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1、2.4 区块链与比特币2.4.1 什么是比特币 日本的中本聪在2009年提出了比特币的概念，即比特币是一种点对点传输的数字货币，其技术基础依赖于P2P网络，而比特币的来源依托中本聪设计的开源软件，只需要计算机硬件足够强大，就可以使用中本聪所设计的软件进行计算，并得到比特币。在比特币出现以后，由于其交易方式通过P2P网络，因此它是一个去中心化的支付系统。与世界上其他种类的货币发行方式不同，比特币是一种不依靠特定货币机构发行的，是没有存款准备金的，比特币是依靠特定算法，由计算机通过大量的计算产生。在比特币产生后，为了保证期唯一性，防止虚假比特币的出现，比特币有着特殊的防伪方法，即使用P2P网络中的
2、网络节点来进行记录，而比特币的交易网络则是依托P2P网络进行记录。为了提高比特币的安全性，比特币还使用了密码学的设计，使比特币只能被真实的拥有者转移或支付，大大增强了比特币存储和交易的安全。此外比特币为了防止贬值，从源头上进行了控制，即在算法上规定比特币最终的发行量只有2100万个。比特币是可以兑换其他国家货币的，也可以去兑换一些实物，前提是交易的双方都同意以比特币进行交换，此外比特币更多的被用于购买虚拟物品，可以在网络购物中进行使用，也可以购买虚拟物品。随着比特币使用范围的扩大，比特币也暴露了一些问题，在2014年的2月，西维吉尼亚州民主党参议员乔曼钦便呼吁有关机构能够就比特币的非法活动和扰
3、乱金融秩序的现状采取封杀的措施。 我国自2017年1月24日中午12：00起，便通过三大比特币平台收取比特币交易的手续费。2.4.2 区块链技术比特币的关系 比特币自诞生以来便饱受争议，在这7年的历程中，人们对待比特币的态度也发生了巨大变化，产生了泾渭分明的态度，比特币的支持者肯定了比特币的巨大作用，认为这是一种可以改变世界的货币。而比特币的反对者则认为比特币毫无价值。不管怎么样把，比特币能够被称之为比特币，说明它是带有货币的功能的，是具有金融属性的，但是因为比特币没有实体，只存在于虚拟之中，与人们的传统观念所不符，所以被称之为“比特”。但在比特币的概念中，最重要的并它的金融属性，而是缺乏一个
4、可以存储比特币的“账本”。比特币只是在这个“账本”上使用的一个单位而已。如果要理解这些，就需要搞清楚比特币的本质，比特币本质其实就是一个基于互联网的账本，只是这个账本它并非传统意义上的账本，而是区块链。可以这么说，区块链好比一个实物账本，这个账本中的一页对应区块链的一个区块，而这一个区块所记录的部分便是比特币。在传统的金融体系中，如果你有一定的资金，需要把它存储起来，必然面临记账的问题。而要想记账就必然面临寸纯的问题，比如去银行存款，不同的银行就需要开不同的户头，并存储在不同的服务器上，比如你在中国银行开的账户，就不能存储到中国农业银行中的服务器上。当你需要与其他账户发生交易时，比如转账，你就
5、需要调用账户去实现这一功能，但是作为个体，是无法感受到如此多的过程，不过这些步骤确实是存在的。从中可以看出中心化的账户系统是专用的，归某一个组织所有并维护，通常这个组织是权威的、可信赖的。但是不同于中心化的记账系统，比特币是没有中心化记账系统的，它是依托P2P网络的区块链来实现的，在P2P区块链中，比特币是通过节点而分布式存在的。在P2P网络节点中的区块链中，每个区块链都是唯一的，这是因为区块链是随着时间而排序的，依据网络节点和时间，使不同的区块形成了链，只需要从这个链的第一个顶端出发，沿着链就可以一直找到底端的块。在这些区块中，都记录着前一个区块的哈希散列值，实际上是前一个节点头的哈希散列值
6、。因此，一个区块链的节点旦生了区块，并且在这个节点之后又产生了一定数量的区块，那么这个区块是无法再次被更改的。区块链示意图如下：从上图可见，多个区块组成了区块链，而每个区块都是由区块头和区块体组成。其中区块头中又记录着元信息，两个区块之间又有联系，后一个区块记录着向前一个区块头哈希值的指针，这个指针的作用是防止区块链的信息被篡改。而比特币的交易信息则记录在区块体中。比特币的交易模式也是独特的，第一个挖出的比特币会记录在网络节点中，这个比特币中会记录下相关信息，而随着比特币的产生，也就有了比特币的发行，如果要想实现比特币的交易，就需要经由比特币的拥有者，经过网络节点实现比特币的交易，即从一个地址
7、交易到另一个地址上。比特币在交易后世无法消失的，这是因为比特币的总数是固定的，只有2100万个。因此它是一种通缩性货币。第1章 区块链技术在我国的应用 在蒸汽机、电力、互联网技术只有之后，下一代颠覆性的核心技术便是区块链技术。蒸汽时代解放了社会生产力，电力时代提高了人们的生活质量，互联网技术改变了社会生活方式，区块链技术则改变了人类社会价值的传递方式。 3.1 区块链与智慧城市 随着城市化的发展进程加快，城市建设需要更高的技术支持，利用现有的互联网技术，并发挥物联网技术的优势，加之云计算的强大能力，可以把城市中原本孤立的资源联系起来，实现整个城市数据之间的共享，构建强大的区块链系统，从而构建智
8、慧城市。智慧城市的构建，可以使城市的基础设施不断完善，社会民生得到改善，资源环境也得到了更大程度逇利用，从而增强了城市的公共服务管理水平和质量。为城市美好生活的创建，市场经济的繁荣，商业的发展，提供了一个良好的发展平台，也可以为政府构建一个更高效的城市运营管理环境。 正是因为区块链技术能够为智慧城市建设提供技术支持，因此世界上各大公司都加强了对区块链技术的研究，如IBM公司、谷歌公司、Factom公证通公司等，都加大了以区块链技术为基础的智慧城市研究。目前在智慧城市的在金融系统、审计系统、医疗信息系统、供应链、财产契税、能源电力、法律应用等领域均取得了相当大的进步和发展。依托区块链技术，结合大
9、数据技术，智慧城市的建设方向变得越来越清楚，本文所介绍的智慧城市解决方案为一中心、四平台、多应用的综合方案。一中心也就是指的智慧城市的中心所在，它是在城市各区块的数据基础上进行的整合，依托大数据技术，整合为智慧城市的大数据重心。四平台也就是智慧城市的主要服务功能，即智慧政务综合信息服务平台、智慧城管综合信息服务平台、智慧民生综合信息服务平台和智慧经济综合信息服务平台。多应用则是智慧城市依托区块链技术，整合了适用于生活生产的各类应用，以提高居民的生活水平。基于智慧城市总体解决方案呈现，根据四个维度来剖析分别为：感知层、网络层、平台层和应用层感知层：感知层仿若智慧城市的眼睛，通过布置在城市各处的各
10、类传感器，如声音、气味传感器等，结合RFID电子标签技术，以及各种监控设备，并以互联网设备为辅助，最终构成智慧城市的感知层。网络层：网络层主要包含有物联网、通信网和互联网，是在感知层和平台层的基础上，为实现信息的传递而建设的，其主要作用是更快、更安全的传输各类信息数据。平台层：平台层是基于智慧城市的四个服务平台而构建的，当然平台层不仅仅是只有四个综合的平台，而是在四个平台的基础上，衍生出来的各类服务平台，并最终构成了平台层。平台层主要是通过互联网的信息平台，向人们提供各类信息服务。应用层：应用层是在平台层技术上构建的，是更加具体的，涉及到人们生活方方面面的转型服务。它涉及到政务、交通、消防、医
11、疗、教育、网络等各个领域，是构建人们与智慧城市交互的主要环节3.1.1 智慧医疗 区块链在医疗领域的应用处于起步阶段，当下，美国在智慧医疗方面保持着领先，目前，一些公司的项目基本仍处在实验阶段，但依然引起了美国政府部门和社会各界的密切关注。综合来说，区块链技术在智慧医疗的应用主要是以下三个方面：医疗数据安全存储与共享、医疗流程改革、药品供应链的监管与药品鉴别。3.1.1.1 医疗数据安全存储与共享目前，大多数研究区块链的企业将发展的重心放到了医疗数据安全存储上，这是因为在当下的医疗领域中，医疗数据的存储安全是个大问题，运用区块链技术，可以大大提高医疗数据的安全性，使医疗数据在世界各地都可以存储
12、，一旦发生问题，随时都可以进行恢复。此外，运用区块链技术把医疗数据在国际网络中，以点对点的文件分享技术进行传播，可以有效防止网络故障。目前pokitDok公司在这一领域处于领先地位。在相关企业研究的同时，政府也加大了对区块链技术的研究工作，如爱沙尼亚电子卫生基金会与Guardtime公司开展了100万份病人医疗记录存储的项目。这是案例非常具有代表性，因为它融合了多家公司的区块链技术，实现了实时查看病人病例的目的。3.1.1.2 医疗改革流程随着区块链技术的发展，连医疗流程改革都开始采取区块链技术，这之中以PokitDok、Gem公司为代表。PokitDok公司的研究方向是用户身份确认系统。这之
13、中又包含有一定的识别功能，主要是识别交易内容和交易的双方，以保证交易的安全。在经过有效识别后，使交易双方签订智能合约，以实现医疗保险的快速赔付。 3.1.1.3 药品供应链的监管与药品鉴别现阶段，对于药品监管来说，如何促使在公司更好开展供应链方向的区块链极为重要。Block Verify公司是典型代表，其是一家以区块链技术防伪为主要经营业务的公司，为客户提供真伪验证、产品追踪等多方面服务。和药品监管方面有着很多的共同点。3.1.2 智慧资产智慧资产是随着互联网的普及而逐渐产生的数字化证明方式。和过去的实体资产相比较可以发现，智慧资产的主要优势是充分利用了互联网提供的有利条件，在此背景下，传统的
14、实体证明在流动性方面往往全面落后于智慧资产。流动性的大幅提高为智慧资产节省交易成本创造了必要条件，同时有利于其快速投资，减少筹资所花费的时间。智慧资产在实际的应用过程中也具备较强的实用性，可以在房产，广告牌，汽车等领域的产品登记环节发挥重要作用。3.1.3 智慧供应链 现在，全球化分工水平日益精进，导致制造业的供应链也迎来较好的发展机遇，在实际的发展过程中形成了碎片化、复杂化、分散化的特点，鉴于这些问题的存在，管理现代供应链难度骤升。与此同时，供应链的不透明性随之产生，因此上游企业和下游企业的沟通难度加大，因为沟通导致成本大幅提高。要想达到重塑信任的目的，就要充分发挥区块链的作用，是企业可以全
15、方位掌握供应链，进而助力于企业实现高效准确的产品溯源。 3.2 区块链在我国发展中产生的问题3.2.1 区块链的三角悖论 高效低能：并发处理是网络有序运行的基础，可是其在串行操作效率方面远远落后于普通数据库： 安全性被全新引入内容验证方面，这标志存储数据不可以再通过地址引用的途径实现。 去中心化：共识机制等的采用，进而实现部分中心化；由此而产生的联盟链和私有连技术，已逐步发展为“中心化”技术之一。 安全：随着涉及的节点数量提高，网络及节点运算面临的挑战越大；海量数据很可能会致使发生传播错误甚至网络瘫痪的风险。 3.2.2 “代码即标准”将产生新的中心 2010年，Gavin Andresen，
16、一位来自美国的程序员从中本聪手中获得了项目的控制权。分析所有在比特币源代码领域颇有建树的程序员国际发现，中国人的数量是0。区块链是开源的，不过在代码规模较大的情况下，其就会成为行业标准，在此情况下，其他的中心化的组织（决定软件的修复更新、发展方向等重大决策）就会应运而生。此时，我国就可能在该领域拥有一定的人才。 考虑到“代码即标准”的特点，笔者重点研究分析了比特币区块链的开源贡献，结果显示贡献代码最多程序员有七位，但是他们都是来自其他国家，并无中国人。将搜索范围扩大到Others门类里的200多为程序员，也没有谁是来自中国。 3.2.3 区块链浪费大量的资源 规模大：到了2016开始阶段，区块链在全网计算水平已经达到每秒8*1018次运算美国最先进的蓝色基因超级计算机得计算能力也不过每秒2.8*1014次运算，所以我
