区块链产业生态及发展趋势ppt课件.pptx

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2019/11/1,#,区块链产业生态、存在问题及政策建议,|,一文读懂新趋势,1,一、区块链技术原理和发展趋势,2,01|,区块链,一种分布式记账方法,从技术上来讲，区块链是一种分布式的记账方法。,说到记账，我们经历了从实物记账向电子记账的演变。,实物记账分别经过泥板标记、甲骨刻字、竹板刻书、纸质账本,5,个阶段，,在,20,世纪,60,年代半导体微处理器的诞生，打孔计算机的出现，代表着记账进入了电子化时代。,随着,20,世纪,70,年代，,IBM,引领的大型计算机深入渗透至金融行业，,7*24,小时的批处理替代了朝九晚五的人工记账。,20,世纪,80,年代至,90,年代的个人,PC,和局域网的发展，实现了内部协同和远程服务。,随着互联网在,21,世纪初的兴起，无国界的跨境业务开始繁荣，,随着梦网、,3G,、,4G,的代际跃迁，我们进入移动金融时代，开始用智能手机管理自己的电子银行。,与此同时，加密安全技术在,20,世纪,80,年代至,21,世纪初，也得到了广泛发展，其中的哈希加密、椭圆曲线密码学、,HashCash,工作量证明机制，以及,P2P,网络后来的发展，为区块链，也叫分布式总账技术，典型了坚实的技术基础。,目前，区块链技术在金融科技（,Fintech,）领域里非常火爆，在,CFA,进行的调研中，区块链仅次于机器人顾问，排名第二。,3,02|,区块链的特点,区块链的定义是一种分布式数据库,，通过去中心化、去信任的方式，集体维护一个可靠数据库。,传统数据库的四种操作可以简写为,CURD,，,C,代表创建，,U,代表更新，,R,代表读取，,D,代表删除。分布式数据库相当于是放弃了,UD,操作，也就是放弃更新和删除，换来,“无法篡改”,和,“不可抵赖”,两个重要特点，依托,P2P,网络提供的分布式端对端网络的特点，我将之归结为,CROSS,原则,。其中，,R,代表,可追溯,，依托区块彼此相连的链式结构，用户可以追溯至最初交易来查看整个交易过程。,O,代表,开放,，任何一个人都可以通过接入,P2P,网络来记账；,第一个,S,代表,安全,，基于密码学的安全通信，以及工作量证明机制，无人可以篡改数据库中的数据；,第二个,S,代表,稳定,。系统中任何节点的退出，都不会影响整个系统的稳定性，不会遇到中心化节点经常遇到的“单点故障”问题。,因此，依托区块链技术，改变了现有的交易模式。在传统交易中，商家和消费者彼此不信任，因此需要国家信用背书或企业背书的第三方机构。基于区块链，逐步实现去中心化、去中介的过程，实现消费者和商家之间直接支付，极大地提升了交易效率，降低了交易成本。,4,02|,区块链的特点,区块链的特点包括,去中心化、公开透明、安全可靠,和,开放共识,。其中，,去中心化,是指区块链由众多节点共同组成一个端到端的网络，不存在中心化的设备和管理机构。,公开透明,是指区块链的所有数据信息也是公开的，每一笔交易都会通过广播的方式，让所有节点可见。,安全可靠,是指单个甚至多个节点对数据库的修改无法影响其他节点的数据库，除非能控制超过,51%,的节点同时修改。,开放共识,是指任何人都可以参与到区块链网络，每个节点都能获得一份完整的数据库拷贝。节点间基于一套共识机制，通过竞争计算共同维护整个区块链。,5,03|,区块链的技术原语,区块链是主要运用了四个基础技术，分别是哈希运算（,SHA256,）、数字签名、,P2P,网络和工作量证明（,PoW,）。,哈希加密算法,，,SHA256,，是由美国国家安全局研发，由美国国家标准与技术研究院（,NIST,）在,2001,年发布，属于,SHA-2,分支。将任何一串数据输入到,SHA256,将得到一个,256,位的,Hash,值（散列值）。其特点：相同的数据输入将得到相同的结果。输入数据只要稍有变化（比如一个,1,变成了,0,）则将得到一个千差万别的结果，且结果无法事先预知。,数字签名,，是基于椭圆曲线加密技术的公私钥来实现。有这么两个概念很重要，第一，公私钥是非对称加密技术，公钥和私钥不同，但是可以基于私钥生成公钥。第二是相关性，公钥加密的，对应的私钥才能解密。私钥加密的内容，对应的公钥才能解密。数字签名技术就是，我对传输文本进行摘要操作，也就是从“我爱北京天安门”这个字符串，使用哈希算法，抽取出例如“天”这个字作为文章摘要，我把“天”字用私钥加密，作为数字签名附在文本传输给对方。对方收到文件后，也对文本进行同样的哈希操作，得到“天”字，再用公钥对我的签名进行解密，如果也得出“天”字，那么说明，整个传输是可信的，如果不是，则传输过程有可能受到了篡改。,P2P,网络,，根据比特币协议，区块链采用一种无结构的,P2P,网络。,P2P,网络分为有结构和无结构两种，区别在于路由规则的制定方面。有结构的,P2P,网络，例如,Chord,，利用一致性哈希表（,DHT,）构建每个节点的路由表。无结构的,P2P,网络代表是努特拉（,Gnutella,），节点之间的路由靠广播的方式，也就是说，一个节点想查找一个文件，他就问他的邻居有没有这个文件，他的邻居再问各自的邻居有没有，如此迭代。这样容易形成广播风暴，因此，一般设置一个网络,TTL,，来限制广播传播的范围。,工作量证明机制（,PoW,）,，简单理解就是一份证明，用来确认你做过一定量的工作。工作量是信任产生的基础。在区块链中，通过解决一个数学难题来证明自己的工作量。这个数据难题就是，对一个数字串进行两次,SHA256,运算，如果得到的数，小于一个指定的值，就算是成功。否则，要通过不断的尝试试错（学术上叫暴力破解），来求解这个数。一般来说，指定的结果值，前面都是多个零开头，例如图中，对于固定的上下文，随机数选择,123456,，得到的值小于指定值，算是解决了该数学难题。这是充分利用了,SHA256,加密算法的伪随机性。,6,04|,区块链的分类,从区块链的发展来看，区块链经历了,3,个阶段，,首先是记录价值信息，例如记录比特币的历史交易信息，记录山寨币的虚拟资产信息，,其次是记录商品服务的交易和位置信息，例如为管理产品交易和服务开发应用程序，为共享经济的物权交易开发应用程序。,第三是制定未来的规则，这个是智能合约的阶段。,从智能合约以后，称之为区块链,2.0,时代，以前的称之为区块链,1.0,时代。,从发展分类来看，,一类是证明机制，例如，竖轴将证明机制从工作量证明机制，改为其他证明机制，例如，,PoS,股权证明机制，,PBFT,拜占庭容错机制等。,一类是我们刚刚说的，记录对象的不同。,还有一类是入网许可的变动，,以前的区块链是共有链，允许所有人接入。,现在发展成联盟链和私有链，只有加入联盟的，才能链入区块链，或者直接在一个公司内部，部署区块链，叫做私有链。,最后，还有一种是混合链，即可以公有接入，也能够支持企业私有化。,7,05|,演化趋势,区块链的演化方向，我们认为有两个重点方向。,一个是侧链，通过,SPV,简单交易认证机制，让比特币和其他账簿资产在多个区块链之间转移。,还有一个是智能合约。其实，以前区块链,1.0,也能使用脚本来实现一些逻辑，但是，这些脚本不是图灵完备的，不能进行循环和条件判断，所以，智能合约弥补了这个缺陷，是图灵完备的编程语言，开启了区块链的另一个浪潮。,8,06|,区块链的意义,区块链的意义可从三个方面来看。,一是,学术意义,，在无信任的环境下，在整个网络中的任意节点建立起共识机制，而无需担心数据被篡改。,二是,应用意义,，随着数据库从集中式纵向扩展，向分布式横向扩展发展，纵向扩展就是通过添加内存、存储和,CPU,，增强单台机器的性能。这种纵向扩展会遇到吞吐量瓶颈等问题。分布式数据库通过横向扩展，提升了吞吐量和计算效率，也开启了大数据时代。分布式数据库主要分为以,Storm,为代表的流数据库，,Hadoop,为代表的批处理数据库，以,Spark,为代表的内存数据库和以,Neo4j,为代表的图形数据库。区块链的意义在于，增加了一个分支，基于时间轴的分布式数据库。,三是,战略意义,，基于创建信任的机器，促进价值的全球流动。左图是区块链目前的节点分布图。如果说基于,TCP/IP,的第一代互联网实现了信息的全球流动，像,WWW,和,HTTP,协议，区块链就是把各个机构和个人，映射到虚拟世界，基于数学这种人类文明的最大公约数，汇集世界上不同人群、不同权利群体的共识，实现了价值，或者说资产的全球实时流动。,9,二、区块链的产业生态现状,10,01|,区块链的现状,全球已经有,24,多个国家正在投资区块链技术，,80%,的银行将在,2017,年前启动区块链项目，,90,多个中央银行加入了区块链讨论，,90,多个公司加入了区块链联盟。,在过去三年里，区块链的风险投资超过了,14,亿美元，产生了,2500+,的区块链相关专利。,11,02|,区块链的产值分析,截至,2016,年,9,月,26,日，一共有,682,种加密货币，总市值为,$11,962,051,199,美元。其中，比特币占,79%,，以太坊占,9%,，,Ripple,和莱特币分别占,2%,，并列前三。,区块链的风险投资在,2015,年第四季度出现了一个明显低谷，在,2016,年第一季度出现回升。在谷歌趋势里，区块链搜索热度区域排名为印度第一，依次是澳洲、印尼、加拿大、英国和美国。这里特别需要注意的是，谷歌目前没有中国的数据，暂时不知道中国和其他国家的搜索热度对比。,因此，我们基于百度指数做了分析，,发现区块链的热度从,2015,年,8,月开始，一直呈上升趋势，与,2015,年,10,月首届全球区块链峰会的宣传不无关联。,到,2016,年,1,月，央行宣布推出数字货币，虽然央行早就对数字货币有专门团队研究，但仍然促使热词指数显著拉升。,直至,2016,年,6,月，全球闻名的、也是最大的众筹项目,DAO,被黑客攻击，最后通过硬分叉解决。区块链的价值受到了大众质疑，热词指数明显下滑。,2016,年,8,月，工信部发布区块链的两年规划，指数又开始反弹。,12,03|,各国对区块链的重视,联合国社会发展部（,UNRISD,）在,2016,年初发布,加密货币以及区块链技术在建立稳定金融体系中的作用,报告，提出了关于利用区块链技术构建一个更加稳固的金融体系的想法，并认为区块链技术在改善国际汇兑、国际结算、国际经济合作等领域有着很大的应用发展空间；,国际货币基金组织也针对各国关注的数字货币问题发布,关于加密货币的探讨,报告，对基于区块链技术的加密货币的未来发展进行了具体的分析和阐述。,13,04|,我国区块链产业生态,目前，我国的区块链产业主要围绕算力基础设施，辐射数字货币，衍生至区块链应用这样一个渗透过程。,基础设施包括芯片矿机、矿池和云算力，,数字货币、钱包和交易所构成货币体系，,资产鉴证、金融服务、慈善等形成了丰富的应用生态。,从发展趋势来说，矿机经历了,CPU,、,GPU,、,FPGA,，直至现在通过,ASIC,芯片来定制挖矿，可以从矿机算力曲线图看出，矿机的算力一直处在飙升的趋势。,数字货币中，美籍华人李启威是莱特币的创始人。我国还有其他,7,余种国产数字货币，但都不太普及。,应用生态中，我国正从区块链,1.0,时代逐步跨入区块链,2.0,时代，智能合约将得到广泛地应用。,14,05|,区块链向各行业渗透,15,三、存在问题,16,01|,区块链的三角悖论,区块链也会遇到分布式系统中的,CAP,原理，也就是，在可分区、一致性、可及性三者间只能满足其二。,中国人民银行的陈一希这篇文章提出了，区块链在高效率低能耗、去中心化和安全三个方面，也能只选其二，存在“不可能三角”悖论。,17,02|,代码即标准,面对“代码即标准”的产业现实，我们对比特币区块链的开源贡献进行了分析，发现在贡献代码最多的,7,个人中，没有一个是中国人。在,Others,门类里，,200,多位开源贡献者中，也没找到一个中国人。,比特币区块链技术实现运行时“去中心”的同时，也强化了设计时的“中心化”。一旦代码形成了规模，控制权将掌握在少数程序员手中，到时候就该担忧我国在该领域是否具有话语权了。,此外，当比特币区块链的挖矿成为一种产业，或者当有国家力量参与时，其网络中“每个矿工机会均等”的假设不再成立，例如目前比特币的“矿池”和“矿场”掌握了绝大部分的算力，一台普通,PC,机的算力从概率上来说要,200,年才能挖到一次矿，已经有向中心化发展的趋势。,18,03|,区块链的资源浪费,19,04|,技术集成创新谨防多症并发,区块链是多种已有技术（例如私钥加密算法、,P2P,网络、工作量证明机制,PoW,等）集成创新的结果，这些技术从诞生至今已经十余年，虽然发现并改进了不少弊端，但仍存在很多难以解决的问题，需要谨防这些弊端综合起来产生的严重后果。,20,05|,区块链的安全问题,尚未成熟的区块链技术，也面临着平台安全、应用安全的严峻形势。,2011,年,6,月，,Allinvain,被盗走了,25000,个比特币，成为比特币历史上第一个因为黑客攻击而遭受重大损失的玩家。,2012,年,9,月，比特币平台,Bitfloor,被一个黑客成功攻破，损失,24000,个比特币，,Bitfloor,平台也于,2013,年,4,月被迫关闭。,2016,年,6,月，基于区块链技术的全球最大众筹项目,The Dao,被黑客攻击，导致价值,6000,万美元的,360,多万以太币被劫持，引起业内震动和高度关注。,除此之外，依托区块链技术的比特币，由于其匿名特性，曾被广泛用于洗钱、恐怖活动、毒品交易等非法活动，例如“丝绸之路”网站，不仅仅允许用户使用比特币匿名交易，还采用“洋葱路由”（,Tor,）让追踪更加困难。这种超级安全性滋生了诸如黑枪、毒品、信用卡资料、色情服务和黑客服务等众多非法交易，最终被美国联邦调查局于,2013,年,2,月捣毁。,21,四、政策建议,22,01|,政府,23,02|,行业协会,24,03|,科研院所,25,区块链只是数字货币技术的备选方案之一,央行科技司司长李伟日前在接受媒体采访时表示，数字货币涉及分布式架构、密码技术、安全芯片、移动支付、可信计算等多种技术，而区块链技术仅是数字货币可选择的实现技术之一。,未来是否应用于数字货币，取决于区块链技术在网络安全、业务处理性能、交易一致性等方面的不足能否得到解决，这有赖于产学研各方在其技术体系、应用框架等方面进行不懈的探索和完善。,秦谊表示，从目前情况来看，区块链只是数字货币技术的备选方案之一，也就是说，数字货币不一定完全建立在区块链的基础架构上，,其中很关键的一点就是，作为新技术，区块链尚未经历大规模商用试错的考验。她说，如果将区块链作为数字货币未来的基础架构，还需要进行大量的分析且需要消除隐含的诸多不确定性。,26,