《区块链浪潮：连接技术与应用》编写的主要目的是向读者揭示区块链技术目前“在技术上可以做到哪些事情”“哪些行业适合应用区块链技术”“区块链技术未来将走向何方”。《区块链浪潮：连接技术与应用》分为区块链技术篇、应用场景篇、现状与展望篇三部分，前两篇为本书核心。首先介绍技术进展，再就各行业进行具体分析。本书以区块链的基础技术进行介绍，再以细分、专业的技术进行讲解。《区块链浪潮：连接技术与应用》并未停留在浅显的技术说明上，而是通过讲解技术的原理，就技术的难点、未来发展方向等给出独立见解。《区块链浪潮：连接技术与应用》是哈希研究院多位研究者在区块链行业实践、探索、深度思考的总结和提炼。本书面向的读者主要是已具有区块链技术基础知识，希望进一步了解技术发展脉络的业内人员，以及对区块链感兴趣、希望探索区块链技术在实际项目落脚点的从业者。
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北京阿尔山区块链联盟科技有限公司CEO
清华大学计算机专业博士
前Google技术总监 邸烁
清华大学计算机系副主任 徐恪
火币中国CEO 袁煜明
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前Google技术总监 邸烁
清华大学计算机系副主任 徐恪
火币中国CEO 袁煜明
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目录
序一
序二
序三
前言
第一部分—区块链技术篇
第1章区块链技术概览
1.1 区块链的基本介绍
1.2 区块链的核心技术
1.3 区块链的特点
1.4 区块链的分类
1.5 本书导读
第2章 P2P网络
2.1 P2P网络的概念
2.2 比特币中的P2P网络
2.3 P2P网络的局限性与权衡
第3章 数据结构
3.1 分布式账本
3.2 区块和链
3.3 并行处理的探索
第4章 共识机制
4.1 技术的边界
4.2 公有链的常用共识机制
4.3 联盟链的常用共识机制
4.4 共识的成本
第5章 哈希函数
5.1 哈希函数的特性
5.2 用途一：交易信息的压缩和验证
5.3 用途二：工作量证明
5.4 用途三：比特币钱包地址
5.5 小结
第6章 零知识证明
6.1 零知识证明原理
6.2 区块链中的零知识证明应用
第7章 哈希时间锁协议
7.1 互联网上的“跳蚤市场”
7.2 交易示例
7.3 局限性
第8章 分片技术
8.1 数据分片的概念
8.2 传统数据库的分片方式
8.3 分片中的一致性挑战
8.4 区块链技术下的分片方式
8.5 小结
第9章 空间证明共识算法
9.1 当前共识算法存在的问题
9.2 空间证明的原理
9.3 质量函数
9.4 小结
第10章 Mimble-Wimble技术
10.1 无声无息之咒
10.2 实现原理
第二部分—应用场景篇
第11章 区块链行业应用概述
11.1 区块链的行业应用
11.1.1 区块链的应用现状
11.1.2 行业区块链化需要具有的特征
11.2 区块链应用的挑战和趋势
11.3 区块链应用的展望
第12章 泛金融领域：天然契合
12.1 泛金融领域现状
12.1.1 基本概念
12.1.2 泛金融领域存在的问题
12.1.3 泛金融领域的发展趋势
12.2 区块链+泛金融领域
12.2.1 区块链+泛金融的可行性简析
12.2.2 区块链+泛金融的优势
12.2.3 区块链+泛金融的阻碍和限制
12.3 小结
第13章 供应链：链式协同
13.1 供应链现状
13.1.1 基本概念
13.1.2 供应链存在的问题
13.1.3 供应链的发展趋势
13.2 区块链+供应链行业
13.2.1 区块链+供应链的可行性简析
13.2.2 区块链+供应链的优势
13.2.3 区块链+供应链金融
13.2.4 区块链+供应链的阻碍和限制
13.3 小结
第14章 公益：共建信任体系
14.1 公益领域现状
14.1.1 基本概念
14.1.2 公益领域存在的问题
14.2 区块链+公益领域
14.2.1 区块链+公益领域的可行性简析
14.2.2 区块链+公益领域的优势
14.2.3 区块链+公益领域的阻碍和限制
14.3 小结
第15章 数字身份：区块链时代的基石
15.1 数字身份现状
15.1.1 基本概念
15.1.2 数字身份存在的问题
15.2 区块链+数字身份
15.2.1 数字身份系统简介
15.2.2 数字身份系统优势
15.2.3 区块链+数字身份
15.2.4 区块链+数字身份的阻碍和限制
15.3 小结
第16章 版权：资本为何争相布局
16.1 版权领域现状
16.1.1 基本概念
16.1.2 版权领域存在的问题
16.1.3 版权领域的发展趋势
16.2 区块链+版权领域
16.2.1 区块链+版权的可行性简析
16.2.2 区块链+版权的场景分析
16.2.3 区块链+版权的优势
16.2.4 区块链+版权的阻碍和限制
16.3 小结
第17章 医疗：数据为王
17.1 医疗健康领域现状
17.1.1 基本概念
17.1.2 医疗健康领域存在的问题
17.1.3 医疗健康领域发展趋势
17.2 区块链+医疗领域
17.2.1 区块链+医疗领域的可行性简析
17.2.2 区块链+医疗领域的优势
17.2.3 区块链+医疗领域的阻碍和限制
17.3 小结
第18章 共享经济：实现真正“共享”
18.1 共享经济领域现状
18.1.1 基本概念
18.1.2 共享经济存在的问题
18.1.3 共享经济领域的发展趋势
18.2 区块链+共享经济领域
18.2.1 区块链+共享经济的可行性简析
18.2.2 区块链+共享经济的场景分析
18.2.3 区块链+共享经济的优势
18.2.4 区块链+共享经济的阻碍和限制
18.3 小结
第19章 游戏：机会还是泡沫
19.1 游戏领域现状
19.1.1 基本概念
19.1.2 游戏领域存在的问题
19.2 区块链+游戏领域
19.2.1 区块链+游戏领域的可行性简析
19.2.2 区块链+游戏领域的优势
19.2.3 区块链+游戏领域的阻碍和限制
19.3 小结
第20章 社交：解决用户痛点
20.1 社交领域现状
20.1.1 基本概念
20.1.2 社交领域存在的问题
20.2 区块链+社交领域
20.2.1 区块链+社交领域的可行性简析
20.2.2 区块链+社交领域的优势
20.2.3 区块链+社交领域的阻碍和限制
20.3 小结
第21章 能源：或是伪区块链应用
21.1 能源行业现状
21.1.1 能源行业基本概念
21.1.2 部分国家电力能源现状对比
21.1.3 能源行业存在的问题
21.1.4 能源行业的发展趋势
21.2 区块链+能源行业
21.2.1 区块链+能源的可行性分析
21.2.2 区块链+能源的优势
21.2.3 区块链+能源的缺点和限制
21.3 小结
第三部分——现状与展望篇
第22章 为什么说区块链是数字时代生产关系的革命
22.1 数字时代，各个行业为何终究走向垄断？
22.2 垄断预期下，社会、用户和创业者的窘境
22.3 区块链——“将蛋糕分好”的利器
22.4 区块链时代的“免费逻辑”
第23章 区块链发展的三个阶段
23.1 信息“区块链化”，解决信息割裂问题
23.2 价值“区块链化”，实现交易“去中介化”
23.3 场景“区块链化”，降低整个体系的熵
23.4 小结
第24章 区块链重塑共享单车行业
24.1 失效的调度：供需不匹配与损失厌恶
24.2 商业逻辑：购车与租车的平衡与共赢
第25章 区块链破局租房市场迷阵
25.1 租房市场发展现状
25.2 破局一——降低信任成本
25.3 破局二——资产通证化
第26章 区块链构建全新打车场景
26.1 打车行业发展现状
26.2 对策一——安全性问题
26.3 对策二——补贴大战
第27章 资产上链：价值交换新时代
27.1 资产现状
27.1.1 资产的基本概念
27.1.2 资产存在的问题
27.2 资产上链分析
27.2.1 资产上链的可行性简析
27.2.2 资产上链的优势
27.2.3 资产上链的阻碍和限制
27.3 资产上链及其指标体系设计
27.3.1 指标设计的总体思路
27.3.2 供给层指标体系设计
27.3.3 操作层指标体系设计
27.3.4 需求层指标体系设计
27.4 资产的种类与权力划分
27.4.1 资产的种类
27.4.2 资产的所有权、使用权和收益权
27.5 资产上链指标及其应用
27.5.1 指标体系的打分原则
27.5.2 上链内容的具体讨论
27.6 小结
第28章 Token经济及其发展模式
28.1 通证经济概述
28.1.1 基本概念
28.1.2 通证经济的特点
28.1.3 通证经济的发展
28.2 经济的发展模式
28.2.1 通证经济的现状分析
28.2.2 通证经济的发展模式
28.3 通证经济发展的“痛点”
28.3.1 区块链技术的发展尚不成熟
28.3.2 通证项目落地进程艰难
28.3.3 通证经济发展环境混乱，落地不确定性大
28.4 小结
结束语
附录 具有代表性的通证项目
序二
序三
前言
第一部分—区块链技术篇
第1章区块链技术概览
1.1 区块链的基本介绍
1.2 区块链的核心技术
1.3 区块链的特点
1.4 区块链的分类
1.5 本书导读
第2章 P2P网络
2.1 P2P网络的概念
2.2 比特币中的P2P网络
2.3 P2P网络的局限性与权衡
第3章 数据结构
3.1 分布式账本
3.2 区块和链
3.3 并行处理的探索
第4章 共识机制
4.1 技术的边界
4.2 公有链的常用共识机制
4.3 联盟链的常用共识机制
4.4 共识的成本
第5章 哈希函数
5.1 哈希函数的特性
5.2 用途一：交易信息的压缩和验证
5.3 用途二：工作量证明
5.4 用途三：比特币钱包地址
5.5 小结
第6章 零知识证明
6.1 零知识证明原理
6.2 区块链中的零知识证明应用
第7章 哈希时间锁协议
7.1 互联网上的“跳蚤市场”
7.2 交易示例
7.3 局限性
第8章 分片技术
8.1 数据分片的概念
8.2 传统数据库的分片方式
8.3 分片中的一致性挑战
8.4 区块链技术下的分片方式
8.5 小结
第9章 空间证明共识算法
9.1 当前共识算法存在的问题
9.2 空间证明的原理
9.3 质量函数
9.4 小结
第10章 Mimble-Wimble技术
10.1 无声无息之咒
10.2 实现原理
第二部分—应用场景篇
第11章 区块链行业应用概述
11.1 区块链的行业应用
11.1.1 区块链的应用现状
11.1.2 行业区块链化需要具有的特征
11.2 区块链应用的挑战和趋势
11.3 区块链应用的展望
第12章 泛金融领域：天然契合
12.1 泛金融领域现状
12.1.1 基本概念
12.1.2 泛金融领域存在的问题
12.1.3 泛金融领域的发展趋势
12.2 区块链+泛金融领域
12.2.1 区块链+泛金融的可行性简析
12.2.2 区块链+泛金融的优势
12.2.3 区块链+泛金融的阻碍和限制
12.3 小结
第13章 供应链：链式协同
13.1 供应链现状
13.1.1 基本概念
13.1.2 供应链存在的问题
13.1.3 供应链的发展趋势
13.2 区块链+供应链行业
13.2.1 区块链+供应链的可行性简析
13.2.2 区块链+供应链的优势
13.2.3 区块链+供应链金融
13.2.4 区块链+供应链的阻碍和限制
13.3 小结
第14章 公益：共建信任体系
14.1 公益领域现状
14.1.1 基本概念
14.1.2 公益领域存在的问题
14.2 区块链+公益领域
14.2.1 区块链+公益领域的可行性简析
14.2.2 区块链+公益领域的优势
14.2.3 区块链+公益领域的阻碍和限制
14.3 小结
第15章 数字身份：区块链时代的基石
15.1 数字身份现状
15.1.1 基本概念
15.1.2 数字身份存在的问题
15.2 区块链+数字身份
15.2.1 数字身份系统简介
15.2.2 数字身份系统优势
15.2.3 区块链+数字身份
15.2.4 区块链+数字身份的阻碍和限制
15.3 小结
第16章 版权：资本为何争相布局
16.1 版权领域现状
16.1.1 基本概念
16.1.2 版权领域存在的问题
16.1.3 版权领域的发展趋势
16.2 区块链+版权领域
16.2.1 区块链+版权的可行性简析
16.2.2 区块链+版权的场景分析
16.2.3 区块链+版权的优势
16.2.4 区块链+版权的阻碍和限制
16.3 小结
第17章 医疗：数据为王
17.1 医疗健康领域现状
17.1.1 基本概念
17.1.2 医疗健康领域存在的问题
17.1.3 医疗健康领域发展趋势
17.2 区块链+医疗领域
17.2.1 区块链+医疗领域的可行性简析
17.2.2 区块链+医疗领域的优势
17.2.3 区块链+医疗领域的阻碍和限制
17.3 小结
第18章 共享经济：实现真正“共享”
18.1 共享经济领域现状
18.1.1 基本概念
18.1.2 共享经济存在的问题
18.1.3 共享经济领域的发展趋势
18.2 区块链+共享经济领域
18.2.1 区块链+共享经济的可行性简析
18.2.2 区块链+共享经济的场景分析
18.2.3 区块链+共享经济的优势
18.2.4 区块链+共享经济的阻碍和限制
18.3 小结
第19章 游戏：机会还是泡沫
19.1 游戏领域现状
19.1.1 基本概念
19.1.2 游戏领域存在的问题
19.2 区块链+游戏领域
19.2.1 区块链+游戏领域的可行性简析
19.2.2 区块链+游戏领域的优势
19.2.3 区块链+游戏领域的阻碍和限制
19.3 小结
第20章 社交：解决用户痛点
20.1 社交领域现状
20.1.1 基本概念
20.1.2 社交领域存在的问题
20.2 区块链+社交领域
20.2.1 区块链+社交领域的可行性简析
20.2.2 区块链+社交领域的优势
20.2.3 区块链+社交领域的阻碍和限制
20.3 小结
第21章 能源：或是伪区块链应用
21.1 能源行业现状
21.1.1 能源行业基本概念
21.1.2 部分国家电力能源现状对比
21.1.3 能源行业存在的问题
21.1.4 能源行业的发展趋势
21.2 区块链+能源行业
21.2.1 区块链+能源的可行性分析
21.2.2 区块链+能源的优势
21.2.3 区块链+能源的缺点和限制
21.3 小结
第三部分——现状与展望篇
第22章 为什么说区块链是数字时代生产关系的革命
22.1 数字时代，各个行业为何终究走向垄断？
22.2 垄断预期下，社会、用户和创业者的窘境
22.3 区块链——“将蛋糕分好”的利器
22.4 区块链时代的“免费逻辑”
第23章 区块链发展的三个阶段
23.1 信息“区块链化”，解决信息割裂问题
23.2 价值“区块链化”，实现交易“去中介化”
23.3 场景“区块链化”，降低整个体系的熵
23.4 小结
第24章 区块链重塑共享单车行业
24.1 失效的调度：供需不匹配与损失厌恶
24.2 商业逻辑：购车与租车的平衡与共赢
第25章 区块链破局租房市场迷阵
25.1 租房市场发展现状
25.2 破局一——降低信任成本
25.3 破局二——资产通证化
第26章 区块链构建全新打车场景
26.1 打车行业发展现状
26.2 对策一——安全性问题
26.3 对策二——补贴大战
第27章 资产上链：价值交换新时代
27.1 资产现状
27.1.1 资产的基本概念
27.1.2 资产存在的问题
27.2 资产上链分析
27.2.1 资产上链的可行性简析
27.2.2 资产上链的优势
27.2.3 资产上链的阻碍和限制
27.3 资产上链及其指标体系设计
27.3.1 指标设计的总体思路
27.3.2 供给层指标体系设计
27.3.3 操作层指标体系设计
27.3.4 需求层指标体系设计
27.4 资产的种类与权力划分
27.4.1 资产的种类
27.4.2 资产的所有权、使用权和收益权
27.5 资产上链指标及其应用
27.5.1 指标体系的打分原则
27.5.2 上链内容的具体讨论
27.6 小结
第28章 Token经济及其发展模式
28.1 通证经济概述
28.1.1 基本概念
28.1.2 通证经济的特点
28.1.3 通证经济的发展
28.2 经济的发展模式
28.2.1 通证经济的现状分析
28.2.2 通证经济的发展模式
28.3 通证经济发展的“痛点”
28.3.1 区块链技术的发展尚不成熟
28.3.2 通证项目落地进程艰难
28.3.3 通证经济发展环境混乱，落地不确定性大
28.4 小结
结束语
附录 具有代表性的通证项目
前言
前言
第二次世界大战结束后，人们深刻感受到科学研究转化为应用所产生的巨大力量。这种力量不仅改变大众的日常生活，并更进一步改变国家发展路径，以及全球的政治经济格局。随着电子、计算机技术在全球的迅速发展，密码学和通信技术也取得了极大的进步。
1949年，Shannon发表了《保密系统的通信理论》，奠定了密码学的数学基础。1976年，Diffie和Hellman发表了《密码学的新方向》，对密钥协商、数字签名等问题提出了崭新的思路，指明了整个密码学迄今的发展方向。
随后 RSA 算法、Merkle-Tree 数据结构、拜占庭将军问题、椭圆曲线加密算法等研究，标志着现代密码学基础理论和技术的确立，密码学货币的概念应运而生。随着2008年中本聪《比特币：点对点的电子现金系统》论文发表，综合各种技术的比特币项目于2009年1月产生第一个区块，在此后逐渐走入大众视野。其后以太坊、EOS 等项目的飞速成长，不断刺激着区块链生态的蓬勃发展。目前，区块链的应用已涵盖大部分行业，人们已能享受到便捷的快速跨境支付、购买可追根溯源的安全食品等。
从古代的结绳记事、近代的复式记账，再到互联网与线下实业的结合，每一次价值流通方式的改变，都带来人类经济体系的重大变革。区块链技术的进步，带来一种分布式、社群化、通用、实时的记账方式。这个体系允许人们对所有有益于社群的行为进行激励，使创造价值和分享价值的方式变得前所未有的流畅。人们得以想象一个开放、自由、可信任、共享共赢的价值体系，这种组织方式可以完全释放出人们的生产力和创造力，其威力将席卷目前社会上所有存在交易场景的领域。
纵观区块链行业发展的历史，技术始终起着先导和引领的作用，技术发展亦始终与经济、工业的需求紧密结合。我们专注于区块链技术的发展，探寻科技进步的路径和方向；同时对各个行业展开细致分析，指出行业痛点，让科技助力行业进一步发展。我们希望探寻科技浪潮下行业的跳动脉搏。
本书在第一部分“区块链技术篇”，将从对技术的分析开始，围绕区块链的数据结构、共识机制、密码学等内容进行研究，指出技术路径和未来方向。在第二部分“应用场景篇”，将从供应链、泛金融、共享经济等领域，对区块链与行业的结合进行探索，叙述技术应用的可能性与解决方案。在第三部分“现状与展望篇”，将分享对区块链特定问题的思考，探寻区块链未来发展的机遇。
区块链技术在发展过程中仍存在挑战，如矿机、矿池的出现，使比特币某种程度上与集中化的银行变得类似；一些区块链项目因代码不完善而遭受黑客攻击；业内也曾出现一些不理性的声音。市场会有喧嚣的时候，也会有沉寂的时候，但无论何时，总需要有人坚定、专注地行动，用行动推动进步。
在挑战与机遇并存的未来，我们相信市场终将回归理性，回归本位价值。探求技术的进一步发展，探索行业的前进方向，正是对价值回归的支持和推动。市值的变化，不一定能完整地反映行业的情况；行业的进步，在于实实在在地提供更美好的生活，拓展人类的视野，拓宽知识的边界。
我们关心在市场背后推动行业进步的真实力量，相信那些专注于技术、专注于落地场景的项目，终会以更坚定、更强大的姿态出现在大众面前。经过沉寂、酝酿，相信区块链领域将涌现出更多应用，区块链技术也将迎来广阔的发展天地；而我们所在的此刻，或许正是不远处巨大浪潮的先声！
哈希研究院
第二次世界大战结束后，人们深刻感受到科学研究转化为应用所产生的巨大力量。这种力量不仅改变大众的日常生活，并更进一步改变国家发展路径，以及全球的政治经济格局。随着电子、计算机技术在全球的迅速发展，密码学和通信技术也取得了极大的进步。
1949年，Shannon发表了《保密系统的通信理论》，奠定了密码学的数学基础。1976年，Diffie和Hellman发表了《密码学的新方向》，对密钥协商、数字签名等问题提出了崭新的思路，指明了整个密码学迄今的发展方向。
随后 RSA 算法、Merkle-Tree 数据结构、拜占庭将军问题、椭圆曲线加密算法等研究，标志着现代密码学基础理论和技术的确立，密码学货币的概念应运而生。随着2008年中本聪《比特币：点对点的电子现金系统》论文发表，综合各种技术的比特币项目于2009年1月产生第一个区块，在此后逐渐走入大众视野。其后以太坊、EOS 等项目的飞速成长，不断刺激着区块链生态的蓬勃发展。目前，区块链的应用已涵盖大部分行业，人们已能享受到便捷的快速跨境支付、购买可追根溯源的安全食品等。
从古代的结绳记事、近代的复式记账，再到互联网与线下实业的结合，每一次价值流通方式的改变，都带来人类经济体系的重大变革。区块链技术的进步，带来一种分布式、社群化、通用、实时的记账方式。这个体系允许人们对所有有益于社群的行为进行激励，使创造价值和分享价值的方式变得前所未有的流畅。人们得以想象一个开放、自由、可信任、共享共赢的价值体系，这种组织方式可以完全释放出人们的生产力和创造力，其威力将席卷目前社会上所有存在交易场景的领域。
纵观区块链行业发展的历史，技术始终起着先导和引领的作用，技术发展亦始终与经济、工业的需求紧密结合。我们专注于区块链技术的发展，探寻科技进步的路径和方向；同时对各个行业展开细致分析，指出行业痛点，让科技助力行业进一步发展。我们希望探寻科技浪潮下行业的跳动脉搏。
本书在第一部分“区块链技术篇”，将从对技术的分析开始，围绕区块链的数据结构、共识机制、密码学等内容进行研究，指出技术路径和未来方向。在第二部分“应用场景篇”，将从供应链、泛金融、共享经济等领域，对区块链与行业的结合进行探索，叙述技术应用的可能性与解决方案。在第三部分“现状与展望篇”，将分享对区块链特定问题的思考，探寻区块链未来发展的机遇。
区块链技术在发展过程中仍存在挑战，如矿机、矿池的出现，使比特币某种程度上与集中化的银行变得类似；一些区块链项目因代码不完善而遭受黑客攻击；业内也曾出现一些不理性的声音。市场会有喧嚣的时候，也会有沉寂的时候，但无论何时，总需要有人坚定、专注地行动，用行动推动进步。
在挑战与机遇并存的未来，我们相信市场终将回归理性，回归本位价值。探求技术的进一步发展，探索行业的前进方向，正是对价值回归的支持和推动。市值的变化，不一定能完整地反映行业的情况；行业的进步，在于实实在在地提供更美好的生活，拓展人类的视野，拓宽知识的边界。
我们关心在市场背后推动行业进步的真实力量，相信那些专注于技术、专注于落地场景的项目，终会以更坚定、更强大的姿态出现在大众面前。经过沉寂、酝酿，相信区块链领域将涌现出更多应用，区块链技术也将迎来广阔的发展天地；而我们所在的此刻，或许正是不远处巨大浪潮的先声！
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