发布时间：2020-04-28所属分类：经济论文浏览：1次
摘 要： 摘要：区块链技术正以其去中心化、去信任的点对点交易模式引起广泛关注。本文介绍了区块链的基本概念。从计算机密码学的角度对区块链中的交易单信任性和区块记帐的信任性两个方面的实现进行了分析。论述了分布式账本技术和智能合约对金融领域带来的颠覆性.最
摘要：区块链技术正以其去中心化、去信任的点对点交易模式引起广泛关注。本文介绍了区块链的基本概念。从计算机密码学的角度对区块链中的交易单信任性和区块记帐的信任性两个方面的实现进行了分析。论述了分布式账本技术和智能合约对金融领域带来的颠覆性.最后，结合区块链技术在金融领域的目前应用现状，对上海国际金融中心的建设从区块链技术的复合应用的角度提出了相关发展建议。
关键词：区块链：分布式账本;智能合约
一、区块链技术基础
(一)区块链技术中的基本概念
1.交易单
类似于现实世界中的银行对账单。数字世界中对一笔交易信息的记录称作一个交易单，交易单中包含交易单编号、付款金额、收款人地址、数字签名、上一交易单编号、上一交易单数字签名等信息。
2.区块
数字世界中一段时间内发生的交易单通过密码学算法计算和记录在一个数据块中，称之为一个区块，类似于现实世界中的一页账本。在比特币世界中该时间段设置为10分钟，即每个块记录10分钟内发生的交易单信息。
3.区块链
将区块按时间序列以双向链表的形式链接起来，就形成了区块链。即在区块链中，除第一个区块(创世区块)外，其它每一个区块都能找到其上一个区块。
由于区块链中记录了所有的交易信息，所以在比特币世界中，区块链实际上就是比特币记录所有交易的公共账本。
4.区块链技术
区块链技术是指采用计算机密码学算法管理和维护区块链的技术方案.其实质是采用密码学方法通过去中心化和去信任的方式集体维护一个互联网底层的分布式数据库的技术实现
(二)区块链技术特点
区块链技术本身并没有创新技术.而是将已有的技术通过创新的方式结合起来，通过构建P2P自组织网络、分布式账本、创造基于计算机算法而不依赖第三方的信任机制等，实现去中心化的信任。其特点如下：
1.去中心化
在传统交易中，如商家和消费者之间的交易，一般通过第三方中介(奠“银行)作为信任中心实现交易。区块链则认为第三方作为信任中心的存在，使得商家与消费者之间缺乏信任，需要获取客户不必要的信息;此外，第i方介的存在，进一步增加了交易成本。因此，区块链技术去除第三方交易机构作为交易中心的模式.采用点对点的直接交易模式。
2.去信任
区块链采用分布式账本技术实现交易的信任，在分布式账本中，网络仅有一套账本，所有的节点均保留有同样的副本，且所有节点均参与账本的正确性检验，对于交易的信任来自于所有参与者对共识机制的认同。
3.高度安全性
区块链采用哈希算法和非对称加密算法对区块及其链接进行管理和追踪，具有极高的安全性，除非能够采用天文数字的CPU/GPU进行攻击，否则无法攻破。
4.匿名性
采用计算机算法实现了去信任的点对点直接交易模式，使得双方可以在匿名的情况下直接交易.不需要彼此信任。
(三)区块链技术的应用分类
区块链技术在应用过程中，不同机构、企业对去中心化的认识不同，导致了对区块链的公有链、联盟链、私有链的三种分类，三种链的最大区别在于共识机制和信任的建立不同，如下图所示：
1.公有链
无官方发行机构，参与者自发的行为。任何节点可以自由进出，基于工作量证明的共识机制。所有节点都可以参与共识过程。系统是开源的，开发者可根据源代码自己开发系统。代表是比特币和以太坊。
2.联盟链
加入需要申请和身份验证，并签订协议，采用基于协议的共识机制，由预设的某些节点进行记账，建立区块，实现分布式账本，全网所有节点都可以参与交易并查看所有账本。代表是R3的银行联盟。
3.私有链
建立在某个机构内部，具体规则由机构自己来设定。代表是Overstock。三种链的共同点包括公开透明、不可篡改、可追溯、时间序列、P2P和加密等。
二、区块链技术的安全性分析
区块链采用分布式账本技术实现了去中心化和去信任的点对点交易模式.因此，其安全性问题的核心是在缺失中心节点保证信任性的情况下交易的信任安全性保证问题。其信任的安全性保证主要通过计算机密码学算法保证。
(一)计算机密码学算法
1.哈希算法哈希算法是由美国国家安全局(NSA)设计，由美国国家标准与技术研究院(NIST)发布的一系列算法，区块链技术主要采用其中的SHA256散列算法，该算法具有如下两个特点：
(1)固定长度。输入任意长度的数据，输出固定长度的数据，相同的数据输出结果相同。不同的数据输出结果不同。
(2)不可逆性。正向计算及其容易，反向计算(破解)极其困难，因其天文数字的计算量.在当前情况下被认为不可能。
2.非对称加密算法
用来对数据进行加密/解密的计算机算法，该算法具有一对不同数字的公开密钥和私有密钥，如果用公开密钥对数据进行加密，只有用对应的私有密钥才能解密;如果用私有密钥对数据进行加密，只有用对应的公开密钥才能解密;是公钥可向其他人公开、私钥则保密，其他人无法通过该公钥推算出相应的私钥。因加密和解密使用的是两个不同的密钥.所以称之为非对称加密算法。
(二)交易单信任安全问题的实现分析
1.区块链中的交易单与传统对账单的不同
交易单中含有上一个交易单的编号及其付款人的签字信息，即说明本次交易单中付款金额的来源——上一个交易单的付款，因此与传统对账单不同，交易单中不仅有交易金额及交易人，更含有交易金额的来源及其证明(上一个交易单数字签名)
因此，一笔数字货币在不同的交易中的流转过程将按发生时间的先后时间序列链接起来。最终建立数字货币世界里统一的有前后次序的交易记录。
2.交易单的数字签名流程
(1)交易单的数字签名过程
将上一个交易单的信息、收款人地址两部分数据采用Sha26算法计算得到散列值X;付款人采用私钥对x进行加密，得到付款人数字签名。
(2)交易单的验证过程
使用付款人的公钥解密交易单中的付款人数字签名，获得散列值X;使片J交易单中的收款人地址、上一个交易单的信息采用Sha26算法计算得到散列值Y;如果X=Y，则交易单有效。从交易单的加密及解密过程可以看出，数字签名不仅仅与私钥有关，史与交易内容有关，即签名由付款人的密钥、收款人的地址以及上一个交易单的内容加密而成。
3.交易单的信任问题分析
(1)交易单传输的安全性问题
交易单经哈希算法和数字签名算法加密而成.加密算法因为天文数字的计算量几乎无法被攻破，使得交易单内容在网络中传输等安全可靠，儿乎不“丁能被篡改。
(2)交易单的伪造问题
由于数字签名不仅仅与私钥有关。更与交易货币的所有相关内容有关，所以几乎不存在交易单的伪造问题：交易单中的金额伪造问题：交易单中录了上一笔交易内容，建立了货币交易信息追踪记录，使得交易金额来源清晰，并可计算、可追踪，使得无法在交易单中作假交易金额。伪造交易单问题：每一笔货币都标记拥有者(公钥)，只有拥有着对应的私钥才能生成数字签名，产生交易单，伪造者由于不拥有该笔货币的私钥，无法冒用交易者伪造交易单。
(3)交易单的公信力问题
网络中多有用户均对交易单进行验证，只有全网验证通过的交易单才是有效的交易单，全网验证形成了交易单的公信力。
(三)区块记账信任安全问题的实现分析
1.区块记账信任问题的提出
(1)记账的信任问题
交易单创建后采用全网络传播的方式，每个节点都可以得到交易单并验证，因此，如果有一个诚实的节点，根据交易单的时间次序，创建区块并链接，其它所有节点均可以得到副本。就可以形成全网统一的分布式账本。问题是谁是诚实的节点。
(2)诚实节点问题
区块链认为，如果一个节点在提供信息之前付出了巨大的工作量，那么他是诚实节点的概率最高。因此得到一个结论——最诚实的节点是最勤劳的节点，但诚实的节点需要提供工作量证明其是勤劳的节点。
(3)工作量证明问题
一个节点如果想作为诚实的节点承担记账工作，需要重复上亿次做一些毫无意义的运算(俗称挖矿)。运算结果可以被所有人容易的证明他确实做了这些工作
2.工作量证明——挖矿算法
挖矿算法的实质是寻找一个随机数，通常需要反复尝试上亿次，成功者即初步获得创建块的权利，寻找流程如下：计算数字世界中已经创建好的帐本链中最后一个区块的散列值P;不断接收在网络中传播且没有被放入区块的交易单，检验这些交易单，剔除掉不合理的，组成新的区块，计算其散列值Q;猜一个幸运随机数N，将N与P、Q送入sha256散列函数，得到一个256位的散列值M;检查M这个整数，前面若干位(比如96位)是否都是07即是否符合“工作量证明难度”;若是，则工作量证明结束;否则，转人第二个流程继续循环运算。
3.记账的信任性分析
(1)无中心环境下的记账无序问题挖矿的工作量证明机制，建立了无中心的有序记账机制，一方面实现了筛选诚实节点的竞争规则;另一方面，挖矿的幸运者才有权力记账，实现了在无中心主导的节点无序环境下，建立了节点的有序记账规则。
(2)伪造者事后篡改账本问题时间序列的交易记账链接不仅保证区块便于计算跟踪，更加避免了区块事后被伪造者篡改。如果伪造者要篡改区块链中的某个区块，不仅需要篡改该区块，还需要篡改该区块之后所链接的所有区块，除非伪造者拥有天文数字的计算力，否则其伪造区块的速度由于低于区块链增长的速度.被伪造的区块就马上会被发现并被弃用。
(3)账本的校验与丢失问题全网所有用户验证区块中的交易单.保证了区块内容与次序的真实：同时，所有节点保存同一份交易账本，交易数据不会丢失。
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