区块链博士（烟台大学区块链技术讲座，纪元控股张铭博士讲解技术）

　　区块链博士（烟台大学区块链技术讲座，纪元控股张铭博士讲解区块链技术）

烟台大学区块链技术讲座，纪元控股张铭博士给烟台大学教授研究生们讲《区块链技术在人工智能中的应用》

　　

纪元控股张铭博士给烟台大学师生讲区块链技术

　　

纪元区块链研发中

　　

纪元幕僚汇张铭博士

　　

计算机网络安全博士，国际金融博士后张铭先生，曾在雷曼兄弟负责网络技术开发多年，应烟台大学邀请给师生们讲《《区块链》》

　　

烟台大学几百名师生认真听张铭博士讲区块链技术课

　　

区块链是当前科技领域最令人关注的技术之一，如何理解这个新技术，本文从互联网的技术、区块链的诞生、比特币的发展智慧决策系统形成大数据，云计算，对区块链的技术发展与未来前景进行阐述，因为涉及的知识点很多。区块链的运作原理、存在问题以及前景

　　

区块链是现代最有前途的技术创新之一。随着数字加密货币的推出，这项技术已经打乱了金融领域。区块链是一种促进分权和匿名的先进系统。感谢区块链，交易的真实性可以很容易地得到证实，不涉及任何中间人或第三方。这项技术有可能通过消除维护数据库和跟踪统计数据所需的中间商的需要，消除各行业的多个层次。分布式分类账将确保交易的真实性，比特币汇率轻松记录和维护数据库。

　　

　　

区块链支持的应用程序将改善合约履行情况

　　

由于安全功能和智能合约，区块链驱动的应用程序可显着提高业务遵合约的能力。使用分散式和分布式共识，任何记录，认证和数据行业组织都可以改进安全措施和规模经营。

　　

智能合约有权破坏一些行业。让我们看看区块链如何以及在哪里使用以及如何在移动应用程序/业务流程中实现区块链。

　　

区块链中的金融

　　

金融部门迄今为止看到了该技术最有前景的用途。随着比特币和其他硬币代币的价值稳步上升，Blockchain已经证明其有效处理有价值信息的可靠性。据估计，银行业在很大程度上依赖于行业的进步，预计到2020年投资近4亿美元。

　　

区块链不需要中间人来处理交易，从而加速了交易过程中的操作。金融部门需要实时更新价格，政策，新闻等。与其依靠中间商来调解财务流程或保持更新，而不是依靠中间商来掌控事物，使其成为处理财务问题的更经济有效的解决方案交易。

　　

烟大学生认真的听张铭博的讲座

　　

张铭博士仔细例举区块链使用案例场景给烟台大学的师生们

　　

一，资产管理领域的交易处理/结算

　　

区块链可用于处理和结算资产管理/股票经纪机构的实时交易。传统系统容易受到风险和差异的影响，特别是在跨境交易中，因为每个利益相关方都保留个人交易记录。分散的系统将保存分布式账本中的交易记录，并且还会自动验证双方之间的交易，从而消除对中间商的需求。这将加快过程并确保零错误的机会。

　　

二，通过保险业中的区块链进行理赔处理

　　

处理保险索赔是一个不讨好的工作。由于保险业务涉及大量中介机构，因此处理欺诈索赔的可能性很高。由于保险索赔是手动处理或使用过时的计算机化数据库，因此认证可能非常艰难和冗长。

　　

保险公司可以在保单持有人和他们自己之间建立智能合约，并直接检查资产的所有权，而不需要第三方中介。由于智能合约的工作原理是在出现特定情况时执行的简单理念，这意味着索赔将在情况出现时自行执行，加快保险公司和保险买主的索赔程序。

　　

三，为金融市场开发基于区块链的应用程序

　　

区块链可用于为任何金融业务创建强大的企业应用程序。任何企业都可以使用区块链应用轻松处理庞大的财务数据和信息。通过在分布式账本上存储信息并在智能合约的帮助下访问信息，数据仍然安全。要为任何金融业务创建区块链应用程序，了解区块链实施和聘请区块链专家非常重要，他们可以将企业需求与区块链技术的功能相匹配，以便构建解决方案。

　　

四，医疗保健中的区块链

　　

这项技术有巨大的潜力处理数以百万计的记录而没有任何差异。医疗保健提供者和机构可以编码和存储个人健康记录。这些记录可以通过专用密钥进行保护，该专用密钥可以授予特定个人访问权。

　　

烟台大学科研处，烟台大学机电学院，二位领导与纪元控股张铭博士交流区块链技术应用

　　

使用案例场景记录

　　

区块链将帮助机器操作记录机构和机电加工保持收据的记录。收据可以自动转发给利益相关者，例如，机器人处理，消除人为干涉的需要。

　　

机器流水线监管

　　

同样，通过使用智能合约，一般工业机器流水管理将变得更加容易。机器人可以管理过程遵守规定并流管理。由于机器记录将使用分散式分类账进行存储，因此可以简化库存的管理和监督。由于需求增加智能合约而更新库存。这将平滑并加对象物管理。

　　

数据安全区块链

　　

无论业务运营于哪个行业，在数字世界中保持关键数据的安全性至关重要。银行业务，医疗保健，公共文件，私人和公共安全，电子商务和其他几个部门正在寻找全面的解决方案，以处理大量数据并保护数据安全。数字身份和数据盗窃是公民和政府日益关注的问题。任何政府机构或私人播放器都可以跟踪，存储和管理数字身份和关键数据，而不必担心安全问题。

　　

使用案例场景

　　

保护数据和个人身份

　　

区块链可用于使用数字签名和私钥来验证交易和数字身份证。这些私钥基于公钥密码学，并在完成智能合约时验证交易是否由正确的私钥签名。这意味着数据只能由交易中的其他利益相关者访问 - 即有权访问特定私钥的人员，从而消除数据泄露和误用的可能性。

　　

保护和分享政府数据

　　

政府可以开发应用程序，让公民有权安全访问其公共记录。在这样一个系统中，分布式账本和加密的存在确保了数据仅由请求者使用，因为只有两个利益相关者的智能合约。该技术可用于存储数字身份，护照，出生证等。

　　

公司可以构建数据访问移动应用程序，为用户提供使用移动设备验证身份的机会，而不会影响安全性。

　　

公司还可以利用基于区块链的解决方案实时访问政府数据，从而更容易检查虚假声明，访问天气模式或获取可以安全传输给合适利益相关方的敏感公共数据。

　　

云存储区块链

　　

据预测，基于区块链的云和数据存储解决方案将在未来几年主导企业市场。由于当前的云存储解决方案是高度集中的，因此数据安全性的妥协几率很高。使用分散分布式分类帐，企业可以轻松存储他们的数据。分散和哈希将促进高标准的安全性，并将确保更便宜地访问存储资源。

　　

了解区块链供电的云存储

　　

使用区块链开发云存储门户

　　

随着区块链技术的采用，云存储将大幅改变。许多初创公司正在使用它为其客户提供可靠的云存储解决方案。要创建基于区块链的云解决方案，理解分布式账本上的云存储过程非常重要。信息分散算法首先扩展，虚拟化和转换现有数据。然后，将数据片分发到遍布地理位置的存储节点。分布式账本可以更轻松地分散存储空间。由于数据分布在切片的子集中，即使部分服务器关闭，也可以检索数据。移动应用可以帮助用户有效存储和检索数据并降低数据存储成本。

　　

张铭博士和烟台大学博士在讲台上

　　

区块链是一种很有前途的技术，它有可能改变事物的运作方式并改善它们。纪元区块链科技是一家成熟的技术公司，一直致力于帮助企业采用颠覆性技术来提高现有流程的效率并开发开创性的移动应用程序。如果您认为区块链是使您的业务更上一层楼的正确技术，区块链要有合适的工具和专家才能实现。

　　

关注

　　

数字货币市场的大起大落，将新兴的“区块链”技术带到我们眼前。纪元控股张铭博士回答烟台大学生师提出的什么是区块链？它的运作原理是什么？它为什么会出现？还存在哪些问题？它的前景如何，纪元控股张铭博士一一回答。

　　

现在在科技界流传着这样一句话“币圈一天，人间十年”，这句话调侃数字货币市场的大起大落，也将引新兴的“区块链”技术带入到我们大众的眼帘。

　　

在这个信息爆炸的时代，许多创新的技术和产品正不断涌现，区块链正是当前最耀眼的一颗明星，被很多大佬誉为是人类未来发展趋势的技术。

　　

那么，究竟什么是区块链？它的底层运作原理如何？区块链为什么会出现？目前它还有哪些问题？未来可能的应用场景有哪些？

　　

带着烟台大学师生提出的问题，纪元控股张铭博士来逐层揭开区块链的奥秘！

　　

烟台大学博士后教授在讲台上推介张铭博士的区块链技术讲座。

　　

一、什么是区块链？

　　

(1)从产品角度出发

　　

我个人认为区块链的本质其实是：一种促进人类大规模协作的技术手段，解决了多点之间相互信任以及利益分配的问题。

　　

又或者我们可以把他理解为：数字存储计算领域的共享技术，用户们链接上网，提供自己的存储空间以及算力，从而获得一定的token(代币奖励，可能会持续增值)作为利益回报，这个就比较类似滴滴，Uber，Airbnb。

　　

(2)从技术角度出发

　　

区块链技术是：利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法，来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约，来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算方式。

　　

它融合了现有互联网技术非常多的优质算法，并将其按照非常精妙的规则进行组装，来完成这一系列的复杂处理。

　　

二、纪元控股张铭给烟台大学师生介绍区块链的运作原理是互技术。

　　

区块链系统一共有七层结构来构成，如下图，分别是：物理层，数据链路层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层。

　　

数据层

　　

封装了底层数据区块，以及相关的数据加密和时间戳等基础数据和基本算法；

　　

网络层

　　

则包括分布式组网机制、数据传播机制和数据验证机制等；

　　

共识层

　　

封装网络节点的各类共识算法；

　　

激励层

　　

将经济因素集成到区块链技术体系中来，主要包括经济激励的发行机制和分配机制等；

　　

合约层

　　

主要封装各类脚本、算法和智能合约，是区块链可编程特性的基础；

　　

应用层

　　

封装了区块链的各种应用场景和案例。所有的二次开发应用都基于这一层面的，就类似于众多的APP基于IOS和安卓底层操作系统一样。

　　

这个模型中区别传统技术的创新点在于以下四个：

　　

1。 分布式账本——不可篡改性、去中心化

　　

交易记账由分布在不同地方的多个节点共同完成，而且每一个节点都记录的是完整的账目，因此它们都可以参与监督交易合法性，同时也可以共同为其作证。不同于传统的中心化记账方案，没有任何一个节点可以单独记录账目，从而避免了单一记账人被控制或者被贿赂而记假账的可能性。

　　

另一方面，由于记账节点足够多，理论上讲除非所有的节点被破坏，否则账目就不会丢失，从而保证了账目数据的安全性。

　　

2。 非对称加密和授权技术——匿名性、安全性

　　

存储在区块链上的交易信息是公开的，但是账户身份信息是高度加密的，只有在数据拥有者授权的情况下才能访问到，从而保证了数据的安全和个人的隐私。

　　

3。 共识机制——开放性、自治性

　　

所有记账节点之间怎么达成共识，去认定一个记录的有效性，这既是认定的手段，也是防止篡改的手段。

　　

区块链提出了四种不同的共识机制，适用于不同的应用场景，在效率和安全性之间取得平衡。

　　

以比特币为例：采用的是工作量证明，只有在控制了全网超过51%的记账节点的情况下，才有可能伪造出一条不存在的记录。当加入区块链的节点足够多的时候，这基本上不可能，从而杜绝了造假的可能。

　　

4。 智能合约——不可逆性、强制性

　　

智能合约是基于这些可信的不可篡改的数据，可以自动化的执行一些预先定义好的规则和条款。

　　

以保险为例：如果说每个人的信息(包括学生信息和风险发生的信息)都是真实可信的，那就很容易的在一些标准化的保险产品中，去进行自动化的理赔。

　　

三、区块链为什么会出现？

　　

2008年由中本聪第一次提出了区块链的概念，他创造第一个区块，即：“区块链技术”。

　　

区块链技术 – 原始网络链路协议，是一种去中心化的数据库，它包含一张被称为区块的列表，有着持续增长并且排列整齐的记录。每个区块都包含一个时间戳和一个与前一区块的链接：设计区块链使得数据不可篡改 ———一旦记录下来，在一个区块中的数据将不可逆。

　　

区块链的设计是一种保护措施，比如(应用于)高容错的分布式计算系统。

　　

区块链使混合一致性成为可能。这使区块链适合：记录事件、标题、医疗记录和其他需要收录数据的活动、身份识别管理，交易流程管理和出处证明管理。

　　

2009年1月3日，比特币的创始人中本聪在创世区块里留下一句永不可修改的话：

　　

The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brink of second bailout for banks(2009年1月3日，财政大臣正处于实施第二轮银行紧急援助的边缘)。

　　

当时正是英国的财政大臣达林被迫考虑第二次出手纾解银行危机的时刻，这句话是泰晤士报当天的头版文章标题。

　　

区块链的时间戳服务和存在证明，第一个区块链产生的时间和当时正发生的事件被永久性的保留了下来。

　　

当时主要就是为了——解决金融危机的问题，建立一个不被任何组织和机构组织操控的，基于机器信任，代码信任的，去中心化的电子现金系统。

　　

巨大价值：区块链实现从信息互联网到价值互联网的转移

　　

互联网技术成功实现了信息的去中心化，TCP/IP协议帮助了全世界人民进行互联互通、畅快交流，但却无法实现价值的去中心化。

　　

换句话说，互联网上能去中心化的活动是无需信用背书的活动，需要信用做保证的都是中心化的、有第三方中介机构参与的活动。

　　

因此，为了解决这样一个全球的信用问题-区块链技术应运而生了。

　　

它提供了一种无中介，无需信任单节点，全网共识的一种网络方法。可以防止我们在与陌生人进行价值交换活动时，被恶意欺诈的风险。

　　

烟台大学学生寻问张铭博士，为什么说区块链是一个颠覆性的技术？

　　

张铭博士认为未来它可能会重塑社会的“信任关系”，当社会关系的基础协议依赖于可信任的底层技术时，信息和交易都变得开放透明、不可篡改，社会规则和建立在此基础之上的组织形态也会发生重大的变化。

　　

四、烟台大学生问张铭博士，区块链技术目前它还有哪些问题？

　　

张铭博指出区块链技术“三位论”，是三个因素：

　　

可扩展性

　　

去中心化

　　

安全性

　　

也就是一个区块链的系统，不可能在同一时间，在这三个方面同时取得优化、最佳，它必须以牺牲其中若干个因素去换取在另外一个领域上的提升。也因此产生了区块链的不可能三角，也即“三位论”。

　　

1。追求“去中心化”和“安全性”则无法达到“可扩展性”

　　

比特币区块链技术便是一种极致追求“去中心化”和“安全”的技术组合。

　　

1)从数据结构上，它采用拥有时间戳的“区块+链”的结构，在可追溯、防篡改上具备安全优势，也易于分布式系统中的数据同步。

　　

但是若需要对信息进行查询、验证，则涉及到对链的遍历操作，而遍历是较为低效率的查询方式。

　　

2)在数据存储上，它的每一个节点都下载和存储所有数据包，利用强冗余性获得强容错、强纠错能力，使得网络可以网络自治，但同时也带来了巨大的校验成本和存储空间损耗。

　　

它并不像分布式数据库那样随着节点的增加可以通过分布式存储提高整体存储能力，而只是简单地增加副本。

　　

未来随着区块链技术所承载的内容增多，单个节点的存储空间将是个问题

　　

3)在并发处理上，比特币区块链技术最终只允许一个“矿工”获得记账权建立一个交易区块，这种机制可以有效保证一个民主网络运行的安全和稳健，但其实质上是拥有所有数据的整个“链条”在进行串行的“写”操作。

　　

相比关系数据库将数据分为若干表，仅仅根据操作涉及的数据锁定若干表或表中的记录、其他表仍能并发处理相比，比特币区块链技术的串行操作效率远低于普通数据库。

　　

4)在对内容的验证上，比特币区块链让每个节点都拥有所有的内容，同时对区块内的所有内容进行哈希，这增强了三性：共识性、隐私性、安全性。但是这种整体哈希的设计思路则意味着，不能以地址引用的方式存储数据，否则由于所引用地址上所存储的信息由于并未进行哈希校验而可能存在篡改。

　　

因此，比特币区块链技术缺乏高效的可扩展性，在对大型内容的处理上存在效率问题。

　　

2。追求“可扩展性”和“安全性”则无法完全 实现“去中心化”

　　

从“共识机制”角度看：为了在确保“安全”的前提下解决比特币区块链技术所采用的工作量证明方式的低效性，权益证明(Proof of Stake)、股份授权证明(Dele⁃ gate Proof of Stake)等机制被采用。

　　

但是无论是基于网络权益代表的权益证明，还是利用101 位受委托人通过投票实现的股份授权证明，实际上都是对“去中心化”的退让，形成了部分中心化。

　　

同样在区块链技术的演化上，除了以比特币为代表的公有链技术外，又衍生了联盟链技术和私有链技术。

　　

联盟链技术只允许预设的节点进行记账，加入的节点都需要申请和身份验证，这种区块链技术实质上是——在确保安全和效率的基础上进行的“部分去中心化”或“多中心化”的妥协。

　　

而私有链技术的区块建立则掌握在一个实体手中，且区块的读取权限可以选择性开放，它为了安全和效率已经完全演化成为一种“中心化”的技术。

　　

3。追求“可扩展性”和“去中心化”则必须 牺牲“安全性”

　　

一个极端的案例便是：基于 P2P(Peer-to-Peer)的视频播放软件。

　　

以往当在线观看人数增多时，基于中央服务器设计的视频服务器会因承载压力变大而速度缓慢。

　　

为了提高效率，P2P 视频播放软件的设计使得一个节点在下载观看视频文件的同时，也不断将数据传输给别人，每个节点不仅是下载者同时也是传输者，使资源的分享形成不再依赖于中央服务器的“去中心化”BT模式。

　　

同时，由于视频一秒有24 帧，少量图片的局部数据损坏并不影响太多的视觉感官，但是用于数据校验而出现的图像延迟则是不可接受的。于是 P2P 视频播放软件牺牲了“安全”性，允许传输的数据出现少量错误。

　　

在这种去中心化的网络中，参与的节点越多，数据的传播越快，传播的效率越高。

　　

当然这对于严谨的金融业来说，数据的错误是不可接受的，安全也是金融业所首要考虑的问题。

　　

总之，从当前的技术条件来看尚无法实现“高效低能”、“去中心化”和“安全”三者皆得的区块链技术。但是若对其一个或若干个要求进行妥协，所产生的新技术 集合由于更符合实际需求，有可能它对实际应用的吸引 力反而增强。

　　

五、烟台大学生问纪元控股张铭博士未来可能的应用场景有哪些？

　　

张铭博士认为现今的商业信用成本会自动约定。

　　

举个例子：两个公司之间签订了一个合约，需要建立很多机制来保证合同能顺利执行。当出现一方违约的情况，就需要法院和律师、警察来协助我们判决和推动执行。

　　

在区块链的世界中，可以通过智能合约来自动执行类似合约，可以帮助我们节省大量的人工和时间成本，人们几乎不需要担心任何节点发生意外，也没有人能够恶意地去破坏或者篡改。

　　

区块链通过升级现代商业社会的三个基石来改变世界：

　　

复式记帐法——传统的复式记帐法变成了分布式账本；

　　

有限制度公司——有限公司制度变成了 DAO 分布式自治组织；

　　

保护私有财产的法律制度——保护私有财产的法律制度变成了智能合约。

　　

通过这些全新的运行方式，我们整个商业社会往一个全新的方向发展。

　　

事实上，从我这边来看，有很多聪明的朋友，正在做各种各样的尝试。

　　

目前，区块链在支付、结算、证券交易，以及在医疗、保险、物联网都有很多的探索。

　　

纪元张铭博士给烟台大学生介绍物联网，会是一个非常有趣的区块链应用方向

　　

IBM 曾经提出一个叫做《设备民主》的白皮书，里面提出：到 2050 年，全世界至少有 1 千亿设备会被连入物联网。

　　

但是到现在为止，全球还没有合适的设备，能同时管理数亿个同时连入的终端。事实上，即使有这样一个中心化管理设备，本身的安全性也有极大的隐患。中心化的设备一旦瘫痪，整个物联网都会瞬间崩溃。

　　

因此 IBM 的结论是：区块链是目前我们想到的管理物联网的最好方案，依靠安全可靠的分布式系统来做底层的物联网管理。

　　

2。 张铭博士给烟台大学介绍区块链去中心化的交易系统，最近至少在行业内是被追逐的一个目标

　　

建立在区块链上的去中心化交易系统，将是极度透明的，这意味着，传统交易中可能会发生的虚假交易几乎是不可能的。它提供一个具有极高性能的去中心化交易平台，能够提供一切你所希望在一个交易平台上应该具有的功能。不仅订单的执行在你提交的瞬间就能够完成了，并且还能提供抵押债券让你能够使用杠杆和提供利息，期权合约能够让你对冲你的仓位。

　　

中心化的交易所已经一次又一次的让世界知道，它们是多么的不可靠和不值得信任。

　　

无论是MFGlobal，Mt。Gox，或者是BItStamp，让我们可以看到：如果让第三方保管你的钱会发生什么？

　　

无论它们规模有多么庞大，有多少审计、监管机构或是保险公司，那些全球中心化的银行和交易所，还是每天都充斥着各种欺诈、滥用职权或者盗窃行为。

　　

去中心化后，隐藏信息仍能保持完整性或仍能被准确鉴别，不因处理攻击后而导致秘密信息丢失的能力。

　　

纪元控股张铭博士在烟台大学学术交流中心留影

　　

当一个中心化的交易所被泄露数百万美元将会瞬间影响数千个用户，而一个去中心化的系统被攻击、或者出现故障只会影响单个用户和他的资金。用户能够控制他们自己的安全性，这其实可能远比任何中心化实体要好得多。

　　

3。 去中心化存储也是一个非常大的方向

　　

传统的网络下，访问网络或服务器文件都离不开 HTTP 协议。

　　

当你输入网址，点击网页连接，就会向中心服务器地址寻找文件。如果有很多人同时访问，就容易造成网络堵塞，速度很慢。

　　

现在有一种基于区块链的分布式存储式技术叫做 ：IPFS(星际文件系统：Inter Planetary File System)，这个概念非常棒，未来有可能会取代传统的 HTTP 协议。IPFS 将文件碎片化存储在距离用户最近的计算机或服务器中，这样加载速度就会大幅提升。

　　

如果你所在的城市或者邻居有节点，那速度就更快了，甚至可以等同于访问本地文件。

　　

4。 医疗领域也是一个爆发的点，这可能很多人没有想到

　　

早期每个人的医疗档案，比如：身高、血糖、血压，这些数据如果流失，大家不觉得会造成很大的困扰。但未来有一些生物资料绝对不可以流失，比如：你的虹膜和指纹。

　　

如果你的指纹信息大规模外流，带来的可能不是医疗上的灾难，而是整个金融系统的灾难。

　　

基于这样的认识，很多人提出，区块链很可能是目前唯一的解决方案。因为区块链不仅仅能够杜绝篡改，还能够提供多权限的复杂管理。

　　

也就是说，你的重要数据是分层的，由你、你的家人、你的医生、你的朋友一起来在不同层面上进行分享和保护，其中某个节点的泄露，不会造成整个数据库的崩溃。

　　

总之，区块链的应用场景在未来，我认为是会逐渐丰富起来的，它带给我们更多的不仅仅是一种技术，而更多是这种思维或者分布式商业的理念。

　　

纪元控股张铭博士给烟台大学师生介绍了区块链的渊源背景，

　　

2008年，神秘的中本聪在密码学邮件组第一次提出了区块链的概念，同时区块链成为“电子货币”比特币的核心技术，在麦肯锡的一份报告中，将区块链技术称之为继蒸汽机、电力、信息和互联网科技之后，最有潜力触发第五轮颠覆性革命浪潮的核心技术。另一方面，区块链技术产生的比特币，空气币，传销币，山寨币，ICO项目导致的大量诈骗活动也引起了社会的批判浪潮。

　　

区块链技术究竟是像电子邮箱、Tcp/iP、万维网、社交网络一样，是革命性的，引领互联网未来的技术；同时也是一个被夸大的、存在巨大缺陷的技术革命。

　　

要理解区块链的历史地位和未来趋势，就要从互联网的诞生开始研究区块链的技术发展简史，从中发掘区块链产生的动因，并由此推断区块链的未来。

　　

A，对区块链未来有重大影响的互联网技术

　　

1969年，互联网在美国诞生，此后互联网从美国的四所研究机构扩展到整个地球。在应用上从最早的军事和科研，扩展到人类生活的方方面面，在互联网诞生后的近50年中，有几项技术对区块链的未来发展有特别重大的意义。

　　

第一，1974诞生的TCP/IP协议：决定了区块链在互联网链路层的位比特，到比特流，帧，文件的源，

　　

1974年，互联网发展迈出了最为关键的一步，就是由美国科学家文顿•瑟夫和罗伯特•卡恩共同开发的互联网核心通信技术--TCP/IP协议正式出台。

　　

这个协议实现了在不同计算机，甚至不同类型的网络间传送信息。所有连接在网络上的计算机，只要遵照这个协议，都能够进行通讯和交互。

　　

通俗的说，互联网的数据能穿过几万公里，到达需要的计算机用户手里，主要是互联网世界形成了统一的信息传播机制。也就是互联网设备传播信息时遵循了一个统一的法律-TCP/IP协议。

　　

理解TCP/IP协议对掌握互联网和区块链有非常重要的意义，在1974年TCP/IP发明之后，整个互联网在底层的硬件设备之间，中间的网络协议和网络地址之间一直比较稳定，但在顶层应用层不断涌现层出不穷的创新应用，这包括新闻，电子商务，社交网络，QQ，微信，也包括区块链技术。

　　

也就是说区块链在互联网的七层协层中应用层的开发，是互联网顶层-应用层的一种新技术，它的出现，运行和发展没有影响到互联网底层的基础设施和通讯协议，依然是按TCP/IP协议运转的众多软件技术之一。

　　

第二，1984年诞生的思科路由器技术：是区块链技术的协议中间的高速发展。

　　

1984年12月，思科公司在美国成立，创始人是斯坦福大学的一对夫妇，计算机中心主任莱昂纳德·波萨克和商学院的计算机中心主任桑蒂·勒纳，他们设计了叫做“多协议路由器”的联网设备，放到互联网的通讯线路中，帮助数据准确快速从互联网的一端到达几千公里的另一端。

　　

整个互联网硬件层中，有几千万台路由器工作繁忙工作，指挥互联网信息的传递，思科路由器的一个重要功能就是每台路由都保存完成的互联网设备地址表，这就是我们区块链技术中讲的永不消失的记帐系统，一旦发生变化，会同步到其他几千万台路由器上(理论上)，确保每台路由器都能计算最短最快的路径。

　　

大家看到路由器的运转过程，会感到非常眼熟，那就是区块链后来的重要特征，理解路由器的意义在于，区块链的重要特征，在1984年的路由器上已经实现，对于路由器来说，即使有节点设备损坏或者被黑客攻击，也不会影响整个互联网信息的传送。

　　

第三。随万维网诞生的B/S(C/S)架构：区块链的对手和企图颠覆的对象

　　

万维网简称为Web，分为Web客户端和服务器。所有更新的信息只在Web服务器上修改，其他几千，上万，甚至几千万的客户端计算机不保留信息，只有在访问服务器时才获得信息的数据，这种结构也常被成为互联网的B/S架构，也就是中心型架构。这个架构也是目前互联网最主要的架构，包括谷歌、Facebook、腾讯、阿里巴巴、亚马逊等互联网巨头都采用了这个架构。这就是大数据库的源头

　　

理解B/S架构，对与后续理解区块链技术将有重要的意义，B/S架构是数据只存放在中心服务器里，后来其他所有计算机从服务器中获取信息。区块链技术是几千万台计算机同步运行，备份没有中心，所有数据会同步到全部的计算机里，这就是区块链技术的核心区块链大数据去中心化。

　　

第四。对等网络(P2P)：区块链的父亲和技术基础

　　

对等网络P2P是与C/S(B/S)对应的另一种互联网的基础架构，它的特征是彼此连接的多台计算机之间都处于对等的地位，无主从之分，一台计算机既可作为服务器，设定共享资源供网络中其他计算机所使用，又可以作为工作站，实现服务器为根管理，任一台电脑既是pc终端，又是服务器，这就n

　　

Napster是最早出现的P2P系统之一，主要用于音乐资源分享，Napster还不能算作真正的对等网络系统。2000 年3月14 日，美国地下黑客站点Slashdot邮寄列表中发表一个消息，说AOL的Nullsoft 部门已经发放一个开放源码的Napster的克隆软件Gnutella。

　　

5。哈希算法：产生比特币和代币(通证)的关键

　　

哈希算法将任意长度的数字用哈希函数转变成固定长度数值的算法，著名的哈希函数如：MD4、MD5、SHS等。它是美国国家标准暨技术学会定义的加密函数族中的一员。

　　

这族算法对整个世界的运作至关重要。从互联网应用商店、邮件、杀毒软件、到浏览器等、，所有这些都在使用安全哈希算法，它能判断互联网用户是否下载了想要的东西，也能判断互联网用户是否是中间人攻击或网络钓鱼攻击的受害者。

　　

区块链及其应用比特币或其他虚拟币产生新币的过程，就是用哈希算法的函数进行运算，获得符合格式要求的数字，然后区块链程序给予比特币的奖励。

　　

包括比特币和代币的挖矿，其实就是一个用哈希算法构建的小数学游戏。不过因为有了激烈的竞争，世界各地的人们动用了强大的服务器进行计算，以抢先获得奖励。结果导致互联网众多计算机参与到这个小数学游戏中，甚至会耗费了某些国家超过40%的电量。

　　

二。区块链的诞生与技术核心

　　

区块链的诞生应该是人类科学史上最为异常和神秘的发明和技术，因为除了区块链，到目前为止，现代科学史上还没有一项重大发明找不到发明人是谁。

　　

2008年10月31号，比特币创始人中本聪(化名)在密码学邮件组发表了一篇论文——《比特币：一种点对点的电子现金系统》。在这篇论文中，作者声称发明了一套新的不受政府或机构控制的电子货币系统，区块链技术是支持比特币运行的基础。

　　

纪元控股张铭博士在烟台大学机电学院《感念师恩》

　　

从学术角度看，这篇论文远不能算是合格的论文，文章的主体是由8个流程图和对应的解释文字构成的， 没有定义名词、术语，论文格式也很不规范。

　　

2009年1月，中本聪在SourceForge网站发布了区块链的应用案例-比特币系统的开源软件，开源软件发布后， 据说中本聪大约挖了100万个比特币。一周后，中本聪发送了10个比特币给密码学专家哈尔·芬尼，这也成为比特币史上的第一笔交易。伴随着比特币的蓬勃发展，有关区块链技术的研究也开始呈现出井喷式增长。

　　

向大众完整清晰的解释区块链的确是困难的事情，我们以比特币为对象，尽量简单但不断深入的介绍区块链的技术特征。

　　

1。区块链是一种对等网络(P2P)的软件应用

　　

我们在前文提过，在21世纪初，互联网形成了两大类型的应用架构，中心化的B/S架构和无中心的对等网络(P2P)架构，阿里巴巴，新浪，亚马逊，百度等等很多互联网巨头都是中心化的B/S架构，简单的说，就是数据放在巨型服务器中，我们普通用户通过手机，个人电脑访问阿里，新浪等网站的服务器。

　　

21世纪初以来，出现了很多自由分享音乐，视频，论文资料的软件应用，他们大部分采用的是对等网络(P2P)架构，就是没有中心服务器，大家的个人计算机都是服务器，也都是客户机，身份平等。但这类应用一直没有流行起来，主要原因是资源消耗大，知识版权有问题等。区块链就是这种领域的一种软件应用。

　　

2。区块链是一种全网信息同步的对等网络(P2P)软件应用

　　

3。区块链是一种利用密码产生”货币”的全网信息同步的对等网络(P2P)软件应用

　　

区块链的第一个应用是著名的比特币，讨论到比特币时，经常会提到的一个名词就是“挖矿”，那么挖矿到底是什么呢？

　　

形象的比喻是，区块链程序给矿工(游戏者)256个硬币，编号分别为1，2，3……256，每进行一次Hash运算，就像抛一次硬币，256枚硬币同时抛出，落地后如果正巧编号前70的所有硬币全部正面向上。矿工就可以把这个数字告诉区块链程序，区块链会奖励50个比特币给矿工。【2】

　　

从软件程序的角度说，比特币的挖矿就是用哈希SHA256函数构建的数学小游戏。区块链在这个小游戏中首先规定了一种获奖模式：给出一个256位的哈希数，但这个哈希数的后70位全部是0，然后游戏者(矿工)不断输入各种数字给哈希SHA256函数，看用这个函数能不能获得位数有70个0的数字，找到一个，区块链程序会奖励50个比特币给游戏者。实际的挖坑和奖励要更复杂，但上面的举例表达了挖矿和获得比特币的核心过程。

　　

2009年比特币诞生的时候，每笔赏金是50个比特币。诞生10分钟后，第一批50个比特币生成了，而此时的货币总量就是50。随后比特币就以约每10分钟50个的速度增长。当总量达到1050万时(2100万的50%)，赏金减半为25个。当总量达到1575万(新产出525万，即1050的50%)时，赏金再减半为12。5个。根据比特币程序的设计，比特币总额是2100万。

　　

从上述介绍看，比特币可以看做一个基于对等网络架构的猜数小游戏，每次正确的猜数结果奖励的比特币信息会传递给所有游戏者，并记录到每个游戏者的历史数据库中。

　　

4区块链技术因比特币的兴起产生的智能合约，通证、ICO与区块链基础平台

　　

从上面的介绍看，比特币的技术并不是从天上掉下来的新技术，而是把原来多种互联网技术，如对等网络架构，路由的全网同步，网络安全的加密技术巧妙的组合在一起，算是一种组合创新的算法游戏。

　　

智能合约可以看做区块链上的一种软件功能，是辅助区块链上各种虚拟币交易的程序，具体的功能就像淘宝上支付宝的资金托管一样，当一方用户收到的货物，在支付宝上进行确认后，资金自动支付个给买家货主，智能合约在比特币等区块链应用上也是承担了这个中介支付功能。

　　

三，区块链技术在互联网中的历史地位和未来前景

　　

1。区块链处于互联网技术的什么位置？是顶层的一种新软件和架构

　　

我们在前面的TCP/IP介绍中提到，区块链与浏览器、QQ、微信、网络游戏软件、手机APP等一样，是互联网顶层-应用层的一种软件形式。它的运行依然要靠TCP/IP的架构体系传输数据。只是与大部分应用层软件不同，没有采用C/S(B/S)的中心软件架构。而是采用了不常见的对等网络架构，从这一点说，区块链并不能颠覆互联网基础结构，

　　

2。区块链想要颠覆谁？想颠覆万维网的B/S(C/S)结构

　　

它试图要颠覆其实是1989年诞生的万维网B/S，C/S结构。前面说过。由于1989年欧洲物理学家蒂姆· 伯纳斯· 李发明万维网并放弃申请专利。此后近30年中，包括谷歌，亚马逊，facebook，阿里巴巴，百度，腾讯等公司利用万维网B/S(C/S)结构，成长为互联网的巨头。

　　

在他们的总部，建立了功能强大的中心服务器集群，存放海量数据，上亿用户从巨头服务器中获取自己需要的数据，这样也导致后来云计算的出现，而后互联网巨头把自己没有用完的中心服务器资源开放出来，进一步吸取企业，政府，个人的数据。中心化的互联网巨头对世界，国家，互联网用户影响力越来越大。

　　

区块链的目标是通过把数据分散到每个互联网用户的计算机上，试图降低互联网巨头的影响力，由此可见区块链真正的对手和想要颠覆的是1990年诞生的B/S(C/S)结构。但能不能颠覆掉，就要看它的技术优势和瓶颈。

　　

3。区块链的技术缺陷：追求彻底平等自由带来的困境

　　

区块链的技术缺陷首先来自与它的对等网络架构上，举个例子，目前淘宝是B/S结构，海量的数据存放在淘宝服务器集群机房里，几亿消费者通过浏览器到淘宝服务器网站获取最新信息和历史信息。

　　

如果用区块链技术，就是让几亿人的个人电脑或手机上都保留一份完整的淘宝数据库，每发生一笔交易，就同步给其他几亿用户。这在现实中是完全无法实现的。传输和存储的数据量太大。相当于同时建立几亿个淘宝网站运行。

　　

因此区块链无法应用在数据量大的项目上，甚至小一点的网站项目用区块链也会吃力。到2018年，比特币运行了近10年，积累的交易数据已经让整个系统面临崩溃。

　　

于是区块链采用了很多变通方式，如建立中继节点和闪电节点，这两个概念同样会让人一头雾水，通俗的说，就是区块链中向他要颠覆的对象B/S结构进行了学习，建立数据服务器中心成为区块链的中继节点，也用类浏览器的终端访问，这就是区块链的闪电节点。

　　

这种变动能够缓解区块链的技术缺陷，但确让区块链变成它反对的样子，中心化。由此可见，单纯的区块链技术由于技术特征有重大缺陷，无法像万维网一样应用广泛，如果技术升级，部分采用B/S(C/S)结构，又会使得区块链有了中心化的信息节点，不在保持它诞生时的梦想。

　　

4。从互联网大脑模型看区块链的未来前景

　　

我们知道互联网一般是指将世界范围计算机网络互相联接在一起的网际网络，在这基础上发展出覆盖全世界的全球性互联网络称互联网，即是互相连接一起的网络结构。

　　

从1969年互联网诞生以来，人类从不同的方向在互联网领域进行创新，并没有统一的规划将互联网建造成什么结构，当时间的车轮到达2017年，随着人工智能，物联网，大数据，云计算，机器人，虚拟现实，工业互联网等科学技术的蓬勃发展，当人类抬起头来观看自己的创造的巨系统，互联网大脑的模型和架构已经越来越清晰。【3】

　　

通过近20年的发展依托万维网的B/S，C/S结构，腾讯QQ，微信，Facebook，微博、twitter亚马逊已经发展出类神经元网络的结构。互联网设备特别是个人计算机，手机在通过设备上的软件在巨头的中心服务器上映射出个人数据和功能空间，相互加好友交流，传递信息。互联网巨头通过中心服务器集群的软件升级，不断优化数亿台终端的软件版本。在神经学的体系中，这是一种标准的中枢神经结构

　　

区块链的诞生提供了另外一种神经元模式，不在巨头的集中服务中统一管理神经元，而是每台终端，包括个人计算机和个人手机成为独立的神经元节点，保留独立的数据空间，相互信息进行同步，在神经学的体系中，这是一种没有中心，多神经节点的分布式神经结构。

　　

张铭博士与烟台大学博士在学术交流中心交流区块链技术后合影

　　

五，关于区块链在互联网未来地位的判断

　　

1。对比特币的认知：一个基于对等网络架构(P2P)的猜数小游戏，通过高明的金融和舆论运作，成为不受政府监管的"世界性货币"。

　　

2。对区块链的认知：一个利用哈希算法产生”通证(代币)”的全网信息同步的对等网络(P2P)软件应用

　　

3。区块链有特定的用途，如大规模选举投票，大规模赌博，规避政府金融监管的金融交易等等领域，还是有不可替代的用处。

　　

4。在更多时候，区块链技术会依附于互联网的B/S，C/S结构，实现功能的扩展，但总体依然属于互联网已有技术的补充。对于区块链目前设想的绝大部分应用场景，都是可以用B/S，C/S结构实现，效率可以更高和技术也可以更为成熟。

　　

5。无论是从信息传递效率和资源消耗，还是从神经系统进化看，区块链无法成为互联网的主流架构，更不能成为未来互联网的颠覆者和革命者。

　　

6。当然B/S，C/S结构发展出来的互联网巨头也有其问题，但这些将来可以通过商业的方式，政治的方式逐渐解决。。。

　　

数据分析工作虽然隐藏在业务系统背后，但是具有非常重要的作用，数据分析的结果对决策、业务发展有着举足轻重的作用。随着大数据技术的发展，数据挖掘、数据探索等专有名词曝光度越来越高，但是在类似于Hadoop系列的大数据分析系统大行其道之前，数据分析工作已经经历了长足的发展，尤其是以BI系统为主的数据分析，已经有了非常成熟和稳定的技术方案和生态系统，对于BI系统来说，大概的架构图如下：

　　

从数据仓库升级到大数据架构，是不具备平滑演进的，基本等于推翻重做。

　　

大数据下的分布式存储强调数据的只读性质，所以类似于Hive，HDFS这些存储方式都不支持update，HDFS的write操作也不支持并行，这些特性导致其具有一定的局限性。

　　

基于大数据架构的数据分析平台侧重于从以下几个维度去解决传统数据仓库做数据分析面临的瓶颈：

　　

分布式计算：分布式计算的思路是让多个节点并行计算，并且强调数据本地性，尽可能的减少数据的传输，例如Spark通过RDD的形式来表现数据的计算逻辑，可以在RDD上做一系列的优化，来减少数据的传输。

　　

分布式存储：所谓的分布式存储，指的是将一个大文件拆成N份，每一份独立的放到一台机器上，这里就涉及到文件的副本，分片，以及管理等操作，分布式存储主要优化的动作都在这一块。

　　

检索和存储的结合：在早期的大数据组件中，存储和计算相对比较单一，但是目前更多的方向是在存储上做更多的手脚，让查询和计算更加高效，对于计算来说高效不外乎就是查找数据快，读取数据快，所以目前的存储不单单的存储数据内容，同时会添加很多元信息，例如索引信息。像类似于parquet和carbondata都是这样的思想。

　　

总的来说，目前围绕Hadoop体系的大数据架构大概有以下几种：

　　

传统大数据架构

　　

优点：简单，易懂，对于BI系统来说，基本思想没有发生变化，变化的仅仅是技术选型，用大数据架构替换掉BI的组件。

　　

缺点：对于大数据来说，没有BI下如此完备的Cube架构，虽然目前有kylin，但是kylin的局限性非常明显，远远没有BI下的Cube的灵活度和稳定度，因此对业务支撑的灵活度不够，所以对于存在大量报表，或者复杂的钻取的场景，需要太多的手工定制化，同时该架构依旧以批处理为主，缺乏实时的支撑。

　　

适用场景：数据分析需求依旧以BI场景为主，但是因为数据量、性能等问题无法满足日常使用。

　　

流式架构

　　

在传统大数据架构的基础上，流式架构非常激进，直接拔掉了批处理，数据全程以流的形式处理，所以在数据接入端没有了ETL，转而替换为数据通道。经过流处理加工后的数据，以消息的形式直接推送给了消费者。虽然有一个存储部分，但是该存储更多的以窗口的形式进行存储，所以该存储并非发生在数据湖，而是在外围系统。

　　

优点：没有臃肿的ETL过程，数据的实效性非常高。

　　

缺点：对于流式架构来说，不存在批处理，因此对于数据的重播和历史统计无法很好的支撑。对于离线分析仅仅支撑窗口之内的分析。

　　

适用场景：预警，监控，对数据有有效期要求的情况。

　　

Lambda架构

　　

最后纪元控股张铭博士希望学生们努力学习好各自的专业知识，奉献社会知识财富，认真研究互联网，学习金融法律知识，并欢迎大学生研究生毕业后到深圳纪元区块链研究院学习，实习，并与烟台大学共建区块链研究室，培训社会急需人才。

　　
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