区块链开源项目Ripple 一、简介、环境搭建与部署

区块链起源于比特币。 2008年11月1日，一位自称中本聪的人发表了文章《比特币：一种点对点的电子现金系统》[4]，阐述了基于P2P的电子现金系统的架构概念，如网络技术、加密技术、时间戳技术、区块链技术等，标志着比特币的诞生。 两个月后，理论进入实践，2009年1月3日，第一个序号为0的创世区块诞生。 几天后，即 2009 年 1 月 9 日，出现了序号为 1 的区块，并与序号为 0 的创世区块相连形成一条链，标志着区块链的诞生 [5]。

近年来，世界对比特币的态度跌宕起伏，但作为比特币底层技术之一的区块链技术越来越受到关注。 在比特币的形成过程中，区块是一个个存储单元，记录了一定时间内各个区块节点的所有通信信息。 每个块由随机散列（也称为散列算法）链接。 后一个块包含前一个块的哈希值。 随着信息交换的扩展，一个块之后是另一个块。 结果称为区块链。

什么是区块链？ 从技术角度看，区块链涉及数学、密码学、互联网、计算机编程等诸多科学技术问题。 从应用的角度来看，简单来说，区块链就是一个分布式的共享账本和数据库，具有去中心化、不可篡改、全程可追溯、可追溯、集体维护、公开透明等特点。 这些特性保证了区块链的“诚实”和“透明”，为区块链建立信任奠定了基础。 区块链丰富的应用场景，基本上是基于区块链可以解决信息不对称问题，实现多主体间的协同信任和协同行动[7]。

区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的一种新型应用模式。 区块链（Blockchain）是比特币的一个重要概念。 它本质上是一个去中心化的数据库。 同时，作为比特币的底层技术，它是一系列与密码学方法相关联的数据块。 每个数据块包含一批比特币网络交易信息，用于验证信息的有效性（防伪）和生成下一个块[8]。

比特币白皮书英文原版[4]其实并没有出现blockchain这个词比特币开源代公开了，而是使用了chain of blocks。 在最早的比特币白皮书中文译本[9]中，chain of blocks被翻译成blockchain。 这是中文“区块链”一词最早出现的时间。

2019年1月10日，国家互联网信息办公室发布《区块链信息服务管理规定》，自2019年2月15日起施行[1]。

作为核心技术自主创新的重要突破口，区块链的安全风险被视为制约行业健康发展的一大短板，频发的安全事件为行业敲响了警钟。 拥抱区块链，需要加快探索建立适应区块链技术机制的安全体系。

2008年，中本聪首次提出区块链的概念[4]，随后几年，区块链成为电子货币比特币的核心组成部分：作为所有交易的公共账本。 通过利用对等网络和分布式时间戳服务器，可以自主管理区块链数据库。 为比特币发明的区块链使其成为第一个解决双重支出问题的数字货币。 比特币的设计已经成为其他应用程序的灵感来源。

2014年，“区块链2.0”成为去中心化区块链数据库的代名词。 对于这种第二代可编程区块链，经济学家认为它是一种编程语言，可以让用户编写更复杂、更智能的协议[11]。 因此，当利润达到一定水平时，可以从完成的货运单或共享凭证的分红中获得收益。 区块链 2.0 技术跳过了交易和“在价值交换中充当金钱和信息仲裁者的中介”。 它们被用来将人们排除在全球化经济之外，实现隐私，使人们能够“用他们拥有的信息赚钱”，并有能力为知识产权所有者确保回报。 第二代区块链技术使存储一个人的“永久数字身份和图像”成为可能，并为“潜在社会财富分配”的不平等提供了解决方案[12]。

2016年1月20日，中国人民银行数字货币研讨会公布了数字货币研究的阶段性成果。 会议肯定了数字货币在减少传统货币发行方面的价值，并表示央行正在探索发行数字货币。 中国人民银行数字货币研讨会的表态，大大增强了数字货币行业的信心。 这是自2013年12月5日央行五部委发布关于防范比特币风险的通知以来，央行首次对数字货币明确表态[13]。

2016年12月20日，数字货币联盟——中国金融科技数字货币联盟和金融科技研究院正式成立[14]。

今天，比特币仍然是数字货币的绝对主流。 数字货币百花齐放。 常见的包括比特币、莱特币、狗狗币和达世币。 除了货币应用，还有各种衍生应用，如以太坊、Asch等底层应用开发平台和NXT、SIA、BitShares、MaidSafe、Ripple等行业应用。

公共区块链

公共区块链（Public Block Chains）是指世界上任何个人或团体都可以发送交易，并且交易可以被区块链有效确认，任何人都可以参与其共识过程。 公链是最早出现的区块链，也是应用最广泛的区块链。 各大比特币系列的虚拟数字货币均基于公有链。 世界上只有一个区块对应这种货币。 链[16]。

联合（行业）区块链

联盟链：多个预选节点被某个群体指定为记账人，每个区块的产生由所有预选节点共同决定（预选节点参与共识过程），其他接入节点可以参与交易，但不问记账过程（本质上还是托管记账，只是变成了分布式记账，预选节点的数量，每个区块的记账人如何确定成为交易的主要风险点blockchain) ，任何人都可以通过区块链的开放 API 执行有限的查询 [16]。

私人区块链

私有区块链（Private Block Chains）：仅使用区块链的总账技术进行记账。 它可以是公司或个人，拥有编写区块链的独占权限。 这个链和其他分布式存储方案没有太大区别。 传统金融想尝试私有链，而比特币等公有链的应用已经产业化，私有链的应用产品还在探索中[16]。

分散的。 区块链技术不依赖额外的第三方管理机构或硬件设施，没有中心控制。 除了自成一体的区块链本身，每个节点通过分布式记账和存储，实现信息的自我验证、传输和管理。 去中心化是大多数区块链的最突出特征[17]。

开放性。 区块链技术的基础是开源。 除了对交易各方的隐私信息进行加密外，区块链的数据是对所有人开放的。 任何人都可以通过公共接口查询区块链数据并开发相关应用。 因此，整个系统信息是高度透明的[17]。

独立。 基于共识的规范和协议（类似于比特币使用的哈希算法等各种数学算法），整个区块链系统不依赖于其他第三方，所有节点都可以在系统内自动安全地验证和交换数据无需任何人为干预 [17]。

安全。 只要不能控制所有数据节点的 51%比特币开源代公开了，就不能任意操纵和修改网络数据，这使得区块链本身相对安全，避免了主观和人为的数据更改[17]。

匿名性。除非有法律要求，从技术上讲，每个区块节点的身份信息都不需要公开或验证，信息传输可以匿名

架构模型

区块链基础设施模型

一般来说，区块链系统由数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层组成[15]。

其中，数据层封装了底层数据块和相关数据加密、时间戳等基础数据和基础算法； 网络层包括分布式组网机制、数据传播机制和数据验证机制； 共识层主要封装了网络节点的各种共识算法； 激励层将经济因素融入区块链技术体系，主要包括经济激励的发行机制和分配机制； 合约层主要封装各种脚本、算法和智能合约，是区块链可编程特性的基础； 应用层封装了区块链的各种应用场景和案例。 在该模型中，基于时间戳的链式区块结构、分布式节点的共识机制、基于共识算力的经济激励、灵活可编程的智能合约是区块链技术最具代表性的创新[18]。

核心技术

分布式账本

分布式账本是指交易记账由分布在不同地方的多个节点完成，每个节点记录一个完整的账本，因此它们都可以参与监督交易的合法性，也可以共同为其作证[19] .

与传统的分布式存储不同，区块链分布式存储的独特性主要体现在两个方面：一是区块链的每个节点按照区块链结构存储完整的数据，而传统的分布式存储一般是将数据按照不同的方式分成多个部分。一定的存储规则。 二是区块链中各个节点的存储是独立的、地位平等的，依靠共识机制保证存储的一致性，而传统的分布式存储一般是通过中心节点向其他备份节点同步数据。 任何一个节点都不能单独记录账本数据，从而避免了单个记账员被控制或贿赂记录虚假账户的可能性。 也有足够的簿记节点。 理论上，除非所有节点都被销毁，否则账户不会丢失，从而保证账户数据的安全[19]。

非对称加密

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，只有在数据所有者授权的情况下才能访问，从而保证了数据安全和个人隐私[20]。

共识机制

共识机制是如何在所有记账节点之间达成共识，从而确定一条记录的有效性。 这不仅是一种识别手段，也是一种防止篡改的手段。 区块链提出了四种不同的共识机制，适用于不同的应用场景，在效率和安全性之间取得平衡[20]。

区块链的共识机制具有“少数服从多数”、“人人平等”的特点。 其中，“少数服从多数”并不是指节点的数量，也可以是算力、份额的数量或者其他可以比较的计算机特征量。 “人人平等”是指当一个节点满足条件时，所有节点都有权优先选择共识结果，并在被其他节点和大多数节点直接认可后，才可能成为最终的共识结果。 以比特币为例，它采用工作量证明。 只有全网超过51%的记账节点被控制，才有可能伪造一条不存在的记录。 当有足够多的节点加入区块链时，这基本上是不可能的，从而消除了欺诈的可能性 [20]。

智能合约

智能合约正是基于这些可信且不可篡改的数据，可以自动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（包括医疗信息和风险发生信息）都是真实可信的，那么在一些标准化的保险产品中就很容易实现理赔的自动化。 在保险公司的日常业务中，虽然交易不像银行业和证券业那样频繁，但对可信数据的依赖依然有增无减。 因此，笔者认为，区块链技术的运用，从数据管理的角度，可以有效帮助保险公司提升风险管理能力。 具体来说，主要分为投保人风险管理和保险公司风险监管[20]。

应用

金融界

区块链在国际汇兑、信用证、股权登记、股票交易等金融领域具有潜在的巨大应用价值。 区块链技术在金融行业的应用，可以消除第三方中介环节，实现点对点的直接对接，从而快速完成交易支付，同时大大降低成本[21]。

例如，Visa推出了基于区块链技术的Visa B2B Connect，可以为机构提供一种成本更低、速度更快、更安全的跨境支付方式来处理全球企业对企业的交易。 要知道传统的跨境支付需要等待3-5天，并为此支付1-3%的交易手续费。 Visa 还与 Coinbase 联合推出了第一张比特币借记卡，花旗银行已经在区块链上测试并运行了加密货币“Citicoin”[21]。

物联网与物流

区块链在物联网和物流领域也可以自然结合。 通过区块链可以降低物流成本，可以追溯物品的生产和交付过程，提高供应链管理的效率。 该领域被认为是区块链有前途的应用方向[22]。

区块链可以通过节点连接的分散网络的层次结构，实现信息在全网的全面传输，并可以验证信息的准确性。 这一特性在一定程度上提高了物联网交易的便利性和智能性。 区块链+大数据解决方案利用大数据的自动过滤模式，在区块链中建立信用资源，可以双重提高交易的安全性，提高物联网交易的便利性。 为智能物流模式的应用节省时间和成本。 区块链节点具有非常自由的出入能力，可以独立参与或离开区块链系统，不会对整个区块链系统造成任何干扰。 区块链+大数据解决方案利用大数据的整合能力，使物联网的基础用户扩展更具方向性，便于在智慧物流的分散用户中扩展用户[22]。

公共服务

区块链在公共管理、能源、交通等领域与人们的生产生活息息相关，但这些领域的中心化性质也带来了一些问题，这些问题都可以用区块链进行改造。 区块链提供的去中心化、全分布式的DNS服务，通过网络中节点间点对点的数据传输服务，实现域名查询和解析，可用于确保重要基础设施的操作系统和固件正常运行。未被篡改，可以监控软件的状态和完整性，发现不良篡改，确保系统使用物联网技术传输的数据未被篡改[23]。