中国区块链技术白皮书

1:区块链与云计算
      区块链技术的开发、研究与测试工作涉及多个系统，时间与资金成本等问题将阻碍区块链技术的突破,基于区块链技术的软件开发依然是一个高门槛的工作。云计算服务具有资源弹性伸缩、快速调整、低成本、高可靠性的特质，能够帮助中小企业快速低成本地进行区块链开发部署。两项技术融合，将加速区块链技术成熟，推动区块链从金融业向更多领域拓展。
      2015年11月，微软在Azure云平台里面提供BaaS服务，并于2016年8月正式对外开放。开发者可以在上面以最简便、高效的方式创建区块链环境。IBM也在2016年2月宣布推出区块链服务平台，帮助开发人员在IBM云上创建、部署、运行和监控区块链应用程序。
2:  区块链与大数据
区块链是一种不可篡改的、全历史的数据库存储技术，巨大的区块数据集合包含着每一笔交易的全部历史，随着区块链的应用迅速发展，数据规模会越来越大，不同业务场景区块链的数据融合进一步扩大了数据规模和丰富性。区块链提供的是账本的完整性，数据统计分析的能力较弱。大数据具备海量数据存储技术和灵活高效的分析技术，极大提升区块链数据的价值和使用空间。
区块链以其可信任性、安全性和不可篡改性，让更多数据被解放出来，推进数据的海量增长。区块链的可追溯特性使得数据从采集、交易、流通，以及计算分析的每一步记录都可以留存在区块链上，使得数据的质量获得前所未有的强信任背书，也保证了数据分析结果的正确性和数据挖掘的效果。区块链能够进一步规范数据的使用，精细化授权范围。脱敏后的数据交易流通，则有利于突破信息孤岛，建立数据横向流通机制，并基于区块链的价值转移网络，逐步推动形成基于全球化的数据交易场景。
3: 区块链与物联网
物联网作为互联网基础上延伸和扩展的网络，通过应用智能感知、识别技术与普适计算等计算机技术，实现信息交换和通信，同样能满足区块链系统的部署和运营要求。另外，区块链系统网络是典型的P2P网络，具有分布式异构特征，而物联网天然具备分布式特征，网中的每一个设备都能管理自己在交互作用中的角色、行为和规则，对建立区块链系统的共识机制具有重要的支持作用。根据有关机构预测，2020年将达到250亿台左右。随着物联网中设备数量的增长，如果以传统的中心化网络模式进行管理，将带来巨大的数据中心基础设施建设投入及维护投入。此外，基于中心化的网络模式也会存在安全隐患。区块链的去中心化特性为物联网的自我治理提供了方法，可以帮助物联网中的设备理解彼此，并让物联网中的设备知道不同设备之间的关系，实现对分布式物联网的去中心化控制。
4: 区块链与下一代移动通讯网络
区块链是点对点的分布式系统，节点间的多播通信会消耗大量网络资源。随着区块链体量的逐步扩大，网络资源的消耗会以几何倍数增长，最终会成为区块链的性能瓶颈。5G网络作为下一代移动通信网络，理论传输速度可达数十Gb每秒，这比4G网络的传输速度快数百倍。对于区块链而言，区块链数据可以达到极速同步，从而减少了不一致数据的产生，提高了共识算法的效率。另
外，预计到2020年时，大约有500亿部设备将连接到5G网络，并且将融合到物联网之中。下一代通信网络的发展，将极大提升区块链的性能，扩展区块链的应用范围。
5: 区块链与加密技术
现代信息的应用越来越趋于全球化和全民化,对于信息安全的要求除了防篡改、抗抵赖、可信等基础安全之外，更需要加强隐私保护、身份认证等方面的安全。从某种意义上看，区块链技术是因为现代密码学的发展才产生的，但今天区块链技术所用的密码学主要是二十年前的密码学成果，还存在很多问题需要解决。将区块链技术应用于更多分布式的、多元身份参与的应用场景，现有的加密技术是否满足需求，还需要更多的应用验证，同时更需要深入整合密码学前沿技术，包括目前国际国内在零知识证明、多方保密计算、群签名、基于格的密码体制、全同态密码学等最新前沿技术。新兴的区块链技术有助于推动信息化沟通模式从多对多沟通发展到物联网沟通模式，密码学需要不断创新才能满足趋于复杂的通信方式的安全需求，从某种程度上说，区块链技术在推动密码体系创新的同时，也给现代密码学带来新的发展契机。同时在区块链治理过程中，身份认证系统是第一要务，数字证书对于区块链技术也是极其重要的，区块链技术的发展对数字证书的发展和应用也有极大的促进作用。
6: 区块链与人工智能

基于区块链的人工智能网络可以设定一致、有效的设备注册、授权及完善的生命周期管理机制，有利于提高人工智能设备的用户体验及安全性。此外，若各种人工智能设备通过区块链实现互联、互通，则有可能带来一种新型的经济模式，即人类组织与人工智能、人工智能与人工智能之间进行信息的交互甚至是业务的往来，而统一的区块链基础协议则可让不同的人工智能设备之间在互动过程中不断积累学习经验，从而实现人工智能程度的进一步提升

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      资产管理领域，股权、债券、票据、收益凭证、仓单等资产由不同的中介机构托管，提高了这类资产的交易成本，也容易带来凭证被伪造等问题。在证券领域，证券交易生命周期内的一系列流程耗时较长，增加了金融机构中后台的业务成本。在清算和结算领域，不同金融机构间的基础设施架构、业务流程各不相同，同时涉及很多人工处理的环节，极大地增加了业务成本，也容易出现差错。在用户身份识别领域，不同金融机构间的用户数据难以实现高效的交互，使得重复认证成本较高，也间接带来了用户身份被某些中介机构泄露的风险。基于区块链技术能实现点对点的价值转移，通过资产数字化和重构金融基础设施架构，可达成大幅度提升金融资产交易后清、结算流程效率和降低成本的目标，并可在很大程度上解决支付所面临的现存问题。

      供应链是一个由物流、信息流、资金流所共同组成的，并将行业内的供应商、制造商、分销商、零售商、用户串联在一起的复杂结构。而区块链技术作为一种大规模的协作工具，天然地适合运用于供应链管理.使得数据在交易各方之间公开透明，从而在整个供应链条上形成一个完整且流畅的信息流，这可确保参与各方及时发现供应链系统运行过程中存在的问题，并针对性地找到解决问题的方法，进而提升供应链管理的整体效率。其次，区块链所具有的数据不可篡改和时间戳的存在性证明的特质能很好地运用于解决供应链体系内各参与主体之间的纠纷，实现轻松举证与追责。最后，数据不可篡改与交易可追溯两大特性相结合可根除供应链内产品流转过程中的假冒伪劣问题.

     在物流过程中，利用数字签名和公私钥加解密机制，可以充分保证信息安全以及寄、收件人的隐私。例如，快递交接需要双方私钥签名，每个快递员或快递点都有自己的私钥，是否签收或交付只需要查一下区块链即可。最终用户没有收到快递就不会有签收记录，快递员无法伪造签名，因此可杜绝快递员通过伪造签名来逃避考核的行为，减少用户投诉，防止货物的冒领误领。而真正的收件人并不需要在快递单上直观展示实名制信息，由于安全隐私有保障，所以更多人愿意接受实名制，从而促进国家物流实名制的落实。另外，利用区块链技术，通过智能合约能够简化物流程序和大幅度提升物流的效率。

技术需求：
1、模块化与插件化：为了提高区块链应用的研发效率、可维护性和可移植性，区块链系统的核心功能应实现模块化、可配置和    可扩展，以便捷地构建上层应用。
2、高性能：突破现有区块链技术的性能瓶颈，提升区块链系统的吞吐量，以满足主流交易网络高并发的性能要求。
3、数据一致性：采用科学合理的数据算法，降低数据同步延迟，保证数据的一致性，避免造成数据混乱和失准，并减少意外分叉带来的风险。
4、互操作：实现不同区块链间的互操作，需要采用有效的通信协议、统一的API和区块数据格式，以及高效的连接机制。
5、经济合理：技术选型时，在满足需求的前提下，一般尽可能降低技术复杂度，规避高能耗的技术方案。
6、安全和隐私：区块链技术的普及应用需要保障数据存储、数据传输和数据应用等多个方面的安全和隐私保护。

7、安全可靠：积极贯彻落实国家网络安全和信息化战略部署，优先采用安全可靠的软硬件产品。

      智能合约可视作一段部署在区块链上可自动运行的程序，其涵盖的范围包括编程语言、编译器、虚拟机、事件、状态机、容错机制等。虚拟机是区块链中智能合约的运行环境。虚拟机不仅被沙箱封装起来，事实上它被完全隔离。也就是说运行在虚拟机内部的代码不能接触到网络、文件系统或者其他进程。甚至智能合约之间也只能进行有限的调用。

      复杂的共识协议确保系统中的任何人看到的账本都是一样的，这是防止双重支付的重要手段。区块链即服务（BaaS）平台

现区块链可移植、兼容和互操作等方面的标准。主要解决开发平台不统一，以及不同区块链的可移植性、兼容性和互操作性等方面的问题。区块链技术和应用尚处于发展阶段，国际标准化工作也仅处于起步阶段。

国内重点企业、科研、高校和用户单位加强联合，加快共识机制、可编程合约、分布式存储、数字签名等核心关键技术攻关。未来工作中，我们将学习借鉴国际开源社区建设和运用模式，通过论坛成员单位加强合作，建设我国区块链开源社区，提高区块链技术的安全可靠水平。