区块链技术：超越比特币外文翻译资料

BlockChain Technology: Beyond Bitcoin

M Crosby，V Kalyanaraman，et

Abstract：A blockchain is essentially a distributed database of records, or public ledger of all transactions or digital events that have been executed and shared among participating parties. Each transaction in the public ledger is verified by consensus of a majority of the participants in the system. Once entered, information can never be erased. The blockchain contains a certain and verifiable record of every single transaction ever made. Bitcoin, the decentralized peer-to-peer digital currency, is the most popular example that uses blockchain technology. The digital currency bitcoin itself is highly controversial but the underlying blockchain technology has worked flawlessly and found wide range of applications in both financial and non-financial world.

Keywords: blockchain、bitcoin、distributed ledger、 smart contract

Introduction

A blockchain is essentially a distributed database of records, or public ledger of all transactions or digital events that have been executed and shared among participating parties. Each transaction in the public ledger is verified by consensus of a majority of the participants in the system. Once entered, information can never be erased. The blockchain contains a certain and verifiable record of every single transaction ever made. To use a basic analogy, it is easier to steal a cookie from a cookie jar, kept in a secluded place, than stealing the cookie from a cookie jar kept in a market place, being observed by thousands of people.

Bitcoin is the most popular example that is intrinsically tied to blockchain technology. It is also the most controversial one since it helps to enable a multibillion-dollar global market of anonymous transactions without any governmental control. Hence it has to deal with a number of regulatory issues involving national governments and financial institutions.

However, Blockchain technology itself is non-controversial and has worked flawlessly over the years and is being successfully applied to both financial and non-financial world applications. Last year, Marc Andreessen, the doyen of Silicon Valleyrsquo;s capitalists, listed the blockchain distributed consensus model as the most important invention since the Internet itself. Johann Palychata from BNP Paribas wrote in the Quintessence magazine that bitcoinrsquo;s blockchain, the software that allows the digital currency to function should be considered as an invention like the steam or combustion engine that has the potential to transform the world of finance and beyond.

Section I: BlockChain Technology

1.Short History of Bitcoin

In 2008, an individual (or group) writing under the name of Satoshi Nakamoto published a paper entitled “Bitcoin: A Peer-To-Peer Electronic Cash System”. This paper described a peer-to-peer version of the electronic cash that would allow online payments to be sent directly from one party to another without going through a financial institution. Bitcoin was the first realization of this concept. Now “cryptocurrencies” is the label that is used to describe all networks and mediums of exchange that uses cryptography to secure transactions-as against those systems where the transactions are channeled through a centralized trusted entity.

The author of the first paper wanted to remain anonymous and hence no one knows Satoshi Nakamoto to this day. A few months later, an open source program implementing the new protocol was released, beginning with the Genesis block of 50 coins. Anyone can install this open source program and become part of the bitcoin peer-to-peer network. It has grown in popularity since then.

The popularity of the Bitcoin has never ceased to increase since then. Moreover, the underlying BlockChain technology is now finding new range of applications beyond finance.

2.Blockchain Technology: How does it work?

We explain the concept of the blockchain by explaining how Bitcoin works since it is intrinsically linked to the Bitcoin. However, the blockchain technology is applicable to any digital asset transaction exchanged online.

（1）Validate Entries

（2）Safeguard Entries

（3）Preserve Historic Record

Internet commerce is exclusively tied to the financial institutions serving as the trusted third party who process and mediate any electronic transaction. The role of trusted third party is to validate, safeguard and preserve transactions. A certain percentage of fraud is unavoidable in online transactions and that needs mediation by financial transactions. This results in high transaction costs.

Bitcoin uses cryptographic proof instead of the trust-in-the-third-party mechanism for two willing parties to execute an online transaction over the Internet. Each transaction is protected through a digital signature, is sent to the “public key” of the receiver, and is digitally signed using the “private key” of the sender. In order to spend money, the owner of the cryptocurrency needs to prove his ownership of the “private key”.The entity receiving the digital currency then verifies the digital signature, which implies ownership of the corresponding “private key”, by using the “public key” of the sender on the respective transaction.The entity receiving the digital currency then verifies the digital signature, which implies ownership of the corresponding “private key”, by using the “public key” of the sender on the respective transaction.Each transaction is broadcasted to every node in the Bitcoin network and is then recorded in a public ledger after verification. Every single transaction needs to be verified for validity before it is recorded in the public ledger.

However, there is question of maintaining the order of these transactions that are broadcasted to ever

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区块链技术：超越比特币

M Crosby，V Kalyanaraman，et al

摘要：区块链本质上是记录的分布式数据库，或是在参与方之间执行和共享的所有交易或数字事件的公共分类帐。 公共分类账中的每笔交易都通过系统中大多数参与者的共识进行验证。 输入后，信息永远不会被删除。 区块链包含有关每笔交易的特定且可验证的记录。 比特币是分散的点对点数字货币，是使用区块链技术的最流行的例子。 数字货币、比特币本身备受争议，但底层区块链技术运作完美无缺，在金融和非金融领域都有广泛的应用。

关键词:区块链、比特币、分布式账本、智能合约

绪论

区块链本质上是记录的分布式数据库，或是在参与方之间执行和共享的所有交易或数字事件的公共分类帐。公共分类账中的每笔交易都通过系统中大多数参与者的共识进行验证。输入后，信息永远不会被删除。区块链包含有关每笔交易的特定且可验证的记录。使用一个基本类比，成千上万的人观察到，从一个饼干罐中偷出一个饼干，保存在一个僻静的地方，比从一个市场上的饼干罐中偷走饼干更容易。

比特币是与区块链技术有着内在联系的最受欢迎的例子。它也是最具争议性的一个，因为它有助于在没有任何政府控制的情况下，实现价值数十亿美元的全球匿名交易市场。因此，它必须处理涉及国家政府和金融机构的一系列监管问题。

然而，区块链技术本身没有争议，多年来一直运作良好，并成功应用于金融和非金融领域的应用。去年，硅谷资本家Marc Andreessen将区块链分布式共识模型列为自互联网本身以来最重要的发明。来自法国巴黎银行的Johann Palychata在Quintessence杂志上写道，比特币的区块链，即允许数字货币运作的软件应当被视为一种发明，有可能改变金融世界及其他领域，就像工业革命中的蒸汽或内燃机。

第一节：区块链技术

1.比特币的短期历史

2008年，以Satoshi Nakamoto的名义撰写的个人（或团体）发表了一篇题为《比特币：点对点电子现金系统》的论文。本文描述了电子现金的点对点版本，该版本允许在线支付，无需通过金融机构直接从一方发送到另一方。比特币是这个概念的第一个实现。现在，“加密货币”是用于描述使用加密技术来保护交易的所有网络和交换媒介的标签 —— 与通过集中可信实体传递交易的系统相对。

第一篇论文的作者希望保持匿名，因此至今没有人知道中本聪。几个月后，一个实施新协议的开源程序被发布，从Genesis块50个硬币开始。任何人都可以安装此开源程序并成为比特币点对点网络的一部分。从那时起它就越来越受欢迎。

从那时起，比特币的普及从未停止过。此外，底层的区块链技术现在正在寻找除金融之外的新应用范围。

2.区块链技术：它是如何工作的？

我们通过解释比特币如何工作来解释区块链的概念，因为它与比特币有着内在的联系。但是，区块链技术适用于在线交换的任何数字资产交易。

（1）验证条目

（2）保护条目

（3）保存历史记录

互联网商务专门与作为可信第三方的金融机构联系在一起，处理和调解任何电子交易。受信任的第三方的角色是验证和保护交易。在线交易中一定比例的欺诈是不可避免的，需要通过金融交易进行调解。这导致高交易成本。

比特币使用加密证明而不是第三方信任机制，两个自愿方通过互联网执行在线交易。每个交易都通过数字签名保护，发送到接收方的“公钥”，并使用发送方的“私钥”进行数字签名。因为涉及金钱交易，加密货币的所有者需要证明他对“私钥”的所有权。接收数字货币的实体随后验证数字签名，这意味着相应的“私钥”的所有权。通过使用“相应交易的发送者的公钥“接收数字货币的实体然后通过使用发送者在相应交易上的”公钥“来验证数字签名，这意味着对应的”私钥“的所有权。交易信息被广播到比特币网络中的每个节点，然后在验证后记录在公共分类账中。在将单个事务记录在公共分类帐中之前，需要验证每个事务的有效性。

然而，因为这些交易被广播到比特币对等网络中的每个其他节点，所以存在维持这些交易的顺序的问题。事务不是按照生成它们的顺序进行的，因此需要一个系统来确保不会发生加密货币的双重花费。考虑到事务通过比特币网络逐节点地传递，不能保证在节点处接收它们的顺序与生成这些事务的顺序相同。上述意味着需要开发一种机制，以便整个比特币网络能够就交易顺序达成一致，这在分布式系统中是一项艰巨的任务。

比特币通过一种现在通常被称为区块链技术的机制解决了这个问题。比特币系统通过将交易放在称为块的组中，然后通过所谓的区块链链接这些块来对交易进行排序。一个区块中的交易被认为是同时发生的。这些块以适当的线性，即时间顺序链接到彼此，每个块包含前一个块的散列。

第二节：现有市场

区块链技术正在金融和非金融领域寻找应用，这些领域传统上依赖第三个可信在线实体来验证和保护数字资产的在线交易。还有另一个应用程序“智能合约”，由Nick Szabo于1994年发明。在参与方之间自动执行合同是个好主意。但是，在加密货币或可编程支付的概念出现之前，它没有被发现。现在，当触发合同协议的预编程条件时，区块链和智能合约这两个程序可以协同工作以触发付款。智能合约实际上是加密货币世界的杀手级应用。

智能合约是由计算机协议自动执行的合同。运用区块链技术使注册、验证和执行它们变得更加容易。此外，像以太坊和Codius这样的开源公司已经开始使用区块链技术实现智能合约，许多运营比特币和区块链技术的公司开始支持智能合约。许多情况下，只有在满足某些条件后才需要转让资产，这需要律师签订合同，而银行提供托管服务，可以由智能合约取代。

特别是，以太坊为其可编程平台功能创造了许多令人兴奋的事物。该公司允许任何人创建自己的加密货币并使用它来执行和支付智能合约，同时它还拥有自己的加密货币（以太），用于支付服务费用。通过使用智能合约，以太坊已经在治理、自主银行、无钥匙访问、众筹、金融衍生品交易和结算等领域为各种早期应用提供动力。

IBM，三星，Overstock，亚马逊，瑞银，花旗，Ebay和Verizon Wireless等公司都在探索区块链的替代和新颖用途，以满足自己的应用需求。包括巴克莱银行和高盛银行在内的全球九大银行最近于2015年9月与纽约的金融技术公司R3合作，以创建一个在金融市场中使用区块链技术的框架。这是银行首次共同寻找区块链技术的应用。摩根大通，华尔街，瑞银，苏格兰皇家银行，瑞士信贷，BBVA和澳大利亚联邦银行等领先银行都加入了这项计划。

第三节：在金融和非金融领域的应用

1.金融应用

1.1.私人证券

公开上市是非常昂贵的。银团集团必须努力承销交易并吸引投资者。证券交易所列出公司股票的二级市场安全运作，及时交易结算和清算。现在理论上，公司可以通过区块链直接发行股票。然后可以在位于区块链顶部的二级市场上购买和出售这些股票。

纳斯达克于2014年推出私募股权交易所。这是为了为上市前或私营公司提供上限表和投资者关系管理等关键功能。由于多个第三方的参与，目前在该交易所交易股票的过程效率低且速度慢。纳斯达克与一家名为chain.com7的旧金山Startup合作，在区块链之上实施私募股权交易。 Chain.com正在实施基于区块链的智能合约以实现交换功能。该产品有望实现快速性，可追溯性和高效性。

1.2保险

能够通过一个或多个难以销毁或复制的标识符唯一标识的资产可以在区块链中注册。这可用于验证资产的所有权并跟踪交易历史记录。任何财产（物理或数字，如房地产、汽车、实物资产、笔记本电脑和其他贵重物品）都可以在区块链中注册，所有权，交易历史可以由任何人，尤其是保险公司进行验证。

Everledger是一家使用区块链创建钻石认证永久分类帐和钻石交易历史的公司。唯一识别钻石的特征，例如高度、宽度、重量、深度、颜色等，在分类帐中进行散列和登记。钻石的核查可由保险公司、执法机构、业主和索赔人进行。 Everledger提供了一个简单易用的Web服务API，用于查看钻石，创建、阅读或更新保险公司的索赔以及警方关于钻石的报告。

2.非金融应用：

2.1公证人

可以使用区块链验证文档的真实性，并且无需集中授权。文档认证服务有助于文档的所有权证明（由谁创作）、存在证明（在特定时间）和完整性证明（未被篡改）。由于它是防伪的并且可以由独立的第三方验证，因此这些服务具有法律约束力。使用区块链进行公证可以保护文档的隐私以及寻求认证的人。通过将文件加密发布到区块链中来发布出版证明，将公证时间戳记带到一个新的水平。使用区块链技术还消除了昂贵的公证费用和无效的文件传输方式。

Stampery是一家可以使用区块链标记电子邮件或任何文件的公司。它只需通过电子邮件将电子邮件发送到专门为每位客户创建的电子邮件，即可简化电子邮件认证。律师事务所正在使用Stampery的技术，以非常经济的方式来证明文件。

2.2区块链在音乐产业中的应用

由于互联网的发展和互联网上许多流媒体服务的可用性，音乐产业在过去十年中发生了巨大的变化。这一变化正在影响音乐行业的每个人：艺术家、唱片公司、出版商、词曲作者和流媒体服务提供商。确定音乐版税的过程一直是一个令人费解的过程，但互联网的出现使其变得更加复杂，从而导致艺术家和词曲作者支付版税的透明度要求。

这是区块链可以发挥作用的地方。该技术可以帮助在公共分类账中保存一个全面而准确的音乐权利所有权信息分布式数据库。除了权利所有权信息之外，可以将智能合约确定的每项工作的版税分配添加到数据库中。这种智能合约将反过来定义不同利益相关者（地址）之间的关系关系并自动化他们的交互。

2.3文件存在的分散证明

在任何法律解决方案中，验证签名文件的存在性和合法性都是非常重要的。传统的文档验证模型依赖于中央机构来存储和验证文档，这带来了一些明显的安全挑战。随着文档的老化，这些模型变得更加困难。

区块链技术为存在证据和拥有法律文件提供了另一种模式。存在证明是一种简单的服务，允许用户匿名且安全地存储任何文档存在的在线证明。该服务仅存储文件的加密摘要，链接到用户提交其文档的时间。值得注意的是，加密摘要或指纹是存储的内容，而不是实际文档。以这种方式，用户不需要担心隐私方面并保护他的信息。

第四节：使用的风险

区块链是一项很有前途的突破性技术。正如我们之前所描述的，可以使用基于区块链的技术解决大量应用程序或问题，这些技术涵盖从财务（汇款到投资银行）到非财务应用程序（如公证服务）。

其中大多数都是激进的创新。正如采用激进创新一样，采用的风险很大。

（1）行为改变：需要变化是肯定的，但有变化的阻力。在区块链引入的无形可信第三方的世界中，客户需要习惯他们的电子交易安全和完整的事实。像Visa或Mastercard这样的中介机构（如果是信用卡）也会改变角色和责任。我们预计这些公司也将投资并将其平台转变为基于区块链的平台。他们将继续为进一步的客户关系提供服务。

（2）扩展：基于区块链扩展当前的新生服务是一项挑战。想象一下你自己第一次执行区块链事务。在执行第一笔交易之前，您必须先下载整套现有的区块链并进行验证。随着块数呈指数增加，这可能需要数小时或更长时间。

（3）引导：将现有合同或业务文档/框架移动到新的基于区块链的方法，需要执行大量的迁移任务。例如，在房地产所有权的情况下，托管公司的现有文档需要迁移到等效的区块链表单这可能涉及时间和成本。

（4）政府法规：在以区块链为基础的交易的新世界中，FTC和SEC等政府机构可能会通过引入新的法律来监控和规范行业合规性，从而减缓采用。在某种程度上，这可能有助于在美国采用，因为这些机构具有客户信任。在像中国这样受控制的经济体中，采用将面临重大阻力。

（5）欺诈活动：鉴于区块链交易的假名性质，加上易于移动贵重物品，“坏人”可能会滥用该技术进行欺诈性活动，如贩卖货币。也就是说，通过足够的法规和技术支持，执法机构将能够监督和起诉这些人。

（6）量子计算：区块链技术的基础依赖于这样一个事实，即由于缺乏所需的计算能力，单方在数学上无法对系统进行游戏。但随着Quantum Computers的未来出现，加密密钥可能很容易通过纯粹的暴力方法在合理的时间内破解。这将使整个系统陷入困境。破解的方法是让钥匙变得更加强大，以致它们可能不容易破解。

结论

区块链是比特币的骨干技术。分布式分类帐功能与区块链的安全性相结合，使其成为解决当前金融和非金融行业问题的极具吸引力的技术。

就技术而言，基于加密货币的技术要么处于膨胀期望的下行斜率，要么处于幻灭的低谷中。

基于区块链的业务应用程序引起了大家极大的兴趣，因此很多初创公司都在对它们进行研究。

如前所述，采用肯定会面临很大的风险。然而，即使是大型金融机构，如Visa、万事达卡、银行和纳斯达克，也正在投资探索区块链当前商业模式的应用。事实上，他们中的一些人正在寻找区块链世界的新商业模式。

有些人希望保持甚至改善监管环境来适应区块链的发展。

我们预计区块链技术由于存在相关风险，应用进程会比较缓慢。大多数初创公司都会失败，赢家很少。话虽如此，我们应该看到在十年或二十年内大量采用。

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