王瑩瑩,王詠梅,鄭永愛
(蘇州高博軟件技術(shù)職業(yè)學(xué)院,蘇州 215163)
區(qū)塊鏈(Blockchain)技術(shù)是互聯(lián)網(wǎng)底層多種技術(shù)的結(jié)合體,是通過(guò)多種技術(shù)的整合創(chuàng)造出的一種按時(shí)間序列和區(qū)塊來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)記錄、存儲(chǔ)和表達(dá)的模式,這種模式的出現(xiàn)有望解決人與人之間的信任危機(jī),讓互聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)化方向從效率轉(zhuǎn)向公平[1]。
區(qū)塊鏈能夠解決數(shù)據(jù)的安全與隱私問(wèn)題,能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行追溯,解決人類之間的信任危機(jī),它是一個(gè)讓交易變的透明化、公平化的平臺(tái),其必將引起一場(chǎng)新的技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)革命。
區(qū)塊鏈因其去中心化、公開透明、不可篡改、可追溯等特性,在一定程度上保證了數(shù)據(jù)的安全性,降低了交易的成本[2]。
(1)分布式存儲(chǔ),去中心化。網(wǎng)絡(luò)中的任何計(jì)算機(jī)都可以加入到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中,通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)計(jì)算來(lái)維護(hù)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有任何中心化的設(shè)備或機(jī)構(gòu),節(jié)點(diǎn)間的交易通過(guò)數(shù)字簽名來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證,不需要第三方的介入,節(jié)約交易成本,保證交易安全。(2)交易透明,身份匿名。區(qū)塊鏈中的每一筆交易數(shù)據(jù)都是公開的,區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以獲取完整的交易數(shù)據(jù),但是其身份可以選擇匿名的,在交易過(guò)程中,參與交易的雙發(fā)可以使用匿名。(3)智能合約,不可抵賴。區(qū)塊鏈的智能合約,雙方一經(jīng)簽署是自動(dòng)觸發(fā)、自動(dòng)執(zhí)行的,具有不可抵賴性,不需要擔(dān)心交易過(guò)程中的反悔與欺詐。(4)不可篡改,可追溯。區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)是只能增加、不可刪除的,要修改區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)需要網(wǎng)絡(luò)中至少51%節(jié)點(diǎn)同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行修改,這幾乎是一個(gè)不可能完成的任務(wù),因此區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)具有不可篡改性。另外,每一個(gè)區(qū)塊的塊頭都包含了上一個(gè)區(qū)塊的信息,因此所有交易數(shù)據(jù)都是可以追溯的。(5)交易成本低。區(qū)塊鏈?zhǔn)怯杉w進(jìn)行維護(hù)的,降低了數(shù)據(jù)維護(hù)的成本?;趨^(qū)塊鏈的交易,不需要建立信任,不需要第三方的介入,降低了建立信任的成本。區(qū)塊鏈的智能合約自動(dòng)執(zhí)行,降低維護(hù)及履行合約的成本。
以比特幣為代表的第一代區(qū)塊鏈系統(tǒng),主要解決貨幣產(chǎn)生以及交易的去中心化問(wèn)題。以以太坊為代表的第二代區(qū)塊鏈系統(tǒng),其將智能合約技術(shù)引入到區(qū)塊鏈中。以Hyperledger為代表的第三代區(qū)塊鏈系統(tǒng),致力于解決區(qū)塊鏈平臺(tái)的可擴(kuò)展性。
2008年全球金融危機(jī)爆發(fā)后,一個(gè)名為“中本聰”的學(xué)者設(shè)計(jì)出了一種名為比特幣的網(wǎng)絡(luò)虛擬貨幣。比特幣是基于密碼編碼,通過(guò)復(fù)雜算法所產(chǎn)生的,其通過(guò)電子簽名來(lái)實(shí)現(xiàn)流通,通過(guò)分布式記賬的方式來(lái)保證交易的安全與可靠。比特幣九年的穩(wěn)定運(yùn)行,充分驗(yàn)證了其底層區(qū)塊鏈技術(shù)的可行性與安全性[3]。
受比特幣的啟發(fā),2013年底,程序員Vitalik Buterin提出了以太坊公共區(qū)塊鏈平臺(tái)。以太坊提供了一套圖靈完備的腳本語(yǔ)言EVM來(lái)編寫去中心化的應(yīng)用程序,并首次將智能合約引入到區(qū)塊鏈中,目前已有多個(gè)成熟的基于以太坊所創(chuàng)建的項(xiàng)目或應(yīng)用場(chǎng)景[4]。
Hyperledger[5]是2015年由linux基金發(fā)起的一個(gè)區(qū)塊鏈項(xiàng)目,該項(xiàng)目的目的是打造一個(gè)公開、透明、去中心化的超級(jí)賬本,建立區(qū)塊鏈技術(shù)的開源規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn),使更多的應(yīng)用輕松地建立的區(qū)塊鏈技術(shù)之上。目前,全球有200多家的企業(yè)與機(jī)構(gòu)已經(jīng)加入到Hyperledger項(xiàng)目。Hyperledger目前已有多個(gè)相對(duì)比較成熟的項(xiàng)目,例如Burrow、Fabric、Iroha、Sawtooth、Indy等。其中,Burrow提供了一個(gè)模塊化的區(qū)塊鏈客戶端,可以看做是一個(gè)支持許可的智能合約機(jī);Faric是專門針對(duì)企業(yè)級(jí)的區(qū)塊鏈應(yīng)用而設(shè)計(jì)的,其采用模塊化的架構(gòu)作為開發(fā)區(qū)塊鏈程序的基礎(chǔ),支持身份識(shí)別與權(quán)限控制,支持多種編程語(yǔ)言,支持共識(shí)算法及成員服務(wù)的即插即用;Sawtooth是一個(gè)創(chuàng)建、部署和運(yùn)行分布式賬本的模塊化平臺(tái);Indy是為去中心化的身份而建立的一種分布式賬本。
由于區(qū)塊鏈能夠減少交易成本,提高經(jīng)濟(jì)效率,助力經(jīng)濟(jì)發(fā)展,越來(lái)越多的企業(yè)將區(qū)塊鏈作為轉(zhuǎn)型方向,截至2018年3月底,我國(guó)以區(qū)塊鏈業(yè)務(wù)為主營(yíng)業(yè)務(wù)的區(qū)塊鏈公司數(shù)量已經(jīng)達(dá)到了456家。截止到6月份以區(qū)塊鏈概念上市的公司就已經(jīng)達(dá)到了67家,區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)已經(jīng)初步形成規(guī)模。國(guó)內(nèi)眾多互聯(lián)網(wǎng)公司積極布局區(qū)塊鏈,百度、阿里巴巴、騰訊、京東、網(wǎng)易、蘇寧等都已經(jīng)展開了對(duì)區(qū)塊鏈的研究,并取得了初步的成效。騰訊區(qū)塊鏈主要提供共享賬本與數(shù)字資產(chǎn)服務(wù),于2017年6月發(fā)布企業(yè)級(jí)區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)庫(kù)——TrustSQL,次年5月份發(fā)布首款基于該平臺(tái)的區(qū)塊鏈游戲。TrustSQL有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn):一是支持SQL接口訪問(wèn),用戶可以沿用以前的開發(fā)習(xí)慣;二是獨(dú)創(chuàng)內(nèi)置智能合約,執(zhí)行起來(lái)更加的安全、高效。百度2017年7月推出了商業(yè)級(jí)區(qū)塊鏈開放平臺(tái)BaaS;2018年3月發(fā)布圖騰項(xiàng)目解決版權(quán)保護(hù)問(wèn)題;2018年6月份發(fā)布新一代區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)—超級(jí)鏈。阿里巴巴2016年7月將區(qū)塊鏈技術(shù)引入到支付寶愛心捐助平臺(tái),實(shí)現(xiàn)捐款信息可溯源;之后又將區(qū)塊鏈技術(shù)引入到商品溯源中,實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的跟蹤,防止造假。
在學(xué)術(shù)界,國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者也紛紛展開了對(duì)區(qū)塊鏈的研究。Boyd[6]提出引入?yún)^(qū)塊鏈來(lái)解決服務(wù)器的公平使用問(wèn)題;Herber[7]提出引入?yún)^(qū)塊鏈來(lái)解決版權(quán)保護(hù)問(wèn)題;Zyskind[5]提出引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)來(lái)保護(hù)人隱私數(shù)據(jù);Azaria[8]等人提出將區(qū)塊鏈技術(shù)用在醫(yī)療數(shù)據(jù)訪問(wèn)和權(quán)限管理中。另外眾多學(xué)者針對(duì)區(qū)塊鏈的安全問(wèn)題、交易效率、共識(shí)算法、加密算法、資源問(wèn)題、博弈問(wèn)題、容量擴(kuò)展問(wèn)題等方面都做了深入研究與探索。
區(qū)塊鏈技術(shù)能夠較好的解決數(shù)據(jù)的安全與隱私問(wèn)題,因此迅速得到了國(guó)內(nèi)外企業(yè)及機(jī)構(gòu)的重視與研究。各企業(yè)紛紛布局區(qū)塊鏈,旨在使用區(qū)塊鏈技術(shù)來(lái)解決數(shù)據(jù)安全問(wèn)題。本文主要從區(qū)塊鏈的基本特點(diǎn),區(qū)塊鏈發(fā)展現(xiàn)狀及研究熱點(diǎn)等幾個(gè)方面對(duì)區(qū)塊鏈進(jìn)行了研究與探索。