干货 |区块链颠覆性智能合约技术的关键技术特征

到目前为止，主要国家的央行都对数字货币表现出了浓厚的兴趣，但法定数字货币仍处于研究阶段。各种代币层出不穷，其中最突出的就是比特币，而比特币和区块链一直是结合在一起的。区块链技术的出现和发展离不开比特币。

2009 年 1 月 3 日，比特币诞生，其背后的区块链技术也逐渐被推上风口浪尖。但是，比特币的匿名性很容易滋生洗钱等违法行为。此外，比特币已成为投机对象，甚至资产泡沫。比特币监管日趋严格，区块链作为其底层技术也逐渐与比特币分道扬镳。区块链是一种基于互联网的去中心化分布式记账系统，它使用工作证明（POW）和权益证明（POS）在网络中就交易的合法性和准确性达成共识。集中化，无需第三方认证。区块链在金融、经济、社会等领域有着广泛的应用场景，但也存在很多需要改进的问题。

本章要点如下： 区块链是比特币的技术载体，但不等同于比特币。区块链作为一种技术手段是中立的，而比特币有很多不一致性。确定性和隐性风险。区块链的研究和探索逐渐脱离了比特币。区块链作为底层技术，可以广泛应用于金融和社会领域。比特币和数字货币之间存在重大差异。比特币匿名消失，在一定程度上剥夺了央行发行货币的权利。没有成为合法数字货币的可能性。

比特币在本质上甚至与信用和货币载体的进化史背道而驰。央行发行货币的根本目的是维持人类文明和经济增长的无限可能，但比特币的数量有限决定了比特币作为标准货币必然会带来长期的通货紧缩。中央银行发行货币服务于经济增长、货币稳定和国际收支平衡。尽管中央银行可以获得铸币税，但它从不为此目的。比特币生态系统最大的担忧是比特币价格的持续上涨。央行以国家信用背书发行货币，而比特币通过技术手段实现的无信用机制存疑。央行发行的货币是以普遍等价物为前提，在定价、交易、存储等方面被广泛接受，而比特币发行后则基于广泛的商业圈，因此它的发行量非常有限。交换价值实现场景。比特币很可能是一个可疑的国际“郁金香泡沫”，尽管它的技术和金融伪装。本章对区块链和比特币发行进行梳理，如下： 第一节是介绍；第二节介绍了区块链的产生和发展，包括其起源、关键技术、应用场景、态度和国内外机构的存在情况。第三节介绍了比特币的发行和交易机制；第四节总结了比特币的特点、优缺点；第五部分表达了比特币与数字货币的关系；第六部分为结语。

区块链的关键技术特征

1.数据的非对称加密算法

区块链是为存储、记录、交易提供渠道，通过非对称加密算法实现信息真实性和交易安全性。在非对称加密技术下，加密过程和解密过程使用非对称密码，即公钥和私钥。公钥是加密过程中使用的密码，对全网公开可见，每个人都可以使用自己的公钥对信息进行加密。私钥是解密过程中使用的密码。只有信息拥有者知道，其他人无法通过公钥计算得到对应的私钥。

例如，在比特币系统中，消息的发送者用接收者的公钥对消息进行加密，然后发送给接收者，接收者用自己的私钥对消息进行解密。

2.基于时间戳的链块结构

为了区分交易的顺序，可以对一组数据以块的形式进行随机散列，该操作是时间戳，它确认特定数据必须在某个时间点存在，才能获得对应的随机哈希值。每个时间戳将其前一个时间戳合并到自己的随机哈希值中，后续时间戳增强前一个时间戳，逐渐形成一条链，即区块链。

3.分布式节点共识机制

比特币的区块链使用 POW 来确保分布式系统中的有效共识。其核心是引入分布式节点的竞争算力，保证数据的一致性和共识的安全性。

具体来说，每个节点根据自己的计算机计算能力相互竞争，以解决一个复杂但易于验证的数学问题，从而获得给定区块的记账权。数学挑战是找到一个随机数，使得给定块的随机哈希值小于或等于目标随机哈希值。目标随机散列值通常由多个前导零组成。前导零越多，目标随机哈希值越小，越难找到满足要求的随机数。

比特币系统采用移动平均目标法动态调整寻找随机数的难度，从而将平均出块时间控制在10分钟左右。一旦 CPU（中央处理单元）消耗的工作量满足 POW，除非再次完成相应的工作量，否则无法修改该块。 POW 的本质是一个 CPU 一票。一般来说区块链技术的特征，最长的链包含最多的工作，如果大多数 CPU 由诚实节点控制，那么诚实链将增长最快并超过竞争链。

如果攻击者想要修改过去的一个区块，他需要重做该区块和所有后续区块的工作，然后赶上诚实节点的工作。随着后续区块不断添加到区块链中，攻击者的概率

超越诚实节点将成倍下降。 POW解决了比特币的发行、交易和验证问题，通过算力竞争保证了系统的安全。但是，寻找随机哈希值的工作并没有产生额外的价值，其对计算资源和电费的消耗被诟病为资源浪费。现阶段改进POW的共识机制主要有两种：POS和共享授权证明机制（DPOS）。

POS 使用权益证明而不是工作证明。具体来说，系统根据币龄（节点占用币数与持有时间的乘积）计算权益。权益最高但不是算力最高的节点将获得“记账权”，累积币龄最多的区块将被拒绝。链接到主链，大大节省了算力，使得“挖矿”的成本远低于POW下的成本。

DPOS的思想是减少参与维护工作的节点数量。节点代表由系统的各个节点选出，节点代表轮流打包交易并生成新区块，从中获得手续费收入，同时也需要缴纳一定的保证金。节点代表需要对其他节点负责才能获得收益，否则将被撤销其代表权。在 DPOS 下，每个节点都可以自主“投票”，而不必追随最高算力或权益节点。

4.灵活可编程的智能合约

智能合约是由密码学家 Nick Szabo 于 1994 年在他的论文“智能合约”（Smart Contracts）中开发的。 Nick Szabo 将智能合约定义为“以数字形式定义的一组承诺，包括合约参与者可以执行这些承诺的协议”。这些承诺定义了合约参与者的权利和义务，而数字形式意味着权利和义务需要被写入代码并由计算机网络自动执行。

在区块链技术出现之前，由于缺乏可信的执行环境，智能合约并不流行。区块链技术提供了可信的执行环境，不仅支持可编程合约，而且具有去中心化、不可篡改、可追溯等特点，天然适用于智能合约。

在区块链的背景下区块链技术的特征，智能合约不再只是一个计算机程序，它还充当参与者。智能合约可以响应传入的信息，接收和存储价值，并发送信息和价值。它的工作原理是当数据和描述信息传入智能合约时，合约资源集合中的资源状态会被更新，从而触发智能合约进行状态机判断。如果自动状态机中的一个或几个动作的触发条件满足，状态机会根据预设信息选择合约动作自动执行。

需要注意的是，智能合约只是一个交易处理系统，可以在满足触发条件时自动执行数字承诺，而不需要生成或修改智能合约。智能合约的突破得益于以太坊的出现，进而带动了以太坊的发展。以太坊是一个基于区块链技术的智能合约和去中心化应用平台，内置图灵完备的编程语言，允许在其上创建任何交易类型和应用。 2013 年 11 月，以太坊创始人 Vitalik Buterin 创建了以太坊的初始概念和初始代码，并于当年 12 月发布了以太坊的初始概念白皮书。技术的去中心化、开放性和安全性三大特性被引入几乎所有可计算的领域。

因此，从一开始，以太坊的目标就不是创造或炒作某种加密货币，而是成为一个通用的、优秀的底层协议，提供超级图灵完备的脚本语言。这极大地扩展了区块链管理金融和非金融类型应用程序的能力，而不是仅限于加密货币。基于以太坊的智能合约允许用户轻松构建复杂的电子资产、消费模式和其他去中心化应用程序。

智能合约技术是区块链应用最重要的特征，也是区块链被称为颠覆性技术的主要原因。智能合约可以帮助实现可编程的货币和金融功能，提高自动化交易水平和交易效率，降低金融交易和合约执行成本，便于交易行为的管理，因此受到国内外金融界的关注。机构和中央银行。

未来，区块链的应用可能会更多地向智能合约方向发展，对数字货币等金融领域产生重大影响。但需要指出的是，区块链是一种技术手段。虽然在比特币的形成和发展中发挥了重要作用，但技术本身是中立的，并不构成对比特币合法性和技术创新的认可。

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