文献阅读-区块链发展现状与前景

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区块链是一种全新的去中心化，采用加密链式区块结构对数据进行验证和存储，采用分布式节点共识算法产生和更新数据，采用自动化脚本代码（智能合约）对数据进行编程和操作。 基础设施和分布式计算范例

区块链1.0：主要特征是可编程的数字加密货币体系

区块链2.0：主要特点是可编程的金融系统

区块链3.0：主要特征是可编程社会

拜占庭将军问题中，在没有可信中心节点的情况下，分布式节点如何达成共识并建立互信？

区块链系统由数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层组成

基于时间戳的链式区块结构、分布式节点的共识机制、基于共识算力的经济激励和灵活可编程的智能合约是区块链技术最具代表性的创新

块状结构

网络层封装了区块链系统的组网方式、消息传播协议、数据校验机制等元素

根据节点存储的数据量，可分为全节点和轻量节点。 前者保存了从创世区块到当前最新区块的完整区块链数据，通过实时参与区块数据的验证记账，实时更新主链。全节点的优势在于可以独立在不依赖其他节点的情况下验证、查询和更新任何块数据。 缺点是维护全节点的空间成本非常高； 轻节点只保存部分数据比特币参考文献，并向其相邻节点请求所需数据，完成数据校验

比特币交易系统的交易数据传播协议包括以下步骤。 节点向整个网络广播新的交易数据。 每个节点将收集到的交易数据存储在一个区块中。 节点根据自身的计算能力寻找具有一定难度的工作负载。 证明如果一个节点找到了该区块的工作量证明，它就将该区块广播到全网 只有当该区块中的所有交易都有效且之前不存在时，其他节点才同意该区块的有效性 其他节点收到block块，并在块的末尾制作一个新的块以扩展链，并使用该块的随机哈希值作为新块之前的随机哈希值

区块链技术的核心优势是在一个决策权高度分散的去中心化系统中，各个节点可以高效地就区块数据的有效性达成共识

共识层激励层

区块链共识过程通过汇聚大规模共识节点的算力资源，实现共享区块链账本的数据校验和记账工作。 它是共识节点之间的任务众包过程。 必须建立合理的激励相容的众包机制，使共识节点个体为实现自身利益最大化的理性行为与保证去中心化区块链系统安全有效的总体目标相一致。 区块链通过设计合适的经济激励机制，整合共识流程，聚集大规模节点参与，形成稳定的区块链历史共识。

比特币 PoW 共识中的经济激励由新发行的比特币奖励和流通过程中的交易手续费组成，奖励给在 PoW 共识过程中成功搜索到区块随机数并记录区块的节点。

在比特币系统中，大量算力较小的节点通常会选择加入矿池，通过汇集算力提供效率，分享比特币和服务费奖励。 矿池将每个节点贡献的算力按比例分成不同的份额。

契约层

合约层封装了区块链的各种脚本代码、算法和生成的智能合约。 合约层是构建在区块链虚拟机上的业务逻辑和算法，是区块链灵活编程和数据操作的基础。

比特币采用一种简单的、基于堆栈的、从左到右的处理脚本语言，脚本本质上是附加到比特币交易的指令列表。 比特币依靠锁定脚本和解锁脚本进行验证。 两者的不同组合可以在比特币交易中产生无数的控制条件。锁定脚本是附加在交易输出值上的“障碍物”，它规定了未来花钱输出的条件； 解锁脚本是满足锁定账本对某个输出设置的消费条件的脚本，同时会允许该输出被消费

比特币脚本系统可以实现灵活的交易控制。

多重签名可用于企业决策、金融监管、中介担保、财产分配等场景。

比特币脚本系统不是图灵完备的，没有复杂的循环和流控。 在失去一定灵活性的同时，可以极大地避免死循环等逻辑炸弹造成的拒绝服务等安全攻击。

区块链应用场景

区块链具有分布式高冗余存储、时间序列数据不可篡改和伪造、去中心化信用、智能合约自动执行、安全和隐私保护等显着特征。

五种应用场景

三种应用模式

基于区块链的区块链智能合约问题

智能合约是区块链的核心组成部分。 它们是时间驱动的、有状态的计算机程序，运行在可复制的共享区块链数据分类账上。 它们可以处理数据，接受、存储和发送价值，并对链上各类智能资产进行控制和管理等功能性智能合约，作为一种嵌入式程序化合约，可以内置于任何区块链数据、交易和资产中，形成可编程控制软件定义的系统、市场和资产。 智能合约为传统金融的发行、交易、创设和管理提供了创新的解决方案，在社会系统中的资产管理、合同管理、监管执法等事务中发挥着重要作用。

智能合约是一种与前景对应的程序化规则和逻辑，是部署在区块链上的去中心化、可共享的程序代码。

签订合同的各方就合同内容、违约条件、违约责任和外部验证数据源达成一致，必要时对合同代码进行检查和测试，确保其正确无误，然后部署在区块链上不依赖智能合约的形式 合约在中心化机构中代表每个签署人自动执行。 智能合约的可编程性允许签署方添加任意复杂的条款。

智能合约在各方签署后，以程序代码的形式附加到区块链数据（如一笔比特币交易）中，通过P2P网络传播和验证后记录在区块链的特定区块中由节点。

智能合约的特点是自治、自给自足和去中心化。 自治意味着合同一旦开始就自动执行，无需其他签署方的干预。 自给自足是指合约能够通过改进服务或发行资金来获取资金，并在需要时使用这些资金。去中心化是指智能合约是一种通过去中心化存储和验证程序代码来保证执行的合约，而不是一个中心化的实体，可以保证合约的公平公正

智能合约是区块链的激活器，赋予静态底层区块链灵活可编程的机制和算法，为构建区块链2.0和3.0时代可编程的金融和社会系统奠定基础。 另一方面，智能合约的自动化和可编程特性使其能够封装分布式区块链系统中各个节点的复杂行为，成为区块链形成的虚拟世界中的软件代理机器人，有助于推动区块链技术的发展。 . 在各种分布式人工智能系统中的应用。

区块链和智能合约的主要发展趋势是从自动化到智能化。 当今各类智能合约的本质是基于预定义的场景响应“if-then”类型的条件规则，可以满足当前自动化交易和数据处理的需求。 未来的智能合约应该基于未知场景的“what-if”进行推演，能够自主决策，真正实现“智能”合约的飞跃。

区块链驱动的平行社会

区块链是实现CPSS（cyber-physical-social-systems，社会物理信息系统）的基础设施之一，为分布式社会系统和分布式人工智能提供了一套有效的去中心化数据结构、交互机制和计算模式，具有为实现平行社会奠定了坚实的数据基础和信用基础。

区块链技术有助于实现软件定义的社会系统。 其思想是消除中心化机构，将不可预测的行为以智能合约的程序化代码形式预先部署固化在区块链数据中，事后不可伪造和篡改。 而自动执行则可以将“默顿”社会系统变成可充分观察、自动控制、并在一定程度上准确预测的牛顿社会系统。

ACP（artificial societies：人工社会；computational experiments：computational experiments and parallel execution：平行执行）方法是迄今为止平行社会管理领域唯一系统完整的研究框架，是复杂性科学在平行社会管理中的应用新时代的社会环境。 逻辑扩展和创新。

区块链与物联网结合形成的智能资产比特币参考文献，使真实的物理世界与虚拟的网络空间成为可能，通过虚实交互、现实平行协同，实现社会管理与决策的协同优化。和人工社会系统