前言

為什么要寫這本書

當我5年前第一次接觸區塊鏈時，馬上就被它組織自治、群體協作、大眾智慧的運作模式吸引住了。于是我整理了一份資料，向我的朋友、同事甚至客戶介紹這門新技術。遺憾的是，當他們聽我講完對等網絡、默克爾樹、非對稱加密、共識算法、智能合約這些拗口的專業術語后，仍然搞不清楚區塊鏈可以為他們帶來什么好處。直到一次宣講課后，移動互聯部門的同事主動找到我，說他們正在做一款電子證照產品，遇到了數據庫壁壘、權限設計、隱私保護的問題，問我有沒有可能用區塊鏈來解決。要知道，這正是可以發揮區塊鏈特長的地方！經過和業務人員一周的深入討論，我們形成了公司第一個區塊鏈應用—可信電子證照的初步方案；在之后的三個月內，我們完成了可信電子證照的產品演示，并獲得了首屆中國區塊鏈技術創新應用大賽的二等獎。這件事情讓我明白，一個成功的區塊鏈應用需要解決的最核心的問題是，區塊鏈對于解決業務痛點是否是必要和可行的。

自從“區塊鏈”大熱以來，社會上各類區塊鏈應用層出不窮。一時間，這門新技術似乎成為各行各業的必需品，網絡上甚至出現了“區塊鏈馬桶”的惡搞段子。從經濟角度考慮，一個區塊鏈系統相比于原生系統多出至少7倍的成本，這些多出的成本能為我們帶來什么回報？這個回報是不是值得我們付出7倍的成本？我想這是每一個區塊鏈應用在構建之初就需要解答的問題，也是我們在每一個項目開始之前就要分析業務和區塊鏈的匹配度的原因。區塊鏈的根本在于通過技術手段將信息交換和價值交換的信任成本降到最低，這不僅是技術上的創新，更是對生產關系的革新。作為價值互聯網的基礎設施，區塊鏈最先改變的是金融體系，因為這里信任的代價最大，規則也最容易被寫死并合約化。未來，隨著共識效率的提升、加密算法的演變、物聯網與人工智能的協同發展，區塊鏈將逐步滲透到各行各業，從金融的自我監管過渡到社會的自治。

我所關注的能源互聯網是區塊鏈的天然土壤，對區塊鏈有著剛性需求。2016年國家發改委、能源局和工信部共同發布了《關于推進“互聯網+”智慧能源發展的指導意見》，提出建立一種互聯網與能源生產、傳輸、存儲、消費及能源市場深度融合的能源產業發展新形態，實現“設備智能、多能協同、信息對稱、供需分散、系統扁平、交易開放”等目標。人與人、人與物、物與物、園區與園區之間的能源共享會越來越普遍。也許就在未來5年，你就可以像發紅包一樣，用App發一個能量塊給你的鄰居，發一個能量塊給你的特斯拉，再發一個能量塊給你的掃地機器人；隨著機器智能飛速演進，也許你的特斯拉能精準地嗅到商業氣息，將它的剩余電力共享給別的特斯拉，為你掙錢！那么，用什么來保障這種能源共享經濟里的信任環境呢？用什么讓陌生人、物之間不用相互猜忌、也不依賴第三方，遵從一致的游戲規則自由地進行能源交換呢？答案就是運行在區塊鏈上的智能合約。正如陳利浩先生在《區塊鏈與“自由人的聯合體”》一文所說，人類的天性是渴望和追求自由，沒有任何人愿意被強制管理，而區塊鏈是“自由人的聯合體”理想的信息實現形式。

雖然任何變革都不是一步到位的，也許能源公鏈在目前看來還遙不可及，但是電改9號文標志著電力市場化全面放開，并且一旦開始就將無法回頭，只會勢不可擋地朝著更加透明、公平、自由的市場化交易模式演變。這種模式對市場成員、交易品種、交易合同都提出了新的要求：市場成員增多、交易品種趨于復雜化、交易規則趨向于定制化，結算壓力較傳統模式大大增加。這就要求結算系統能夠靈活拓展，賬目能夠在不同主體間保持一致性和實時性。我們目前開發的幾個應用都是圍繞著電力行業展開的，如電力市場交易結算智能合約、購售電云合同，通過在不同組織之間構建聯盟鏈，達到規則的共享和價值的協同。在未來的分布式商業模式下，公司的邊界將被重新定義，取而代之的將是一些去中心化的自治組織和分布式自主運作企業，公司間的競爭將演變為組織與組織間、行業與行業間的競爭。在這個演進的過程中，區塊鏈是協調分布式組織（如供應鏈）中每個參與者的權利和義務，發揮群體協作和群體智慧的良好解決方案。

本書結合我和我所在團隊的項目實踐經驗，通過5個具體的區塊鏈案例說明區塊鏈技術是如何一步步和實際業務相結合，服務于集團管理、智慧能源和社會互聯的。在每一個案例中，都會分析區塊鏈技術和當前業務痛點的匹配程度，梳理國內外的研究進展和應用落地情況，然后給出我們的解決方案。方案一般包括總體設計、業務設計、功能接口設計和架構設計，有的給出了系統交互和實施方案。在每個案例的末尾還提供了我們使用的關鍵技術和方法，以及部分實現代碼和實驗結果。希望通過本書，能夠幫助讀者理解區塊鏈可以用在何處，能夠發揮什么作用，以及如何構建一個具體的區塊鏈應用。

讀者對象

本書的讀者對象包括但不限于：

區塊鏈應用設計者；

區塊鏈應用開發者；

區塊鏈愛好者；

能源互聯網關注者；

集團和社會治理者；

使用區塊鏈參與業務應用的公司與集體；

開設相關課程的大專院校師生。

本書特色

與同類書籍比較起來，本書的特色體現在：

（1）筆者及其團隊多年區塊鏈實戰經驗的精華總結；

（2）通過5個具體的區塊鏈案例說明區塊鏈技術如何應用到實際業務中；

（3）側重實用性，迅速提高讀者的實戰能力；

（4）縝密的匹配性分析，真正體現區塊鏈價值，不是為了區塊鏈而區塊鏈；

（5）從落地案例和學術層面分析區塊鏈在具體領域的應用情況和研究進展；

（6）介紹實際應用中與區塊鏈相關的技術，如數據上鏈方式、可信智能電表、能源終端交互方式、小額電費支付方法、云存儲與區塊鏈、數據交互智能合約、微服務與區塊鏈、物聯網設備與區塊鏈等。

勘誤和支持

除封面署名外，參加本書編寫工作的還有王超、向智宇、宋斌、張建冬、程晗蕾、吳士泓。由于筆者的水平有限，編寫時間倉促，書中難免會出現一些錯誤或者不準確的地方，懇請讀者批評指正。如果你有寶貴意見，也歡迎發送郵件至郵箱lujing@ygsoft.com，期待能夠得到你們的真摯反饋。

致謝

首先要感謝“中本聰”先生發明了區塊鏈技術，并開創了區塊鏈的第一個應用—比特幣，將這個偉大的、改變世界的技術帶入人們的視野。

其次要感謝遠光軟件股份有限公司為我提供的良好的學習、工作環境和資源，讓我組建團隊挑戰一個又一個區塊鏈項目。感謝董事長陳利浩先生，您對人類理想社會的孜孜追求和對區塊鏈技術的高度認可是指引我前進方向的明燈。

感謝客戶對我們的信任，把區塊鏈項目交給我們團隊來完成。這些項目實踐經驗是本書創作的基礎。

感謝遠光區塊鏈團隊的黃昭慈、王超、向智宇、宋斌、張建冬、何暢、李毅、程晗蕾、鎮華、何威、龔強、瞿威、何樂、徐銀、張志明、孔智、陳嬌陽、仝建華、陳磊、萬行、任梟、王波、喻攀黎、楊帥、郭超、楊志、楊驥、許文柱、張欣、鐘俊、李浩、鄧江坤、徐學章、程歡、高詩陽、胡蝶、陳浩罡、楊曉珊、李洪富、諶藝文、鄧肯、鐘華欣、楊慶、劉亞建、黃越、邱永星、張航，以及給予我支持和幫助的部門和同事們，區塊鏈項目的一個個落地離不開大家的共同努力。感謝黃建元先生、黃笑華先生、李美平先生、向萬紅先生對本書提出的寶貴意見和建議。

感謝國家留學基金委和滑鐵盧大學（University of Waterloo），讓我有機會遠赴加拿大進行為期一年的訪問學習，并在滑大區塊鏈社區（UW Blockchain Club）認識了許多區塊鏈愛好者。我的大部分書稿都是在訪學期間整理完成的。

感謝機械工業出版社華章公司的編輯楊福川老師、孫海亮老師，在這一年多的時間中始終支持我的寫作，你們的鼓勵和幫助引導我順利地完成全部書稿。

深深感謝我的父母對我生活上的關懷和無微不至的照顧，感謝我的先生對我學術和生活上的幫助，感謝我可愛的女兒給我帶來的歡樂，你們的幸福一直是我奮斗的動力。

謹以此書獻給區塊鏈的愛好者們，獻給所有崇尚自由的靈魂！

魯靜