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1、 2018 区块链区块链 基础理论与研究概况 AMiner 研究报告第三期 知识智能联合研究中心（K&I） 2018 年 4 月 清华大学计算机系中国工程科技知识中心 目录目录 1 概述篇 . 2 1.1 区块链产生背景 . 3 1.1.1 政治法律 . 3 1.1.2 经济. 3 1.1.3 社会. 4 1.1.4 科技. 4 1.2 编写方法与全文结构 . 4 1.3 术语和缩略语 . 5 2 区块链简介 . 7 2.1 区块链概念 . 8 2.2 区块链发展阶段 . 8 2.2.1 区块链 1.0：数字货币 . 9 2.2.2 区块链 2.0：智能合约 . 10 2.3 区块链特征 .

2、11 3 技术人才篇 . 13 3.1 密码学. 14 3.1.1 公钥密码体制 . 14 3.1.2 哈希算法 . 16 3.1.3 密码学国际研究现状 . 18 3.1.4 密码学代表学者 . 19 3.2 共识协议 . 31 3.2.1 共识机制 . 33 3.2.2 共识机制代表学者 . 35 3.3 博弈论. 42 3.3.1 博弈论概述 . 42 3.3.2 博弈论代表学者 . 44 3.4 性能提升办法 . 50 3.4.1 Thunder . 50 3.4.2 Celer Network . 50 3.4.3 Lightning Network . 51 3.4.4 Algor

3、and . 51 3.4.5 SPECTRE & PHANTOM . 52 4 应用趋势篇 . 54 4.1 数字货币55 4.1.1 数字货币概述 . 55 4.1.2 数字货币分类 . 56 4.1.3 最新研究现状 . 60 4.1.4 数字货币优点和风险 . 66 4.2 区块链其他应用场景 . 68 4.2.1 金融服务 . 69 4.2.2 智能制造 . 70 4.2.3 供应链管理 . 70 4.2.4 文化娱乐 . 70 4.2.5 社会公益 . 71 4.2.6 政府管理 . 71 4.3 区块链发展现存障碍 . 72 4.4 挑战与未来 . 74 图表目录图表目录 表 1

4、术语. 5 表 2 缩略语. 6 表 3 区块链的类型及特性 . 8 表 4 加解密算法类型 . 15 表 5 典型散列算法特点 . 17 表 6 共识机制分类 . 31 表 7 共识机制及技术水平 . 33 表 8 共识机制评价维度 . 34 图 1 区块链 1.0 技术架构 . 10 图 2 区块链 2.0 技术架构 . 11 图 3 密码体制的基本模型 . 14 图 4 对称密码体制加密流程 . 15 图 5 公钥加密流程 . 15 图 6 密码学研究全局热点 . 18 图 7 基于点对点网络的 Sybil Attack 原理 . 33 图 8 比特币全球学者分布 . 61 1 摘要摘要

5、 全球新一轮产业变革和科技革命持续深入， 信息技术引领世界技术竞争新高地。 区块链作为密码学、 分布式系统、 共识机制、 博弈论的集大成者， 推动多领域学术研究的蓬勃发展，也为相关产业提供诸多机遇。 为了总结区块链基础理论研究及概况， 我们编写了此份研究报告。其主要内容包括： 一、 区块链基本概念梳理和国内外区块链发展现状分析。一、 区块链基本概念梳理和国内外区块链发展现状分析。 首先从政治、 经济、 社会文化、科学技术 4 个角度整理了区块链技术产生背景， 简要概括区块链基本概念和相关术语， 分别探讨区块链 1.0 数字货币阶段和区块链 2.0 智能合约阶段的技术架构，总结出区块链技术 6大

6、特征，并指出区块链技术的理论意义及现实意义。 二、二、区块链基础理论国内外研究现状分析。区块链基础理论国内外研究现状分析。通过 AMiner 系统提供的大数据信息，分别整理密码学、分布式系统和博弈论领域的国内外专家学者、研究机构、代表论文、研究热点及热点变化趋势、中外研究情况对比情况，对区块链基础理论研究现状进行全面梳理。 三、 区块链典型应用场景及典型应用分析。三、 区块链典型应用场景及典型应用分析。 以比特币为主分析区块链在实际场景中的应用，分别指出区块链在比特币系统中发挥的作用、比特币研究现状和现存问题。此外，本研究还列举了区块链在金融服务、智能制造、供应链管理、文化娱乐、社会公益、政府