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區塊鏈的技術創新與應用有哪些？

一、區塊鏈系統

作為比特幣的底層技術，區塊鏈系統一般由數據層、網絡層、共識層、激勵層、合約層和應用層組成。

1．數據層

數據層封裝了底層數據區塊及相關的數據加密和時間戳等基礎數據和基本算法，主要描述區塊鏈的物理形式，是區塊鏈上從創世區塊起始的鏈式結構。它包含了區塊鏈的區塊數據、鏈式結構，以及區塊上的隨機數、時間戳、公私鑰數據等，是整個區塊鏈技術中底層的數據結構。

2．網絡層

網絡層主要通過P2P技術實現分布式網絡機制，包括P2P組網機制、數據傳播機制和數據驗證機制。因此，從本質上來說，區塊鏈是一個P2P網絡，具備自動組網的機制，節點之間通過維護一個共同區塊鏈結構來保持通信。

3．共識層

共識層包括共識算法、共識機制。共識層能讓高度分散的節點在去中心化的區塊鏈網絡中高效地針對區塊數據的有效性達成共識，是區塊鏈的核心技術之一，也是區塊鏈社群的治理機制。目前共識機制算法有數十種，包括工作量證明、權益證明、權益授權證明、燃燒證明、重要性證明等。

4．激勵層

激勵層主要包括經濟激勵的發行制度和分配制度，其功能是提供一定的激勵措施，鼓勵節點參與區塊鏈中安全驗證工作，并將經濟因素納入區塊鏈技術體系中，激勵遵守規則參與記賬的節點，懲罰不遵守規則的節點。

5．合約層

合約層主要包括腳本、代碼、算法機制和智能合約，是區塊鏈可編程的基礎。它將代碼嵌入區塊鏈或令牌中，可以實現自定義的智能合約，在達到某個確定的約束條件的情況下，不用經由第三方就能自動執行，是區塊鏈去信任的基礎。

6．應用層

應用層封裝了各種應用場景和案例，類似于計算機操作系統上的應用程序、互聯網瀏覽器上的門戶網站、搜索引擎、電子商城或是手機端上的APP。它將區塊鏈技術應用部署在以太坊、EOS、QTUM等上，并在現實生活場景中落地。未來，可編程金融和可編程社會會搭建在應用層上。

數據層、網絡層、共識層是構建區塊鏈技術的必要元素，缺少任何一層都不能稱之為真正意義上的區塊鏈技術；激勵層、合約層和應用層不是每個區塊鏈應用的必要因素，一些區塊鏈應用并不完整地包含此三層結構。

二、區塊鏈的技術創新

區塊鏈的技術創新主要有分布式賬本、非對稱加密和授權技術、共識機制、智能合約等。

1．分布式賬本

分布式賬本，即交易記賬由分布在不同地方的多個節點共同完成，每個節點都記錄了完整賬目，都可以參與監督交易合法性，同時也可以共同為其做證。不同于傳統的中心化記賬方案，分布式賬本技術下，一方面任何節點都不能單獨記錄賬目，避免了單一記賬人被控制或被賄賂而記假賬的可能性；另一方面，記賬節點足夠多，除非所有的節點都被破壞，否則賬目就不會丟失，保證了賬目數據的安全性。

2．非對稱加密和授權技術

從技術上說，存儲在區塊鏈上的交易信息是公開的，但賬戶身份信息是高度加密的，只有數據擁有者被授權才能訪問，保證了數據安全和個人隱私。

3．共識機制

共識機制，就是所有記賬節點之間怎么達成共識，如何認定一個記錄的有效性，既是認定的方法，也是防止篡改的手段。區塊鏈提出的不同共識機制，比如工作量證明算法、股權證明算法等，適用于不同的應用場景，在效率和安全性之間取得平衡。以比特幣為例。比特幣采用的是工作量證明法，只有控制了全網超過51%的記賬節點，才可能偽造出一條不存在的記錄，但因為加入區塊鏈的節點足夠多，這基本上是不可能的，也就杜絕了造假的可能。

4．智能合約

智能合約是指基于可信的不可篡改數據，自動化地執行一些預先定義好的規則和條款。以保險為例，如果每個人的信息都是真實可信的，就可以在一些標準化的保險產品中實行自動化理賠。

三、區塊鏈的技術應用

如今，區塊鏈在建立去中心化方面的嘗試已不限于金融界，而是受到了社會各領域的關注，并為社會管理提供了一種全新的思路和技術選項。

（1）區塊鏈和物聯網結合在一起，將數字資產和實體資產統一起來，能夠淡化消費資產和現金資產的區別，擴展大眾的信用，加速價值流通。

（2）在區塊鏈上建立知識產權保護系統，對知識產權的使用全網記賬，建立起全球廣告市場。

（3）區塊鏈可以為“一帶一路”沿線的新興經濟體發行協議型密碼學貨幣提供技術支撐。

（4）“區塊鏈+云計算”可以發展成去中心化的自媒體和社區系統。

（5）區塊鏈可以搭建去中心化的股權眾籌體系，讓創新項目提前進入流通領域。

（6）區塊鏈可以發展出全透明的財務管理系統。

（7）區塊鏈支持建立全球去中心化公司組織。

總之，在信用已經成為緊缺資源的時代，區塊鏈的技術創新為全球市場的金融、社會管理、人才評價和去中心化組織建設等，提供了廣闊的發展前景。