一、 引言
区块链技术被认为是继互联网、人工智能以后又一大颠覆式的技术创新，其内在的发展潜力被无数人所追求。以区块链技术为原理的比特币等加密数字货币的兴起，让区块链技术得以走向公众的视线。提及区块链，我们往往会联想到其特性，分布式，可溯源，去中心化，不可篡改，安全匿名，公开透明等等。区块链凭借这些前所未有的技术优势获得了政府，学术界，企业们的青睐和高度的重视。近年来，无论是科技巨头还是中小的初创公司，都在积极的布局着区块链，关于区块链的的技术创新和模式创新不断涌现。但对于区块链这一新型事物，各行各业都处在摸石头过河的阶段，探索着区块链有效的应用场景。
关于如何看待区块链，公众的看法不一。有人一直唱衰，称其为泡沫；有人坚持信念，在区块链的浪潮中砥砺前行，期待区块链价值的焕发，试图成为社会变革的先驱者。区块链发展的主流观点是：区块链将是一种实现信息互联网到价值互联网转变的跨越式技术，一定程度上能够节约生产成本，提高生产效率，并有望成为未来的核心基础设施，推动社会方方面面的变革和进步，包括金融，经济贸易，社会管理，公共服务等等。区块链创造性地去除了许多系统应用的约束，为很多想法的实现提供了新的可能。以比特币为代表的加密数字货币，改变了传统的金融业交易模式；火热的以太坊智能合约，结合日渐发达的物联网，让我们看到了智能合约型社会在未来的可能。
从技术的角度来看，区块链就是一个结合P2P协议和加密技术分布式的公共账本，网络上的每一个节点都有可能在账本上添加记录，但决定记账权的方法是通过多种的共识算法如PoW, PoS来实现的。记账就是把数据打包成一个区块添加到一条最长的区块链上，该区块上的数据可追溯可验证。区块链的分布式存储决定了其去中心化，公开透明，信息共享；基于安全的哈希算法和共识算法，使其具备了不可篡改的特性；非对称加密技术让参与主体安全匿名，隐私得到保护；而时间戳技术让区块链上的数据可追溯可审核。
从社会科学的角度来看，区块链就是一个通过算法来制造信任和定义信用的机器，在任何需要信任的领域，都有区块链的用武之地。我们知道，在中心化的结构体系中，各方参与者只需要服从中心确立好的共识即可，共识的达成将是十分高效的，而对于分布式，各自取其益的情况下，达成共识则非常难。共识机制的建立，使去中心化的区块链记账系统成为了现实。总的来说，区块链创造了一个数字化的，有效地传输价值的信用系统。
区块链技术将有助于实现软件定义的社会系统，是下一代云计算的雏形，有望像互联网一般彻底重塑人类活动形态，并实现从目前的信息互联网向价值互联网的转变。目前整体发展态势虽没有17年比特币大火时那样的激进，围绕币市的各种业务正感受着区块链“泡沫”破灭的寒冬，以往那种投机主义者的空气币，割韭菜的喧嚣正逐渐退去，区块链的真正发展和价值落地才刚刚开始，泡沫破灭的过程恰似一个适者生存，劣者淘汰的过程，只有经过时间和现实情况检验过的优秀项目才能存活下来。
依托成熟的云计算技术体系，业界也出现了“区块链即服务（BaaS）”的平台，主要提供了联盟链及公有链这2种服务，包括IBM的Bluemix，微软的Bletchley，腾讯的TBaaS；与此同时，我国在《“十三五”国家信息化规划》中把区块链作为一项重点前沿的技术，明确提出需加强区块链等新技术的创新，试验和应用，以实现抢占新一代信息技术主导权。目前，我国区块链技术持续创新，区块链产业初步形成，开始在供应链金融、征信、产品溯源、版权交易、数字身份、电子证据等领域快速应用，有望推动我国经济体系实现技术变革，组织变革和效率变革，为构建现代化经济体系作出重要贡献。
二、区块链面临的挑战
开放，共享，去中心化是互联网的重要精神，而区块链则高度契合了这一精神。从时间跨度上看，区块链的诞生时间比较晚，具有极大的发展潜力和空间，而相关的行业发展经验和学术研究仍是不足的，更是决定了区块链技术在今后的发展中仍然还会面临极大的挑战。本文主要总结了以下几个较为明显和迫切的挑战：
-
技术层面仍有不足之处1.1安全性问题
我们知道在比特币的共识过程中，如果汇聚了超过51%的算力时，就有可能达成篡改区块链的数据。我们通常所说的区块链的数据不可篡改其实是相对而言的，因为共识过程需要消耗大量的算力，当篡改成本远远大于实际成本时，可以近似看作不可篡改，但这一威胁的存在并不能忽视，更为安全有效的共识机制有待更深入的研究和设计。
随着量子计算等新型计算技术的发展，区块链的密码学保护可能会变得越来越脆弱，非对称的加密技术有可能在今后得到破解，所以对加密技术的研究的进程仍要跟上，不能止步于前。
而区块链中的隐私匿名保护特性其实也存在着被追踪的可能性，有学者也提供了一种根据比特币交易事务进行时追踪用户IP地址的情况。随着各类反匿名身份甄别技术的发展, 加上区块链上的数据公开透明，实现部分重点目标的定位和标识也存在可能。如何加强匿名保护的技术，也是当前区块链研究的热点方向。
1.2效率问题
区块链的效率问题一直为人诟病，甚至有人宣称区块链技术存在天然瓶颈。交易效率慢，如比特币区块链每秒仅能处理7笔交易，这极大限制了区块链在商业世界的应用。还有有一种说法就是区块链实际就是一个造价昂贵的缓慢数据库，与其花大价钱来打造分布式的区块链数据库不如精心去维护好集中式的数据库。而且当数据区块越来越大的时候，因为分布式存储的原因，区块链数据将会变的臃肿庞大。
不过短时间内效率低并不是阻碍区块链的重要原因，对于共识机制效率如何改善相信会有好的进展。从另一个角度来讲，效率低也是安全的一种保证。可能我们在安全和效率之间需要一个良好的折衷方案吧。
-
监管问题
提及到监管问题，首先想到区块链的去中心化，接着是匿名性。去中心化意味着不受中心的掌控，匿名性意味着难以追踪参与者。从负面效果来看，去中心化是不受控制，放任自由，为所欲为；匿名则意味着包庇，躲避正义的追踪。
举个例子，一开始比特币流通的环境是在暗网，交易双方信息保密，只关注交易事务本身不关注交易双方。比特币的匿名性跟暗网的隐匿性有天然的契合度，利用比特币在暗网交易，走私，贩毒，洗钱等等难以追查，成了犯罪分子的天堂。
利用区块链来进行洗钱的途径也是存在的，尤其不能忽视发行代币的风险，要时刻警惕空气币，ICO的陷阱，防止其破坏金融市场的稳定，减少无良资本家割韭菜的局面。在监管层面必须做到对虚拟货币的发行，控制，管理，甚至禁止。在区块链发展的同时，相应的法律法规和政策也要跟上脚步。国家在发展布局区块链的时候，干预力度和引导的力度要如何拿捏才能更好地发挥区块链的社会价值呢，这是个值得挖掘的问题。
-
趋中心化问题
区块链自从走入公众视野就以去中心化的特点引起无数人的兴趣和追捧，这得益于分布式的共识机制，所谓人人都有记账权，人人都享有一份公共一致的账本，人人都有对账本上写入的记录的监督权。但是现有的共识机制，依旧有中心化的趋势，真正的去中心化可能渐渐消失。
以比特币的PoW共识机制为例，挖矿的矿工如果集中到一起，形成一个足够大的矿池，获得记账权的概率就更大，去中心化可能会演变成中心化，记账权掌握在少数人手里。PoW就是比拼谁的算力大，谁的算力越大获得的比特币奖励就越多，这个过程跟买彩票一样，越有钱的人买的彩票越多，中奖几率越大，而事实是越有钱的人会购买算力更大性能更优的矿机，挖到比特币的可能性更多发生在这些挖矿专业户手中。比特币的奖励集中到某些一小部分人的手上，比特币价格居高不下，财富就越是汇聚到这些人的手上。相似地，基于PoS的共识机制也会出现相同的问题，那些持有币数量越大，币龄越高的人越有可能获得记账权。这近乎是一种马太效应！弱中心化和重回中心化的威胁不容小觑！
或许完全去中心化的共识机制只是一个乌托邦式的幻想，就像人们曾经热衷于追求永动机一般，但这并不意味着人们要停止对区块链的探索，更为安全有效的共识机制仍要很长的一段时间去检验其有效性和正确性，去中心化未必能完美准确地达成，但近似地有效地达成去中心化的特性，将无疑带给社会一次前所未有的变革。
三、 区块链的多元化应用
区块链行业的应用非常多元，但实际落地条件可能还需要多次实践和配套基础设施的建立和完善。各国政府对待区块链的态度和政策也从很大程度上左右着区块链的发展方向和未来，区块链未来会是在哪些行业发光发彩。而在当前，各类与行业特点相结合的区块链项目如雨后春笋般涌现，预示着整个区块链产业的潜力。与“互联网+”类似，本文主要讨论几个当前较为大众所热议以及具有较为清晰发展前景的应用，以供了解。
-
金融
金融领域是与科技界联系较为紧密的领域，许多技术的创新都能很快被金融领域所嗅探到，并且得到很好的应用，所以在金融业也出现了“金融科技（FinTech）”等理念。诚然，金融领域几乎是天然与区块链系统契合的，金融领域的许多痛点仿佛在区块链的技术支撑下找到了良好的解决方案。传统金融的中心化，交易繁琐复杂，安全性有限都是亟需解决的痛点，“区块链+”
1.1 数字货币
最具代表性的数字货币当属比特币，同时也是目前世界影响最为广泛的一个应用。比特币可以安全方便地将数字资产转移给另外一个人，得以于这些特性，比特币很快就在交易相关的行业发展。比特币是一个工具，系统无法限制人们使用它的方式，比如一个较为灰色的例子，暗网上的“丝绸之路”网站就通过比特币定价并且进行交易，随后被美国FBI查封并且收缴了26000比特币，虽然数字货币存在被不法分子不正当利用的情形，但我们依旧能看到数字货币在市场上流通实验的成功实践。
不过数字货币去中心化的特点依旧对许多国家的货币机制产生了威胁，常常被认为是金融不稳定的因素。如何看待ICO，如何加强数字货币的监督管控，是每个国家都要面对和思考的问题。目前数字货币还没有在全世界的国家之间达成共识，如何制定有效的法律法规来引导数字货币的发展，数字币作为一个新生儿，仍然不断接收着世人的拷问。
1.2 供应链金融
供应链金融是银行将核心企业和上下游企业联系在一起提供灵活运用的金融产品和服务的一种融资模式。供应链金融参与方主要包括：核心企业，中小企业，金融机构和第三方支持服务。核心企业通常对上下游的供应商、经销商在定价、账期等方面要求苛刻，供应链中的中小企业常出现资金紧张、周转困难等情况，导致供应链效率大幅降低甚至停止运转。因此，供应链金融产业面临的核心问题是中小企业融资难，融资贵，成本高，周转效率低。供应链金融平台、核心企业系统交易本身的真实性难以验证，导致资金端风控成本居高不下。
区块链分布式记账以及共识机制，恰好建立了一套可信的信用体系，在数据验证和追溯上提供了有力的技术支撑，贯穿了金融供应链上下游的各方的信用。运用区块链技术，可以将核心企业的信用数字化，写入智能合约，依托智能合约来防范金融风险，使信用在供应链上有效传导，降低合作成本，提高生产效率。还可以使用智能合约来实现对供应链资金的拆分和流转，提高资金的周转效率，为中小企业解决融资难，融资贵的问题。
1.3 贸易金融
区块链就是一个用共识算法建立起来的具备信用的公共账本，开放共享的特性在贸易金融领域也有一番用武之地。传统银行之间存在着信息不对称以及交流不畅，信用鉴定繁琐的痛点，银行之间的业务报文的传递还大多依靠着国际组织Swift，EDI等等。利用区块链来建立银行之间的业务报文收发联盟的问题，简化业务流程，着手打造自己基于区块链系统的贸易金融平台，也就是通常讲的联盟链，已经成为一种新的发展思路。
往更开阔的角度来思考其应用，区块链多方可参与的特点有利于连接一切利益相关者，如区块链相关企业，政府部门一起来构建一个更完善，更自动化，更具信用价值的贸易金融生态。
1.4财务管理
区块链可审查，可追溯，不可篡改的特性也在财务管理方面有着出色的表现。在交易清算方面，区块链让多方共享一套可信互相认可的公共账本体系，所有的交易清算可实时的记录在区块链账本上，不可篡改，可追溯，大大提高了对账的准确率和效率。搭载智能合约之后，还能实现自动化的交易清结算，减少对账人员的成本和差错率。在审计方面，区块链能提高对企业财务信息的监督水平，虚假交易和账目造假难度大大提升。另外，通过区块链网络的实时性以及可审核性，审计效率也能大大提升，节约人力成本。而且区块链还能显著降低审计数据被攻击的风险，分布式的存储让审计数据的保护变得稳定可靠。
除了上述四点，区块链和金融场景的结合还有诸多的可能，电子信用凭证，跨境汇款查询应用，风险管理，企业改革等等，在未来将会有炫目的表现。
-
物联网
如今的物联网实现物物通信的方式是经由中心化的云服务器，该模式存在的弊端是当接入设备大幅增加时，服务器面临的负载将会越重，而在未来，上亿级的设备互联是必然的。到了那时云服务将会带来巨额成本，这是物联网发展的一个绊脚石。而且传统物联网数据容易受到攻击，具有诸多信息安全风险问题。区块链+物联网则通过多个节点参与验证，将全网达成交易的数据记录在分布式账本之中，取代中央服务器的作用，同时也能依赖区块链的非对称加密技术，共识机制，分布式存储降低数据丢失的风险。
在物联网中的电子商务行业，通过智能合约的方式实现交易的自动化，提供可靠性。去中心化的机制也能去除第三方的接入，让交易更为直接，有效率。
此外，物联网时代中的个人隐私安全更需要高度重视，人机交互，物物互联极大提高了暴露个人隐私数据的危险。利用非对称加密技术来对用户信息进行加密是一种有效的办法。
物流方面，结合智能硬件，区块链的可追溯性，实时性安全性也能得到充分发挥。在未来进一步发展的物联网社会，区块链将能不一样的智能体验。
-
医疗健康
区块链+医疗也是一个热门的场景。电子医疗数据的处理是当今区块链研究的一大热点，人们致力于如何将医疗数据安全共享。区块链作为一种多方维护，分布式存储，安全加密的记账技术，在解决医疗行业患者敏感信息共享与保护方面将会是一个很好的创新。借助区块链，我们可以搭建一个医疗信息区块链平台，实现多方数据共享，满足获取患者电子病历等历史数据，并将共享数据用于AI建模，图像检索，健康咨询等等。
-
社会公共服务和基础设施
新一代的社会公共服务，以及新型的基础设施建设，将会是当前区块链行业极为重要的机会，但这一发展道路还很漫长，公共服务和基础设施都需要发展到一定规模才能提供良好的服务。当前区块链发展仍在早期阶段，价值互联网的时代虽然呼之欲出，但实际普及的时间点还很难说。而加大基础设施的建设，提供更多的社会公共服务将会加大这一进程的步伐。
例如在产权登记版权注册方面，利用区块链技术来保障个体或集体的权益不受侵犯。在教育行业，将区块链和学生征信管理，升学就业，学术，资质证明等方面相结合，对教育就业的健康发展具有重要价值。在节约能源方面，区块链也有独特的创新之处，现有专家学者也建议通过发行能源币的方式来鼓励可再生资源的使用。
总体来说，区块链在很多行业和领域都能有独特的创造性应用，只要是和价值挂钩的信息以及需要建立可靠信用流通性强的场景，都和区块链有天然的亲和性，可以结合在一起发展除新的方式来满足不同行业的需求。我们必须明确，在多元的场景下，多元的区块链实现是有必要的，价值互联网的构建离不开多元场景需求的驱动。
四、 区块链的未来发展方向和趋势
区块链领域已经成为行业创新创业的热土，技术的不断攻坚和创新，将在社会层面上带来一场变革。本文将从技术层面和社会应用层面来简述对区块链未来的理解和看法。技术和社会层面是相互作用的两条发展主线，技术的创新开拓了社会应用的场景和空间，社会应用遇到的痛点和发展需求又是技术创新的一大动力。
-
技术层面
1.1 自身技术的迭代更新
区块链自身的机制仍有不足之处，如共识机制，效率问题，加密技术等等，都等待着专家学者，各行各业的技术人员进行优化改进。结合未来多样化的场景，区块链自身也存在着变革和重构的可能。在未来，单一的公有链，或者联盟链，私有链可能不能满足价值更为多元的传递。为方面数字资产在不同区块链之间的转移，开发安全有效的侧链技术，也是一个研究的热点。而且在加大区块链系统的吞吐量，提高效率方面，高性能的系统方案如分片技术，多通道技术仍在不断探索中。此外，随着区块链技术的发展，谋求一个统一的技术标准对整体发展局面和速度有着极大的作用，如同互联网发展初期基于TCP/IP等传输协议带给互联网信息通信的影响一样。当拟定一个权威标准之后，区块链产业才能有条不紊地前进。
1.2 与其他技术的融合创新
跳开自身技术的”瓶颈“，区块链技术和其他高新技术仍存在这融合创新的可能。在大数据方面，可以结合区块链来提升大数据管理和大数据分析的可靠性，分布式存储非对称加密技术提供数据安全和保障，而时间戳技术和不可篡改可以帮助准确的大数据分析，实现精准营销。在人工智能方面，智能硬件搭配智能合约将重塑契约模式，让智能合约更智能，加速价值互联网的到来，实现虚拟价值和实体价值的进一步转化。
-
社会经济层面
2.1 经济上实现”弯道超车“，打造”可信数字化“实体经济
区块链作为价值互联网的基础，引领着世界新一轮的技术创新和产业变革。由区块链引发的技术创新和模式创新与实体经济紧密深度的融合在一起，推动社会实体经济的发展，改变产业运作方式，简化业务流程，减少人力物力的同时提高生产效率。从底层架构的区块链到细分场景的应用，从国家战略到企业实践，区块链的应用逐渐从金融领域辐射出去，带动着其他行业的发展和改革。区块链对生产关系的改造力，降低了传统过程中因为信息不对称，信用不可靠而早就的资源浪费。在实体经济中，基于算法搭建的无第三方介入的信用机制更是将数字化提升到一个新的层面，即”可信数字化“，极大地加速了实体经济中资金的流通，为经济上实现”弯道超车“提供了新的动力。
2.2 完善去中心化基础设施，奠定社会信任基石
去中心化的技术优势使得未来基于区块链理念的各类去中心化应用，去中心化自治组织，去中心化自治公司，甚至去中心化社会成为可能。不断完善的去中心化基础设施，逐步构建起来的社会信用体系，将为智能社会进一步赋能。就现状而言，智能合约会是未来一个重要的去中心化基础设施，预计之恶能合约会从自动化向智能化方向演变。而现阶段的智能合约本质逻辑是”IF-THEN“类型的条件响应规则，迈向更为智能的”WHAT-IF“推演过程。社会信任体系将从第三方中心的监督机制，转向由共识算法定义的信用体系。避开人性的贪婪，将数据资产交付给理性的机器合约，或许是行之有效的一种方向。
2.3 区块链驱动的平行社会
有关学者认为，区块链将引领世界从物理+网络的CPS实际世界走向精神层面的人工世界，形成物理+网络+人工的人-机-物一体化的三元耦合系统，称为社会物理信息系统CPSS。基于CPSS的平行社会已有了雏形，其核心本质特征是虚实互动与平行演化。而区块链就是实现CPSS平行社会的基础架构之一，为分布式社会系统和人工智能系统，物联网系统，提供了行之有效的去中心化数据结构，交互机制和计算范式，为实现平行社会奠定了坚实的数据基础和信用基础。智能合约的可编程性驱动着平行社会的进展，搭载物联网中的智能硬件，将虚拟空间和现实物理世界联通在一起，通过可靠有效的人物交互和智能识别，实现社会管理和社会模式的优化。
区块链的浪潮已经到来，由虚向实，更多区块链项目正在落地，进一步的数字化生活逐渐有了雏形。积极拥抱区块链，把握区块链发展态势，于个人，于企业，于国家，目前看，都是一个正确但要付出很大的努力去摸索的选择。
参考文献
[1] 袁勇, 王飞跃. 区块链技术发展现状与展望. 自动化学报, 2016, 42(4): 481-494
[2] Zibin Zheng, Shaoan Xie, Hong-Ning Dai,Xiangping Chen,Huaimin Wang.Blockchain Challenges and Opportunities: A Survey. Int. J. Web and Grid Services
[3]袁勇,周涛, 周傲英,段永朝, 王飞跃.区块链技术: 从数据智能到知识自动化.自动化学报,2017,43(9):1485-1490
[4] 2018 年中国区块链产业白皮书 [Online], available:http://www.miit.gov.cn/n1146290/n1146402/n1146445/c6180238/part/6180297.pdf, 2018-05-20.
[5]黄俊飞,刘杰. 区块链技术研究综述. 北京邮电大学学报,2018,41(2):1-8