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区块链的技术创新与应用有哪些？

一、区块链系统

作为比特币的底层技术，区块链系统一般由数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层组成。

1．数据层

数据层封装了底层数据区块及相关的数据加密和时间戳等基础数据和基本算法，主要描述区块链的物理形式，是区块链上从创世区块起始的链式结构。它包含了区块链的区块数据、链式结构，以及区块上的随机数、时间戳、公私钥数据等，是整个区块链技术中底层的数据结构。

2．网络层

网络层主要通过P2P技术实现分布式网络机制，包括P2P组网机制、数据传播机制和数据验证机制。因此，从本质上来说，区块链是一个P2P网络，具备自动组网的机制，节点之间通过维护一个共同区块链结构来保持通信。

3．共识层

共识层包括共识算法、共识机制。共识层能让高度分散的节点在去中心化的区块链网络中高效地针对区块数据的有效性达成共识，是区块链的核心技术之一，也是区块链社群的治理机制。目前共识机制算法有数十种，包括工作量证明、权益证明、权益授权证明、燃烧证明、重要性证明等。

4．激励层

激励层主要包括经济激励的发行制度和分配制度，其功能是提供一定的激励措施，鼓励节点参与区块链中安全验证工作，并将经济因素纳入区块链技术体系中，激励遵守规则参与记账的节点，惩罚不遵守规则的节点。

5．合约层

合约层主要包括脚本、代码、算法机制和智能合约，是区块链可编程的基础。它将代码嵌入区块链或令牌中，可以实现自定义的智能合约，在达到某个确定的约束条件的情况下，不用经由第三方就能自动执行，是区块链去信任的基础。

6．应用层

应用层封装了各种应用场景和案例，类似于计算机操作系统上的应用程序、互联网浏览器上的门户网站、搜索引擎、电子商城或是手机端上的APP。它将区块链技术应用部署在以太坊、EOS、QTUM等上，并在现实生活场景中落地。未来，可编程金融和可编程社会会搭建在应用层上。

数据层、网络层、共识层是构建区块链技术的必要元素，缺少任何一层都不能称之为真正意义上的区块链技术；激励层、合约层和应用层不是每个区块链应用的必要因素，一些区块链应用并不完整地包含此三层结构。

二、区块链的技术创新

区块链的技术创新主要有分布式账本、非对称加密和授权技术、共识机制、智能合约等。

1．分布式账本

分布式账本，即交易记账由分布在不同地方的多个节点共同完成，每个节点都记录了完整账目，都可以参与监督交易合法性，同时也可以共同为其做证。不同于传统的中心化记账方案，分布式账本技术下，一方面任何节点都不能单独记录账目，避免了单一记账人被控制或被贿赂而记假账的可能性；另一方面，记账节点足够多，除非所有的节点都被破坏，否则账目就不会丢失，保证了账目数据的安全性。

2．非对称加密和授权技术

从技术上说，存储在区块链上的交易信息是公开的，但账户身份信息是高度加密的，只有数据拥有者被授权才能访问，保证了数据安全和个人隐私。

3．共识机制

共识机制，就是所有记账节点之间怎么达成共识，如何认定一个记录的有效性，既是认定的方法，也是防止篡改的手段。区块链提出的不同共识机制，比如工作量证明算法、股权证明算法等，适用于不同的应用场景，在效率和安全性之间取得平衡。以比特币为例。比特币采用的是工作量证明法，只有控制了全网超过51%的记账节点，才可能伪造出一条不存在的记录，但因为加入区块链的节点足够多，这基本上是不可能的，也就杜绝了造假的可能。

4．智能合约

智能合约是指基于可信的不可篡改数据，自动化地执行一些预先定义好的规则和条款。以保险为例，如果每个人的信息都是真实可信的，就可以在一些标准化的保险产品中实行自动化理赔。

三、区块链的技术应用

如今，区块链在建立去中心化方面的尝试已不限于金融界，而是受到了社会各领域的关注，并为社会管理提供了一种全新的思路和技术选项。

（1）区块链和物联网结合在一起，将数字资产和实体资产统一起来，能够淡化消费资产和现金资产的区别，扩展大众的信用，加速价值流通。

（2）在区块链上建立知识产权保护系统，对知识产权的使用全网记账，建立起全球广告市场。

（3）区块链可以为“一带一路”沿线的新兴经济体发行协议型密码学货币提供技术支撑。

（4）“区块链+云计算”可以发展成去中心化的自媒体和社区系统。

（5）区块链可以搭建去中心化的股权众筹体系，让创新项目提前进入流通领域。

（6）区块链可以发展出全透明的财务管理系统。

（7）区块链支持建立全球去中心化公司组织。

总之，在信用已经成为紧缺资源的时代，区块链的技术创新为全球市场的金融、社会管理、人才评价和去中心化组织建设等，提供了广阔的发展前景。