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一文速览比特币3次闪崩史跌倒了还会再站起来吗？

2021年01月11日 17:09

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　　作者：时代周报记者侯明钰

　　从创历史新高到迅速暴跌，比特币价格玩起了“过山车”。

　　自1月9日凌晨跌破4万美元后，1月11日凌晨，比特币价格再度大跌逾12%，最低至33447美元，相当于一天之内狂跌了近6000美元。

　　尽管随后比特币价格短线拉升，但再也没有触及高点。截至1月11日中午发稿，比特币价格在35131.40美元左右。

　　在此之前的一周，比特币却处于一波疯狂的涨势。

　　1月8日，据Bitstamp数据，比特币一举突破4万美元关口，最高冲至41910美元，创历史新高，距离4.2万美元只差“临门一脚”。

　　回顾十余年的发展历史，比特币其实价格波动频繁，曾三次出现泡沫时期（即价格在短期内大幅上涨，后又大幅下跌）。

　　这一炙手可热的加密货币花了近11年的时间才达到了2万美元的价格，但2020年末迄今，仅用了22天就飙涨了2万美元，许多分析师和投资者正在担忧――比特币闪崩是否会再现？

　　3次闪崩史

　　比特币诞生于世界经济震荡之时。

　　2008年，全球金融危机爆发，市场避险情绪高涨。这一年的11月1日，一个自称中本聪（Satoshi Nakamoto）的人在P2P foundation网站上发布了比特币白皮书《比特币：一种点对点的电子现金系统》，陈述了他对加密电子货币的新设想。

　　2009年1月3日，中本聪在位于芬兰赫尔辛基的一个小型服务器上，亲手创建了第一个区块――即比特币的创世区块（Genesis Block），并获得了系统自动产生的第一笔50枚比特币的奖励，首枚比特币就此问世。

　　比特币诞生之时，价格还不到1美分，1美元可以兑换1300个比特币，此后一年内也不过涨了几美分。

　　2010年7月，比特币第一次被新闻网站Slashdot报道。这篇文章首次提及比特币项目，大量科技爱好者由此开始关注这个新鲜的概念。

　　2011年2月10日，投资者的浓厚兴趣将比特币的价格推升至1美元，当日也因此被称为“美元平价日”。

　　这种价格推进模式被延续了下来：数字货币技术及其基础设施的进步会推动价格上涨，价格被推高后又会助长下一步的泡沫。

　　第一个真正疯狂的比特币泡沫始于2011年6月1日。彼时，新闻网站Gawker发表文章《暗网丝绸之路》（The Darkweb Market Silk Road），讲述了如何在一个暗网上使用比特币购买非法药物。加上多家比特币交易所业已开业，购买比特币的门槛大大降低。短短一周内，比特币从10美元上涨至近30美元，但比特币价格在随后几个月发生暴跌，最低至2.14美元。

　　几年后，比特币又一次猛增至临界点，在2013年11月末突破1000美元，最高至1127.45美元。然而好景不长，到12月中旬，比特币的价格暴跌了近50%。这轮泡沫最显著的特点是跌幅较为平缓但持续时间长：随后一年多里，比特币价格降至172.15美元，并维持这种僵局长达数年之久。

　　2017年2月，比特币迎来了它最疯狂、最残酷的泡沫时期，甚至因此被称为“黑寡妇（the widowmaker）”。

比特币价格历史走势图

　　这场疯狂的始作俑者并不是比特币，而是其他新兴的加密货币。当年的ICO政策（首次公开募币，源自股票市场的首次公开发行概念，是区块链项目首次发行代币，募集比特币、以太坊等通用数字货币的行为）第一次允许加密货币创始人向市场直接出售自己的新产品，直接引发了一种空前的投机狂热。

　　市场各式投机心态相互助涨，“FOMO”（“害怕错失良机”）的心态盛行，比特币的大涨出现显然受益于这种狂潮。然而，随着更多其他加密货币的出现，比特币的主导地位也随之消失，其在加密货币领域的市场份额大幅下降。

　　2017年12月7日，比特币价格达到了20052美元，创当时历史新高，然而在当天之后，它的市场份额却自九月以来首次跌破了50%。

　　2017年12月19号，比特币市场份额跌至48.26%，直到次年的1月中旬，比特币的市场份额都在持续下滑，最终在2018年1月13号达到了仅占32.45%的历史最低点。

　　比特币的价格也在一路暴跌。2018 年的 12 月 15 日，比特币单价仅3194美元，创一年来最低，整体市值566亿美元，与2017年市值最高点3265亿美元相比，蒸发了2699亿美元。

　　当然，其他加密货币的暴跌更为惨烈。据报道，日本科技巨头、软银集团（SoftBank）创始人孙正义在2017年这场加密货币泡沫中损失了1.3亿美元。

　　在此之后，ICO行为被美国证券交易委员会（U.S． Securities and Exchange Commission）认定为非法证券发行而遭到取缔。

　　是喜是忧？

　　一度沉寂的比特币，为何再度“沸腾”起来？从外部环境来看，比特币这波暴涨，主要与全球避险情绪有关；从内部发展来看，此次比特币的暴涨与以往的泡沫时期有所不同。

　　受新冠肺炎疫情影响，2020年以来，全球经济遭遇重创，多国采取超常规货币宽松政策拯救经济，全球通胀预期增强。在高通胀、低增长、负利率的经济环境下，投资者和机构对避险资产的需求大大提升。而基于区块链技术的比特币，具有去中心化、总量有限、可追溯的特点，被认为可以有效避免通货膨胀，受到青睐。

　　经历过比特币大起大落的“币场老手”们普遍表示，当下比特币的暴涨与以往泡沫有所不同。ICO禁令有效规避了比也比相关的诈骗行为；新冠疫情引发的通胀对冲则增强了比特币的避险属性；随着时代发展，监管机构和上市公司的存在也使加密货币市场更加安全。

　　2020年，黑天鹅事件频发，疫情加剧，经济受到重创，全球大放水，对美元信任度降低，全球进入零利率甚至是负利率时代。业内人士分析认为，在这种剧变环境中，比特币的稀缺性显得尤为突出。

　　2021年开年，比特币水涨船高，其抗通胀和价值存储功能得到了市场的进一步肯定。支持者认为，2020年的上涨逻辑仍然成立，后市的行情仍然可期。

　　在摩根大通最近的一份研报中，分析人士认为，从长远来看比特币可能会达到14.6万美元，但要达到这一价格，比特币的波动性必须大大降低。

　　而看空者则坚持认为比特币是泡沫，Rosenberg Research经济学家和策略师戴维·罗森伯格（David Rosenberg）表示，在这么短的时间内比特币的抛物线走势是非常不正常的。

　　当然，尽管比特币泡沫确实存在，但越来越多的人认识到，从长远来看它的投资仍然是有回报的。乐观者们认为比特币的波动史只是一段看着断断续续、实则在稳定追赶的历史。总的来说，比特币的投机性使它不可避免地带有高风险的特性，它的未来还需迎接种种考验。

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血崩！比特币跌破4万美元、超92亿资金灰飞烟灭唱多机构集体变脸|比特币_新浪财经_新浪网

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血崩！比特币跌破4万美元、超92亿资金灰飞烟灭唱多机构集体变脸

2021年05月19日 13:16

中国证券报-中证网

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　　昨夜，金融业三大协会重磅发声，联合抵制虚拟货币炒作，提示相关风险。

　　5月19日，币圈再度掀起腥风血雨。上午比特币价格再次跳水，半小时狂泻近3000美元，跌破40000美元关口，24小时跌幅超7%。

　　“马斯克彻底打击了市场的信心，这一波是消灭了很多多头的希望。”有投资者对中国证券报记者表示。

　　比特币的造富游戏真的要结束了吗？

　　比特币再遇断崖式下跌

　　本周加密货币开启集体狂跌模式，“币王”领跌。

　　5月19日，比特币连续第五日下跌，于日内抛售潮中一度跌破40000美元整数关口，暂报39976美元，目前价格已回归至今年2月初马斯克力推比特币之前的水平，较本月初最高点59543美元缩水超30%。

　　这意味着一位投资者本月初买入1个比特币，那么损失金额已经接近20万元人民币。

数据来源：OKEx

　　因比特币失守关键价位，资金疯狂涌出，加密货币市场其他数十个主流币种同时一泻千里。其中，以太坊跌破3000美元，较5月12日历史高位回落逾1300美元。“山寨币鼻祖”狗狗币更是暴跌近14%。

　　目前市场空方主导。UAlCoin数据显示，截至记者发稿前，全市场主要虚拟币上涨数量为1080个，而下跌数量达2944个，接近上涨数量的3倍。涨幅超过10%的币种为219个，下跌幅度超过10%的币种数量达779个。

数据来源：UAlCoin

　　知名数字资产交易平台OKEx研究院首席研究员William指出，自5月9日反弹结束以来，以比特币为代表的加密资产市场跌跌不休。昨日本已出现止跌迹象，但金融业三大协会的发声让市场重归下跌通道，下跌再次加剧。

　　他指出，近期比特币一直处于弱势格局，原因是多方面的：第一，比特币自去年3月以来最大涨幅已经超过1600%，市场积累了大量获利盘，机构更是获利丰厚，获利盘兑现压力增加。第二，虽然美联储继续维持现在的超宽松货币政策，但是投资者担忧如此下去通胀可能失控，增加了投资者的避险情绪。第三，国内外相关机构关于防范利用比特币洗钱、防范金融风险的声音层出不穷。以上多个利空的叠加便会造成加密货币市场较大的跌幅。

　　币圈血洗“新手接盘”

　　比特币暴跌一度登上热搜，“崩盘”“熊来了”成为今日币圈的常用词汇。

　　一位投资者告诉中国证券报记者：“短时间内对反弹的期望不大，行情在下跌后的第一目标永远是先稳住，才可以期待下一步的走势。在局势未明确的情况下，还是以观望为主，分批进场。”

　　另一位投资者表示：“目前已清仓比特币。近期入场的新手太多了，市场乱糟糟的。不过，币圈强手已经几乎把所有的比特币转移给了新手。所谓新手，是那些购买频率较高、购买量较小并且在价格下跌时出售速度更快的人。”

　　Glassnode统计显示，当整个加密货币市场因极端行情变得混乱时，那些持有比特币3个月或更短时间的投资者，短期内会出现高频且疯狂的举动。

数据来源：Glassnode

　　在社交网络上，有的人惊呼“吓尿了，快跑”“之前比特币能买一辆特斯拉，现在只能买北汽新能源了”；有的投资者“执迷不悟”，“当大家都恐慌害怕的时候，反而是机会”；还有的仿佛看透了币圈的魔幻，预测“比特币7月中归零”。

图片来源：微博

　　UAlCoin数据显示，虚拟货币合约一日内共爆仓超92亿元人民币，3万多头惨遭血洗。

数据来源：UAlCoin

　　机构不相信比特币了？

　　在比特币看似难以挽救的跌势之下，今年初曾给予诸多支持的华尔街资管经理和基金公司们集体“变脸”，转而探讨加密货币热潮持久性与其在多元化投资组合中的价值的考量。机构风向真的变了？

　　最近一位对比特币失去信心的大佬，是一度认为它比黄金更好的新债王。

　　近日，Doubleline Capital创始人兼首席执行官、“新债王”Jeffrey Gundlach接受采访时表示，比特币及其他加密货币就是估值存在泡沫的市场投机行为的典型代表。数字货币价格波动极大，源头在于“投机热潮”。比特币最近的回调可能表明，市场上“猖獗”的投机活动已经见顶，现在可能正在缓和。

　　多位华尔街加密货币观察家表示，备受马斯克热捧的比特币，面临自去年以来最严重的一次抛售潮，并且这种趋势恐将加剧。

　　Tallbacken资本CEO Micheal Purves表示，从现在的势头可以明显看出，比特币正在转向熊市。

　　Purves还表示，比特币下一个关键价格关口是40000美元，大致相当于1月的高点。如果比特币跌破该价格，将产生更大的跌势；如果没有跌破该价格，那么可能会是新一轮反弹的开始。

　　加密衍生品交易所Delta首席执行官Pankaj Balani表示：“昨天，4万美元的看跌期权交易量很大。”投资者正在降低购买看涨期权的水平，表明他们对比特币的前景感到悲观。

　　他指出：“人们的共识似乎是，比特币下跌得太剧烈，可能会下跌更多。所以35000到38000美元是大多数交易员关注的范围。”

　　普信集团（T． Rowe Price）总裁兼投资主管Rob Sharps表示，加密货币和整个资本市场息息相关，但其最终还是不建议客户投资加密货币，因为它属于高投机性资产。

　　编辑：彭勇亚文辉

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比特币血崩之后，那批还没放弃的人怎么样了？-虎嗅网

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2020-03-17 11:35

比特币血崩之后，那批还没放弃的人怎么样了？锌刻度关注全球金融市场剧烈动荡，比特币也未能独善其身。3 月 12 日，比特币价格血崩，最低跌破3800美元关口，创下近6年来最大跌幅，据币 Coin 数据显示，当日暴跌导致超过 10 万人爆仓，而全网爆仓总金额为 29.3 亿美元，约合 205 亿元人民币。之后几天，比特币价格虽略有回升却未收复主要失地。直到3月16日，比特币价格又开始了新一轮暴跌，截至撰稿时已跌至4538美元。币圈弥漫着熊市的气息，大大小小的投资者哀鸿遍野。尽管如此，仍然有一批人未放弃：有的人认为挖矿成本提升将促使比特币价格回升，反弹只会迟到不会缺席；有的人认为2020年5月比特币产量将减半，供给减少价格自然会走高；有的人认为比特币作为黑客圈的硬通货币地位并未改变，无需恐慌。放弃还是坚守，是一道艰难的选择题。相信成本不会长期倒挂“比特币由牛转熊，说实话完全没有想到。”杨胜华看到比特币价格暴跌唏嘘不已，今年42岁的他，是云南一家比特币矿场的合伙人之一。杨胜华原本是一名“北漂”，2016年成为逃离北上广的一员，“没有在北京买房，就没有归属感，还是成都老家安逸。”那一年，杨胜华与朋友注册了一家科技网络公司，接一些企业网站、企业APP开发的活谋生。彼时，比特币行情火热，有朋友远赴云南挖矿，而杨胜华在其盛情之下，也投入47万元入了股。尽管平时并不参与矿场的管理，杨胜华对比特币成本线依然上心，“记得2018年比特币价格跌破过挖矿成本，我们矿场停机了一两个月，好在没有彻底放弃，所以2019年也就没有踏空。”对今年的比特币行情，杨胜华一度寄予厚望，“去年比特币没有突破历史新高，今年正逢比特币产量减半，大家乐观地认为突破2万美元是水到渠成的事情。”公开资料显示，比特币每4年挖矿产量减半一次，2012年5月实现第一次产量减半，2016年5月实现第二次产量减半，而第三次产量减半预期时间为2020年5月，届时每日比特币新增产量将由1800枚减至900枚。产量减半从供需关系看是减少供给，而从矿场关系看是增加挖矿成本。杨胜华告诉锌刻度，为了准备这次减产，今年1月所有合伙人初步达成一致，添购S19 Pro增加算力。当前S19 Pro的比特币挖矿成本为每枚3150美元左右，在电费成本、挖矿算力成本等要素不变的情况下，预计减产后挖矿成本理论上会翻倍至6300美元左右。当“黑天鹅”降临，添购计划自然被推迟。而推迟至今，比特币价格暴跌，导致挖坑成本与比特币价格出现了严重倒挂。“减产之后，大量U8、S9这样的老旧矿机会退出，供给减少需求不变，自然会带动价格上涨。”杨胜华对未来还有期待，“比特币价格短时可能跌破挖矿成本，但这种情况应该不会持续太长时间。”有的矿机关机价格与比特币价格相差不远其实杨胜华并未忘却2018年成本倒挂那一幕，只是不愿相信梦魇会再次降临。对此，云平台服务商AiCloudata创始人陈琦曾直言，“币圈的冲动和诱惑力并不是每个人都能抵御，在这个硝烟弥漫的战场，也许阵亡的并不会是真正的投机者，而是眼望未来却被利益冲昏了头脑的创业者。”乘势抄底等待牛市除了矿场，一些坚定看多的投资者对比特币产量减半也抱以厚望。股民邓毅也在玩比特币，他告诉锌刻度，“有人说减半行情就是资产减半，太荒谬了，这纯粹就是涨了看涨，跌了看跌。”邓毅算了一笔账，比特币产量第一次减半，18个月内价格从5美元涨至约1000美元；第二次减半，18个月内价格从450美元涨至逼近2万美元。比特币减半日期为2020年5月15日“从历史规律来看，比特币产量减半之后，上涨是必然的，雪球上不少大V也持同样的观点。”邓毅近日于5100美元处已抄底，“从技术分析来说，比特币现在就是熊市，这点毋庸置疑，但比特币的牛熊转换很快，跌的时候才能放心买，涨的时候反而要小心。”当然，有一些投资者不认同这种说法。区块链开发者吴风令表示，比特币存量已突破1827万枚，待挖掘增量不足300万枚，且需挖至2140年，“当前比特币已进入存量市场，每天900枚的增量又有多少影响力？币圈老人或多或少感觉得到，比特币的定价权正逐步由供给方转移至市场方，也就是掌握在那些屯币的大鳄手中，所以比特币产量减半一定会暴涨的逻辑不成立。”在全球金融震荡之初，吴风令就卖出了手中四分之三的比特币，“情况不妙的时候，风险大的资产会先被抛售，比特币也是风险资产，根本不是什么避险资产，那纯粹是忽悠人的。”为何不全部抛售，吴风令对锌刻度解释道：“在黑客圈比特币还是硬通货币，只要这个应用场景没有消失，比特币就还有流通价值，说不定哪天行情又来了，所以不怕被套，就怕被踏空。”知名投资者“股社区”的心态也是如此，“我投比特币的钱是防止虚拟货币万一大爆发，我彻底踏空，就会被很大一批人在财富赛道上反超，这样不妥。”尽管未放弃的理由各不相同，但他们最终都站在同一战线。矿机公司寻求突围与他们身处同一战线的，还有矿机公司。因为比特币价格的高低，决定着资本市场对其的态度。据启信宝数据显示，比特大陆为全球第一大比特币矿机供应商，主打蚂蚁矿机，旗下拥有BTC.com、AntPool等多个矿池，当前正在申请赴美上市，但至今没有结果；嘉楠耘智为全球第二大比特币矿机供应商，主打阿瓦隆矿机。嘉楠耘智上市之后就一路下跌比特币价格低迷，为比特大陆的IPO蒙上一层阴影，而嘉楠耘智尽管已成功赴美上市，但上市以来股价萎靡，截至2020年3月16日的股价为3.37美元，距离历史高点下跌了74.08%。究其原因，与比特币的痛点有莫大关系。一是，全球对以比特币为首的虚拟货币的监管态度趋严，导致虚拟货币的生存空间受到压缩，也限制了矿机公司的业绩增长想象空间；二是，比特币价格不稳定，容易波动剧烈，也导致矿机公司的业绩容易出现大幅波动。因此，比特大陆与嘉楠耘智都在寻求突围方向。目前，打造AI芯片成为共识，不过两者的打法各不相同。一名互联网资深观察人士告诉锌刻度，“比特大陆的AI芯片更侧重于安防和园区，嘉楠耘智的AI芯片更侧重于智能家居。”譬如比特大陆产品战略总监汤炜伟曾公开表示：“AI计算基于深度学习，深度学习神经网络计算消耗大量的算力，没有大量算力支撑则无法进行，安防产业存在着大量的AI应用市场。”事实上，比特大陆早已喊出“未来5年内，该公司40%的收入可能来自AI部门”的口号，而嘉楠耘智也在招股说明书中坦言，“未来收入增长将很大程度取决于能否渗透到比特币挖矿应用以外的新市场，特别是人工智能AI芯片应用市场”。然而，当前AI芯片业务短期内难以贡献大量营收，譬如2019年上半年嘉楠耘智的比特币采矿机及其零部件的销售额占比高达99.4％，不得不承认矿机公司的突围之路依然坎坷。毋庸置疑的是，无论比特币价格未来走向何方，总有一批人不愿放弃，翘首以盼寻求希望，并想象着自己有一天能成为币圈的幸运儿。但他们还得明白，幸运儿与倒霉鬼的界限，有时并不分明。（应受访者要求，杨胜华、邓毅、吴风令均为化名）锌刻度每日一篇最新最热的原创深度调查认证作者已在虎嗅发表 145 篇文章本内容为作者独立观点，不代表虎嗅立场。未经允许不得转载，授权事宜请联系hezuo@huxiu.com如对本稿件有异议或投诉，请联系tougao@huxiu.com正在改变与想要改变世界的人，都在虎嗅APP

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区块链技术研究综述：原理、进展与应用

主管单位：中国科学技术协会

主办单位：中国通信学会

ISSN 1000-436X CN 11-2102/TN

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通信学报, 2020, 41(1): 134-151 doi: 10.11959/j.issn.1000-436x.2020027

综述

区块链技术研究综述：原理、进展与应用

曾诗钦1, 霍如2,3, 黄韬1,3, 刘江1,3, 汪硕1,3, 冯伟4

1 北京邮电大学网络与交换国家重点实验室，北京 100876

2 北京工业大学北京未来网络科技高精尖创新中心，北京 100124

3 网络通信与安全紫金山实验室，江苏南京 211111

4 工业和信息化部信息化和软件服务业司，北京 100846

Survey of blockchain:principle,progress and application

ZENG Shiqin1, HUO Ru2,3, HUANG Tao1,3, LIU Jiang1,3, WANG Shuo1,3, FENG Wei4

1 State Key Laboratory of Networking and Switching Technology,Beijing University of Posts and Telecommunications,Beijing 100876,China

2 Beijing Advanced Innovation Center for Future Internet Technology,Beijing University of Technology,Beijing 100124,China

3 Purple Mountain Laboratories,Nanjing 211111,China

4 Department of Information Technology Application and Software Services,Beijing 100846,China

通讯作者: 霍如，huoru@bjut.edu.cn

修回日期: 2019-12-12

网络出版日期: 2020-01-25

基金资助:

国家高技术研究发展计划（“863”计划）基金资助项目. 2015AA015702未来网络操作系统发展战略研究基金资助项目. 2019-XY-5

Revised: 2019-12-12

Online: 2020-01-25

Fund supported:

The National High Technology Research and Development Program of China (863 Program). 2015AA015702The Development Strategy Research of Future Network Operating System. 2019-XY-5

作者简介 About authors

曾诗钦（1995-），男，广西南宁人，北京邮电大学博士生，主要研究方向为区块链、标识解析技术、工业互联网

。

霍如（1988-），女，黑龙江哈尔滨人，博士，北京工业大学讲师，主要研究方向为计算机网络、信息中心网络、网络缓存策略与算法、工业互联网、标识解析技术等。

。

黄韬（1980-），男，重庆人，博士，北京邮电大学教授，主要研究方向为未来网络体系架构、软件定义网络、网络虚拟化等。

。

刘江（1983-），男，河南郑州人，博士，北京邮电大学教授，主要研究方向为未来网络体系架构、软件定义网络、网络虚拟化、信息中心网络等。

。

汪硕（1991-），男，河南灵宝人，博士，北京邮电大学在站博士后，主要研究方向为数据中心网络、软件定义网络、网络流量调度等。

。

冯伟（1980-），男，河北邯郸人，博士，工业和信息化部副研究员，主要研究方向为工业互联网平台、数字孪生、信息化和工业化融合发展关键技术等

。

摘要

区块链是一种分布式账本技术，依靠智能合约等逻辑控制功能演变为完整的存储系统。其分类方式、服务模式和应用需求的变化导致核心技术形态的多样性发展。为了完整地认知区块链生态系统，设计了一个层次化的区块链技术体系结构，进一步深入剖析区块链每层结构的基本原理、技术关联以及研究进展，系统归纳典型区块链项目的技术选型和特点，最后给出智慧城市、工业互联网等区块链前沿应用方向，提出区块链技术挑战与研究展望。

关键词：

区块链

;

加密货币

;

去中心化

;

层次化技术体系结构

;

技术多样性

;

工业区块链

Abstract

Blockchain is a kind of distributed ledger technology that upgrades to a complete storage system by adding logic control functions such as intelligent contracts.With the changes of its classification,service mode and application requirements,the core technology forms of Blockchain show diversified development.In order to understand the Blockchain ecosystem thoroughly,a hierarchical technology architecture of Blockchain was proposed.Furthermore,each layer of blockchain was analyzed from the perspectives of basic principle,related technologies and research progress in-depth.Moreover,the technology selections and characteristics of typical Blockchain projects were summarized systematically.Finally,some application directions of blockchain frontiers,technology challenges and research prospects including Smart Cities and Industrial Internet were given.

Keywords：

blockchain

;

cryptocurrency

;

decentralization

;

hierarchical technology architecture

;

technology diversity

;

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本文引用格式

曾诗钦, 霍如, 黄韬, 刘江, 汪硕, 冯伟. 区块链技术研究综述：原理、进展与应用. 通信学报[J], 2020, 41(1): 134-151 doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2020027

ZENG Shiqin. Survey of blockchain:principle,progress and application. Journal on Communications[J], 2020, 41(1): 134-151 doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2020027

1 引言

2008年，中本聪提出了去中心化加密货币——比特币（bitcoin）的设计构想。2009年，比特币系统开始运行，标志着比特币的正式诞生。2010—2015 年，比特币逐渐进入大众视野。2016—2018年，随着各国陆续对比特币进行公开表态以及世界主流经济的不确定性增强，比特币的受关注程度激增，需求量迅速扩大。事实上，比特币是区块链技术最成功的应用场景之一。伴随着以太坊（ethereum）等开源区块链平台的诞生以及大量去中心化应用（DApp,decentralized application）的落地，区块链技术在更多的行业中得到了应用。

由于具备过程可信和去中心化两大特点，区块链能够在多利益主体参与的场景下以低成本的方式构建信任基础，旨在重塑社会信用体系。近两年来区块链发展迅速，人们开始尝试将其应用于金融、教育、医疗、物流等领域。但是，资源浪费、运行低效等问题制约着区块链的发展，这些因素造成区块链分类方式、服务模式和应用需求发生快速变化，进一步导致核心技术朝多样化方向发展，因此有必要采取通用的结构分析区块链项目的技术路线和特点，以梳理和明确区块链的研究方向。

区块链涵盖多种技术，相关概念易混淆，且应用场景繁多，为此，已有相关综述主要从技术体系结构、技术挑战和应用场景等角度来梳理区块链的最新进展、技术差异和联系，总结技术形态和应用价值。袁勇等[1]给出了区块链基本模型，以比特币为例将非许可链分为数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层；邵奇峰等[2]结合开源项目细节，对比了多种企业级区块链（许可链）的技术特点；Yang等[3]总结了基于区块链的网络服务架构的特点、挑战和发展趋势；韩璇等[4]系统性归纳了区块链安全问题的研究现状；Ali等[5]总结了区块链在物联网方面的应用研究进展、趋势。上述文献虽然归纳得较为完整，但是都没有从许可链与非许可链共性技术的角度进行通用的层次结构分析，没有体现出区块链技术与组网路由、数据结构、同步机制等已有技术的关联性，且缺少对区块链项目的差异分析。本文则对有关概念进行区分，探讨了通用的层次化技术结构及其与已有技术的关联性，并针对该结构横向分析相关学术研究进展；根据分层结构对比部分区块链项目的技术选型；最后以智慧城市场景、边缘计算和人工智能技术为代表介绍区块链应用研究现状，给出区块链技术挑战与研究展望。

2 相关概念

随着区块链技术的深入研究，不断衍生出了很多相关的术语，例如“中心化”“去中心化”“公链”“联盟链”等。为了全面地了解区块链技术，并对区块链技术涉及的关键术语有系统的认知，本节将给出区块链及其相关概念的定义，以及它们的联系，更好地区分易使人混淆的术语。

2.1 中心化与去中心化

中心化（centralization）与去中心化（decentralization）最早用来描述社会治理权力的分布特征。从区块链应用角度出发，中心化是指以单个组织为枢纽构建信任关系的场景特点。例如，电子支付场景下用户必须通过银行的信息系统完成身份验证、信用审查和交易追溯等；电子商务场景下对端身份的验证必须依靠权威机构下发的数字证书完成。相反，去中心化是指不依靠单一组织进行信任构建的场景特点，该场景下每个组织的重要性基本相同。

2.2 加密货币

加密货币（cryptocurrency）是一类数字货币（digital currency）技术，它利用多种密码学方法处理货币数据，保证用户的匿名性、价值的有效性；利用可信设施发放和核对货币数据，保证货币数量的可控性、资产记录的可审核性，从而使货币数据成为具备流通属性的价值交换媒介，同时保护使用者的隐私。

加密货币的概念起源于一种基于盲签名（blind signature）的匿名交易技术[6]，最早的加密货币交易模型“electronic cash”[7]如图1所示。

图1

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图1

“electronic cash”交易模型

交易开始前，付款者使用银行账户兑换加密货币，然后将货币数据发送给领款者，领款者向银行发起核对请求，若该数据为银行签发的合法货币数据，那么银行将向领款者账户记入等额数值。通过盲签名技术，银行完成对货币数据的认证，而无法获得发放货币与接收货币之间的关联，从而保证了价值的有效性、用户的匿名性；银行天然具有发放币种、账户记录的能力，因此保证了货币数量的可控性与资产记录的可审核性。

最早的加密货币构想将银行作为构建信任的基础，呈现中心化特点。此后，加密货币朝着去中心化方向发展，并试图用工作量证明（PoW,poof of work）[8]或其改进方法定义价值。比特币在此基础上，采用新型分布式账本技术保证被所有节点维护的数据不可篡改，从而成功构建信任基础，成为真正意义上的去中心化加密货币。区块链从去中心化加密货币发展而来，随着区块链的进一步发展，去中心化加密货币已经成为区块链的主要应用之一。

2.3 区块链及工作流程

一般认为，区块链是一种融合多种现有技术的新型分布式计算和存储范式。它利用分布式共识算法生成和更新数据，并利用对等网络进行节点间的数据传输，结合密码学原理和时间戳等技术的分布式账本保证存储数据的不可篡改，利用自动化脚本代码或智能合约实现上层应用逻辑。如果说传统数据库实现数据的单方维护，那么区块链则实现多方维护相同数据，保证数据的安全性和业务的公平性。区块链的工作流程主要包含生成区块、共识验证、账本维护3个步骤。

1) 生成区块。区块链节点收集广播在网络中的交易——需要记录的数据条目，然后将这些交易打包成区块——具有特定结构的数据集。

2) 共识验证。节点将区块广播至网络中，全网节点接收大量区块后进行顺序的共识和内容的验证，形成账本——具有特定结构的区块集。

3) 账本维护。节点长期存储验证通过的账本数据并提供回溯检验等功能，为上层应用提供账本访问接口。

2.4 区块链类型

根据不同场景下的信任构建方式，可将区块链分为2类：非许可链（permissionless blockchain）和许可链（permissioned blockchain）。

非许可链也称为公链（public blockchain），是一种完全开放的区块链，即任何人都可以加入网络并参与完整的共识记账过程，彼此之间不需要信任。公链以消耗算力等方式建立全网节点的信任关系，具备完全去中心化特点的同时也带来资源浪费、效率低下等问题。公链多应用于比特币等去监管、匿名化、自由的加密货币场景。

许可链是一种半开放式的区块链，只有指定的成员可以加入网络，且每个成员的参与权各有不同。许可链往往通过颁发身份证书的方式事先建立信任关系，具备部分去中心化特点，相比于非许可链拥有更高的效率。进一步，许可链分为联盟链（consortium blockchain）和私链（fully private blockchain）。联盟链由多个机构组成的联盟构建，账本的生成、共识、维护分别由联盟指定的成员参与完成。在结合区块链与其他技术进行场景创新时，公链的完全开放与去中心化特性并非必需，其低效率更无法满足需求，因此联盟链在某些场景中成为实适用性更强的区块链选型。私链相较联盟链而言中心化程度更高，其数据的产生、共识、维护过程完全由单个组织掌握，被该组织指定的成员仅具有账本的读取权限。

3 区块链体系结构

根据区块链发展现状，本节将归纳区块链的通用层次技术结构、基本原理和研究进展。

现有项目的技术选型多数由比特币演变而来，所以区块链主要基于对等网络通信，拥有新型的基础数据结构，通过全网节点共识实现公共账本数据的统一。但是区块链也存在效率低、功耗大和可扩展性差等问题，因此人们进一步以共识算法、处理模型、交易模式创新为切入点进行技术方案改进，并在此基础上丰富了逻辑控制功能和区块链应用功能，使其成为一种新型计算模式。本文给出如图2 所示的区块链通用层次化技术结构，自下而上分别为网络层、数据层、共识层、控制层和应用层。其中，网络层是区块链信息交互的基础，承载节点间的共识过程和数据传输，主要包括建立在基础网络之上的对等网络及其安全机制；数据层包括区块链基本数据结构及其原理；共识层保证节点数据的一致性，封装各类共识算法和驱动节点共识行为的奖惩机制；控制层包括沙盒环境、自动化脚本、智能合约和权限管理等，提供区块链可编程特性，实现对区块数据、业务数据、组织结构的控制；应用层包括区块链的相关应用场景和实践案例，通过调用控制合约提供的接口进行数据交互，由于该层次不涉及区块链原理，因此在第 5节中单独介绍。

3.1 网络层

网络层关注区块链网络的基础通信方式——对等（P2P,peer-to-peer）网络。对等网络是区别于“客户端/服务器”服务模式的计算机通信与存储架构，网络中每个节点既是数据的提供者也是数据的使用者，节点间通过直接交换实现计算机资源与信息的共享，因此每个节点地位均等。区块链网络层由组网结构、通信机制、安全机制组成。其中组网结构描述节点间的路由和拓扑关系，通信机制用于实现节点间的信息交互，安全机制涵盖对端安全和传输安全。

图2

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图2

区块链层次化技术结构

1) 组网结构

对等网络的体系架构可分为无结构对等网络、结构化对等网络和混合式对等网络[9]，根据节点的逻辑拓扑关系，区块链网络的组网结构也可以划分为上述3种，如图3所示。

图3

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图3

区块链组网结构

无结构对等网络是指网络中不存在特殊中继节点、节点路由表的生成无确定规律、网络拓扑呈现随机图状的一类对等网络。该类网络结构松散，设计简洁，具有良好的容错性和匿名性，但由于采用洪泛机制作为信息传播方式，其可扩展性较差。典型的协议有Gnutella等。

结构化对等网络是指网络中不存在特殊中继节点、节点间根据特定算法生成路由表、网络拓扑具有严格规律的一类对等网络。该类网络实现复杂但可扩展性良好，通过结构化寻址可以精确定位节点从而实现多样化功能。常见的结构化网络以DHT （distributed hash table）网络为主，典型的算法有Chord、Kademlia等。

混合式对等网络是指节点通过分布式中继节点实现全网消息路由的一类对等网络。每个中继节点维护部分网络节点地址、文件索引等工作，共同实现数据中继的功能。典型的协议有Kazza等。

2) 通信机制

通信机制是指区块链网络中各节点间的对等通信协议，建立在 TCP/UDP 之上，位于计算机网络协议栈的应用层，如图4所示。该机制承载对等网络的具体交互逻辑，例如节点握手、心跳检测、交易和区块传播等。由于包含的协议功能不同（例如基础链接与扩展交互），本文将通信机制细分为3个层次：传播层、连接层和交互逻辑层。

传播层实现对等节点间数据的基本传输，包括2 种数据传播方式：单点传播和多点传播。单点传播是指数据在2个已知节点间直接进行传输而不经过其他节点转发的传播方式；多点传播是指接收数据的节点通过广播向邻近节点进行数据转发的传播方式，区块链网络普遍基于Gossip协议[10]实现洪泛传播。连接层用于获取节点信息，监测和改变节点间连通状态，确保节点间链路的可用性（availability）。具体而言，连接层协议帮助新加入节点获取路由表数据，通过定时心跳监测为节点保持稳定连接，在邻居节点失效等情况下为节点关闭连接等。交互逻辑层是区块链网络的核心，从主要流程上看，该层协议承载对等节点间账本数据的同步、交易和区块数据的传输、数据校验结果的反馈等信息交互逻辑，除此之外，还为节点选举、共识算法实施等复杂操作和扩展应用提供消息通路。

图4

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图4

区块链网络通信机制

3) 安全机制

安全是每个系统必须具备的要素，以比特币为代表的非许可链利用其数据层和共识层的机制，依靠消耗算力的方式保证数据的一致性和有效性，没有考虑数据传输过程的安全性，反而将其建立在不可信的透明P2P网络上。随着隐私保护需求的提出，非许可链也采用了一些网络匿名通信方法，例如匿名网络Tor（the onion router）通过沿路径的层层数据加密机制来保护对端身份。许可链对成员的可信程度有更高的要求，在网络层面采取适当的安全机制，主要包括身份安全和传输安全两方面。身份安全是许可链的主要安全需求，保证端到端的可信，一般采用数字签名技术实现，对节点的全生命周期（例如节点交互、投票、同步等）进行签名，从而实现许可链的准入许可。传输安全防止数据在传输过程中遭到篡改或监听，常采用基于TLS的点对点传输和基于Hash算法的数据验证技术。

4) 研究现状

目前，区块链网络层研究主要集中在3个方向：测量优化、匿名分析与隐私保护、安全防护。

随着近年来区块链网络的爆炸式发展以及开源特点，学术界开始关注大型公有链项目的网络状况，监测并研究它们的特点，研究对象主要为比特币网络。Decker等[11]设计和实现测量工具，分析传播时延数据、协议数据和地址数据，建模分析影响比特币网络性能的网络层因素，基于此提出各自的优化方法。Fadhil等[12]提出基于事件仿真的比特币网络仿真模型，利用真实测量数据验证模型的有效性，最后提出优化机制 BCBSN，旨在设立超级节点降低网络波动。Kaneko 等[13]将区块链节点分为共识节点和验证节点，其中共识节点采用无结构组网方式，验证节点采用结构化组网方式，利用不同组网方式的优点实现网络负载的均衡。

匿名性是加密货币的重要特性之一，但从网络层视角看，区块链的匿名性并不能有效保证，因为攻击者可以利用监听并追踪 IP 地址的方式推测出交易之间、交易与公钥地址之间的关系，通过匿名隐私研究可以主动发掘安全隐患，规避潜在危害。Koshy 等[16,17]从网络拓扑、传播层协议和作恶模型3个方面对比特币网络进行建模，通过理论分析和仿真实验证明了比特币网络协议在树形组网结构下仅具备弱匿名性，在此基础上提出 Dandelion 网络策略以较低的网络开销优化匿名性，随后又提出 Dandelion++原理，以最优信息理论保证来抵抗大规模去匿名攻击。

区块链重点关注其数据层和共识层面机制，并基于普通网络构建开放的互联环境，该方式极易遭受攻击。为提高区块链网络的安全性，学术界展开研究并给出了相应的解决方案。Heilman 等[18]对比特币和以太坊网络实施日蚀攻击（eclipse attack）——通过屏蔽正确节点从而完全控制特定节点的信息来源，证实了该攻击的可行性。Apostolaki等[19]提出针对比特币网络的 BGP（border gateway protocal）劫持攻击，通过操纵自治域间路由或拦截域间流量来制造节点通信阻塞，表明针对关键数据的沿路攻击可以大大降低区块传播性能。

3.2 数据层

区块链中的“块”和“链”都是用来描述其数据结构特征的词汇，可见数据层是区块链技术体系的核心。区块链数据层定义了各节点中数据的联系和组织方式，利用多种算法和机制保证数据的强关联性和验证的高效性，从而使区块链具备实用的数据防篡改特性。除此之外，区块链网络中每个节点存储完整数据的行为增加了信息泄露的风险，隐私保护便成为迫切需求，而数据层通过非对称加密等密码学原理实现了承载应用信息的匿名保护，促进区块链应用普及和生态构建。因此，从不同应用信息的承载方式出发，考虑数据关联性、验证高效性和信息匿名性需求，可将数据层关键技术分为信息模型、关联验证结构和加密机制3类。

1) 信息模型

区块链承载了不同应用的数据（例如支付记录、审计数据、供应链信息等），而信息模型则是指节点记录应用信息的逻辑结构，主要包括UTXO （unspent transaction output）、基于账户和键值对模型3种。需要说明的是，在大部分区块链网络中，每个用户均被分配了交易地址，该地址由一对公私钥生成，使用地址标识用户并通过数字签名的方式检验交易的有效性。

UTXO是比特币交易中的核心概念，逐渐演变为区块链在金融领域应用的主要信息模型，如图5所示。每笔交易（Tx）由输入数据（Input）和输出数据（Output）组成，输出数据为交易金额（Num）和用户公钥地址（Adr），而输入数据为上一笔交易输出数据的指针（Pointer），直到该比特币的初始交易由区块链网络向节点发放。

图5

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图5

UTXO信息模型

基于账户的信息模型以键值对的形式存储数据，维护着账户当前的有效余额，通过执行交易来不断更新账户数据。相比于UTXO，基于账户的信息模型与银行的储蓄账户类似，更直观和高效。

不管是UTXO还是基于账户的信息模型，都建立在更为通用的键值对模型上，因此为了适应更广泛的应用场景，键值对模型可直接用于存储业务数据，表现为表单或集合形式。该模型利于数据的存取并支持更复杂的业务逻辑，但是也存在复杂度高的问题。

2) 关联验证结构

区块链之所以具备防篡改特性，得益于链状数据结构的强关联性。该结构确定了数据之间的绑定关系，当某个数据被篡改时，该关系将会遭到破坏。由于伪造这种关系的代价是极高的，相反检验该关系的工作量很小，因此篡改成功率被降至极低。链状结构的基本数据单位是“区块（block）”，基本内容如图6所示。

图6

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图6

基本区块结构

区块由区块头（Header）和区块体（Body）两部分组成，区块体包含一定数量的交易集合；区块头通过前继散列（PrevHash）维持与上一区块的关联从而形成链状结构，通过MKT（MerkleTree）生成的根散列（RootHash）快速验证区块体交易集合的完整性。因此散列算法和 MKT 是关联验证结构的关键，以下将对此展开介绍。

散列（Hash）算法也称为散列函数，它实现了明文到密文的不可逆映射；同时，散列算法可以将任意长度的输入经过变化得到固定长度的输出；最后，即使元数据有细微差距，变化后的输出也会产生显著不同。利用散列算法的单向、定长和差异放大的特征，节点通过比对当前区块头的前继散列即可确定上一区块内容的正确性，使区块的链状结构得以维系。区块链中常用的散列算法包括SHA256等。

MKT包括根散列、散列分支和交易数据。MKT首先对交易进行散列运算，再对这些散列值进行分组散列，最后逐级递归直至根散列。MKT 带来诸多好处：一方面，对根散列的完整性确定即间接地实现交易的完整性确认，提升高效性；另一方面，根据交易的散列路径（例如 Tx1：Hash2、Hash34）可降低验证某交易存在性的复杂度，若交易总数为N，那么MKT可将复杂度由N降为lbN。除此之外，还有其他数据结构与其配合使用，例如以太坊通过MPT（Merkle Patricia tree）——PatriciaTrie 和MerkleTree混合结构，高效验证其基于账户的信息模型数据。

此外，区块头中还可根据不同项目需求灵活添加其他信息，例如添加时间戳为区块链加入时间维度，形成时序记录；添加记账节点标识，以维护成块节点的权益；添加交易数量，进一步提高区块体数据的安全性。

3) 加密机制

由上述加密货币原理可知，经比特币演变的区块链技术具备与生俱来的匿名性，通过非对称加密等技术既保证了用户的隐私又检验了用户身份。非对称加密技术是指加密者和解密者利用2个不同秘钥完成加解密，且秘钥之间不能相互推导的加密机制。常用的非对称加密算法包括 RSA、Elgamal、背包算法、Rabin、D-H、ECC（椭圆曲线加密算法）等。对应图5，Alice 向 Bob 发起交易 Tx2，Alice使用Bob的公钥对交易签名，仅当Bob使用私钥验证该数字签名时，才有权利创建另一笔交易，使自身拥有的币生效。该机制将公钥作为基础标识用户，使用户身份不可读，一定程度上保护了隐私。

4) 研究现状

数据层面的研究方向集中在高效验证、匿名分析、隐私保护3个方面。

高效验证的学术问题源于验证数据结构（ADS,authenticated data structure），即利用特定数据结构快速验证数据的完整性，实际上 MKT 也是其中的一种。为了适应区块链数据的动态性（dynamical）并保持良好性能，学术界展开了研究。Reyzin等[20]基于AVL树形结构提出AVL+，并通过平衡验证路径、缺省堆栈交易集等机制，简化轻量级节点的区块头验证过程。Zhang等[21]提出GEM2-tree结构，并对其进行优化提出 GEM2כ-tree 结构，通过分解单树结构、动态调整节点计算速度、扩展数据索引等机制降低以太坊节点计算开销。

区块数据直接承载业务信息，因此区块数据的匿名关联性分析更为直接。Reid等[22]将区块数据建模为事务网络和用户网络，利用多交易数据的用户指向性分析成功降低网络复杂度。Meiklejohn等[23]利用启发式聚类方法分析交易数据的流动特性并对用户进行分组，通过与这些服务的互动来识别主要机构的比特币地址。Awan 等[24]使用优势集（dominant set）方法对区块链交易进行自动分类，从而提高分析准确率。

隐私保护方面，Saxena等[25]提出复合签名技术削弱数据的关联性，基于双线性映射中的Diffie-Hellman假设保证计算困难性，从而保护用户隐私。Miers 等[26]和 Sasson 等[27]提出 Zerocoin 和Zerocash，在不添加可信方的情况下断开交易间的联系，最早利用零知识证明（zero-knowledge proof）技术隐藏交易的输入、输出和金额信息，提高比特币的匿名性。非对称加密是区块链数据安全的核心，但在量子计算面前却显得“捉襟见肘”，为此Yin等[28]利用盆景树模型（bonsai tree）改进晶格签名技术（lattice-based signature），以保证公私钥的随机性和安全性，使反量子加密技术适用于区块链用户地址的生成。

3.3 共识层

区块链网络中每个节点必须维护完全相同的账本数据，然而各节点产生数据的时间不同、获取数据的来源未知，存在节点故意广播错误数据的可能性，这将导致女巫攻击[29]、双花攻击[30]等安全风险；除此之外，节点故障、网络拥塞带来的数据异常也无法预测。因此，如何在不可信的环境下实现账本数据的全网统一是共识层解决的关键问题。实际上，上述错误是拜占庭将军问题（the Byzantine generals problem）[31]在区块链中的具体表现，即拜占庭错误——相互独立的组件可以做出任意或恶意的行为，并可能与其他错误组件产生协作，此类错误在可信分布式计算领域被广泛研究。

状态机复制（state-machine replication）是解决分布式系统容错问题的常用理论。其基本思想为：任何计算都表示为状态机，通过接收消息来更改其状态。假设一组副本以相同的初始状态开始，并且能够就一组公共消息的顺序达成一致，那么它们可以独立进行状态的演化计算，从而正确维护各自副本之间的一致性。同样，区块链也使用状态机复制理论解决拜占庭容错问题，如果把每个节点的数据视为账本数据的副本，那么节点接收到的交易、区块即为引起副本状态变化的消息。状态机复制理论实现和维持副本的一致性主要包含2个要素：正确执行计算逻辑的确定性状态机和传播相同序列消息的共识协议。其中，共识协议是影响容错效果、吞吐量和复杂度的关键，不同安全性、可扩展性要求的系统需要的共识协议各有不同。学术界普遍根据通信模型和容错类型对共识协议进行区分[32]，因此严格地说，区块链使用的共识协议需要解决的是部分同步（partial synchrony）模型[33]下的拜占庭容错问题。

区块链网络中主要包含PoX（poof of X）[34]、BFT（byzantine-fault tolerant）和 CFT（crash-fault tolerant）类基础共识协议。PoX 类协议是以 PoW （proof of work）为代表的基于奖惩机制驱动的新型共识协议，为了适应数据吞吐量、资源利用率和安全性的需求，人们又提出PoS（proof of stake）、PoST （proof of space-time）等改进协议。它们的基本特点在于设计证明依据，使诚实节点可以证明其合法性，从而实现拜占庭容错。BFT类协议是指解决拜占庭容错问题的传统共识协议及其改良协议，包括PBFT、BFT-SMaRt、Tendermint等。CFT类协议用于实现崩溃容错，通过身份证明等手段规避节点作恶的情况，仅考虑节点或网络的崩溃（crash）故障，主要包括Raft、Paxos、Kafka等协议。

非许可链和许可链的开放程度和容错需求存在差异，共识层面技术在两者之间产生了较大区别。具体而言，非许可链完全开放，需要抵御严重的拜占庭风险，多采用PoX、BFT类协议并配合奖惩机制实现共识。许可链拥有准入机制，网络中节点身份可知，一定程度降低了拜占庭风险，因此可采用BFT类协议、CFT类协议构建相同的信任模型[35]。

限于篇幅原因，本节仅以 PoW、PBFT、Raft为切入进行3类协议的分析。

1) PoX类协议

PoW也称为Nakamoto协议，是比特币及其衍生项目使用的核心共识协议，如图7所示。

图7

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图7

PoW协议示意

该协议在区块链头结构中加入随机数Nonce，并设计证明依据：为生成新区块，节点必须计算出合适的 Nonce 值，使新生成的区块头经过双重SHA256 运算后小于特定阈值。该协议的整体流程为：全网节点分别计算证明依据，成功求解的节点确定合法区块并广播，其余节点对合法区块头进行验证，若验证无误则与本地区块形成链状结构并转发，最终达到全网共识。PoW是随机性协议，任何节点都有可能求出依据，合法区块的不唯一将导致生成分支链，此时节点根据“最长链原则”选择一定时间内生成的最长链作为主链而抛弃其余分支链，从而使各节点数据最终收敛。

PoW协议采用随机性算力选举机制，实现拜占庭容错的关键在于记账权的争夺，目前寻找证明依据的方法只有暴力搜索，其速度完全取决于计算芯片的性能，因此当诚实节点数量过半，即“诚实算力”过半时，PoW便能使合法分支链保持最快的增长速度，也即保证主链一直是合法的。PoW是一种依靠饱和算力竞争纠正拜占庭错误的共识协议，关注区块产生、传播过程中的拜占庭容错，在保证防止双花攻击的同时也存在资源浪费、可扩展性差等问题。

2) BFT类协议

PBFT是 BFT经典共识协议，其主要流程如图8 所示。PBFT将节点分为主节点和副节点，其中主节点负责将交易打包成区块，副节点参与验证和转发，假设作恶节点数量为f。PBFT共识主要分为预准备、准备和接受3个阶段，主节点首先收集交易后排序并提出合法区块提案；其余节点先验证提案的合法性，然后根据区块内交易顺序依次执行并将结果摘要组播；各节点收到2f个与自身相同的摘要后便组播接受投票；当节点收到超过2f+1个投票时便存储区块及其产生的新状态[36]。

图8

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图8

PBFT协议示意

PBFT 协议解决消息传播过程的拜占庭容错，由于算法复杂度为 O(n2)且存在确定性的主节点选举规则，PBFT 仅适用于节点数量少的小型许可链系统。

3) CFT类协议

Raft[37]是典型的崩溃容错共识协议，以可用性强著称。Raft将节点分为跟随节点、候选节点和领导节点，领导节点负责将交易打包成区块，追随节点响应领导节点的同步指令，候选节点完成领导节点的选举工作。当网络运行稳定时，只存在领导节点和追随节点，领导节点向追随节点推送区块数据从而实现同步。节点均设置生存时间决定角色变化周期，领导节点的心跳信息不断重置追随节点的生存时间，当领导节点发生崩溃时，追随节点自动转化为候选节点并进入选举流程，实现网络自恢复。

Raft协议实现崩溃容错的关键在于领导节点的自选举机制，部分许可链选择降低可信需求，将拜占庭容错转换为崩溃容错，从而提升共识速度。

4) 奖惩机制

奖惩机制包括激励机制与惩罚策略，其中激励机制是为了弥补节点算力消耗、平衡协议运行收益比的措施，当节点能够在共识过程中获得收益时才会进行记账权的争夺，因此激励机制利用经济效益驱动各共识协议可持续运行。激励机制一般基于价值均衡理论设计，具有代表性的机制包括PPLNS、PPS等。为了实现收益最大化，节点可能采用不诚实的运行策略（如扣块攻击、自私挖矿等），损害了诚实节点的利益，惩罚策略基于博弈论等理论对节点进行惩罚，从而纠正不端节点的行为，维护共识可持续性。

5) 研究现状

随着可扩展性和性能需求的多样化发展，除了传统的BFT、CFT协议和PoX协议衍生研究，还产生了混合型协议（Hybrid）——主要为 PoX类协议混合以及PoX-BFT协议混合。因此本节从PoX类、BFT类以及Hybrid类协议归纳共识层研究进展。

如前文所述，PoX类协议的基本特点在于设计证明依据，使诚实节点可以证明其合法性，从而实现拜占庭容错。uPoW[38]通过计算有意义的正交向量问题证明节点合法性，使算力不被浪费。PoI （proof-of-importance）[39]利用图论原理为每个节点赋予重要性权重，权重越高的节点将越有可能算出区块。PoS（poof-of-stake）为节点定义“币龄”，拥有更高币龄的节点将被分配更多的股份（stake），而股份被作为证明依据用于成块节点的选举。Ouroboros[40]通过引入多方掷币协议增大了选举随机性，引入近乎纳什均衡的激励机制进一步提高PoS 的安全性。PoRep（proof-of-replication）[41]应用于去中心化存储网络，利用证明依据作为贡献存储空间的奖励，促进存储资源再利用。

BFT协议有较长的发展史，在区块链研究中被赋予了新的活力。SCP[42]和Ripple[43]基于联邦拜占庭共识[44]——存在交集的多池（确定规模的联邦）共识，分别允许节点自主选择或与指定的节点构成共识联邦，通过联邦交集达成全网共识。Tendermint[45]使用Gossip通信协议基本实现异步拜占庭共识，不仅简化了流程而且提高了可用性。HotStuff[46]将BFT与链式结构数据相结合，使主节点能够以实际网络时延及 O(n)通信复杂度推动协议达成一致。LibraBFT[47]在HotStuff的基础上加入奖惩机制及节点替换机制，从而优化了性能。

Hybrid 类协议是研究趋势之一。PoA[48]利用PoW产生空区块头，利用PoS决定由哪些节点进行记账和背书，其奖励由背书节点和出块节点共享。PeerCensus[49]由节点团体进行拜占庭协议实现共识，而节点必须基于比特币网络，通过 PoW 产出区块后才能获得投票权力。ByzCoin[50]利用PoW的算力特性构建动态成员关系，并引入联合签名方案来减小PBFT的轮次通信开销，提高交易吞吐量，降低确认时延。Casper[51]则通过PoS的股份决定节点构成团体并进行BFT共识，且节点可投票数取决于股份。

3.4 控制层

区块链节点基于对等通信网络与基础数据结构进行区块交互，通过共识协议实现数据一致，从而形成了全网统一的账本。控制层是各类应用与账本产生交互的中枢，如果将账本比作数据库，那么控制层提供了数据库模型，以及相应封装、操作的方法。具体而言，控制层由处理模型、控制合约和执行环境组成。处理模型从区块链系统的角度分析和描述业务/交易处理方式的差异。控制合约将业务逻辑转化为交易、区块、账本的具体操作。执行环境为节点封装通用的运行资源，使区块链具备稳定的可移植性。

1) 处理模型

账本用于存储全部或部分业务数据，那么依据该数据的分布特征可将处理模型分为链上（on-chain）和链下（off-chain）2种。

链上模型是指业务数据完全存储在账本中，业务逻辑通过账本的直接存取实现数据交互。该模型的信任基础建立在强关联性的账本结构中，不仅实现防篡改而且简化了上层控制逻辑，但是过量的资源消耗与庞大的数据增长使系统的可扩展性达到瓶颈，因此该模型适用于数据量小、安全性强、去中心化和透明程度高的业务。

链下模型是指业务数据部分或完全存储在账本之外，只在账本中存储指针以及其他证明业务数据存在性、真实性和有效性的数据。该模型以“最小化信任成本”为准则，将信任基础建立在账本与链下数据的证明机制中，降低账本构建成本。由于与公开的账本解耦，该模型具有良好的隐私性和可拓展性，适用于去中心化程度低、隐私性强、吞吐量大的业务。

2) 控制合约

区块链中控制合约经历了2个发展阶段，首先是以比特币为代表的非图灵完备的自动化脚本，用于锁定和解锁基于UTXO信息模型的交易，与强关联账本共同克服了双花等问题，使交易数据具备流通价值。其次是以以太坊为代表的图灵完备的智能合约，智能合约是一种基于账本数据自动执行的数字化合同，由开发者根据需求预先定义，是上层应用将业务逻辑编译为节点和账本操作集合的关键。智能合约通过允许相互不信任的参与者在没有可信第三方的情况下就复杂合同的执行结果达成协议，使合约具备可编程性，实现业务逻辑的灵活定义并扩展区块链的使用。

3) 执行环境

执行环境是指执行控制合约所需要的条件，主要分为原生环境和沙盒环境。原生环境是指合约与节点系统紧耦合，经过源码编译后直接执行，该方式下合约能经历完善的静态分析，提高安全性。沙盒环境为节点运行提供必要的虚拟环境，包括网络通信、数据存储以及图灵完备的计算/控制环境等，在虚拟机中运行的合约更新方便、灵活性强，其产生的漏洞也可能造成损失。

4) 研究现状

控制层的研究方向主要集中在可扩展性优化与安全防护2个方面。

侧链（side-chain）在比特币主链外构建新的分类资产链，并使比特币和其他分类资产在多个区块链之间转移，从而分散了单一链的负荷。Tschorsch等[52]利用Two-way Peg机制实现交互式跨链资产转换，防止该过程中出现双花。Kiayias 等[53]利用NIPoPoW机制实现非交互式的跨链工作证明，并降低了跨链带来的区块冗余。分片（sharding）是指不同节点子集处理区块链的不同部分，从而减少每个节点的负载。ELASTICO[54]将交易集划分为不同分片，每个分片由不同的节点集合进行并行验证。OmniLedger[55]在前者的基础上优化节点随机选择及跨切片事务提交协议，从而提高了切片共识的安全性与正确性。区别于 OmniLedger，PolyShard[56]利用拉格朗日多项式编码分片为分片交互过程加入计算冗余，同时实现了可扩展性优化与安全保障。上述研究可视为链上处理模型在加密货币场景下的可扩展性优化方案。实际上，链下处理模型本身就是一种扩展性优化思路，闪电网络[57]通过状态通道对交易最终结果进行链上确认，从而在交易过程中实现高频次的链外支付。Plasma[58]在链下对区块链进行树形分支拓展，树形分支中的父节点完成子节点业务的确认，直到根节点与区块链进行最终确认。

一方面，沙盒环境承载了区块链节点运行条件，针对虚拟机展开的攻击更为直接；另一方面，智能合约直接对账本进行操作，其漏洞更易影响业务运行，因此控制层的安全防护研究成为热点。Luu等[59]分析了运行于EVM中的智能合约安全性，指出底层平台的分布式语义差异带来的安全问题。Brent 等[60]提出智能合约安全分析框架 Vandal，将EVM 字节码转换为语义逻辑关，为分析合约安全漏洞提供便利。Jiang 等[61]预先定义用于安全漏洞的特征，然后模拟执行大规模交易，通过分析日志中的合约行为实现漏洞检测。

4 技术选型分析

区别于其他技术，区块链发展过程中最显著的特点是与产业界紧密结合，伴随着加密货币和分布式应用的兴起，业界出现了许多区块链项目。这些项目是区块链技术的具体实现，既有相似之处又各具特点，本节将根据前文所述层次化结构对比特币、以太坊和超级账本Fabric项目进行分析，然后简要介绍其他代表性项目并归纳和对比各项目的技术选型及特点。

4.1 比特币

比特币是目前规模最大、影响范围最广的非许可链开源项目。图9为比特币项目以账本为核心的运行模式，也是所有非许可链项目的雏形。比特币网络为用户提供兑换和转账业务，该业务的价值流通媒介由账本确定的交易数据——比特币支撑。为了保持账本的稳定和数据的权威性，业务制定奖励机制，即账本为节点产生新的比特币或用户支付比特币，以此驱动节点共同维护账本。

图9

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图9

比特币运行模式

比特币网络主要由2种节点构成：全节点和轻节点。全节点是功能完备的区块链节点，而轻节点不存储完整的账本数据，仅具备验证与转发功能。全节点也称为矿工节点，计算证明依据的过程被称为“挖矿”，目前全球拥有近 1 万个全节点；矿池则是依靠奖励分配策略将算力汇集起来的矿工群；除此之外，还有用于存储私钥和地址信息、发起交易的客户端（钱包）。

1) 网络层

比特币在网络层采用非结构化方式组网，路由表呈现随机性。节点间则采用多点传播方式传递数据，曾基于Gossip协议实现，为提高网络的抗匿名分析能力改为基于Diffusion协议实现[33]。节点利用一系列控制协议确保链路的可用性，包括版本获取（Vetsion/Verack）、地址获取（Addr/GetAddr）、心跳信息（PING/PONG）等。新节点入网时，首先向硬编码 DNS 节点（种子节点）请求初始节点列表；然后向初始节点随机请求它们路由表中的节点信息，以此生成自己的路由表；最后节点通过控制协议与这些节点建立连接，并根据信息交互的频率更新路由表中节点时间戳，从而保证路由表中的节点都是活动的。交互逻辑层为建立共识交互通道，提供了区块获取（GetBlock）、交易验证（MerkleBlock）、主链选择（CmpctBlock）等协议；轻节点只需要进行简单的区块头验证，因此通过头验证（GetHeader/Header）协议和连接层中的过滤设置协议指定需要验证的区块头即可建立简单验证通路。在安全机制方面，比特币网络可选择利用匿名通信网络Tor作为数据传输承载，通过沿路径的层层数据加密机制来保护对端身份。

2) 数据层

比特币数据层面的技术选型已经被广泛研究，使用UTXO信息模型记录交易数据，实现所有权的简单、有效证明，利用 MKT、散列函数和时间戳实现区块的高效验证并产生强关联性。在加密机制方面，比特币采用参数为Secp256k1的椭圆曲线数字签名算法（ECDSA,elliptic curve digital signature algorithm）生成用户的公私钥，钱包地址则由公钥经过双重散列、Base58Check 编码等步骤生成，提高了可读性。

3) 共识层

比特币采用 PoW 算法实现节点共识，该算法证明依据中的阈值设定可以改变计算难度。计算难度由每小时生成区块的平均块数决定，如果生成得太快，难度就会增加。该机制是为了应对硬件升级或关注提升引起的算力变化，保持证明依据始终有效。目前该阈值被设定为10 min产出一个区块。除此之外，比特币利用奖惩机制保证共识的可持续运行，主要包括转账手续费、挖矿奖励和矿池分配策略等。

4) 控制层

比特币最初采用链上处理模型，并将控制语句直接记录在交易中，使用自动化锁定/解锁脚本验证UTXO模型中的比特币所有权。由于可扩展性和确认时延的限制，比特币产生多个侧链项目如Liquid、RSK、Drivechain等，以及链下处理项目Lightning Network等，从而优化交易速度。

4.2 以太坊

以太坊是第一个以智能合约为基础的可编程非许可链开源平台项目，支持使用区块链网络构建分布式应用，包括金融、音乐、游戏等类型；当满足某些条件时，这些应用将触发智能合约与区块链网络产生交互，以此实现其网络和存储功能，更重要的是衍生出更多场景应用和价值产物，例如以太猫，利用唯一标识为虚拟猫赋予价值；GitCoin，众筹软件开发平台等。

1) 网络层

以太坊底层对等网络协议簇称为DEVP2P，除了满足区块链网络功能外，还满足与以太坊相关联的任何联网应用程序的需求。DEVP2P将节点公钥作为标识，采用 Kademlia 算法计算节点的异或距离，从而实现结构化组网。DEVP2P主要由3种协议组成：节点发现协议RLPx、基础通信协议Wire和扩展协议Wire-Sub。节点间基于Gossip实现多点传播；新节点加入时首先向硬编码引导节点（bootstrap node）发送入网请求；然后引导节点根据Kademlia 算法计算与新节点逻辑距离最近的节点列表并返回；最后新节点向列表中节点发出握手请求，包括网络版本号、节点ID、监听端口等，与这些节点建立连接后则使用Ping/Pong机制保持连接。Wire子协议构建了交易获取、区块同步、共识交互等逻辑通路，与比特币类似，以太坊也为轻量级钱包客户端设计了简易以太坊协议（LES,light ethereum subprotocol）及其变体PIP。安全方面，节点在RLPx协议建立连接的过程中采用椭圆曲线集成加密方案（ECIES）生成公私钥，用于传输共享对称密钥，之后节点通过共享密钥加密承载数据以实现数据传输保护。

2) 数据层

以太坊通过散列函数维持区块的关联性，采用MPT实现账户状态的高效验证。基于账户的信息模型记录了用户的余额及其他 ERC 标准信息，其账户类型主要分为2类：外部账户和合约账户；外部账户用于发起交易和创建合约，合约账户用于在合约执行过程中创建交易。用户公私钥的生成与比特币相同，但是公钥经过散列算法Keccak-256计算后取20 B作为外部账户地址。

3) 共识层

以太坊采用 PoW 共识，将阈值设定为 15 s产出一个区块，计划在未来采用PoS或Casper共识协议。较低的计算难度将导致频繁产生分支链，因此以太坊采用独有的奖惩机制——GHOST 协议，以提高矿工的共识积极性。具体而言，区块中的散列值被分为父块散列和叔块散列，父块散列指向前继区块，叔块散列则指向父块的前继。新区块产生时，GHOST 根据前 7 代区块的父/叔散列值计算矿工奖励，一定程度弥补了分支链被抛弃时浪费的算力。

4) 控制层

每个以太坊节点都拥有沙盒环境 EVM，用于执行Solidity语言编写的智能合约；Solidity语言是图灵完备的，允许用户方便地定义自己的业务逻辑，这也是众多分布式应用得以开发的前提。为优化可扩展性，以太坊拥有侧链项目 Loom、链下计算项目Plasma，而分片技术已于2018年加入以太坊源码。

4.3 超级账本Fabric

超级账本是Linux基金会旗下的开源区块链项目，旨在提供跨行业区块链解决方案。Fabric 是超级账本子项目之一，也是影响最广的企业级可编程许可链项目；在已知的解决方案中，Fabric 被应用于供应链、医疗和金融服务等多种场景。

1) 网络层

Fabric 网络以组织为单位构建节点集群，采用混合式对等网络组网；每个组织中包括普通节点和锚节点（anchor peer），普通节点完成组织内的消息路由，锚节点负责跨组织的节点发现与消息路由。Fabric网络传播层基于Gossip实现，需要使用配置文件初始化网络，网络生成后各节点将定期广播存活信息，其余节点根据该信息更新路由表以保持连接。交互逻辑层采用多通道机制，即相同通道内的节点才能进行状态信息交互和区块同步。Fabric 为许可链，因此在网络层采取严苛的安全机制：节点被颁发证书及密钥对，产生PKI-ID进行身份验证；可选用 TLS 双向加密通信；基于多通道的业务隔离；可定义策略指定通道内的某些节点对等传输私有数据。

2) 数据层

Fabric的区块中记录读写集（read-write set）描述交易执行时的读写过程。该读写集用于更新状态数据库，而状态数据库记录了键、版本和值组成的键值对，因此属于键值对信息模型。一方面，散列函数和 MerkleTree 被用作高效关联结构的实现技术；另一方面，节点还需根据键值验证状态数据库与读写集中的最新版本是否一致。许可链场景对匿名性的要求较低，但对业务数据的隐私性要求较高，因此Fabric 1.2版本开始提供私有数据集（PDC,private data collection）功能。

3) 共识层

Fabric在0.6版本前采用PBFT 共识协议，但是为了提高交易吞吐量，Fabric 1.0 选择降低安全性，将共识过程分解为排序和验证2种服务，排序服务采用CFT类协议Kafka、Raft（v1.4之后）完成，而验证服务进一步分解为读写集验证与多签名验证，最大程度提高了共识速度。由于Fabric针对许可链场景，参与方往往身份可知且具有相同的合作意图，因此规避了节点怠工与作恶的假设，不需要奖惩机制调节。

4) 控制层

Fabric 对于扩展性优化需求较少，主要得益于共识层的优化与许可链本身参与节点较少的前提，因此主要采用链上处理模型，方便业务数据的存取；而 PDC 中仅将私有数据散列值上链的方式则属于链下处理模型，智能合约可以在本地进行数据存取。Fabric 节点采用模块化设计，基于 Docker构建模块执行环境；智能合约在Fabric中被称为链码，使用GO、Javascript和Java语言编写，也是图灵完备的。

4.4 其他项目

除了上述3种区块链基础项目外，产业界还有许多具有代表性的项目，如表1所示。

5 区块链应用研究

区块链技术有助于降低金融机构间的审计成本，显著提高支付业务的处理速度及效率，可应用于跨境支付等金融场景。除此之外，区块链还应用于产权保护、信用体系建设、教育生态优化、食品安全监管、网络安全保障等非金融场景。

根据这些场景的应用方式以及区块链技术特点，可将区块链特性概括为如下几点。1) 去中心化。节点基于对等网络建立通信和信任背书，单一节点的破坏不会对全局产生影响。2) 不可篡改。账本由全体节点维护，群体协作的共识过程和强关联的数据结构保证节点数据一致且基本无法被篡改，进一步使数据可验证和追溯。3) 公开透明。除私有数据外，链上数据对每个节点公开，便于验证数据的存在性和真实性。4) 匿名性。多种隐私保护机制使用户身份得以隐匿，即便如此也能建立信任基础。5) 合约自治。预先定义的业务逻辑使节点可以基于高可信的账本数据实现自治，在人-人、人-机、机-机交互间自动化执行业务。

鉴于上述领域的应用在以往研究中均有详细描述，本文将主要介绍区块链在智慧城市、边缘计算和人工智能领域的前沿应用研究现状。

表1

代表性区块链项目

技术选型CordaQuorumLibraBlockstackFilecoinZcash控制合约Kotlin,JavaGOMoveClarity非图灵完备非图灵完备非图灵完备执行环境JVMEVMMVM源码编译源码编译源码编译处理模型链上链上/链下（私有数据）链上链下（虚拟链）链下（IPFS）链上奖惩机制——Libra coinsStacks tokenFilecoinZcash/Turnstiles共识算法Notary 机制/RAFT,BFT-SMaRtQuorum-Chain,RAFTLibraBFTTunable Proofs,proof-of-burnPoRep,PoETPoW信息模型UTXO基于账户基于账户基于账户基于账户UTXO关联验证结构散列算法MKT散列算法MPT散列算法MKT散列算法Merklized Adaptive Radix Forest (MARF)散列算法MKT散列算法MKT加密机制Tear-offs机制、混合密钥基于EnclaveSHA3-256/EdDSA基于Gaia/Blockstack AuthSECP256K1/BLSzk-SNARK组网方式混合型结构化混合型无结构结构化/无结构无结构通信机制AMQP1.0/单点传播Wire/GossipNoise-ProtocolFramework/GossipAtlas/GossipLibp2p/GossipBitcoin-Core/Gossip安全机制Corda加密套件/TLS证书/HTTPSDiffie-HellmanSecure BackboneTLSTor区块链类型许可链许可链许可链非许可链非许可链非许可链特点只允许对实际参与给定交易的各方进行信息访问和验证功能基于以太坊网络提供公共交易和私有交易2种交互渠道稳定、快速的交易网络剔除中心服务商的、可扩展的分布式数据存储设施，旨在保护隐私数据激励机制驱动的存储资源共享生态基于比特币网络提供零知识证明的隐私保护应用场景金融业务平台分布式应用加密货币互联网基础设施文件存储与共享加密货币

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5.1 智慧城市

智慧城市是指利用 ICT 优化公共资源利用效果、提高居民生活质量、丰富设施信息化能力的研究领域，该领域包括个人信息管理、智慧医疗、智慧交通、供应链管理等具体场景。智慧城市强调居民、设施等各类数据的采集、分析与使能，数据可靠性、管理透明化、共享可激励等需求为智慧城市带来了许多技术挑战。区块链去中心化的交互方式避免了单点故障、提升管理公平性，公开透明的账本保证数据可靠及可追溯性，多种匿名机制利于居民隐私的保护，因此区块链有利于问题的解决。Hashemi等[62]将区块链用于权限数据存储，构建去中心化的个人数据接入控制模型；Bao等[63]利用区块链高效认证和管理用户标识，保护车主的身份、位置、车辆信息等个人数据。

5.2 边缘计算

边缘计算是一种将计算、存储、网络资源从云平台迁移到网络边缘的分布式信息服务架构，试图将传统移动通信网、互联网和物联网等业务进行深度融合，减少业务交付的端到端时延，提升用户体验。安全问题是边缘计算面临的一大技术挑战，一方面，边缘计算的层次结构中利用大量异构终端设备提供用户服务，这些设备可能产生恶意行为；另一方面，服务迁移过程中的数据完整性和真实性需要得到保障。区块链在这种复杂的工作环境和开放的服务架构中能起到较大作用。首先，区块链能够在边缘计算底层松散的设备网络中构建不可篡改的账本，提供设备身份和服务数据验证的依据。其次，设备能在智能合约的帮助下实现高度自治，为边缘计算提供设备可信互操作基础。Samaniego等[64]提出了一种基于区块链的虚拟物联网资源迁移架构，通过区块链共享资源数据从而保障安全性。Stanciu[65]结合软件定义网络（SDN）、雾计算和区块链技术提出分布式安全云架构，解决雾节点中SDN控制器流表策略的安全分发问题。Ziegler等[66]基于 Plasma 框架提出雾计算场景下的区块链可扩展应用方案，提升雾计算网关的安全性。

5.3 人工智能

人工智能是一类智能代理的研究，使机器感知环境/信息，然后进行正确的行为决策，正确是指达成人类预定的某些目标。人工智能的关键在于算法，而大部分机器学习和深度学习算法建立于体积庞大的数据集和中心化的训练模型之上，该方式易受攻击或恶意操作使数据遭到篡改，其后果为模型的不可信与算力的浪费。此外，数据采集过程中无法确保下游设备的安全性，无法保证数据来源的真实性与完整性，其后果将在自动驾驶等场景中被放大。区块链不可篡改的特性可以实现感知和训练过程的可信。另外，去中心化和合约自治特性为人工智能训练工作的分解和下放奠定了基础，保障安全的基础上提高计算效率。Kim等[67]利用区块链验证联合学习框架下的分发模型的完整性，并根据计算成本提供相应的激励，优化整体学习效果。Bravo-Marquez 等[68]提出共识机制“学习证明”以减轻PoX类共识的计算浪费，构建公共可验证的学习模型和实验数据库。

6 技术挑战与研究展望

6.1 层次优化与深度融合

区块链存在“三元悖论”——安全性、扩展性和去中心化三者不可兼得，只能依靠牺牲一方的效果来满足另外两方的需求。以比特币为代表的公链具有较高的安全性和完全去中心化的特点，但是资源浪费等问题成为拓展性优化的瓶颈。尽管先后出现了PoS、BFT等共识协议优化方案，或侧链、分片等链上处理模型，或Plasma、闪电网络等链下扩展方案，皆是以部分安全性或去中心化为代价的。因此，如何将区块链更好地推向实际应用很大程度取决于三元悖论的解决，其中主要有2种思路。

1) 层次优化

区块链层次化结构中每层都不同程度地影响上述3种特性，例如网络时延、并行读写效率、共识速度和效果、链上/链下模型交互机制的安全性等，对区块链的优化应当从整体考虑，而不是单一层次。

网络层主要缺陷在于安全性，可拓展性则有待优化。如何防御以 BGP 劫持为代表的网络攻击将成为区块链底层网络的安全研究方向[19]。信息中心网络将重塑区块链基础传输网络，通过请求聚合和数据缓存减少网内冗余流量并加速通信传输[69]。相比于数据层和共识层，区块链网络的关注度较低，但却是影响安全性、可拓展性的基本因素。

数据层的优化空间在于高效性，主要为设计新的数据验证结构与算法。该方向可以借鉴计算机研究领域的多种数据结构理论与复杂度优化方法，寻找适合区块链计算方式的结构，甚至设计新的数据关联结构。实际上相当一部分项目借鉴链式结构的思想开辟新的道路，例如压缩区块空间的隔离见证、有向无环图（DAG）中并行关联的纠缠结构（Tangle），或者Libra项目采用的状态树。

共识机制是目前研究的热点，也是同时影响三元特性的最难均衡的层次。PoW牺牲可拓展性获得完全去中心化和安全性，PoS高效的出块方式具备可扩展性但产生了分叉问题，POA结合两者做到了3种特性的均衡。以此为切入的Hybrid类共识配合奖惩机制的机动调节取得了较好效果，成为共识研究的过渡手段，但是如何做到三元悖论的真正突破还有待研究。

控制层面是目前可扩展性研究的热点，其优势在于不需要改变底层的基础实现，能够在短期内应用，集中在产业界的区块链项目中。侧链具有较好的灵活性但操作复杂度高，分片改进了账本结构但跨分片交互的安全问题始终存在，而链下处理模型在安全方面缺少理论分析的支撑。因此，三元悖论的解决在控制层面具有广泛的研究前景。

2) 深度融合

如果将层次优化称为横向优化，那么深度融合即为根据场景需求而进行的纵向优化。一方面，不同场景的三元需求并不相同，例如接入控制不要求完全去中心化，可扩展性也未遇到瓶颈，因此可采用BFT类算法在小范围构建联盟链。另一方面，区块链应用研究从简单的数据上链转变为链下存储、链上验证，共识算法从 PoW 转变为场景结合的服务证明和学习证明，此外，结合 5G 和边缘计算可将网络和计算功能移至网络边缘，节约终端资源。这意味着在严格的场景建模下，区块链的层次技术选型将与场景特点交叉创新、深度融合，具有较为广阔的研究前景。

6.2 隐私保护

加密货币以匿名性著称，但是区块链以非对称加密为基础的匿名体系不断受到挑战。反匿名攻击从身份的解密转变为行为的聚类分析，不仅包括网络流量的IP聚类，还包括交易数据的地址聚类、交易行为的启发式模型学习，因此大数据分析技术的发展使区块链隐私保护思路发生转变。已有Tor网络、混币技术、零知识证明、同态加密以及各类复杂度更高的非对称加密算法被提出，但是各方法仍有局限，未来将需要更为高效的方法。此外，随着区块链系统的可编程化发展，内部复杂性将越来越高，特别是智能合约需要更严格、有效的代码检测方法，例如匿名性检测、隐私威胁预警等。

6.3 工业区块链

工业区块链是指利用区块链夯实工业互联网中数据的流通和管控基础、促进价值转换的应用场景，具有较大的研究前景。

工业互联网是面向制造业数字化、网络化、智能化需求，构建基于海量数据采集、汇聚、分析的服务体系，支撑制造资源泛在连接、弹性供给、高效配置的重要基础设施。“工业互联网平台”是工业互联网的核心，通过全面感知、实时分析、科学决策、精准执行的逻辑闭环，实现工业全要素、全产业链、全价值链的全面贯通，培育新的模式和业态。

可以看到，工业互联网与物联网、智慧城市、消费互联网等场景应用存在内在关联，例如泛在连接、数据共享和分析、电子商务等，那么其学术问题与技术实现必然存在关联性。区块链解决了物联网中心管控架构的单点故障问题，克服泛在感知设备数据的安全性和隐私性挑战，为智慧城市场景的数据共享、接入控制等问题提供解决方法，为激励资源共享构建了新型互联网价值生态。尽管工业互联网作为新型的产业生态系统，其技术体系更复杂、内涵更丰富，但是不难想象，区块链同样有利于工业互联网的发展。

“平台+区块链”能够通过分布式数据管理模式，降低数据存储、处理、使用的管理成本，为工业用户在工业 APP 选择和使用方面搭建起更加可信的环境，实现身份认证及操作行为追溯、数据安全存储与可靠传递。能够通过产品设计参数、质量检测结果、订单信息等数据“上链”，实现有效的供应链全要素追溯与协同服务。能够促进平台间数据交易与业务协同，实现跨平台交易结算，带动平台间的数据共享与知识复用，促进工业互联网平台间互联互通。

当然，工业是关乎国计民生的产业，将区块链去中心化、匿名化等特性直接用于工业互联网是不可取的，因此需要研究工业区块链管理框架，实现区块链的可管可控，在一定范围内发挥其安全优势，并对工业互联网的运转提供正向激励。

7 结束语

区块链基于多类技术研究的成果，以低成本解决了多组织参与的复杂生产环境中的信任构建和隐私保护等问题，在金融、教育、娱乐、版权保护等场景得到了较多应用，成为学术界的研究热点。比特币的出现重塑了人们对价值的定义，伴随着产业界的呼声，区块链技术得到了快速发展，而遵循区块链层次化分析方法，能够直观地区别各项目的技术路线和特点，为优化区块链技术提供不同观察视角，并为场景应用的深度融合创造条件，促进后续研究。未来的发展中，区块链将成为更为基础的信任支撑技术，在产业互联网等更广阔的领域健康、有序地发展。

The authors have declared that no competing interests exist.

作者已声明无竞争性利益关系。

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区块链技术发展现状与展望

2016

... 区块链涵盖多种技术，相关概念易混淆，且应用场景繁多，为此，已有相关综述主要从技术体系结构、技术挑战和应用场景等角度来梳理区块链的最新进展、技术差异和联系，总结技术形态和应用价值.袁勇等[1]给出了区块链基本模型，以比特币为例将非许可链分为数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层；邵奇峰等[2]结合开源项目细节，对比了多种企业级区块链（许可链）的技术特点；Yang等[3]总结了基于区块链的网络服务架构的特点、挑战和发展趋势；韩璇等[4]系统性归纳了区块链安全问题的研究现状；Ali等[5]总结了区块链在物联网方面的应用研究进展、趋势.上述文献虽然归纳得较为完整，但是都没有从许可链与非许可链共性技术的角度进行通用的层次结构分析，没有体现出区块链技术与组网路由、数据结构、同步机制等已有技术的关联性，且缺少对区块链项目的差异分析.本文则对有关概念进行区分，探讨了通用的层次化技术结构及其与已有技术的关联性，并针对该结构横向分析相关学术研究进展；根据分层结构对比部分区块链项目的技术选型；最后以智慧城市场景、边缘计算和人工智能技术为代表介绍区块链应用研究现状，给出区块链技术挑战与研究展望. ...

区块链技术发展现状与展望

2016

企业级区块链技术综述

2019

企业级区块链技术综述

2019

A survey on blockchain-based internet service architecture:requirements,challenges,trends,and future

2019

区块链安全问题:研究现状与展望

2016

区块链安全问题:研究现状与展望

2016

Applications of blockchains in the Internet of things:a comprehensive survey

2019

Blind signature system

1984

... 加密货币的概念起源于一种基于盲签名（blind signature）的匿名交易技术[6]，最早的加密货币交易模型“electronic cash”[7]如图1所示. ...

How to make a mint:the cryptography of anonymous electronic cash

1997

... 加密货币的概念起源于一种基于盲签名（blind signature）的匿名交易技术[6]，最早的加密货币交易模型“electronic cash”[7]如图1所示. ...

Proofs of work and bread pudding protocols

1999

... 最早的加密货币构想将银行作为构建信任的基础，呈现中心化特点.此后，加密货币朝着去中心化方向发展，并试图用工作量证明（PoW,poof of work）[8]或其改进方法定义价值.比特币在此基础上，采用新型分布式账本技术保证被所有节点维护的数据不可篡改，从而成功构建信任基础，成为真正意义上的去中心化加密货币.区块链从去中心化加密货币发展而来，随着区块链的进一步发展，去中心化加密货币已经成为区块链的主要应用之一. ...

P2P 关键技术研究综述

2010

... 对等网络的体系架构可分为无结构对等网络、结构化对等网络和混合式对等网络[9]，根据节点的逻辑拓扑关系，区块链网络的组网结构也可以划分为上述3种，如图3所示. ...

P2P 关键技术研究综述

2010

Epidemic algorithms for replicated database maintenance

1988

... 传播层实现对等节点间数据的基本传输，包括2 种数据传播方式：单点传播和多点传播.单点传播是指数据在2个已知节点间直接进行传输而不经过其他节点转发的传播方式；多点传播是指接收数据的节点通过广播向邻近节点进行数据转发的传播方式，区块链网络普遍基于Gossip协议[10]实现洪泛传播.连接层用于获取节点信息，监测和改变节点间连通状态，确保节点间链路的可用性（availability）.具体而言，连接层协议帮助新加入节点获取路由表数据，通过定时心跳监测为节点保持稳定连接，在邻居节点失效等情况下为节点关闭连接等.交互逻辑层是区块链网络的核心，从主要流程上看，该层协议承载对等节点间账本数据的同步、交易和区块数据的传输、数据校验结果的反馈等信息交互逻辑，除此之外，还为节点选举、共识算法实施等复杂操作和扩展应用提供消息通路. ...

Information propagation in the bitcoin network

2013

... 随着近年来区块链网络的爆炸式发展以及开源特点，学术界开始关注大型公有链项目的网络状况，监测并研究它们的特点，研究对象主要为比特币网络.Decker等[11]设计和实现测量工具，分析传播时延数据、协议数据和地址数据，建模分析影响比特币网络性能的网络层因素，基于此提出各自的优化方法.Fadhil等[12]提出基于事件仿真的比特币网络仿真模型，利用真实测量数据验证模型的有效性，最后提出优化机制 BCBSN，旨在设立超级节点降低网络波动.Kaneko 等[13]将区块链节点分为共识节点和验证节点，其中共识节点采用无结构组网方式，验证节点采用结构化组网方式，利用不同组网方式的优点实现网络负载的均衡. ...

Locality based approach to improve propagation delay on the bitcoin peer-to-peer network

2017

DHT clustering for load balancing considering blockchain data size

2018

An analysis of anonymity in bitcoin using P2P network traffic

2014

Deanonymisation of clients in bitcoin P2P network

2014

Dandelion:redesigning the bitcoin network for anonymity

2017

... 匿名性是加密货币的重要特性之一，但从网络层视角看，区块链的匿名性并不能有效保证，因为攻击者可以利用监听并追踪 IP 地址的方式推测出交易之间、交易与公钥地址之间的关系，通过匿名隐私研究可以主动发掘安全隐患，规避潜在危害.Koshy 等[16,17]从网络拓扑、传播层协议和作恶模型3个方面对比特币网络进行建模，通过理论分析和仿真实验证明了比特币网络协议在树形组网结构下仅具备弱匿名性，在此基础上提出 Dandelion 网络策略以较低的网络开销优化匿名性，随后又提出 Dandelion++原理，以最优信息理论保证来抵抗大规模去匿名攻击. ...

Dandelion++:lightweight cryptocurrency networking with formal anonymity guarantees

2018

Eclipse attacks on Bitcoin’s peer-to-peer network

2015

... 区块链重点关注其数据层和共识层面机制，并基于普通网络构建开放的互联环境，该方式极易遭受攻击.为提高区块链网络的安全性，学术界展开研究并给出了相应的解决方案.Heilman 等[18]对比特币和以太坊网络实施日蚀攻击（eclipse attack）——通过屏蔽正确节点从而完全控制特定节点的信息来源，证实了该攻击的可行性.Apostolaki等[19]提出针对比特币网络的 BGP（border gateway protocal）劫持攻击，通过操纵自治域间路由或拦截域间流量来制造节点通信阻塞，表明针对关键数据的沿路攻击可以大大降低区块传播性能. ...

Hijacking bitcoin:routing attacks on cryptocurrencies

2017

... 网络层主要缺陷在于安全性，可拓展性则有待优化.如何防御以 BGP 劫持为代表的网络攻击将成为区块链底层网络的安全研究方向[19].信息中心网络将重塑区块链基础传输网络，通过请求聚合和数据缓存减少网内冗余流量并加速通信传输[69].相比于数据层和共识层，区块链网络的关注度较低，但却是影响安全性、可拓展性的基本因素. ...

Improving authenticated dynamic dictionaries,with applications to cryptocurrencies

2017

... 高效验证的学术问题源于验证数据结构（ADS,authenticated data structure），即利用特定数据结构快速验证数据的完整性，实际上 MKT 也是其中的一种.为了适应区块链数据的动态性（dynamical）并保持良好性能，学术界展开了研究.Reyzin等[20]基于AVL树形结构提出AVL+，并通过平衡验证路径、缺省堆栈交易集等机制，简化轻量级节点的区块头验证过程.Zhang等[21]提出GEM2-tree结构，并对其进行优化提出 GEM2כ-tree 结构，通过分解单树结构、动态调整节点计算速度、扩展数据索引等机制降低以太坊节点计算开销. ...

GEM^2-tree:a gas-efficient structure for authenticated range queries in blockchain

2019

An analysis of anonymity in the bitcoin system

2011

... 区块数据直接承载业务信息，因此区块数据的匿名关联性分析更为直接.Reid等[22]将区块数据建模为事务网络和用户网络，利用多交易数据的用户指向性分析成功降低网络复杂度.Meiklejohn等[23]利用启发式聚类方法分析交易数据的流动特性并对用户进行分组，通过与这些服务的互动来识别主要机构的比特币地址.Awan 等[24]使用优势集（dominant set）方法对区块链交易进行自动分类，从而提高分析准确率. ...

A fistful of bitcoins:characterizing payments among men with no names

2013

Blockchain transaction analysis using dominant sets

2017

Increasing anonymity in bitcoin

2014

... 隐私保护方面，Saxena等[25]提出复合签名技术削弱数据的关联性，基于双线性映射中的Diffie-Hellman假设保证计算困难性，从而保护用户隐私.Miers 等[26]和 Sasson 等[27]提出 Zerocoin 和Zerocash，在不添加可信方的情况下断开交易间的联系，最早利用零知识证明（zero-knowledge proof）技术隐藏交易的输入、输出和金额信息，提高比特币的匿名性.非对称加密是区块链数据安全的核心，但在量子计算面前却显得“捉襟见肘”，为此Yin等[28]利用盆景树模型（bonsai tree）改进晶格签名技术（lattice-based signature），以保证公私钥的随机性和安全性，使反量子加密技术适用于区块链用户地址的生成. ...

Zerocoin:anonymous distributed e-cash from bitcoin

2013

Zerocash:decentralized anonymous payments from bitcoin

2014

A anti-quantum transaction authentication approach in blockchain

2018

The sybil attack

2002

... 区块链网络中每个节点必须维护完全相同的账本数据，然而各节点产生数据的时间不同、获取数据的来源未知，存在节点故意广播错误数据的可能性，这将导致女巫攻击[29]、双花攻击[30]等安全风险；除此之外，节点故障、网络拥塞带来的数据异常也无法预测.因此，如何在不可信的环境下实现账本数据的全网统一是共识层解决的关键问题.实际上，上述错误是拜占庭将军问题（the Byzantine generals problem）[31]在区块链中的具体表现，即拜占庭错误——相互独立的组件可以做出任意或恶意的行为，并可能与其他错误组件产生协作，此类错误在可信分布式计算领域被广泛研究. ...

Double-spending fast payments in bitcoin

2012

The byzantine generals problem

1982

Consensus in the age of blockchains

... 状态机复制（state-machine replication）是解决分布式系统容错问题的常用理论.其基本思想为：任何计算都表示为状态机，通过接收消息来更改其状态.假设一组副本以相同的初始状态开始，并且能够就一组公共消息的顺序达成一致，那么它们可以独立进行状态的演化计算，从而正确维护各自副本之间的一致性.同样，区块链也使用状态机复制理论解决拜占庭容错问题，如果把每个节点的数据视为账本数据的副本，那么节点接收到的交易、区块即为引起副本状态变化的消息.状态机复制理论实现和维持副本的一致性主要包含2个要素：正确执行计算逻辑的确定性状态机和传播相同序列消息的共识协议.其中，共识协议是影响容错效果、吞吐量和复杂度的关键，不同安全性、可扩展性要求的系统需要的共识协议各有不同.学术界普遍根据通信模型和容错类型对共识协议进行区分[32]，因此严格地说，区块链使用的共识协议需要解决的是部分同步（partial synchrony）模型[33]下的拜占庭容错问题. ...

Consensus in the presence of partial synchrony

1988

... 比特币在网络层采用非结构化方式组网，路由表呈现随机性.节点间则采用多点传播方式传递数据，曾基于Gossip协议实现，为提高网络的抗匿名分析能力改为基于Diffusion协议实现[33].节点利用一系列控制协议确保链路的可用性，包括版本获取（Vetsion/Verack）、地址获取（Addr/GetAddr）、心跳信息（PING/PONG）等.新节点入网时，首先向硬编码 DNS 节点（种子节点）请求初始节点列表；然后向初始节点随机请求它们路由表中的节点信息，以此生成自己的路由表；最后节点通过控制协议与这些节点建立连接，并根据信息交互的频率更新路由表中节点时间戳，从而保证路由表中的节点都是活动的.交互逻辑层为建立共识交互通道，提供了区块获取（GetBlock）、交易验证（MerkleBlock）、主链选择（CmpctBlock）等协议；轻节点只需要进行简单的区块头验证，因此通过头验证（GetHeader/Header）协议和连接层中的过滤设置协议指定需要验证的区块头即可建立简单验证通路.在安全机制方面，比特币网络可选择利用匿名通信网络Tor作为数据传输承载，通过沿路径的层层数据加密机制来保护对端身份. ...

Bitcoin and beyond:a technical survey on decentralized digital currencies

2016

... 区块链网络中主要包含PoX（poof of X）[34]、BFT（byzantine-fault tolerant）和 CFT（crash-fault tolerant）类基础共识协议.PoX 类协议是以 PoW （proof of work）为代表的基于奖惩机制驱动的新型共识协议，为了适应数据吞吐量、资源利用率和安全性的需求，人们又提出PoS（proof of stake）、PoST （proof of space-time）等改进协议.它们的基本特点在于设计证明依据，使诚实节点可以证明其合法性，从而实现拜占庭容错.BFT类协议是指解决拜占庭容错问题的传统共识协议及其改良协议，包括PBFT、BFT-SMaRt、Tendermint等.CFT类协议用于实现崩溃容错，通过身份证明等手段规避节点作恶的情况，仅考虑节点或网络的崩溃（crash）故障，主要包括Raft、Paxos、Kafka等协议. ...

Blockchains consensus protocols in the wild

2017

... 非许可链和许可链的开放程度和容错需求存在差异，共识层面技术在两者之间产生了较大区别.具体而言，非许可链完全开放，需要抵御严重的拜占庭风险，多采用PoX、BFT类协议并配合奖惩机制实现共识.许可链拥有准入机制，网络中节点身份可知，一定程度降低了拜占庭风险，因此可采用BFT类协议、CFT类协议构建相同的信任模型[35]. ...

Practical byzantine fault tolerance and proactive recovery

2002

... PBFT是 BFT经典共识协议，其主要流程如图8 所示.PBFT将节点分为主节点和副节点，其中主节点负责将交易打包成区块，副节点参与验证和转发，假设作恶节点数量为f.PBFT共识主要分为预准备、准备和接受3个阶段，主节点首先收集交易后排序并提出合法区块提案；其余节点先验证提案的合法性，然后根据区块内交易顺序依次执行并将结果摘要组播；各节点收到2f个与自身相同的摘要后便组播接受投票；当节点收到超过2f+1个投票时便存储区块及其产生的新状态[36]. ...

In search of an understandable consensus algorithm

2015

... Raft[37]是典型的崩溃容错共识协议，以可用性强著称.Raft将节点分为跟随节点、候选节点和领导节点，领导节点负责将交易打包成区块，追随节点响应领导节点的同步指令，候选节点完成领导节点的选举工作.当网络运行稳定时，只存在领导节点和追随节点，领导节点向追随节点推送区块数据从而实现同步.节点均设置生存时间决定角色变化周期，领导节点的心跳信息不断重置追随节点的生存时间，当领导节点发生崩溃时，追随节点自动转化为候选节点并进入选举流程，实现网络自恢复. ...

Proofs of useful work

2017

... 如前文所述，PoX类协议的基本特点在于设计证明依据，使诚实节点可以证明其合法性，从而实现拜占庭容错.uPoW[38]通过计算有意义的正交向量问题证明节点合法性，使算力不被浪费.PoI （proof-of-importance）[39]利用图论原理为每个节点赋予重要性权重，权重越高的节点将越有可能算出区块.PoS（poof-of-stake）为节点定义“币龄”，拥有更高币龄的节点将被分配更多的股份（stake），而股份被作为证明依据用于成块节点的选举.Ouroboros[40]通过引入多方掷币协议增大了选举随机性，引入近乎纳什均衡的激励机制进一步提高PoS 的安全性.PoRep（proof-of-replication）[41]应用于去中心化存储网络，利用证明依据作为贡献存储空间的奖励，促进存储资源再利用. ...

Comparative analysis of blockchain consensus algorithms

2018

Ouroboros:a provably secure proof-of-stake blockchain protocol

2017

Tight proofs of space and replication

A vademecum on blockchain technologies:when,which,and how

2019

... BFT协议有较长的发展史，在区块链研究中被赋予了新的活力.SCP[42]和Ripple[43]基于联邦拜占庭共识[44]——存在交集的多池（确定规模的联邦）共识，分别允许节点自主选择或与指定的节点构成共识联邦，通过联邦交集达成全网共识.Tendermint[45]使用Gossip通信协议基本实现异步拜占庭共识，不仅简化了流程而且提高了可用性.HotStuff[46]将BFT与链式结构数据相结合，使主节点能够以实际网络时延及 O(n)通信复杂度推动协议达成一致.LibraBFT[47]在HotStuff的基础上加入奖惩机制及节点替换机制，从而优化了性能. ...

A survey on consensus mechanisms and mining strategy management in blockchain networks

2019

Formal modeling and verification of a federated byzantine agreement algorithm for blockchain platforms

2019

An overview of blockchain technology:architecture,consensus,and future trends

2017

HotStuff:BFT consensus in the lens of blockchain

2019

Libra critique towards global decentralized financial system

2019

Proof of activity:extending bitcoin’s proof of work via proof of stake

... Hybrid 类协议是研究趋势之一.PoA[48]利用PoW产生空区块头，利用PoS决定由哪些节点进行记账和背书，其奖励由背书节点和出块节点共享.PeerCensus[49]由节点团体进行拜占庭协议实现共识，而节点必须基于比特币网络，通过 PoW 产出区块后才能获得投票权力.ByzCoin[50]利用PoW的算力特性构建动态成员关系，并引入联合签名方案来减小PBFT的轮次通信开销，提高交易吞吐量，降低确认时延.Casper[51]则通过PoS的股份决定节点构成团体并进行BFT共识，且节点可投票数取决于股份. ...

Bitcoin meets strong consistency

Enhancing bitcoin security and performance with strong consistency via collective signing

2016

Casper the friendly finality gadget

Bitcoin and beyond:a technical survey on decentralized digital currencies

2016

... 侧链（side-chain）在比特币主链外构建新的分类资产链，并使比特币和其他分类资产在多个区块链之间转移，从而分散了单一链的负荷.Tschorsch等[52]利用Two-way Peg机制实现交互式跨链资产转换，防止该过程中出现双花.Kiayias 等[53]利用NIPoPoW机制实现非交互式的跨链工作证明，并降低了跨链带来的区块冗余.分片（sharding）是指不同节点子集处理区块链的不同部分，从而减少每个节点的负载.ELASTICO[54]将交易集划分为不同分片，每个分片由不同的节点集合进行并行验证.OmniLedger[55]在前者的基础上优化节点随机选择及跨切片事务提交协议，从而提高了切片共识的安全性与正确性.区别于 OmniLedger，PolyShard[56]利用拉格朗日多项式编码分片为分片交互过程加入计算冗余，同时实现了可扩展性优化与安全保障.上述研究可视为链上处理模型在加密货币场景下的可扩展性优化方案.实际上，链下处理模型本身就是一种扩展性优化思路，闪电网络[57]通过状态通道对交易最终结果进行链上确认，从而在交易过程中实现高频次的链外支付.Plasma[58]在链下对区块链进行树形分支拓展，树形分支中的父节点完成子节点业务的确认，直到根节点与区块链进行最终确认. ...

Non-interactive proofs of proof-of-work

A secure sharding protocol for open blockchains

2016

OmniLedger:a secure,scale-out,decentralized ledger via sharding

2018

PolyShard:coded sharding achieves linearly scaling efficiency and security simultaneously

A survey on the scalability of blockchain systems

2019

Scalable funding of bitcoin micropayment channel networks

2017

Making smart contracts smarter

2016

... 一方面，沙盒环境承载了区块链节点运行条件，针对虚拟机展开的攻击更为直接；另一方面，智能合约直接对账本进行操作，其漏洞更易影响业务运行，因此控制层的安全防护研究成为热点.Luu等[59]分析了运行于EVM中的智能合约安全性，指出底层平台的分布式语义差异带来的安全问题.Brent 等[60]提出智能合约安全分析框架 Vandal，将EVM 字节码转换为语义逻辑关，为分析合约安全漏洞提供便利.Jiang 等[61]预先定义用于安全漏洞的特征，然后模拟执行大规模交易，通过分析日志中的合约行为实现漏洞检测. ...

Vandal:a scalable security analysis framework for smart contracts

2018

ContractFuzzer:fuzzing smart contracts for vulnerability detection

2018

Decentralized user-centric access control using pubsub over blockchain

2017

... 智慧城市是指利用 ICT 优化公共资源利用效果、提高居民生活质量、丰富设施信息化能力的研究领域，该领域包括个人信息管理、智慧医疗、智慧交通、供应链管理等具体场景.智慧城市强调居民、设施等各类数据的采集、分析与使能，数据可靠性、管理透明化、共享可激励等需求为智慧城市带来了许多技术挑战.区块链去中心化的交互方式避免了单点故障、提升管理公平性，公开透明的账本保证数据可靠及可追溯性，多种匿名机制利于居民隐私的保护，因此区块链有利于问题的解决.Hashemi等[62]将区块链用于权限数据存储，构建去中心化的个人数据接入控制模型；Bao等[63]利用区块链高效认证和管理用户标识，保护车主的身份、位置、车辆信息等个人数据. ...

Pseudonym management through blockchain:cost-efficient privacy preservation on intelligent transportation systems

2019

Hosting virtual IoT resources on edge-hosts with blockchain

2016

... 边缘计算是一种将计算、存储、网络资源从云平台迁移到网络边缘的分布式信息服务架构，试图将传统移动通信网、互联网和物联网等业务进行深度融合，减少业务交付的端到端时延，提升用户体验.安全问题是边缘计算面临的一大技术挑战，一方面，边缘计算的层次结构中利用大量异构终端设备提供用户服务，这些设备可能产生恶意行为；另一方面，服务迁移过程中的数据完整性和真实性需要得到保障.区块链在这种复杂的工作环境和开放的服务架构中能起到较大作用.首先，区块链能够在边缘计算底层松散的设备网络中构建不可篡改的账本，提供设备身份和服务数据验证的依据.其次，设备能在智能合约的帮助下实现高度自治，为边缘计算提供设备可信互操作基础.Samaniego等[64]提出了一种基于区块链的虚拟物联网资源迁移架构，通过区块链共享资源数据从而保障安全性.Stanciu[65]结合软件定义网络（SDN）、雾计算和区块链技术提出分布式安全云架构，解决雾节点中SDN控制器流表策略的安全分发问题.Ziegler等[66]基于 Plasma 框架提出雾计算场景下的区块链可扩展应用方案，提升雾计算网关的安全性. ...

Blockchain based distributed control system for edge computing

2017

Integration of fog computing and blockchain technology using the plasma framework

2019

Blockchained on-device federated learning

2018

... 人工智能是一类智能代理的研究，使机器感知环境/信息，然后进行正确的行为决策，正确是指达成人类预定的某些目标.人工智能的关键在于算法，而大部分机器学习和深度学习算法建立于体积庞大的数据集和中心化的训练模型之上，该方式易受攻击或恶意操作使数据遭到篡改，其后果为模型的不可信与算力的浪费.此外，数据采集过程中无法确保下游设备的安全性，无法保证数据来源的真实性与完整性，其后果将在自动驾驶等场景中被放大.区块链不可篡改的特性可以实现感知和训练过程的可信.另外，去中心化和合约自治特性为人工智能训练工作的分解和下放奠定了基础，保障安全的基础上提高计算效率.Kim等[67]利用区块链验证联合学习框架下的分发模型的完整性，并根据计算成本提供相应的激励，优化整体学习效果.Bravo-Marquez 等[68]提出共识机制“学习证明”以减轻PoX类共识的计算浪费，构建公共可验证的学习模型和实验数据库. ...

Proof-of- learning:a blockchain consensus mechanism based on machine learning competitions

2019

基于命名数据网络的区块链信息传输机制

2018

基于命名数据网络的区块链信息传输机制

2018

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地址：北京市丰台区东铁匠营街道顺八条1号院B座“北阳晨光大厦”2层邮编：100079

电话：010-53878169、53859522、53878236 电子邮件：xuebao@ptpress.com.cn; txxb@bjxintong.com.cn

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比特币血崩！5小时暴跌7000美元，超49万币民爆仓！

2021年02月23日 18:44

券商中国

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　　原标题：比特币血崩！5小时暴跌7000美元，超49万币民爆仓！知名交易所紧急通知：暂停这类提现！特斯拉也被带“崩”了

　　来源：券商中国

　　六万美元大关未破，比特币却开启暴跌模式。

　　23日下午，比特币价格向下击穿45000美元，日内连破50000美元、49000美元、48000美元、47000美元、46000美元，45000美元六大关口，24小时内跌超17%。

　　值得注意的是，比特币在5个小时内，价格由52000美元左右跌至45000美元，跌去7000美元，跌幅高达13%。截至发稿，价格在48000美元左右徘徊，跌幅有扩大趋势。

　　而就在一天前，21日凌晨，比特币价格一度超过58000美元（约合37.5万元人民币），也是有史以来1个比特币价格首次超过1公斤黄金的价格。不过好景不长，从本周一开始，其价格就从最高的58000美元持续下跌，跌幅最高超过20%。

　　值得注意的是，近期马斯克对于数字货币的公开唱多，令市场情绪持续高涨，特拉斯也真金白银做多，投资比特币15亿美元、约合人民币96.74亿元，并表示将很快接受比特币作为购买汽车和其他产品的支付方式。如今或许受比特币暴跌影响，特斯拉盘前跌幅扩大至近9%，昨日收跌超8%。

　　另据欧科云链OKLink数据显示，受行情剧烈波动影响，近24小时以太坊多个区块的区块奖励均出现大幅增长，单个区块中的交易手续费达到10-70ETH。造成手续费高企的原因或与行情波动时Dex价差引起的套利交易有关。

　　值得注意的是，头部数字货币交易所币安（Binance）发布通知称，由于高网络拥塞，暂停了以太坊和基于以太坊的代币的提现。

　　24小时大跌17%，83亿数字货币爆仓

　　2月22日晚间，比特币价格突然大跳水，从57000美元左右一度跌至46883美元。后又回升至52000美元上方，此后在47000美元边缘徘徊。24小时内就下跌近14%。

　　23日下午，比特币价格向下击穿45000美元，日内连破50000美元、49000美元、48000美元、47000美元、46000美元，45000美元六大关口，24小时内跌超17%，截至发稿，价格在48000美元左右徘徊，跌幅有扩大趋势。

　　另据比特币家园数据显示，24小时内，数字货币合约共爆仓299亿人民币，涉及币民49万多人。

　　OKex分析师对券商中国记者表示，从2月22日到2月23日，数字货币市场发生暴跌，主要原因有以下几点：

　　（1）通胀预期升温、引发货币政策收紧担忧，引发市场回调。随着疫苗在全球的迅速推进，疫情得到了一定程度上的控制，全球经济复苏预期升温，推高了通胀预期，市场对全球主要央行推出宽松政策、减少流动性的担忧在增加，这也是近期全球主要股票市场、数字货币市场出现调整的原因所在；

　　（2）前期市场涨幅较大，累积了回调压力。这段时间比特币上涨的主要推动力，是马斯克不断在推特上“喊单”，进而带动了资金涌入比特币市场，在短期内迅速将比特币价格推高至57，000美元。比特币过高的价格和较大的涨幅，使得市场对比特币价格风险更为敏感，部分资金获利退出，以及时止盈规避风险，引起了市场的回调；

　　（3）目前比特币已逐步纳入机构投资者的资产配置中，因此越来越容易受外部市场的影响。近期全球主要金融市场由连续上涨转为调整，投资者出于保持流动性或规避风险的需要，也会调整比特币的配置情况，由此引发比特币价格下跌。

　　火币集团联合创始人杜均对券商中国记者表示，昨日开始，比特币出现下跌，目前看来主要诱因为美国前财长萨默斯发表观点。萨默斯指出拜登政府1.9亿美元的经济刺激法案可能会向实体经济注入过多现金，诱使经济超过产能上限引发通胀，美联储可能会被迫早于市场预期加息，A股港股齐齐收跌，美盘股指期货跌幅也明显增大。

　　杜均表示，比特币这轮牛市起于全球央行大放水，市场目前对经济宽松政策有了分歧，后期走势需要看后面市场预期的变化。同时，需要注意的是，比特币是高⻛险的金融产品，价格涨跌波动较大，因此投资人需要根据自身的投资理念与⻛控策略来理性管理投资，慎重对待比特币行情，敬畏市场，知己知彼。

　　马斯克表示比特币价格过高

　　马斯克在20日社交平台发表观点称“货币只是数据，让我们免于物物交换的不便。货币数据与所有数据一样，都存在延迟和错误。这么说来，比特币的价格似乎太高了。”

　　这一观点和他之前的表态较为不同。1月底，马斯克曾将其推特账号的简介部分变成了英文“比特币”。彼时，马斯克更改简介后，比特币短线拉升800美元。

　　周一美国财政部长珍妮特·耶伦在接受采访时表示，比特币是一种“高度投机性资产”，具有高度的投机性，投资者应该当心。而摩根大通在发表“加密货币是最差劲的对冲”之后，又将近期价格暴涨的比特币比作是一场“经济的助兴表演”，金融科技创新才是金融服务行业的主旋律故事。

　　微软联合创始人比尔盖茨此前在接受CNBC采访时表示，“我不拥有比特币，也不做空比特币，所以我持中立的观点。比特币的涨跌可能只是基于狂热的粉丝或各界对其的看法。我无法预测它将如何发展。”据彭博报道，在周一的一次访谈中比尔盖茨再次谈及了比特币，称他不是比特币的粉丝，因为比特币开采会消耗大量能源，对环境造成影响。还为马斯克以外的其他投资者感到担心。

　　“埃隆·马斯克有很多钱，他非常老练，所以我不担心他。但我确实认为，那些在比特币热潮中买进的人，他们可能没有那么多闲钱。所以我不看好比特币，我的总体想法是，如果你没有埃隆那么多的钱，还是小心点吧。”盖茨称。

　　需警惕流动性风险

　　持续若干个月的“暴力”拉升，近期比特币市场可能只能用“疯狂”来形容。2月16日，一举突破5万美元大关并站上5.2万美元，并在短暂几天内升至57000美元上方。自去年11月进入上升通道以来，比特币的涨势可谓惊人，仅今年以来涨幅已近80%；与去年同期相比，涨幅超过400%。

　　不断新高的市场也“燃爆”了市场的情绪。近期，不时有某知名华尔街机构宣布将购买比特币的消息传出，拥趸们称，比特币会“涨服”不相信它的人。有大V公开表示，以后将再也看不到5万美元以下的比特币。

　　主流分析认为，比特币这一轮上涨与此前不同，主要在于投资者结构的差异。本轮牛市主要是由机构投资者驱动，散户参与较少，尤其是在突破前高后，前期被套牢的散户“解放”出场，新入局者也很少敢跟风追高。这里的机构投资者主要是指灰度，其旗下产品的主要购买者是华尔街各大机构，包括对冲基金、共同基金、家族办公室等，灰度合规的信托产品为受到限制的机构投资者提供了购买比特币的渠道。个别上市公司在宣称买入比特币后，股价在短期内也有抬升，更加强化了公众对比特币造富的印象。

　　多位接受记者采访的市场人士认为，比特币上涨的根源，还是因为全球主要央行纷纷大“放水”，人们对资产贬值充满担忧。比特币作为一种数字资产，机构将其作为资产配置的一部分来抵御传统资产的泡沫。相较于股票等传统资产，比特币市值并不高。以5万美元/枚的价格计算，比特币总市值与特斯拉市值相当，是苹果市值的1/3。对于子弹充足的机构而言，大笔资产配置很容易就能带动价格上涨。

　　从大部分机构的配置来看，另类资产占比原本就较小，比特币作为其中的一部分占比更加有限，有些较小型的资产管理机构是应客户要求购买，并实行总量控制。机构对于比特币的配置可能仅是试探性购买，对于其未来，并未形成一致预期。

　　目前，全球都在关注美联储是否会收紧流动性，近期多地权益类市场价格回落。对于普通投资者而言，应保持清醒。比特币是一种高风险资产，而非避险资产。当前市场对通胀预期开始出现分歧，随着疫苗在各国上市，经济活动将进一步恢复。在经济恢复预期和高通胀预期的双重压力下，市场猜测全球主要央行将逐步退出现有的宽松政策。当货币政策也将逐渐由宽松转为适度紧缩后，机构投资者很可能会抛售比特币，对此需要高度警觉。

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责任编辑：刘玄逸

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比特币价格美元马斯克比特币特斯拉

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突然闪崩！比特币深夜暴跌19%，爆仓280亿，连交易所都宕机了_澎湃号·媒体_澎湃新闻-The Paper

！比特币深夜暴跌19%，爆仓280亿，连交易所都宕机了_澎湃号·媒体_澎湃新闻-The Paper下载客户端登录无障碍+1突然闪崩！比特币深夜暴跌19%，爆仓280亿，连交易所都宕机了2021-09-08 11:15来源：澎湃新闻·澎湃号·媒体字号明明利好不断，比特币却突然闪崩近19%，近40万人爆仓280亿，交易所都宕机了。市场大呼不解，到底发生了什么？一个小时跌了7000美元比特币一度闪崩近19%昨夜，比特币价格突然闪崩，一个多小时内，从50000美元左右的价格，一度跌至42830美元的低点，跌超7000美元，日内跌幅达18.73%。突然闪崩后，比特币价格迅速回升，但日内跌幅依然未能收回，截至发稿，比特币日内跌幅在11%左右。过去一个多月，比特币价格从7月20日的29796美元/枚，反弹至9月6日的52698美元/枚，反弹幅度达到惊人的76%。其他数字货币也被带崩。截至发稿，以太坊日内跌幅超13%，瑞波币日内跌幅近20%。美股区块链概念股也普跌。近40万人爆仓280亿最大单笔爆仓达2.83亿全网加密货币普跌导致大量资金爆仓，数据显示，截至北京时间今晨6点半，过去24小时内，共有39.7559万人爆仓，爆仓金额达281.61亿人民币。其中，过去24小时内，最大单笔爆仓金额甚至达到4370万美元，约合2.83亿人民币。交易所都宕机了在比特币价格迅速波动之际，交易量迅猛增加，加密货币交易平台Coinbase再次受到技术问题的冲击。有海外网友称自己的订单被取消，无法买卖加密货币。Coinbase Support也发推文称,已经注意到出现了交易延迟或被取消,应用程序可能会出现错误，Coinbase团队正在调查此问题。北京时间今天凌晨，Coinbase表示交易已恢复正常。比特币价格闪崩之际，Coinbase的股价也在跟着下跌，截至收盘，该公司跌超4%。比特币利好消息频出：首次成为法定货币，还掀起散户狂潮比特币闪崩之前，明明迎来了不少利好消息，一是萨尔瓦多宣布比特币其成为法定货币，二是在Reddit等散户大本营掀起狂潮，不少网友讨论通过购买价值30美元的比特币以纪念萨尔瓦多的行动。据新华社，比特币7日正式成为中美洲国家萨尔瓦多的法定货币。这种虚拟货币首次在一个国家获得法定货币的地位。不少人担心这一举措会增加国家金融监管难度。据悉，萨尔瓦多2001年起允许美元合法流通。政府说，引入比特币后，美元在萨尔瓦多将继续合法流通。萨尔瓦多总统纳伊布·布克尔此前说，比特币合法流通将为生活在海外的本国公民每年节省大约4亿美元汇款手续费。他承诺，每个使用官方指定比特币数字钱包的用户将获得价值30美元的比特币。法新社报道，萨尔瓦多国内生产总值五分之一以上来自侨汇。依据世界银行的数据，2020年，萨尔瓦多海外侨民向国内汇款总计超过59亿美元，主要汇自美国。被萨尔瓦多认可法定货币地位后，比特币还被美国散户热捧。9月7日，Reddit和Twitter等平台上的用户正在讨论购买价值30美元的比特币的计划，以纪念萨尔瓦多的比特币法生效。据雅虎财经，著名比特币多头迈克尔·塞勒（Michael Saylor）也在推特上呼吁他的追随者“加入我们”并支持“埃尔萨尔瓦多人民及其领袖@nayibbukele”，以此提高人们对“30美元购买计划”的认识。为什么还是跌了？有分析师认为，获利回吐是比特币在利好消息出现后闪崩的主因。据金十分析师Tony Spilotro表示，投资者或交易员可能并不看空比特币，但获利回吐从来都不是一个坏主意。这可能对过度杠杆化的多头交易者产生了意想不到的影响，造成了止损的连锁效应，导致比特币接连失守数道关口。担心比特币法定货币化很难在萨尔瓦多之外实现，也是市场对比特币上涨信心减弱的原因之一。北京时间7日下午，克里姆林宫表示，俄罗斯不准备承认比特币。此外，世界银行也表示，鉴于环境和透明度方面的缺陷，它不能向萨尔瓦多提供比特币援助。据新华社，世界银行、国际货币基金组织和美洲开发银行等国际金融机构也已就萨尔瓦多这一举措带来的金融风险表达担忧。甚至在萨尔瓦多本国，不少民众都对比特币成为法定货币存在争议。据新华社，萨尔瓦多民众就合法流通比特币存在争议。一些人为能省下汇款手续费高兴。不过，由于比特币价格容易出现剧烈波动，不少人对这种加密货币态度谨慎。反对者说，流通比特币会加大金融监管难度，可能被用于违法活动，包括洗钱和资助恐怖主义活动。萨尔瓦多近期民意调查结果显示，本国多数人反对把比特币设为法定货币。数百人上周在首都圣萨尔瓦多市抗议这一举措。示威者何塞·梅拉拉告诉法新社记者：“比特币是一种并不存在的货币，不会让穷人受益、只会有利于富人……如果一个人连饭都吃不饱，他怎么投资比特币？”分析师Tony Spilotro认为，“卖事实”是比特币闪崩的主要原因。这位分析师表示，今天是比特币历史上最重要的日子之一，最根本的看涨时刻之一正在展开：加密货币正式成为萨尔瓦多的法定货币。但比特币价格没有按预期做出反应。相反，市场以一场彻底的“血战”来回应——比特币最低较日高跌超10000美元。这是否意味着比特币此次急挫是一个“买谣言卖事实”现象？商报君精选等你来pick→原标题：《突然闪崩！比特币深夜暴跌19%，爆仓280亿，连交易所都宕机了》阅读原文特别声明本文为澎湃号作者或机构在澎湃新闻上传并发布，仅代表该作者或机构观点，不代表澎湃新闻的观点或立场，澎湃新闻仅提供信息发布平台。申请澎湃号请用电脑访问http://renzheng.thepaper.cn。+1收藏我要举报查看更多查看更多开始答题扫码下载澎湃新闻客户端Android版iPhone版iPad版关于澎湃加入澎湃联系我们广告合作法律声明隐私政策澎湃矩阵澎湃新闻微博澎湃新闻公众号澎湃新闻抖音号IP SHANGHAISIXTH TONE新闻报料报料热线: 021-962866报料邮箱: news@thepaper.cn沪ICP备14003370号沪公网安备31010602000299号互联网新闻信息服务许可证：31120170006增值电信业务经营许可证：沪B2-2017116© 2014-2024 上海东方报业有限公

血崩！比特币跌破4万美元、超92亿资金灰飞烟灭唱多机构集体变脸_手机新浪网

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血崩！比特币跌破4万美元、超92亿资金灰飞烟灭唱多机构集体变脸

中国证券报-中证网

2021.05.1913:16

关注

昨夜，金融业三大协会重磅发声，联合抵制虚拟货币炒作，提示相关风险。

5月19日，币圈再度掀起腥风血雨。上午比特币价格再次跳水，半小时狂泻近3000美元，跌破40000美元关口，24小时跌幅超7%。

“马斯克彻底打击了市场的信心，这一波是消灭了很多多头的希望。”有投资者对中国证券报记者表示。

比特币的造富游戏真的要结束了吗？

比特币再遇断崖式下跌

本周加密货币开启集体狂跌模式，“币王”领跌。

这意味着一位投资者本月初买入1个比特币，那么损失金额已经接近20万元人民币。

数据来源：OKEx

数据来源：UAlCoin

币圈血洗“新手接盘”

比特币暴跌一度登上热搜，“崩盘”“熊来了”成为今日币圈的常用词汇。

Glassnode统计显示，当整个加密货币市场因极端行情变得混乱时，那些持有比特币3个月或更短时间的投资者，短期内会出现高频且疯狂的举动。

数据来源：Glassnode

图片来源：微博

UAlCoin数据显示，虚拟货币合约一日内共爆仓超92亿元人民币，3万多头惨遭血洗。

数据来源：UAlCoin

机构不相信比特币了？

最近一位对比特币失去信心的大佬，是一度认为它比黄金更好的新债王。

多位华尔街加密货币观察家表示，备受马斯克热捧的比特币，面临自去年以来最严重的一次抛售潮，并且这种趋势恐将加剧。

Tallbacken资本CEO Micheal Purves表示，从现在的势头可以明显看出，比特币正在转向熊市。

他指出：“人们的共识似乎是，比特币下跌得太剧烈，可能会下跌更多。所以35000到38000美元是大多数交易员关注的范围。”

编辑：彭勇亚文辉

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比特币血崩！5小时暴跌7000美元，超49万币民爆仓！知名交易所紧急通知：暂停这类提现！特斯拉也被…

崩！5小时暴跌7000美元，超49万币民爆仓！知名交易所紧急通知：暂停这类提现！特斯拉也被…下载APP澎湃号·媒体 >比特币血崩！5小时暴跌7000美元，超49万币民爆仓！知名交易所紧急通知：暂停这类提现！特斯拉也被…券商中国深圳证券时报社有限公司官方澎湃号2021-02-23 18:44广东原创王君晖券商中国六万美元大关未破，比特币却开启暴跌模式。23日下午，比特币价格向下击穿45000美元，日内连破50000美元、49000美元、48000美元、47000美元、46000美元，45000美元六大关口，24小时内跌超17%。值得注意的是，比特币在5个小时内，价格由52000美元左右跌至45000美元，跌去7000美元，跌幅高达13%。截至发稿，价格在48000美元左右徘徊，跌幅有扩大趋势。而就在一天前，21日凌晨，比特币价格一度超过58000美元（约合37.5万元人民币），也是有史以来1个比特币价格首次超过1公斤黄金的价格。不过好景不长，从本周一开始，其价格就从最高的58000美元持续下跌，跌幅最高超过20％。值得注意的是，近期马斯克对于数字货币的公开唱多，令市场情绪持续高涨，特拉斯也真金白银做多，投资比特币15亿美元、约合人民币96.74亿元，并表示将很快接受比特币作为购买汽车和其他产品的支付方式。如今或许受比特币暴跌影响，特斯拉盘前跌幅扩大至近9%，昨日收跌超8%。另据欧科云链OKLink数据显示，受行情剧烈波动影响，近24小时以太坊多个区块的区块奖励均出现大幅增长，单个区块中的交易手续费达到10-70ETH。造成手续费高企的原因或与行情波动时Dex价差引起的套利交易有关。值得注意的是，头部数字货币交易所币安（Binance）发布通知称，由于高网络拥塞，暂停了以太坊和基于以太坊的代币的提现。24小时大跌17%，83亿数字货币爆仓2月22日晚间，比特币价格突然大跳水，从57000美元左右一度跌至46883美元。后又回升至52000美元上方，此后在47000美元边缘徘徊。24小时内就下跌近14%。23日下午，比特币价格向下击穿45000美元，日内连破50000美元、49000美元、48000美元、47000美元、46000美元，45000美元六大关口，24小时内跌超17%，截至发稿，价格在48000美元左右徘徊，跌幅有扩大趋势。另据比特币家园数据显示，24小时内，数字货币合约共爆仓299亿人民币，涉及币民49万多人。OKex分析师对券商中国记者表示，从2月22日到2月23日，数字货币市场发生暴跌，主要原因有以下几点：（1）通胀预期升温、引发货币政策收紧担忧，引发市场回调。随着疫苗在全球的迅速推进，疫情得到了一定程度上的控制，全球经济复苏预期升温，推高了通胀预期，市场对全球主要央行推出宽松政策、减少流动性的担忧在增加，这也是近期全球主要股票市场、数字货币市场出现调整的原因所在；（2）前期市场涨幅较大，累积了回调压力。这段时间比特币上涨的主要推动力，是马斯克不断在推特上“喊单”，进而带动了资金涌入比特币市场，在短期内迅速将比特币价格推高至57,000美元。比特币过高的价格和较大的涨幅，使得市场对比特币价格风险更为敏感，部分资金获利退出，以及时止盈规避风险，引起了市场的回调；（3）目前比特币已逐步纳入机构投资者的资产配置中，因此越来越容易受外部市场的影响。近期全球主要金融市场由连续上涨转为调整，投资者出于保持流动性或规避风险的需要，也会调整比特币的配置情况，由此引发比特币价格下跌。火币集团联合创始人杜均对券商中国记者表示，昨日开始，比特币出现下跌，目前看来主要诱因为美国前财长萨默斯发表观点。萨默斯指出拜登政府1.9亿美元的经济刺激法案可能会向实体经济注入过多现金，诱使经济超过产能上限引发通胀，美联储可能会被迫早于市场预期加息，A股港股齐齐收跌，美盘股指期货跌幅也明显增大。杜均表示，比特币这轮牛市起于全球央行大放水，市场目前对经济宽松政策有了分歧，后期走势需要看后面市场预期的变化。同时，需要注意的是，比特币是高⻛险的金融产品，价格涨跌波动较大，因此投资人需要根据自身的投资理念与⻛控策略来理性管理投资，慎重对待比特币行情，敬畏市场，知己知彼。马斯克表示比特币价格过高马斯克在20日社交平台发表观点称“货币只是数据，让我们免于物物交换的不便。货币数据与所有数据一样，都存在延迟和错误。这么说来，比特币的价格似乎太高了。”这一观点和他之前的表态较为不同。1月底，马斯克曾将其推特账号的简介部分变成了英文“比特币”。彼时，马斯克更改简介后，比特币短线拉升800美元。周一美国财政部长珍妮特·耶伦在接受采访时表示，比特币是一种“高度投机性资产”，具有高度的投机性，投资者应该当心。而摩根大通在发表“加密货币是最差劲的对冲”之后，又将近期价格暴涨的比特币比作是一场“经济的助兴表演”，金融科技创新才是金融服务行业的主旋律故事。微软联合创始人比尔盖茨此前在接受CNBC采访时表示，“我不拥有比特币，也不做空比特币，所以我持中立的观点。比特币的涨跌可能只是基于狂热的粉丝或各界对其的看法。我无法预测它将如何发展。”据彭博报道，在周一的一次访谈中比尔盖茨再次谈及了比特币，称他不是比特币的粉丝，因为比特币开采会消耗大量能源，对环境造成影响。还为马斯克以外的其他投资者感到担心。“埃隆·马斯克有很多钱，他非常老练，所以我不担心他。但我确实认为，那些在比特币热潮中买进的人，他们可能没有那么多闲钱。所以我不看好比特币，我的总体想法是，如果你没有埃隆那么多的钱，还是小心点吧。”盖茨称。需警惕流动性风险持续若干个月的“暴力”拉升，近期比特币市场可能只能用“疯狂”来形容。2月16日，一举突破5万美元大关并站上5.2万美元，并在短暂几天内升至57000美元上方。自去年11月进入上升通道以来，比特币的涨势可谓惊人，仅今年以来涨幅已近80%；与去年同期相比，涨幅超过400%。不断新高的市场也“燃爆”了市场的情绪。近期，不时有某知名华尔街机构宣布将购买比特币的消息传出，拥趸们称，比特币会“涨服”不相信它的人。有大V公开表示，以后将再也看不到5万美元以下的比特币。主流分析认为，比特币这一轮上涨与此前不同，主要在于投资者结构的差异。本轮牛市主要是由机构投资者驱动，散户参与较少，尤其是在突破前高后，前期被套牢的散户“解放”出场，新入局者也很少敢跟风追高。这里的机构投资者主要是指灰度，其旗下产品的主要购买者是华尔街各大机构，包括对冲基金、共同基金、家族办公室等，灰度合规的信托产品为受到限制的机构投资者提供了购买比特币的渠道。个别上市公司在宣称买入比特币后，股价在短期内也有抬升，更加强化了公众对比特币造富的印象。多位接受记者采访的市场人士认为，比特币上涨的根源，还是因为全球主要央行纷纷大“放水”，人们对资产贬值充满担忧。比特币作为一种数字资产，机构将其作为资产配置的一部分来抵御传统资产的泡沫。相较于股票等传统资产，比特币市值并不高。以5万美元/枚的价格计算，比特币总市值与特斯拉市值相当，是苹果市值的1/3。对于子弹充足的机构而言，大笔资产配置很容易就能带动价格上涨。从大部分机构的配置来看，另类资产占比原本就较小，比特币作为其中的一部分占比更加有限，有些较小型的资产管理机构是应客户要求购买，并实行总量控制。机构对于比特币的配置可能仅是试探性购买，对于其未来，并未形成一致预期。目前，全球都在关注美联储是否会收紧流动性，近期多地权益类市场价格回落。对于普通投资者而言，应保持清醒。比特币是一种高风险资产，而非避险资产。当前市场对通胀预期开始出现分歧，随着疫苗在各国上市，经济活动将进一步恢复。在经济恢复预期和高通胀预期的双重压力下，市场猜测全球主要央行将逐步退出现有的宽松政策。当货币政策也将逐渐由宽松转为适度紧缩后，机构投资者很可能会抛售比特币，对此需要高度警觉。原标题：《比特币血崩！5小时暴跌7000美元，超49万币民爆仓！知名交易所紧急通知：暂停这类提现！特斯拉也被带"崩"了》阅读原文特别声明本文为澎湃号作者或机构在澎湃新闻上传并发布，仅代表该作者或机构观点，不代表澎湃新闻的观点或立场，澎湃新闻仅提供信息发布平台。申请澎湃号请用电脑访问https://renzheng.thepaper.

10分钟狂跌3000美元！国务院金融委打击挖矿和交易行为，比特币又血崩，1小时爆仓17亿_四川在线

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10分钟狂跌3000美元！国务院金融委打击挖矿和交易行为，比特币又血崩，1小时爆仓17亿2021-05-22 11:09:15 来源：新华社编辑：

新华社北京5月22日电（中国证券报记者郑雅烁彭扬）距离金融业三大协会强调防范虚拟货币交易炒作风险过去仅3天时间，币圈再度剧震。5月21日，国务院金融稳定发展委员会（以下简称金融委）会议明确提出，打击比特币挖矿和交易行为。（图片说明）图片来源：中国政府网随后，比特币价格一泻千里，向下巨量杀跌超3000美元，直接跌破37000美元关口，多头防御阵线一触即溃。多位业内人士表示，此次金融委发声，意味着对比特币乃至虚拟货币的监管将再升级。（小标题）监管重拳来袭5月21日，国务院金融稳定发展委员会（以下简称金融委）召开第五十一次会议指出，要坚决防控金融风险。坚持底线思维，加强金融风险全方位扫描预警，推动中小金融机构改革化险，着力降低信用风险，强化平台企业金融活动监管，打击比特币挖矿和交易行为，坚决防范个体风险向社会领域传递。值得注意的是，这是金融委首次提出打击比特币挖矿和交易行为。虚拟货币的“挖矿”，简而言之，就是通过计算机节点为区块链网络开展数学运算，进行记账竞争的过程。运行这些计算机节点的人就是“矿工”，而这些计算节点就是“矿机”。有挖矿行业内人员指出，这是国务院层级第一次明确要打击虚拟货币挖矿，会对中国虚拟货币挖矿行业产生巨大影响。挖矿作为比特币生产最核心的基础环节，监管趋严将从源头上打击比特币等虚拟货币的交易炒作。在金融领域资深分析专家苏筱芮看来，金融委发声是一种监管信号，后续或开始采取行动。此外，虚拟货币也写入了《防范和处置非法集资条例》。“这就有了文件依据。”苏筱芮表示，在当前的虚拟货币交易模式中，设立在境外的虚拟货币交易所通过C2C模式绕过监管，银行、支付机构不经意间提供了支付渠道，难以识别个人账户中资金的真正来源与流向。在监管进一步细分禁止事项后，平台方被提出更高的管控要求。依托虚拟货币火热行情而冒头的各类违规行为，也将无所遁形。中国通信工业协会区块链专委会轮值主席、火币教育校长于佳宁指出，虚拟资产是风险较高的投资种类，资产价格的涨跌幅度和速度都与传统资产有显著差异，背后的权益机制以及技术依托与传统的投资资产显著不同。未来各国针对虚拟资产的监管规则将越来越明确，并且将趋于严格。在这个过程中，部分问题资金可能会不计成本地集中抛售加密资产，投资者需警惕交易者踩踏、集中抛盘、连环爆仓等情况的发生。（小标题）比特币再度狂跌受政策影响， OKEx行情显示，虚拟货币市场全线崩溃，比特币价格直线跳水，10分钟跌逾3000美元，一度击穿34000美元，较上月历史最高点64900美元缩水超47%。截至发稿前，比特币价格止跌反弹，目前在37000美元附近震荡。（图片说明）数据来源：欧易OKEx这意味着，一位投资者上个月买入5枚比特币，目前损失金额已经接近100万元人民币。资金疯狂涌出，虚拟货币市场其他主流币种同时一泻千里，其中以太坊一度跌破2500美元，较5月12日历史高位回落近2000美元。埃隆·马斯克力捧的狗狗币暴跌超10%。（图片说明）数据来源：欧易OKExUAlCoin数据显示，虚拟货币合约一小时内共爆仓超17.6亿元人民币，2.6万多头惨遭血洗。（图片说明）数据来源：UAlCoin“比特币大跌”也再次登上热搜。近日，谷歌趋势（Google Trends）数据显示，“虚拟货币”的搜索数量已经飙升到历史最高水平，查询内容包括环境问题、投资者是否应该抛售等。在社交网络上，有投资者感慨：“以前炒股，周五收盘之后，至少有两天无交易。后来学会炒币了，全天候无间断亏损。”（小标题）涉嫌非法金融活动5月18日，针对近期虚拟货币交易炒作活动抬头的情况，中国互联网金融协会、中国银行业协会、中国支付清算协会联合发布公告，要求会员机构不得开展虚拟货币交易兑换以及其他相关金融业务，坚决抵制虚拟货币相关非法金融活动，不为虚拟货币交易提供账户和支付结算、宣传展示等服务，同时提示社会公众加强风险防范意识，不要参与虚拟货币相关交易炒作活动，谨防个人资金受损。同日，内蒙古自治区能耗双控应急指挥部办公室印发《关于设立虚拟货币“挖矿”企业举报平台的公告》。公告明确，全面清理关停虚拟货币“挖矿”项目。（图片说明）来源：内蒙古自治区发改委网站OKEx研究院首席研究员William指出，目前我国比特币挖矿行业主要分布在两大区域：以水电为主的西南地区和以火电为主的西北、北部地区。比特币矿机消耗巨大电能，并且随着全网算力的提升，比特币的总耗电量只会越来越高。国内全面禁止比特币挖矿活动之后，比特币矿业会向全球其他电价较低的地区（如哈萨克斯坦、俄罗斯、加拿大等国）转移。有业内人士提醒，炒作虚拟货币至少存在三大风险：一是比特币等虚拟货币和金融产品有本质区别，没有实际价值支撑，同时也没有主权信用和商业信用，价格很容易被操纵，出现暴涨暴跌；二是就比特币而言，境内当前已没有比特币交易场所，“翻墙”在境外购买比特币没有消费者保护措施，投资者受到损失只能自负；三是比特币等虚拟货币容易受到“马斯克式”的炒作，投资者在短时间内被“割韭菜”，从而蒙受巨大经济和财产损失。（完）

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比特币历史崩盘和熊市记录：2009-2022 - 知乎切换模式写文章登录/注册比特币历史崩盘和熊市记录：2009-2022万象财经万象财经所有资讯仅代表作者个人观点，不构成任何投资理财建议。从历史上看，比特币的价格已经从之前的高点下跌到低点的情况已经有三年多，而最近的高点发生在八个月前。Bitcoin（BTC）截至发稿价格为 ¥138,313 CNY（$20,609.77），24 小时内下跌了 3.29%比特币 ( BTC ) 在 2022 年经历了有史以来最残酷的崩盘之一， BTC 价格在 2021 年达到 68,000美元后于今年6 月暴跌至 20,000 美元以下。2022 年 6 月成为比特币自 2011 年 9 月以来最糟糕的月份，其月度损失高达 40%。该加密货币还公布了11 年来最大的季度亏损。然而，当前的市场抛售并没有使比特币崩盘和熊市只到 2022 年。事实上，自从第一个比特币区块或创世区块于 2009 年 1 月被开采以来，比特币已经度过了相当多的加密寒冬。 .当我们缩小比特币价格图表时，Cointelegraph 发现了开创性加密货币历史上最显着的五次价格下跌。熊市第一名：2011 年比特币从 32 美元跌至 0.01 美元重新测试前高点的时间：20 个月（2011 年 6 月至 2013 年 2 月）比特币价格在 2011 年 4 月下旬突破了 1.00 美元的第一个主要心理关口，开始了其首次反弹，并于 2011 年 6 月 8 日达到 32 美元。但是，这种高涨并没有持续多久，因为比特币随后价值在几天内暴跌至底部，只剩0.01 美元的价值。大幅抛售主要归因于现已解散的 Mt. Gox 的安全问题，这是一家日本加密货币交易所，当时交易大部分比特币。由于其平台上的安全漏洞，该交易所发现 850,000 BTC 被盗，引发了人们对存储在交易所的比特币安全性的重大担忧。随着 BTC 在几天内损失了大约 99% 的价值，比特币 2011 年 6 月的闪崩成为比特币历史的重要组成部分。该事件在 BTC 价格恢复到之前的 32 美元高点之前很长一段时间开始，并仅在 2013 年 2 月才攀升至新高。与最近的图表相比，很难追踪 2013 年之前的比特币价格。流行的价格跟踪服务和 CoinGecko 或 CoinMarketCap 等网站在 2013 年 4 月之前不会跟踪比特币价格。CoinGecko 首席运营官Bobby Ong告诉 Cointelegraph：“比特币在 2013 年之前还处于起步阶段，当时交易比特币的地方并不多。 ” 他补充说，CoinGecko 没有收到很多关于 2013 年前数据的请求，因此该平台的优先级较低。熊市二号：2015 年比特币从 1,000 美元跌至 200 美元以下重新测试前高点的时间：37 个月（2013 年 11 月至 2017 年 1 月）根据 Cointelegraph 收集的 BTC 价格数据，比特币价格在 2013 年 4 月中旬达到100 美元，然后在 2013 年 11 月继续飙升至 1000 美元。比特币在历史上首次突破 1000 美元后不久就进入了巨大的熊市，一个月后比特币价格跌破 700 美元。价格下跌之际，中国央行于 2013 年底开始打击比特币，禁止当地金融机构处理比特币交易。在接下来的两年里，加密货币继续暴跌，在 2014 年 4 月触底在 360 美元左右，然后在 2015 年 1 月进一步下跌至 170 美元的低点。2013 年 4 月至 2017 年 1 月的比特币价格图表。2014 年漫长的加密货币冬天与被黑的 Mt. Gox 加密货币交易所有关，该交易所在 2014 年 2 月初停止了所有比特币提款。该平台随后暂停了所有交易，并最终在东京和美国申请破产。一些主要金融机构也对比特币提出了担忧，美国商品期货交易委员会在 2014 年底声称它对“比特币价格操纵”具有权力。直到 2015 年 8 月，比特币的总体情况都是负面的，当时趋势开始缓慢逆转。在强劲的牛市中，比特币最终在 2017 年 1 月重回 1000 美元大关。这是比特币历史上最长的历史高位回升期。熊市三号：比特币在 2017 年 12 月达到 20,000 美元后跌破 3,200 美元重新测试前期高点的时间：36 个月（2017 年 12 月至 2020 年 12 月）在 2017 年 1 月回升至 1,000 美元后，比特币在当年年底继续反弹至 20,000 美元的高位。然而，与比特币之前的历史峰值 1,000 美元类似，20,000 美元的高位是短暂的，因为比特币随后下跌并在几个月内损失了 60% 以上的价值。随着比特币市场持续萎缩，2018 年很快被称为“加密货币冬天”， BTC在 2018 年 12 月触底在 3,200 美元左右。加密货币冬天以另一家日本加密货币交易所 Coincheck 的安全问题开始。2018 年 1 月，Coincheck 遭受了一次巨大的黑客攻击，导致NEM (XEM) 加密货币损失了约 5.3 亿美元。随着 Facebook 和 Google 等科技巨头分别于 2018 年 3 月和 2018 年 6 月在其平台上禁止发布代币发行广告和代币销售广告，熊市进一步升级。全球加密货币监管努力也助长了熊市，美国证券交易委员会拒绝了 BTC 交易所交易基金的申请。比特币价格图表 2017 年 12 月至 2020 年 12 月。熊市第 4 号：BTC 在 2021 年从 63,000 美元跌至 29,000 美元重新测试前期高点的时间：六个月（2021 年 4 月至 2021 年 10 月）直到 2020 年，看跌情绪主导了加密货币市场，当时比特币不仅回到 20,000 美元，而且进入了大规模的牛市，在 2021 年 4 月达到 63,000 美元以上。尽管 2021 年成为比特币最大的年份之一，随着加密货币的市值超过 1 万亿美元，比特币也遭遇了轻微的缺陷。在 4 月中旬创下历史新高后不久，比特币略有回落，其价格最终在三个月内跌至 29,000 美元的低点。2021 年的迷你熊市正值越来越多的媒体报道表明比特币挖矿存在与环境、社会和公司治理 (ESG) 相关的问题。围绕比特币的全球 ESG 相关的 FUD 进一步加剧，因为 Elon Musk 的电动汽车公司特斯拉在 5 月份放弃了比特币作为支付方式，首席执行官引用了 ESG 的担忧。仅仅三个月后，马斯克承认大约 50% 的比特币挖矿是由可再生能源驱动的。尽管中国开始对当地矿场进行重大打击，但熊市并没有持续多久。看涨趋势在 7 月底回归，比特币最终飙升至2021 年 11 月公布的 68,000 美元的历史新高。熊市 5 号：2022 年比特币从 68,000 美元暴跌至 20,000 美元以下重新测试前期高点的时间：待定比特币未能突破 70,000 美元，并于 2021 年底开始下跌。自去年 11 月以来，该加密货币已滑入熊市，创下 2022 年历史上最大的崩盘之一。6 月，加密货币自 2020 年以来首次跌破 20,000 美元，引发市场极度恐慌。持续的熊市很大程度上归因于算法稳定币的危机——即 TerraUSD Classic (USTC) 稳定币——旨在通过区块链算法而不是等值的现金储备支持与美元稳定的 1:1 挂钩。曾经是主要算法稳定币的中国科学技术大学，在 5 月失去了与美元挂钩。USTC 的脱钩引发了对更广泛的加密市场的巨大恐慌，因为稳定币在崩溃之前已成功成为现有的第三大稳定币。由于大规模清算和不确定性引发了加密货币借贷危机，Terra 的崩溃对加密市场的其他部分造成了多米诺骨牌效应。由于在残酷的市场条件下无法维持流动性，Celsius 等许多全球加密货币贷方不得不暂停提款。从历史上看，比特币的价格在三年多来一直低于之前的高点。上一个 68,000 美元的峰值仅发生在七个月前，比特币是否以及何时会回到新的高度还有待观察。你怎么看呢，欢迎在评论区留下观点。投资加密货币和其他初始硬币产品 (ICO) 具有很高的风险和投机性，本文不是作者对投资加密货币或其他 ICO的建议。由于每个人的情况都是独一无二的，因此在做出任何财务决定之前，应始终咨询合格的专业人士。作者对此处包含的信息的准确性或及时性不作任何陈述或保证。发布于 2022-07-11 12:05btc挖矿区块链(Blockchain)BTC赞同 2添加评论分享喜欢收藏申请

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