数据结构 - 机器学习

新事物往往不是凭空而生，其发展过程也并非一蹴而就。认识一个从未见过的新事物，最重要的是弄清楚它的来龙去脉，知其出身，方能知其所以然。区块链（blockchain）思想最早出现在大名鼎鼎的比特币（Bitcoin）开源项目中。比特币项目在诞生和发展过程中，借鉴了来自数字货币、密码学、博弈论、分布式系统、控制论等多个领域的技术成果，可谓博采众家之长于一身，作为其核心支撑结构的区块链技术更是令人瞩目的创新成果。本章将从数字货币的历史讲起，简要介绍区块链思想诞生的摇篮——比特币项目的诞生和发展过程，并初步剖析区块链技术带来的潜在商业价值。通过阅读本章内容，读者可以了解区块链技术产生的背景、原因，以及在诸多商业应用场景中的潜在价值。1.1　从实体货币到数字货币区块链最初的思想诞生于无数先哲对于用

运用之妙夺造化，存乎一心胜天工。有人可能会遇到这样的问题：·跨境商贸合作中签订的合同，怎么确保对方能严格遵守和及时执行？·酒店宣称刚打捞上来的三文鱼，怎么追踪捕捞和运输过程中的时间和卫生？·现代数字世界里，怎么证明你是谁？怎么证明某个资产属于你？·经典囚徒困境中的两个人，怎样才能达成利益的最大化？·宇宙不同文明之间的“黑暗森林”猜疑链，有没有可能被彻底打破？这些看似很难解决的问题，在区块链的世界里已经有了初步的答案。本章将带领大家探索区块链的核心技术，包括其定义与原理、关键的问题等，还将探讨区块链技术的演化，并对未来发展的趋势进行展望。最后，对一些常见的认识误区进行了澄清。2.1　定义与原理1.定义公认的最早关于区块链的描述性文献是中本聪所撰写的文章《Bitcoin：APeer-toPe

科技创新，应用为王。一项新技术能否最终落地普及，取决于很多影响因素。其中很关键的一点便是能否找到合适的应用场景。以比特币网络为代表的大规模数字货币系统，长时间自治运行，支持了传统金融系统都难以实现的全球范围即时可靠交易。这为区块链技术的应用潜力引发了无限遐想。如果未来基于区块链技术构造的商业价值网络成为现实，所有的交易都将高效完成且无法伪造；所有签署的合同都能按照约定严格执行。这将极大降低整个商业体系运转的成本，同时大大提高社会沟通协作的效率。从这个意义上讲，基于区块链技术构建的未来商业网络，将可能引发继互联网之后又一次巨大的产业变革。目前，金融交易系统已经开始验证和使用区块链系统。包括征信管理、跨国交易、跨组织合作、资源共享和物联网等诸多领域，也涌现出大量有趣的应用案例。本章将

区块链技术已经从单纯的技术探讨走向了应用落地的阶段。国内外已经出现大量与之相关的企业和团队。有些企业已经结合自身业务摸索出了颇具特色的应用场景，更多的企业还处于不断探索和验证的阶段。实际上，要找到合适的应用场景，还是要从区块链技术自身的特性出发进行分析。区块链在不引入第三方中介机构的前提下，可以提供去中心化、不可篡改、安全可靠等特性保证。因此，所有直接或间接依赖于第三方担保机构的活动，均可能从区块链技术中获益。区块链自身维护着一个按时间顺序持续增长、不可篡改的数据记录，当现实或数字世界中的资产可以生成数字摘要时，区块链便成为确权类应用的完美载体，提供包含所属权和时间戳的数字证据。可编程的智能合约使得在区块链上登记的资产可以获得在现实世界中难以提供的流动性，并能够保证合约规则的透明和不可篡改。

自有人类社会以来，金融交易就是必不可少的经济活动，涉及货币、证券、保险、抵押、捐赠等诸多行业。交易角色和交易功能的不同，反映出不同的生产关系。通过金融交易，可以优化社会运转效率，实现资源价值的最大化。可以说，人类社会的文明发展，离不开交易形式的演变。传统交易本质上交换的是物品价值的所属权。为了完成一些贵重商品的交易（例如房屋、车辆的所属权），往往需要十分繁琐的中间环节，同时需要中介和担保机构参与其中。这是因为，交易双方往往存在着不能充分互信的情况。一方面，要证实合法的价值所属权并不简单，往往需要开具各种证明材料，存在造假的可能；另一方面，价值不能直接进行交换，同样需要繁琐的手续，在这个过程中存在较多的篡改风险。为了确保金融交易可靠完成，出现了中介和担保机构这样的经济角色。它们通过提供

1.征信管理征信管理是一个巨大的潜在市场，据称超过千亿规模[1]，也是目前大数据应用领域最有前途的方向之一。目前，与征信相关的大量有效数据集中在少数机构手中。由于这些数据太过敏感，并且具备极高的商业价值，往往会被严密保护起来，形成很高的行业门槛。虽然现在大量的互联网企业（包括各类社交网站）尝试从各种维度获取了海量的用户信息，但从征信角度看，这些数据仍然存在若干问题。这些问题主要包括：·数据量不足：数据量越大，能获得的价值自然越高，数据量过少则无法产生有效价值；·相关度较差：最核心的数据也往往是最敏感的。在隐私高度敏感的今天，用户都不希望暴露过多数据给第三方，因此企业获取到数据中有效成分往往很少；·时效性不足：企业可以从明面上获取到的用户数据往往是过时的，甚至存在虚假信息，对相关分析的可

当前，以Uber、Airbnb为代表的共享经济模式正在多个垂直领域冲击传统行业。这一模式鼓励人们通过互联网的方式共享闲置资源。资源共享目前面临的问题主要包括：·共享过程成本过高；·用户行为评价难；·共享服务管理难。区块链技术为解决上述问题提供了更多的可能性。相比于依赖于中间方的资源共享模式，基于区块链的模式有潜力更直接地连接资源的供给方和需求方，其透明、不可篡改的特性有助于减小摩擦。有人认为区块链技术会成为新一代共享经济的基石。笔者认为，区块链在资源共享领域是否存在价值，还要看能否比传统的专业供应者或中间方形式实现更高的效率和更低的成本，同时不能损害用户体验。1.短租共享大量提供短租服务的公司已经开始尝试用区块链来解决共享中的难题。高盛在报告《Blockchain：PuttingTheor

1.跨境贸易在国际贸易活动中，买卖双方可能互不信任。因此需要银行作为买卖双方的保证人，代为收款交单，并以银行信用代替商业信用。区块链可以为信用证交易参与方提供共同账本，允许银行和其他参与方拥有经过确认的共同交易记录并据此履约，从而降低风险和成本。巴克莱银行用区块链进行国际贸易结算——2016年9月，英国巴克莱银行用区块链技术完成了一笔国际贸易的结算，贸易金额10万美元，出口商品是爱尔兰农场出产的芝士和黄油，进口商是位于离岸群岛塞舌尔的一家贸易商。结算用时不到4小时，而传统采用信用证方式做此类结算需要7到10天。在这笔贸易背后，区块链提供了记账和交易处理系统，替代了传统信用证结算过程中占用大量人力和时间的审单、制单、电报或邮寄等流程。2.物流供应链物流供应链是区块链一个很有前景的应用方向

曾经有人认为，物联网是大数据时代的基础。笔者认为，区块链技术是物联网时代的基础。1.典型应用场景分析一种可能的应用场景为：物联网络中每一个设备分配地址，给该地址关联一个账户，用户通过向账户中支付费用可以租借设备，以执行相关动作，从而达到租借物联网的应用。典型的应用包括PM2.5监测点的数据获取、温度检测服务、服务器租赁、网络摄像头数据调用，等等。另外，随着物联网设备的增多、边沿计算需求的增强，大量设备之间形成分布式自组织的管理模式，并且对容错性要求很高。区块链技术所具备的分布式和抗攻击特点可以很好地融合到这一场景中。2.IBMIBM在物联网领域已经持续投入了几十年的研发，目前正在探索使用区块链技术来降低物联网应用的成本。2015年的年初，IBM与三星宣布合作研发“去中心化的P2P自动遥测

区块链还有一些很有趣的应用场景，包括但不限于云存储、医疗、社交、游戏等多个方面。1.云存储Storj项目提供了基于区块链的安全分布式云存储服务。服务保证只有用户自己能看到自己的数据，并号称提供高速的下载速度和99.99999%的高可用性。用户还可以“出租”自己的额外硬盘空间来获得报酬。协议设计上，Storj网络中的节点可以传递数据、验证远端数据的完整性和可用性、复原数据，以及商议合约和向其他节点付费。数据的安全性由数据分片（datasharding）和端到端加密提供，数据的完整性由可复原性证明（proofofretrievability）提供。2.医疗医院与医保医药公司，不同医院之间，甚至医院里不同部门之间的数据流动性往往很差。考虑到医疗健康数据的敏感性，笔者认为，如果能够满足