【导读】区块链红红火火了一阵，因泥沙俱下而让人迷惑。然而，随着大数据的发展，基于人工智能和机器智能上的区块链必将颠覆传统认知，为人机共存、同步进化提供技术基础。武汉大学蔡恒进教授（卓尔智联研究院执行院长、杭州宇链科技公有链联合发起人兼首席科学家）团队的新书《区块链：链接智能未来》就是站在“自我肯定需求”理论基础上的关于区块链起源、应用、前景的深入浅出之作。摘录此书也为两天后的第145期文汇讲堂（线上直播）做预热。（见文末链接）

《区块链：链接智能未来》，蔡恒进主编，蔡恒进、江身军、蔡天琪、耿嘉伟、程希冀撰写；责编洪琼，人民出版社，2020年1月，定价48元

【前言选编】

具有智能和意识的区块链系统：人机共同进化的土壤

2019年10月 24日，中共中央政治局针对区块链技术发展现状和趋势进行了第十八次集体学习。习近平总书记强调：要构建区块链产业生态，加快区块链和人工智能、大数据、物联网等前沿信息技术的深度融合，推动集成创新和融合应用。

可以预见，正如人工智能一样，区块链的发展也将在中国引领新一轮的热潮。

区块链技术的重要性在于能够赋予网络空间以内禀时间。在原来的网络空间中，并没有一个可以作为可信标准的时间标尺。数据或文件可以无穷拷贝，副本能够具有完全一样的时间戳信息，且复制成本几近为零，数据和时间戳的篡改成本极低。区块链技术通过共识机制、治理机制和加密技术，使得链上数据被不可篡改地存证，且按照时间先后定序，不可能出现两个完全一样的数据，网络空间将会因为系统自有的时间逻辑主链而被赋予内在时间。

区块链中另一个重要的概念是通证。通证的基本含义是“符号，象征 ”。这些凭证可以代表各种权利和利益，包括购物积分、优惠券、身份证、文凭、房地产、通行证、活动门票和各种权利和利益证明。

回顾历史，权益证明是人类社会各文明的重要组成部分。账目、所有权、资格、证明等都是权益的代表。如果这些权益证明都是以数字、电子和密码学保护来验证其真实性和完整性的，那么人类文明将会有革命性的革新。

区块链提供了对数据及通证的坚实的信任基础和可追溯性，这是任何传统中心化基础设施所做不到的。这样的能力使得人工智能与区块链技术天然可以相互赋能，最终整合成具有智能和意识的区块链系统，并颠覆现有的认知理念。正如习近平总书记对区块链技术的分析中所特别提到的要加快区块链和人工智能等深度融合，人工智能和区块链的结合是必然的趋势。一方面，区块链的链上数据需要人工智能技术来优化和理解，进行整体解释和把握。另一方面，随着人工智能技术的快速发展，社会的复杂度大大提高，区块链技术可以用来对 AI的制造和成长进行监督，强化机器的“自我”意识，使得机器节点在做重大决策时必须匹配人类的反应时间，让人类与机器在同一时间尺度上达成共识、进化博弈。在这个系统里，将汇聚起各种不同的小范围的高度分工，每一条不同的链都有不同的功能。只有在这样的系统上，才能够超越商业社会的需要，找到真正属于人和机器共同进化的土壤。

蔡恒进等在《机器崛起前传：自我意识与人类智慧的开端》一书中指出“对人类智能的理解将决定着明天会是一个怎样的世界”

【正文选摘】

必须了解的区块链历史和核心价值

两人被尊为区块链之父，1990年有了“前传”

行业内，W. Scott Stornetta与Stuart Haber一起被尊为区块链的共同发明者，是公认的“区块链之父”。Stornetta此前就是密码学和分布式计算领域的知名人物。1990 年，他在与Haber共同撰写的论文中首次提到区块链架构技术。该论文描述了一种数字体系结构系统，该系统可以利用“数字时间戳”进行商业交易。当时并没有“区块链”这个词。

1989年，计算机技术正在迅速地发展，所有的文件都在慢慢革新成电子版本。那时Stornetta与Haber就在想，人们怎么确定手中的电子版本的文件就是原版呢？如何得知是否有人曾改动过电子版本的文件呢？ Stornetta与Haber一起研究了这个问题好几个月，最终找到了最根本的解决办法——让世界上的每一个人都成为电子文档记录的见证者。他们颠覆了“由谁认证”这个问题，从而找到了解决办法。他们设想构建一个网络，能够让所有的电子记录在被创造的时候就传输到每一个用户那里，这样就没有人可以篡改这个记录。这就是区块链概念最初的起源。

两位“区块链之父”W. Scott Stornetta（右）与Stuart Haber（左）

18年后的2008年，中本聪利用区块链开发出比特币

区块链的核心理念出现的18年后，由于中本聪（Satoshi Nakamoto）采用该理念开发出当今大行其道的比特币，区块链才得以作为一个系统而公开存在。在其白皮书Bitcoin : A Peer-to-Peer Electronic Cash System（《比特币：一种点对点的电子现金系统》）中，中本聪提到了用随机散列（hashing）对全部交易加上时间戳（timestamps），将它们合并入一个不断延伸的基于随机散列的工作量证明（proof of work，PoW）的链条作为交易记录，并通过最长链条（longest chain）以及工作量证明机制保证在大多数诚实节点（honest nodes）控制下的可信机制。中本聪将这种包含所有基本交易信息的一个单位称为一个区块（block），将无数个区块组成的链条称为区块链。这是区块链思想的一次成熟应用，也成为日后研究区块链的人无法绕过的一个定义。

在大众关于比特币的故事中，被津津乐道的是2010年5月21日，佛罗里达的程序员Laszlo Hanyecz用10000个比特币购买了价值25美元的披萨。但很少有人知道，其实在之前的2010年2月6日，就已经诞生了第一个官方的比特币交易所——Bitcoin Market（比特币市场）。在一开始的时候，比特币的汇率基本是按照Mto Gox（昵称门头沟）上面的比特币与美元汇率来进行的，结果到2012年就升到了最高1:33的兑美元汇率。2012年10月，BitPay发布报告说，全球超过1000家商户通过他们的支付系统来接收比特币的付款。自此以后，比特币开始逐渐走进大众视线。

程序员Laszlo Hanyecz（右一）在2010年用1万比特币购买了两个披萨与他的家人共享，如今每年5月22日被比特币交易圈内戏称为“比特币披萨日”

比特币是区块链第一个应用，后有以太坊、Libra等

区块链在比特币网络中可以看作一个分布式账本，每一个区块就是账本的一页。这个账本有着以下特点：

（1）账本上只记录每一笔交易，即记载付款人、收款人、交易额。交易记录具有时序，无论什么时候，每个人的资产都可以推算出来。

（2）账本完全公开，任何人只要需要，都可以获得当前完整的交易记录.

（3）账本上的交易身份不是真实身份，而是采用一串字符代替，每个人都拥有唯一的一串字符，签名使用非对称加密技术。

区块链是比特币实现的技术，比特币是区块链的第一个应用，但货币并不是其唯一的应用。区块链技术作为一门新兴的技术，存在着极大的发展潜力和应用价值。

比特币被认为是区块链1.0数字货币时代的标志产物，与传统货币一样，它能够承担支付和交易的功能，但同时它的手续费更低、速度更快，且具有去中心化的特点。其创始人中本聪曾表示，他是想用比特币来和国家货币对抗的。比特币的记账方式是基于交易的模型，采用UTXO（未花费交易输出）记账方式。

区块链2.0时代以太坊为标志，是基于账户（account-based）的记账方式，能够承载数字资产，支持智能合约。以太坊之后不同机制、不同特征数字货币项目接踵而至。

2019年6月18日，Facebook发布Libra白皮书。作为全球首家大型网络巨头发起的加密币，Libra 加速了数字货币在全球范围内的推广。Libra拥有足够多的潜在用户，它将可以把更多的用户带进数字货币及区块链的世界。另外，Libra拥有价值锚定，也为数字货币世界的发展及其他通证的定价创造了更加便利的条件。

Libra是一种不追求对美元汇率稳定，而追求实际购买力相对稳定的加密数字货币

区块链是特殊的分布式数据库，但未必支持数据权限

在网络空间中，文件的存证与定序不是简单的任务，区块链技术能够赋予网络空间以内禀的时间，保证数据的先后顺序一旦记录就不可更改。要理解区块链技术，我们常常从分布式技术开始讲起。

如果要用一句话定义区块链，我们可以尝试这样的狭义描述：区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的链式数据结构，并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本（distributed ledger）。或者我们可以更简单地说，区块链是一种特殊的分布式账本或者是一种特殊的分布式数据库（distributed database）。

之所以将区块链技术（blockchain technology，BT）称为一种特殊的分布式账本技术（distributed ledger technology，DLT），是因为区块链技术与分布式账本技术并不完全等同。分布式账本的概念更广，分布式账本可能是基于区块链技术的，也可能不是。而区块链必然是分布式账本，但它未必支持数据权限与数据访问控制，比如比特币区块链就是开放数据权限与数据访问的公有区块链。分布式账本技术可能会牺牲去中心化而实现政府监管部门所关心的数据权限与数据访问控制。区块链是一种典型的分布式总账，区块链是多边自治的，靠密码学原理和集群优势保证不可更改地记录价值的产生和转移行为。

区块链上的账本具有不可篡改和不可伪造的性质

区块链的分类：公有链、私链、联盟链

当前区块链技术还在不断发展，各种规模、各种应用场景的区块链系统百花齐放。根据不同区块链的开放程度和参与者的范围来区分，区块链已经逐渐形成了公有链、联盟链和私有链三大种。

公有链，即公共区块链（public blockchains），是指全世界任何人都可以随时进入系统中读取数据、发送可确认交易、竞争记账的区块链。在公有链中，无官方组织及管理机构，无中心服务器，参与的节点按照系统规则自由接入网络，不受控制，节点间基于共识机制开展工作。

公有链有以下三大主要特点。

（1）保护用户免受开发者的影响。在公有链中程序开发者无权干涉用户，所以区块链可以保护使用他们开发的程序的用户。

（2）访问门槛低。任何拥有足够技术能力的人都可以访问，也就是说，只要有一台能够联网的计算机就能够满足访问的条件。

（3）所有数据默认公开。在公有链中，参与者隐藏自己的真实身份的现象十分普遍。他们通过公有链的公共性来保证自己的安全性，在这里每个参与者可以看到所有的账户余额和其所有的交易活动。

中本聪试图通过去中心化来达到不受任何人控制的目的，兼有“抗腐败”的功能。比特币、以太坊、NEO、量子链等都是典型的公有链。

比特币是一个典型的公有链，全世界任何人都可读取、发送交易且交易能获得有效确认的、也可以参与其中共识过程

私有链，即私有区块链（private blockchains），是指其写入权限是由某个组织和机构控制的区块链。参与节点的资格会被严格限制，由于参与的节点是有限和可控的，因此私有链往往可以有极快的交易速度、更好的隐私保护、更低的交易成本，不容易被恶意攻击，并且能够做到身份认证等金融行业必须的要求。

相比中心化数据库，私有链能够防止机构内单节点故意隐瞒或篡改数据。即使发生错误，也能够很快就发现来源，但仍保留着区块链的真实性和部分去中心化的特性。因此许多大型金融企业更倾向于使用私有链技术。

联盟链，即联盟区块链（consortium blockchains），是指由若干机构联合发起，介于公有链和私有链之间，兼具部分去中心化的特点，共识过程受到预选节点控制的区块链。这些区块链可视为“部分去中心化”。联盟链的代表有R3、RIPPLE、Hyperledger等。

事实上，从各大国际金融巨头陆续加入R3CEV 区块链计划这一行为来看，金融集团之间更倾向于联盟链。R3CEV 是一家总部位于纽约的区块链创业公司，由其发起的R3区块链联盟，至今已吸引了50家巨头银行参与，其中包括富国银行、美国银行、纽约梅隆银行、花旗银行等，中国平安银行于2016年5月加入R3区块链联盟。2016年4月，R3 联盟推出了Corda区块链平台，可以用来管理和同步各个银行组织机构之间的协议。

平安银行、民生银行、招商银行陆续加入R3区块链联盟

激励机制：鼓励人们提高生产力、创造财富

在现实社会治理体系中，产权制度和按劳分配方式等，宗旨皆在于激励人们去提高生产力、创造财富；公司各式各样的薪酬制度、期权激励、职级晋升等同样是为了激励员工努力创造价值。

有效的激励在公有链中不可或缺，是维持公有链正常运作的保证，是促进系统进步的真正动力。记账是需要耗费算力的，那么必须有一种机制，让系统中的大多数节点维持生态，诚实记录，由激励机制为记账者提供奖励。

比如，以太坊激励机制，用以鼓励矿工花费计算资源进行挖矿，而这一机制就是以太币。以太坊最小货币单位是wei，以太币与其兑换率为1 Ether = 1018 wei。每个区块被挖出，那么相应矿工会获得一定的奖励，而奖励由两个部分组成：①矿工在获得记账权后可以获得5个以太币的奖励；②动态奖励，首先记账的区块中所有的交易费用归矿工所有，除此之外，矿工还可以从每个叔区块中获得额外的1/32以太币的奖励。

对于联盟链和私有链，激励机制可能不是必选项。

又如：鼓励诚信行为——回溯历史的奖励机制

针对区块链可持续性问题，能够有效改善系统的财富分布，让财富尽可能长久地流转，让系统保持活力。区块链的优点之一就是所有数据不可篡改，因而历史信息安全可信。我们提出的基于回溯历史的奖惩共识机制也就是基于区块链的历史数据进行数据挖掘，形成相应的奖惩提案，用户投票通过后实施奖惩。该机制的特点包括：①不定期对过去某一个时间段的行为进行评估和奖惩，用户事先并不知道会获得奖励；②通过对奖惩提案的投票反映节点的行为表现。

基于回溯区块链历史的奖惩用户行为方法的流程图

共识机制：降低社会交换成本，快速形成商业行为基础

共识机制可谓是区块链的灵魂。共识机制，就是在一个时间段内对事物的前后顺序达成共识的一种算法，简单理解就是，共识机制规定了由谁记账、按照什么顺序记账。目前常用的几种共识机制有：工作量证明机制，即工作量越多收益越大；权益证明机制（proof of stake，PoS），类似股权凭证和投票系统，由持有最多token的人来公示最终信息；拜占庭共识算法（practical Byzantine fault tolerance，PBFT），以计算为基础，也没有代币奖励，由链上所有人参与投票，少于（N-1）/3个节点反对时就获得公示信息的权力。

现有各种共识机制的问题包括：①算力浪费；②权益向顶层集中；③作恶成本低下；④对于真正的去中心化构成威胁；⑤固定规则下的道德风险问题，如投机心理，故意刷单等。共识是社会交换乃至产生商业行为的基础，AI的快速发展要求人类迅速达成共识，区块链技术为我们提供了全新的达成共识的机会。

与AI、5G、物联网结合，产业上下游高效广泛协作

目前行业上出现得比较多的互联网应用多为平台型应用。而未来的平台型应用在新的IT基础技术（区块链技术）的出现的情况下，将更加广泛的形成产业上下游之间的高效广泛协作。避免平台垄断、金融垄断、科技垄断的情况影响国民经济的健康长远发展。

总体而言，区块链技术一方面运用于科技金融领域服务于融资创新和价值链的创新，另一方面服务于信息技术本身的交叉融合，使之与AI人工智能、大数据、云计算、物联网、5G应用等等各种各样的新技术、新应用广泛交叉融合，在行业上渗透第一产业（农业和能源产业）、第二产业（制造业）、第三产业（服务业）的各个领域，从而在数字经济的虚拟国土上起到沟通产业链所有上下游所有环节。区块链与人工智能、大数据、云计算、物联网、5G、虚拟现实VR、芯片等将推动行业融合创新，最终出现产业链协同应用创新的大爆发。

区块链技术的广泛应用场景协作发展或可形成爆发式创新

培育一批综合业务素质的领军人物和高水平创新团队

区块链人才更具备综合业务素质能力，除了懂技术，还需要懂经济、懂商业、懂民生、懂产业，还需脚踏实地，深入业务与产业链的一线，思考技术与应用落地、与业务融合、与产业链融合创新的所有可能性。

目前底层链的研究，除了公链的国际性团队之外，还有各大IT公司的区块链部门，例如IBM超级账本、腾讯FusionBank、阿里蚂蚁金服、百度超级链，还有微众银行BCOS等等。一方面市场上的区块链专业人才稀缺，另一方面高校中区块链相关的课程体系还未跟上，区块链各方面的人才培养势在必行。我们既需要底层共识算法的高精尖人才，也需要应用层面跨学科、跨行业的融合创新领军人才。

通证经济：区块链+AI时代特点

互联网时代的“眼球经济”（Attention Economy）正在转向区块链+AI时代的“通证经济”（Intention Economy或Token Economy）。区块链技术的核心价值在于存证和通证。

敬请阅读全书《区块链：链接智能未来》

（李念编摘自前言、第一讲《什么是区块链》第二讲《什么是通证经济》）

【主编简介】蔡恒进，详见文末链接。

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相关链接：

讲堂报名|蔡恒进/屈林《区块链技术如何赋能全球公共卫生治理》

作者：蔡恒进

编辑：李念 刘梦慈
责任编辑：李念

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