从技术角度告诉你，区块链到底有哪些特点和运作机制

自从今年1月20日，中国人民银行在数字货币研讨会上表示高度重视区块链（Blockchain）等技术带来的新机遇和挑战，并争取早日推出央行发行的数字货币[1]以来，区块链的概念在国内越发火热，吸引了金融机构空前的关注。

这份报告是爱就投与研究中心第一次关于区块链技术的研究结果，参考了来自投行、咨询机构的多份研究报告，并结合爱就投项目经理与国内区块链创业者的交流整理而成。

技术篇介绍区块链的技术特点和运作机制，并说明相关的重要技术概念；应用篇结合其在金融和非金融领域的应用案例，分析区块链的应用场景和市场前景。

作者认为，区块链技术的核心是沿时间轴记录数据与合约，并且只能读取和写入，不能修改和删除。在应用层面，区块链的安全、透明、高效3大优势，使其特别有助于规范互联网金融的发展，以及促进物联网和共享经济的普及与创新；在资本市场，采用分布式数据库和智能合约还可以大幅减少人工核对工作，为金融机构节省成本。

区块链是一种共享的分布式数据库技术[2]。尽管不同报告中对区块链的一句话介绍措辞都不相同，但以下4个技术特点是共识性的[3]。

1. 去中心化（Decentralized）：图1的左侧描述了当今金融系统的中心化特征，右侧描述的是正在形成的去中心化金融系统，其没有中介机构，所有节点的权利和义务都相等，任一节点停止工作都会不影响系统整体的运作[4]；

图1，出自花旗报告Digital Disruption: How FinTech is Forcing Banking to a Tipping Point [4]

2. 去信任（Trustless）：系统中所有节点之间无需信任也可以进行交易，因为数据库和整个系统的运作是公开透明的，在系统的规则和时间范围内，节点之间无法欺骗彼此；

3. 集体维护（Collectively Maintain）：系统是由其中所有具有维护功能的节点共同维护的，系统中所有人共同参与维护工作；

4. 可靠数据库（Reliable Database）：系统中每一个节点都拥有最新的完整数据库拷贝，修改单个节点的数据库是无效的，因为系统会自动比较，认为最多次出现的相同数据记录为真。

图2，出自高盛报告Blockchain: Putting Theory into Practice [2]

图2为简化起见，仅展示了6处保留数据库副本的节点；在3个交易序列中，前2个交易的数据和签名得到了所有6个节点的验证，但第三个交易的位置5没有通过验证，将被其它节点的“一致意见”更改[2]。

区块链按照访问和管理权限可以分为公有链（Public Blockchain）和私有链或联盟链（Private Blockchain）。公有链是完全开放的区块链，全世界的人都可以参与系统维护工作，这使得公有链还具有以下2个特点[3]。

1. 开源（Open Source）：由于整个系统的运作规则公开透明，这个系统是开源系统；

2. 匿名（Anonymity）：由于节点之间无需信任彼此，所有节点也无需公开身份，系统中每一个节点的匿名和隐私都受到保护。

私有链或联盟链在开放程度和去中心化程度方面有所限制[5]，参与者需要被提前筛选，数据库的读取权限可能是公开的，也可能像写入权限一样只限于系统的参与者[6]。

公有链的典型代表是比特币区块链，任何人都可以通过交易或挖矿读取和写入数据[7]。私有链或联盟链的典型案例是Ripple和R3 CEV，前者目前为属于联盟成员的银行类金融机构提供跨境支付服务，希望取代环球同业银行金融电讯协会（SWIFT）的跨境转账平台，打造全球统一的网络金融传输协议；后者旨在推动制定适合金融机构使用的区块链技术标准[8]。

侧链（Sidechains）是用于确认来自于其它区块链的数据的区块链，通过双向挂钩（Two Way Peg）机制使比特币、Ripple币等多种资产在不同区块链上以一定的汇率实现转移[9][10]。

图3，出自Blockstream Moves Ahead with Sidechain Elements. Giulio Prisco [10]

侧链进一步扩展了区块链技术的应用范围和创新空间，使区块链支持包括股票、债券、金融衍生品等在内的多种资产类型，以及小微支付、智能合约、安全处理机制、真实世界财产注册等；侧链还可以增强区块链的隐私保护[10][11]。