積極推動區(qū)塊鏈技術(shù)在教育、就業(yè)、養(yǎng)老、精準(zhǔn)脫貧、醫(yī)療健康、商品防偽、食品安全、公益、社會救助等領(lǐng)域的應(yīng)用，為人民群眾提供更加智能、更加便捷、更加優(yōu)質(zhì)的公共服務(wù)城際互通利用區(qū)塊鏈技術(shù)促進城市間在信息、資金、人才、征信等方面更大規(guī)模的互聯(lián)互通，保障生產(chǎn)要素在區(qū)域內(nèi)有序高效流動政務(wù)探索利用區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)共享模式，實現(xiàn)政務(wù)數(shù)據(jù)跨部門、跨區(qū)域共同維護和利用，促進業(yè)務(wù)協(xié)同辦理，深化“最多跑一次”改革，為人民群眾帶來更好的政務(wù)服務(wù)體驗智慧城市探索在信息基礎(chǔ)設(shè)施、智慧交通、能源電力等領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，提升城市管理的智能化、精準(zhǔn)化水平第二節(jié)區(qū)塊鏈的功用區(qū)塊鏈技術(shù)與金融市場應(yīng)用有非常高的契合度。區(qū)塊鏈可以在去中心化系統(tǒng)中自發(fā)地產(chǎn)生信用，能夠建立無中心機構(gòu)信用背書的金融市場，從而在很大程度上實現(xiàn)金融脫媒。區(qū)塊鏈的高冗余存儲、去中心化、高安全性和隱私保護等特點使其特別適合存儲和保護重要隱私數(shù)據(jù)，以避免因中心化機構(gòu)遭受攻擊或權(quán)限管理不當(dāng)而造成大規(guī)模數(shù)據(jù)丟失或泄露。數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)鑒證資產(chǎn)交易選舉投票資產(chǎn)管理區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)帶有時間戳，由共識節(jié)點共同驗證和記錄，不可篡改和偽造，這些特點使得區(qū)塊鏈可廣泛應(yīng)用于各類數(shù)據(jù)公證和審計場景。區(qū)塊鏈在資產(chǎn)管理領(lǐng)域的應(yīng)用具有廣泛前景，能夠?qū)崿F(xiàn)有形和無形資產(chǎn)的確權(quán)、授權(quán)和實時監(jiān)控。投票是區(qū)塊鏈技術(shù)在政治事務(wù)中的代表性應(yīng)用?；趨^(qū)塊鏈的分布式共識驗證、不可篡改等特點，可以低成本高效地實現(xiàn)政治選舉、企業(yè)股東投票等應(yīng)用。區(qū)塊鏈學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.掌握區(qū)塊鏈的定義與特點，了解區(qū)塊鏈大致的演進過程。2.了解區(qū)塊鏈的核心技術(shù)及分類，了解區(qū)塊鏈的發(fā)展方向、應(yīng)用以及其當(dāng)前面臨的風(fēng)險與挑戰(zhàn)。核心概念：區(qū)塊鏈分布式記賬去中心化加密貨幣智能合約第五章第一節(jié)區(qū)塊鏈概況第二節(jié)區(qū)塊鏈的功用第三節(jié)區(qū)塊鏈在金融中的應(yīng)用第四節(jié)區(qū)塊鏈的風(fēng)險和挑戰(zhàn)第三節(jié)區(qū)塊鏈在金融中的應(yīng)用在金融行業(yè),區(qū)塊鏈技術(shù)和具體場景的結(jié)合主要帶來建立新的信任機制、提高信息透明度少中間環(huán)節(jié),提高交易效率三方面的改變，具體可在以下領(lǐng)域發(fā)揮作用：數(shù)字加密貨幣供應(yīng)鏈金融金融征信保險貿(mào)易金融交易清算區(qū)塊鏈學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.掌握區(qū)塊鏈的定義與特點，了解區(qū)塊鏈大致的演進過程。2.了解區(qū)塊鏈的核心技術(shù)及分類，了解區(qū)塊鏈的發(fā)展方向、應(yīng)用以及其當(dāng)前面臨的風(fēng)險與挑戰(zhàn)。核心概念：區(qū)塊鏈分布式記賬去中心化加密貨幣智能合約第五章第一節(jié)區(qū)塊鏈概況第二節(jié)區(qū)塊鏈的功用第三節(jié)區(qū)塊鏈在金融中的應(yīng)用第四節(jié)區(qū)塊鏈的風(fēng)險和挑戰(zhàn)第四節(jié)區(qū)塊鏈的風(fēng)險和挑戰(zhàn)四、交易性能風(fēng)險算法、算力風(fēng)險（哈希算法風(fēng)險、量子計算與算力風(fēng)險）黑客與合約漏洞風(fēng)險私鑰安全風(fēng)險交易性能風(fēng)險思考題1.如何理解去中心化和中心化?日常生活中哪些場景更