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20160315内刊投稿（刘胜）区块链研究综述v1.1.0331
- 1. 联动优势内部材料，仅供参考！
《区块链研究综述》
V1.1.0331
1. 引言.............................................................................................................................................................. 3
2. 区块链初窥.................................................................................................................................................. 3
2.1. 比特币.......................................................................................................................................... 3
2.2. 比特币协议.................................................................................................................................. 4
2.3. 比特币系统.................................................................................................................................. 5
2.4. 区块链*........................................................................................................................................ 6
2.5. 区块链意义*................................................................................................................................ 7
2.6. 比特币区块链.............................................................................................................................. 7
3. 区块链演化.................................................................................................................................................. 8
3.1. 区块链 1.0——可编程的数字货币............................................................................................. 8
3.2. 区块链 2.0——可编程的智能合约............................................................................................. 9
3.3. 区块链 3.0——可编程的社会治理............................................................................................. 9
3.4. 小结............................................................................................................................................ 10
4. 区块链类型................................................................................................................................................ 10
4.1. 分类............................................................................................................................................ 10
4.1.1. 公有链（Public Blockchains） .......................................................................................... 11
4.1.2. 私有链（Fully Private Blockchains）................................................................................. 11
4.1.3. 联盟链（Consortium Blockchains） ................................................................................. 11
4.2. 比较............................................................................................................................................ 11
4.2.1. 私有链优缺点.................................................................................................................... 11
4.2.2. 公有链的优点.................................................................................................................... 12
4.3. 小结............................................................................................................................................ 12
5. 区块链技术改进........................................................................................................................................ 12
5.1. 比特币区块链的问题................................................................................................................ 12
5.1.1. 共识机制和高能耗问题.................................................................................................... 12
5.1.2. 交易确认延时长的问题.................................................................................................... 13
5.1.3. 处理频率和区块大小问题................................................................................................ 13
5.1.4. 区块链体积和带宽问题.................................................................................................... 13
5.1.5. 安全性问题........................................................................................................................ 14
5.1.6. 版本升级问题.................................................................................................................... 14
5.2. 竞争链的改进............................................................................................................................ 14
5.2.1. 区块扩容*.......................................................................................................................... 14
5.2.2. 挖掘算法改进*.................................................................................................................. 14
5.2.3. 共识机制改进*.................................................................................................................. 15
5.2.3.1. 工作量证明机制 PoW（Proof of Work）................................................................. 15
5.2.3.2. 权益证明机制 PoS（Proof of Stake）....................................................................... 15
5.2.3.3. 股份授权证明机制 DPoS（Delegate Proof of Stake）............................................. 15
5.2.4. 以太坊，支持图灵完备编程语言*.................................................................................. 16
5.2.5. Ripple 支付网络，下一代跨境支付................................................................................. 16
5.2.6. 侧链技术，提高可交互性................................................................................................ 17
5.2.7. 闪电网络，提高区块利用率............................................................................................ 17
5.2.8. 比特股，实现交易快速撮合............................................................................................ 18
- 2. 联动优势内部材料，仅供参考！
5.2.9. 开源 OBC 项目，提供企业级特性................................................................................... 18
5.2.10. 轻型 SPV 节点和钱包*...................................................................................................... 19
5.3. 小结............................................................................................................................................ 20
6. 区块链应用创新........................................................................................................................................ 20
6.1. 移动支付*.................................................................................................................................. 20
6.1.1. 更加安全............................................................................................................................ 20
6.1.2. 即时支付............................................................................................................................ 20
6.1.3. P2P 借贷............................................................................................................................. 21
6.1.4. 汇款.................................................................................................................................... 21
6.1.5. 移动钱包............................................................................................................................ 21
6.1.6. 奖励和忠诚度计划............................................................................................................ 21
6.1.7. 无需银行账户.................................................................................................................... 21
6.1.8. 可穿戴设备与物联网发展................................................................................................ 21
6.2. 跨境支付*.................................................................................................................................. 22
6.3. 实时清算.................................................................................................................................... 22
6.4. 股权交易.................................................................................................................................... 22
6.5. 供应链和物联网........................................................................................................................ 23
6.6. 知识产权领域............................................................................................................................ 23
6.7. 公证领域*.................................................................................................................................. 23
6.8. 审计领域*.................................................................................................................................. 24
6.9. 医疗领域.................................................................................................................................... 24
6.10. 保险领域*.................................................................................................................................. 24
6.11. 商业票据.................................................................................................................................... 25
6.12. 公民选举.................................................................................................................................... 25
6.13. 数字身份验证*.......................................................................................................................... 25
6.14. 小结............................................................................................................................................ 26
7. 区块链应用展望........................................................................................................................................ 26
附录 1：参考索引............................................................................................................................................. 27
附录 2：区块链应用列表................................................................................................................................. 28
附录 3：比特币改进协议................................................................................................................................. 30
附录 4：比特币交易脚本................................................................................................................................. 31
版本修订历史
版本 修订内容 修订人
0.1. 0226 区块链应用初探（PPT） 刘胜
0.2. 0301 区块链应用初探（内刊稿） 刘胜
0.3. 0315 区块链研究综述：大纲，引言 刘胜
0.4.0322 第 2 章 区块链初窥；第 3 章 区块链演化； 刘胜
0.5.0325 第 4 章 区块链类型 刘胜
0.6.0326 第 7 章 区块链应用展望 刘胜
0.6.0327 第 6 章 保险领域 殷舒
0.6.0328 第 6 章 跨境支付；公证领域；审计领域；身份识别； 刘胜
0.7.0328 第 5 章 区块链技术改进 殷舒，刘胜
0.7.0329 修改：5 区块链技术改进；2.5 意义，6.12 身份验证 6.13 域名服务，6.9 保险 刘胜
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1.0.0330 审稿，修改 殷舒，刘胜
1.1.0331 增加 6.1 移动支付 刘胜
1. 引言
自 2015 年下半年以来，“区块链”技术迅速走红，其去中心化、去信任的机制得到全球市场的认同，
并有望成为下一代“价值互联网”的基础协议。区块链作为“价值传输协议”，其地位比肩于目前“信
息互联网”的基础协议——超文本传输协议（HTTP 协议）。多国央行、各大交易所、国际投行、IT 巨头
纷纷涌入，区块链技术在数字货币、金融资产交易、资金清算、智能协议、知识产权、物联网等应用领
域不胜枚举。
那么，区块链是什么？
2. 区块链初窥
简单来说，区块链是比特币的底层技术。谈到区块链，就不得不先说一下比特币。
对于“比特币（Bitcoin）”这个词，有三层含义。
首先，比特币，特指一种加密数字货币，它是最早也是目前规模最大的加密数字货币。
其次，比特币协议，可被视为一种基于区块链的“价值传输协议”，该协议可以用来描述数字资产
是如何在区块链上转移的。
最后，比特币系统，指底层的共有区块链技术平台，包含去中心化的公开总帐、比特币钱包等软件
和系统。
2.1. 比特币
比特币（Bitcoin）是一种全球通用的加密电子货币（Crypto-Currency），且完全交由用户们自治的交
易工具。其概念最初由中本聪（Satoshi Nakamoto）在 2008 年 11 月发表的论文《Bitcoin: A Peer-to-Peer
Electronic Cash System》中首次提出。与大多数字货币不同，比特币完全是去中心化设计的，它不依靠
特定机构来发行，而是依据特定算法，通过大量的计算产生。比特币系统使用整个 P2P 网络中众多节点
构成的分布式数据库来确认并记录所有的交易行为，并使用密码学的设计来确保货币流通各个环节安全
性。
（图）比特币市场价格波动 - 数据来源：http://coinmarketcap.com/
目前，比特币资本化数值大约在 60 亿美元，占世界 GDP（78 兆亿美元）的 0.008%。据高盛统计，
截至 2014 年底，人民币交易占全球比特币交易总量的 77%，排行第二的美元占 19%，其余的是欧元和
日元。同时，中国三大比特币交易所——OKCoin、Huobi 和 BTC China，交易量约占全球总量的 80%。
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2.3. 比特币系统
（图）比特币概述
如上图所示，我们可以看到，一个完整的比特币系统由以下几部分组成：
用户：用户通过密钥控制比特币钱包。
交易：每一笔交易都会被广播到整个比特币网络中，由矿工将其写入新的区块。
矿工：通过竞争计算生成在每个节点达成共识的区块链。
区块链：是一个分布式的公共权威账簿，包含了比特币网络发生的所有的交易。
尽管比特币 P2P 网络中的各个节点相互对等，但是根据所提供的功能不同，各节点可能具有不同的
分工。每个比特币节点都是路由、区块链数据库、挖矿、钱包服务的功能集合。一个全节点（full node）
包括钱包、完整区块链、矿工、网络路由节点四个功能。
然而在某些场景下，节点可能只包含了部分功能。
下图描述了扩展比特币网络中最常见的节点类型。
图 1：核心客户端 图 2：完整区块链节点 图 3：独立矿工 图 4：轻量（SPV）钱包
与传统银行和支付系统不同，“比特币系统”是以去中心化信任为基础的。由于比特币网络中不存
在中央权威信任机构，“信任”成为了比特币用户之间存在的一种突出特性。比特币系统正是通过一笔
一笔交易，在比特币分布式共识机制中变得“被信任”和“被接受”，最终成功地被存储到区块链，从
而建立了一套可信任体系。
自从 2009 年 1 月诞生第一枚比特币以来，至今已经有 7 年时间了。比特币总市值已达 66 亿美元，
其中经受住了无数次黑客的攻击，其安全性得到了验证。这个基于分布式网络的点对点数字货币交换系
统，在无中心服务器、无人维护管理的情况下，提供 7×24 小时地实时结算、实时到账服务，没有出现
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目前，每个区块大小限制为 1MB，最多能记录约 4000 笔的交易。即，比特币区块链最大写入
性能大约只有 7 笔/秒。
为了防止该区块因为子链太短而被其它节点抛弃，那么还得等产生 6 个新的后续区块，才能最
终确认该交易已经被可靠地写入区块链中。即，确保可靠写入，需要约 60 分钟。
到目前为止，已经产生的区块总数在 40 万以上，总的数据容量接近 50GB，这些数据都被认为
是可信的数据。
每个参与节点，都可保存整个区块链的副本。只要有参与节点存在，区块链数据就不会丢失。
Height Block time Transactions Block Fee Size Days destroyed
401039 2016-03-04 09:38:13 800 0.23220668 BTC 676.98 kB 4,204.37
401038 2016-03-04 09:32:46 2032 0.34653416 BTC 965.98 kB 30,536.83
401037 2016-03-04 09:23:49 2600 0.55850309 BTC 976.55 kB 42,844.01
401036 2016-03-04 09:06:18 2753 0.69463539 BTC 974.66 kB 17,849.15
401035 2016-03-04 08:35:21 2237 0.72009707 BTC 974.65 kB 252,357.07
401034 2016-03-04 08:06:53 2268 0.67221497 BTC 965.89 kB 121,958.12
401033 2016-03-04 07:41:10 839 0.15393266 BTC 909.34 kB 9,167.63
（表）最新比特币区块信息 - 数据来源：http://blockr.io/
3. 区块链演化
3.1. 区块链 1.0——可编程的数字货币
比特币的发明人 Satoshi Nakamoto 在其 2008.11 年发表的论文《BitCoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash
System》中指出：“区块链是指通过去中心化和去信任的方式集体维护一个可靠数据库的技术方案。”
首先，通过去中心化（Decentralized）设计，实现了一个点对点对等网络，每个节点权限对等并且
数据公开，从而实现高度冗余的分布数据存储。
第二，通过建立某种共识机制，如 PoW（Proof-of-Work，工作量证明）、PoS（Proof-of-Stake，权益
证明），DPoS（Delegate-Proof-of-Stake，股份授权证明机制）等，解决了去中心化场景下的分布式一致
性问题（拜占庭将军问题）。通过这个共识机制，确保价值的唯一性和不可复制性，从而防止了“重复
支付”。
第三，基于非对称的 PKI 公钥体系，采用“只添加不修改”的模式，产生一系列含有时间戳的不可
变数据块，并由数字签名提供密码学证据，完成链式存储，从而通过全网记账和全网监督，确保数据不
可被篡改，实现高安全可信的数据存储。
第四，不依赖中心化的信任或权威机构，而是基于博弈论设计了一套严密的奖励合作机制，激发各
方共同维护这个全网分布式数据库，逐渐演化形成非合作博弈均衡状态（纳什均衡），确保整个区块链
体系的安全。
第五，通过内嵌支付脚本，可支持以编程方式来扩展一些特殊的支付场景。例如，比特币标准交易
除了 P2PKH（公钥哈希交易）外，还支持 P2SH（脚本哈希交易）方式。按照 BiP#16 协议，允许将交易
被发送到一个脚本哈希，而不是一个公钥哈希。使用 P2SH，可以将比特币发送到各种以非常规方式来
保障安全的地址，而不需知道安全建立的任何细节。此时，接收者可能需要几个人的签名才能使用这些
比特币，或可能需要输入密码，或需要满足某些精确的要求。
区块链 1.0 的主要应用领域为“加密数字货币”，包括货币的发行机制、分配机制、币值调节机制
等。
比特币可视为区块链的首个在金融支付领域中的应用。比特币所产生和使用的区块链，是最早也是
目前应用最广泛的公有区块链。
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3.2. 区块链 2.0——可编程的智能合约
在 2015 年 10 月召开的“2015 首届全球区块链峰会”上，以太坊的创始人 Vitalik Buterin 发表了题
为《Visions, Part 1: The Value of Blockchain Technology》主题演讲，并重新定义了区块链：“一个区块链
就是一个任何人都可以上传程序并使其自己执行的神奇电脑，每个程序的当前和所有过去状态都是公共
可见的，强大的密码经济学保证程序能够按照该区块链协议所定义的方式持续执行。”
按照这个定义，区块链就成为一种“信任的机器”，它通过自我限制和安全加密，确保机器能安全
可信地自动执行预设的逻辑。
区块链 2.0 的主要应用领域为“智能合约”。一份“智能合约”能够令各方自动执行操作，结果由
软件验证，而非人类来扮演中介。其典型应用包括——
股权、债权合约
证券与金融合约
互助保险合约
权利的登记和转让
博彩
防伪
物联网
其它智能合约
3.3. 区块链 3.0——可编程的社会治理
对于“区块链 3.0”，目前并无严格的定义，总的来说有两大类应用：
第一类，超越货币、经济、市场的公正性应用。
1）基于区块链的“鉴证”商业模式，能够把版权证明通过去中心化的方式让任何人或者企业来使
用，并且本身是完全基于算法，可以做到跨越国家的客观证明。
2）去中心化的争议解决方案，能够实现仲裁机构的功能，甚至能够实现一部分法院的功能。
3）去中心化的流动民主机制和民主投票机制，能够在低成本的情况下，让民主投票方案变得更加
透明和公正。
第二类，超越货币、经济、市场的效率和协作。
区块链是新兴协同共享模式的最佳技术实现手段。区块链的基础设施以去中心化的形式配置全球资
源，使区块链成为促进社会经济的理想技术框架。不同于传统低效的行政服务，区块链提供了一个量子
级别的无缝协作管理方法，这种超级庞大规模以及极高精度的管理协作服务是人类历史上从来没有出现
过的，也许能够极大的促进人类社会出现更加深刻的变化。
在科研领域，通过奖励回馈机制和智能合约等功能，区块链能够为科学研究提供一个前所未有的全
球化协作社区。区块链不仅让全球科研人员能够参与，并且让每个普通人都能够参与到这种协作中。
在学习领域，通过智能合约来鼓励每个学生来学习，并且每次进步都能够获得某种奖励。甚至能够
建立一种称为学习合约交易所的方案，通过使用预先设定的一系列智能合约方式，能够让资金在学习上
的资助变得愈加有效。
在出版领域，基于区块链技术能够通过发行某种出版行业的数字货币，审阅者可以获得荣誉性和报
酬性的奖励，在作者、审阅者、科学界和公众之间将会有更大的透明度和更多交流。
区块链 3.0 的主要应用领域为“社会治理”，其典型应用包括——
身份认证
公证、见证
- 10. 联动优势内部材料，仅供参考！
司法仲裁
投票
健康管理
人工智能
去中心化自治组织
从长远来看，区块链的去中心化模式，将重构整个人类社会活动，实现更好的协作和治理。
3.4. 小结
区块链技术的发展在全球范围内尚处早期阶段，各种技术方案、技术标准、应用场景和商业模式等
还需要进一步地探索和完善，需要理论研究者、网络技术者、金融从业者，政府部门的共同参与，积极
投入、勇于探索和不断地创新。
区块链技术可能是继“互联网”发明以来最大的技术革命。就如同超文本传输协议（HTTP）构建起
当前“信息互联网”一样，区块链有可能将作为一种通用的“价值传输协议”，为我们构建起一个全新
的“价值互联网”。而我们，正处在这次革命的黎明时期。
4. 区块链类型
4.1. 分类
中本聪巧妙地将以下几个成熟的技术和理论组合的一起，并以此为基础构建区块链技术：
1， 基于去中心化的分布式算法而建立起点对点对等（P2P）网络。
2， 基于非对称加密算法。
3， 基于分布式一致性算法，解决了分布式场景下的拜占庭将军问题。
4， 基于博弈论而精心设计的奖励机制，实现了纳什均衡，确保整个系统的安全和稳定运行。
如果同时具有上述四点要素，我们可以认为这是一种公共区块链技术，简称“公有链”。如果只具
有前三点要素，我们将其称为私有区块链技术，简称“私有链”。而“联盟链”则介于两者之间，可视
为联盟成员内的一种“私有链”。
（图）银行系统、公有链、私有链对比 - 来源：《技术：银行探寻区块链的关键》
从本质上而言，相较于完全公开、不受控制，并通过加密经济来保证网络安全的系统，如工作量证
明 PoW 以及权益证明 PoS，“私有区块链” 也可以创造出访问权限控制更为严格，修改甚至是读取权
限仅限于少数用户的系统，同时这种系统仍保留着区块链真实性和部分去中心化的特性。
- 12. 联动优势内部材料，仅供参考！
的问题而被要求修改、撤销。
交易费用更低——目前公有链的交易费用是每笔 0.10 美元，而且随着时间流逝币值趋于增长，
导致交易费用也在增长。而私有链的交易费用将会降低一到两个数量级。
仍然是基于分布式网络，保留了分布式记账系统的优点。
提供了更好的隐私保护——公有区块链因为其透明共享总账本的设计，本身不提供隐私保护功
能。而私有链可以对读取权限进行限制，从而提供更好的隐私保护。
验证者是公开透明的——所以并不存在一些矿工出于共谋原因而致的 51%攻击风险。
节点可以很好地连接——节点互相可以很好地连接，故障可以迅速通过人工干预来修复，并允
许使用共识算法减少区块时间，从而更快完成交易。
而私有链的主要缺点在于：
违背了区块链去中心化的本质，重新引入了若干“信任节点”，
其参与者需要经过审核和验证，从而严格限制了其规模，其安全性容易受到威胁。
考虑到上述情况，私有区块链似乎看起来更适合为传统机构所用。
4.2.2. 公有链的优点
然而，对于机构，公共区块链仍存在着很多价值，这就是公共区块链一直提倡的自由、中立和开放。
公共区块链的优点可以归结为两大类：
保护用户，免受开发者的影响——在公共区块链中的用户更多、更广泛，程序开发者无权干涉
用户的使用方式。反过来说，区块链可以保护使用这些程序的用户。
网络规模效应——公共区块链是开放的，因此有可能被许多外界用户使用和产生一定的网络效
应。而在公有链上运行的应用越多，节点越多，那么该区块链条也会越可信。
4.3. 小结
在某些情况下，这些优点并不需要，但在其它场合又显得非常重要。我们也要看到，如果能创建基
于公共区块链之上的私有智能合约（如 Rootstock 正在建立比特币智能合约），或者能实现在公共和私有
区块链之间的跨链交易（如 BlockStream 的侧链技术），我们就可将两者特性很好结合使用，至于具体
选择那套方案就视乎你的所需了。有时，公共的会相对较好，但有时又需要一定的私有控制。这好比现
实世界的情况，一切依你所需。
5. 区块链技术改进
5.1. 比特币区块链的问题
5.1.1. 共识机制和高能耗问题
以比特币区块链为例，它是通过 PoW（Proof of Work，工作量证明机制），来负责维护区块链
的整体运行及其安全性。矿工通过随机的散列运算，来争夺比特币区块链的记账权，防止欺诈交易，
避免“双重支付”，这一过程需要消耗大量电力来完成。在早期，曾有一篇福布斯的文章引用了
blockchain.info 的粗略计算：比特币网络每天采矿的电力成本约合 1500 万美元。
这也引来了很多的争议，反对者们认为，比特币的挖矿过程太浪费电力资源，是不可持续的，
也是没有必要的。这也引发了后来的权益证明机制 PoS（Prove of Stake）、股份授权证明机制 DPoS
- 13. 联动优势内部材料，仅供参考！
（Delegate Proof of Stake）等其他区块链共识机制的诞生。
而 PoW 支持者则认为：PoS 机制的代币分配不公平，会导致富者愈富问题的发生。而 PoW，
一方面，正是因为这种浪费，才更能确保比特币是安全可信的。另一方面，能耗也没之前所说的那
么大。由于后来普遍采用新型 ASIC 矿机，实际能耗只有原来的百分之一左右。目前，整个比特币
网络的运算能力是 6,751,767.65 GH/s，也就是由大约 2000 万个 330MH/s 的矿机构成，它们每天的
总耗电量大约为 1200MWh，以每度电 0.15 美元计算，比特币网络的采矿电力成本约在 18 万美元
左右。
对于 PoW 和 PoS 孰优孰劣，争论一直存在着，目前尚未有统一结论。
5.1.2. 交易确认延时长的问题
以比特币区块链为例，当前比特币交易的一次确认时间大约平均是 10 分钟，6 次确认的情况
下，需要等待约 1 个小时。当然，对于信用卡动则 2-3 天的确认时间来说，比特币已经有了很大的
进步了，但在很多场景下还是无法满足需求，如资产交易市场、外汇买卖等。而作为对比，VISA
的交易确认只需要 1 秒。
对此，比特币创始人中本聪有他的解释，并不是说区块链交易确认时间就需要那么久，并不是
底层技术的问题，而是只是在参数值的选择上，综合多方面的一种权衡。提高需要确认的次数，能
够有效地抵御“双花”攻击，所谓“双花”攻击意味着他们收到比特币之前，故意将比特币使用两
次。
5.1.3. 处理频率和区块大小问题
由于比特币网络每 10 分钟产生一个新区块，而当前一个区块的大小限制为 1MB，最多写入约
4000 笔交易，所以，比特币网络存在着每秒 7 次交易（7tps）的限制。相比之下，Paypal 在 2013
年第三季度的总体交易笔数为 7.29 亿笔，平均每秒为 93.75 笔交易。Visa 在 2013 年的测试中，
实现了每秒处理 47000 笔交易。而支付宝，在 2014 年“双十一”期间，峰值处理交易速度达每秒
4.75 万笔。比特币区块链比起几大支付网络，从交易处理频率来看，更像是一个刚出生的婴儿一样。
当然，这也是中本聪早期故意为之的设计，比特币区块大小被限制在了 1MB，避免因区块过大
而限制了更多的矿工参与计算，从而抑制了少数流氓矿工的恶意行为。
但随着应用越来越多，需要写入比特币区块链的交易也越来越多。由于比特币区块过小，就可
能会有很多交易无法及时写入到区块链中，导致交易确认速度越来越慢，进而在比特币节点需要反
复广播这些堆积下来的大量未确认交易，从而产生大规模的广播风暴，最后影响整个网络的通信延
迟。
比特币系统存在什么问题，徐明星认为有 5 大问题。首先，因为早期的从业人员是极客，有些
是无政府主义者，所以他们设计的所谓的纯去中心化的系统，因目前比特币系统的总节点数还是很
少的，所以还没有大规模的广播风暴。
第二是交易确认速度会越来越慢，随着大量的未确认交易堆在这边，挖矿，发一笔交易可能要
十个小时才能确认。
5.1.4. 区块链体积和带宽问题
到目前为止，比特币区块链已经产生的区块总数在 40 万以上，总的数据容量接近 50GB。用户
如果使用比特币核心（bitcoin-core）客户端进行数据同步的话，以目前的贷款，可能需要三天三夜
乃至更多的时间来完成同步。并且，随着区块链的数据量还的不断地增加，这给比特币核心客户端
的运行带来了很大的门槛，普通用户并不适合去使用 bitcoin-core 客户端，这些，也就造成了运行
- 14. 联动优势内部材料，仅供参考！
比特币全节点（full nodes）的数量不增反减。
5.1.5. 安全性问题
最令人担忧的是 51%攻击的可能性，导致“双花”攻击。限制挖矿行业逐渐出现中心化的趋势，少
数几个大型矿池掌控者大多数的交易记录。如果矿工联合发动 51%攻击来接管网络，会出现风险。
另外一些安全问题是针对比特币使用的加密技术，椭圆曲线算法，一旦被破解，则会影响整个比特
币的共识体系。
5.1.6. 版本升级问题
比特币区块链如果有版本升级需求，需要由矿工发起升级协商，由其他矿工发起投票，如果多余半
数达成一致，则开始进行版本升级。
而当区块链因为管理问题或者版本控制问题导致升级不当，很容易导致硬分叉或者多链。而对于一
个去中心化的应用，在出现分叉的时候，要合并跨分叉链的交易是非常困难的。
5.2. 竞争链的改进
5.2.1. 区块扩容*
目前，比特币区块最大容量仅 1MB，极大地限制了交易处理吞吐量和应用场景。业内对是否需要
扩容已经达成共识，但是具体采用哪种方案尚无最终结论。
中本聪当初实现的第一个版本比特币客户端名字叫做 bitcoin-qt，后续交由以 Gavin 为首的核心开发
者继续维护并于 0.9 版本时改名为 Bitcoin-core。现任比特币基金会核心成员之一 Gavin 提议的 Bitcoin-XT
硬分叉（Hard Fork）方案。而硬分叉需要修改比特币核心代码。有观点认为，硬分叉后的区块链已经不
是当初的“比特币”了。比特币基金会官网 Bitcoin.org 近期就发表声明，认为 bitcoin-XT 是一种山寨币。
目前关于比特币区块扩容的 BIP（比特币改进提议）有：
BIP100: 区块体积上限提升至 8MB，实施前预留时间。而且区块体积上限可变大，也可变小，
只要矿工投票达成共识即可，但绝对上限应该设置在 32MB.
BIP101: 即先提升区块体积上限至 8MB，然后每两年上限加倍，直至每块达到 8GB 上限。
BIP102: 立刻提升至 2MB，然后再不改变。
BIP103: 在 2017 年提升至 1.04MB，然后每年均速提升 17%，直到达到 2GB 上限。
在 2015 年 6 月，由中国五大矿池联合举办“矿池技术研讨会”上，大家认为比特币区块大小需要
扩容；在确保比特币网络统一的前提下拟于未来一段时间内接受大小不超过 8MB 的区块。而 2016 年 2
月召开的香港比特币扩容圆桌会议（Scaling Bitcoin）上，业界同意 Bitcoin-core 继续以软分叉的方式积
极地进行开发“隔离见证”功能，并在 7 月发布并部署；在 7 月后部署硬分叉到 2M 的版本；如在 2017.7
月前，硬分叉获得社区广泛支持，则硬分叉生效。
5.2.2. 挖掘算法改进*
目前，单向散列的挖掘算法包括：SHA256 哈希、scrypt 算法、科学运算三类。
SHA256 是比特币使用的挖掘算法。目前比特币全网计算力达到 7Phach/s，容易对其他采用
SHA256 算法的竞争币造成 51%攻击，因此目前采用 SHA256 算法的竞争币较少。采用 SHA256
算法的竞争币多采用“混合挖矿”（Merge mining），通过使用比特币网络的计算力以增强自身
- 15. 联动优势内部材料，仅供参考！
网络的安全，同时使得比特币的矿机也能获得其他竞争币的奖励。目前，除了比特币系统外，
Namecoin、Terracoin（TRC）等也都采用 SHA256 挖掘算法。
Scrypt 算法——Scrypt 算法使用 SHA256 作为其子程序，结合伪随机序列进行多次组合运算，
不仅计算所需时间长，而且占用的内存也多，使得并行计算多个摘要异常困难。要提高运算效
率，只能使用高级的计算机，这样就能有效防范算力过度集中在矿池。该算法最早在 Litecoin
（莱特币，LTC）中使用，与比特币相比，莱特币有更分散的矿工，有效抑制了“51%攻击”，
从而更加安全。目前采用 Scrypt 算法的山寨币也要远多于 SHA256 算法的山寨币。
科学运算——科学运算是指将矿工的算力用来进行科学计算，为科学做出贡献，而不是白耗费
电力。类似 SETI@home（搜索外星文明计划）及 Folding@home（模拟蛋白质折叠）这样的分
布式计算项目，在 Primecoin（素数币，XPM）中，矿工的算力被用来计算数学界最大的质数，
这样 XPM 集合了大家所有人的计算机能力，对学术界的疑难问题进行破解。
5.2.3. 共识机制改进*
5.2.3.1. 工作量证明机制 PoW（Proof of Work）
比特币区块链主要使用 PoW 来实现共识。通过使用单向函数挖掘算法（结果很难计算得出，但却
很容易被验证），使得矿工在得到正确的计算结果前，必须经过众所周知的（公开算法）很难的（结果
的要求苛刻）计算，而结果的验证速度非常快。通过验证这个结果，其他矿工都能够确认这个结果是执
行了一定量的计算工作才得出的。
PoW 的优点是：完全去中心化，节点自由进出。
5.2.3.2. 权益证明机制 PoS（Proof of Stake）
PoS 权益证明，可以看作是 Pow 的一种升级共识机制，根据每个节点所占代币的比例和时间，等比
例的降低挖矿难度，从而加快找随机数的速度。当创造一个 PoS 区块时，矿工需要创建一个“币权”交
易，交易会按设定的比例把一些币发送给矿工本身。哈希运算与比特币相似，不同点在于其难度是与交
易输入的“币龄”成反比的。
PoS 权益证明方式，可以在一定程度上缩短达成共识的时间，但是仍然需要挖矿的过程才能达成共
识。POS 币的规则，因为没有成本，因此会造成富者愈富的问题。POS 币的利息越高，那么该币将会产
生的不公平性就会越高。
5.2.3.3. 股份授权证明机制 DPoS（Delegate Proof of Stake）
DPoS 类似于董事会投票，它的原理是让每一个持有比特股的人进行投票，由此产生 101 位代表 , 我
们可以将其理解为 101 个超级节点或者矿池，而这 101 个超级节点彼此的权利是完全相等的。从某种角
度来看，DPoS 有点像是美国的议会制度，如果代表不能履行他们的职责（当轮到他们时，没能生成区
块），他们会被除名，网络会选出新的超级节点来取代他们。
DPoS 可以大幅缩小参与验证和记账节点的数量，可以达到秒级的共识验证。
BitShares（比特股）就是采用 DPoS 的共识机制完成交易交易确认。
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5.2.4. 以太坊，支持图灵完备编程语言*
Ethereum（以太坊）是目前最大、最成功的区块链 2.0 项目，其目标是构建下一代智能合约和去中
心化应用平台。具体来说，它是基于脚本、竞争币和链上元协议（on-chain meta-protocol）概念进行整
合和提高，使得开发者能够创建任意的基于共识的、可扩展的、标准化的、特性完备的、易于开发的和
协同的应用。
以太坊通过建立终极的抽象的基础层，“内置有图灵完备编程语言的区块链”，使得任何人都能够创
建合约和去中心化应用，并在其中设立他们自由定义的所有权规则、交易方式和状态转换函数。智能合
约，包含价值而且只有满足某些条件才能打开的加密箱子，也能在我们的平台上创建，并且因为图灵完
备性、价值知晓（value-awareness）、区块链知晓（blockchain-awareness）和多状态所增加的力量，而
比比特币脚本所能提供的智能合约强大得多。可以用来编程，分散，担保和交易任何事物，包括：投票、
域名、金融交易所、众筹、公司管理、合同和大部分的协议、知识产权、智能硬件的数据资产。
支持图灵完备的脚本语言是以太坊的最大创新点。比特币的脚本是图灵不完备的，因此在比特币上
增加的约定相对有限。而以太坊的图灵完备脚本，理论上将可支持的逻辑极大扩展了，将区块链应用与
智能合约整合起来，因此在数字货币市场上有独特优势。虽然图灵完备的脚本可以支持做更多的事情，
但是业界仍然存在一些反对的声音，有些人指出，图灵完备会在一定程度上降低安全性。
目前，以太坊已经发展成为仅次于比特币区块链的第二大“共有区块链”。两者对比如下：
比特币区块链 以太坊区块链
开始时间 2009.1 2013.12 白皮书
创始人 Satoshi Nakamoto Vitalik Buterin
基本目标 发行 P2P 数字货币，即比特
币。
由用户运营的共享计算机，可为区块链编
写具有约束力的协议程序，即智能合约。
全功能节点数（Full nodes） 7400 5800
链上的区块总数（最大深度） 404,844 1,239,309
总市值（美元） 6,391,354,026 922,187,997
价格（美元） 415.81 11.73
供应量 15,371,000 BTC 78,563,651 ETH
最近24 小时交易总额（美元） 73,522,600 20,293,200
区块间隔 10 分钟 14.20 秒
计算难度 165,496,835,118 （0.165T） 22,437,307,881,472（22.43T）
哈希速度 1,275,168,306 GH/s 1640.0171 GH/s
数据来源：http://coinmarketcap.com/ 采集时间：2016.3.29
5.2.5. Ripple 支付网络，下一代跨境支付
Ripple 支付网络于 2011 年 04 月 18 日上线，其使用的瑞波币是一种金融交易的中介，可以用来即
时地以任何币种向世界的任何角落转账。汇款、兑换都可以用瑞波币做中介，用户在网关（相当于外币
找换店）兑换成瑞波币，然后传输到另一个网关，最后兑换成自己想要的货币。所以瑞波币是有中心的。
交易要求用户至少持有 50 瑞波币，交易一次收取 0.00001 瑞波币并销毁。这种设计可以增加分布式攻
击的成本，防止 DDoS 攻击。另外，瑞波币中心保留了相当一部分瑞波币，可能用来调节汇率。
Ripple 的设计思路是基于熟人关系和信任链，收款人与付款人必须是朋友，或者有共同的朋友（形
成信任链），否则转账无法进行。在 Ripple 支付网络中，用户如果要进行跨境汇款等交易，必须与瑞波
币的网关建立信任关系。但如果你信任的网关不被其他网关认可，那意味着手中的瑞波币将会被其他网
关拒绝，如果该网关携款消失，瑞波币将一文不值。所以在和网关交易之前，必须充分了解对方。
Ripple 支付网络除了支持瑞波币，还支持法币（如美元、欧元、日元等），并打算在未来支持所有
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数字货币。Ripple 网络可以自动进行汇率换算。用户可以用任何一种类型的货币向他人支付另外任何一
种类型的货币，从而实现所有货币的全网流通。Ripple 的交易确认过程可在几秒内完成，Ripple 引入了
一个共识机制，通过特殊节点的投票，在很短的时间内就能对交易进行验证和确认。Ripple 是不需要挖
矿的。
5.2.6. 侧链技术，提高可交互性
（图）楔入式侧链技术
楔入式侧链技术（Pegged Sidechains），它将实现比特币和其他数字资产在多个区块链间的转移，这
就意味着用户们在使用他们已有资产的情况下，就可以访问新的加密货币系统。简单地说，侧链就好比
是一座座桥梁，它们将比特币区块链以及其它区块链相互连接在一起，从而实现比特币的扩展，从而实
现了多个链条之间的可交互性。可以在主链条不做修改的情况下，
在 2014 年 10 月提交侧链白皮书一年后，BlockStream 公司宣布了该技术的第一个商业化应用侧链
Liquid。它是为比特币交易所、支付处理商以及交易者而设计的项目，可以减少这些机构移动比特币资
金，所需要的时间。Blockstream 宣称，使用 Liquid 侧链的交易所，其资金移动所需的时间将从 60 分钟
缩短至秒。据悉，五大比特币初创公司， 包括 Bitfinex、BTCC、Kraken、Unocoin 以及 Xapo，将会使用
该私有侧链。
侧链尚处在早期阶段，还存在网络复杂性提高、资产复杂性提高，欺骗性转账，挖矿中心化风险，
软分叉风险等缺陷，但也有一些变通解决方案。比特币核心开发者格雷格·麦克斯韦（Greg Maxwell）
透露说，正式添加双向楔入式（two-way peg）侧链的比特币改进提议（BIP），预计将在 2016 年第 1 季
度完成。目前测试版本的侧链——元素阿尔法（Elements Alpha），正通过比特币测试网络（testnet）的
代币进行测试。
5.2.7. 闪电网络，提高区块利用率
简单来说，它的目的是将比特币的绝大多数交易带离区块链，而且不会牺牲可证性以及安全性，以
显著提高区块链中区块的利用率。同时，侧链是一个具有高度灵活性的一般性扩展，可以在侧链上做创
新性实验，而不担心影响主链。
闪电网络可允许创建“微支付渠道”，除了发起通道的初始交易之外，多笔比特币交易在无需与区
块链进行互动的情况下，还能安全地进行。它也不存在交易对手的风险：如果任何一方终止合作，或者
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（图）OBC 架构图
OBC 站在了企业级应用的高度来提供解决方案，这也是 Hyperledger 项目的初衷，其特性包括：网
络节点授权，多角色定义，多链支持，链与链之间的交互，交易记录的加密及授权，智能合约的天然支
持，可扩展的共识机制（无须挖矿），极短的交易确认时间。OBC 的开发团队宣称，在一个标准的拥有
15 个授信节点的生产环境中，可以处理每秒钟接近 10 万个交易记录。
5.2.10.轻型 SPV 节点和钱包*
SPV：是“Simplified Payment Verification”（简单支付验证）的缩写。中本聪论文简要地提及了这一
概念，指出“不运行完全节点也可验证支付，用户只需要保存所有的 block header 就可以了”。用户虽
然不能自己验证交易，但如果能够从区块链的某处找到相符的交易，他就可以知道网络已经认可了这笔
交易，而且得到了网络的多少个确认。
按照中本聪的原文， SPV 指的是“支付验证“，而不是“交易验证”。两者有很大区别。
交易验证非常复杂，涉及到验证是否有足够余额可供支出、是否存在双花、脚本能否通过等等，
通常由运行完全节点的矿工来完成。
支付验证比较简单，只判断用于“支付”的那笔交易是否已经被验证过，并得到了多少的算力
保护（多少确认数）。
通过采用 SPV 技术，可以极大地节省存储空间。减轻终端用户的负担。无论未来的交易量有多大，
block header 的大小始终不变，只有 80 字节。按照每小时 6 个的出块速度，每年产出 52560 个区块。当
只保存 block header 时，每年新增的存储需求约为 4 兆字节，100 年后累计的存储需求仅为 400 兆，即
使用户使用的是最低端的设备，正常情况下也完全能够负载。
SPV 节点：支持使用布隆过滤器（Bloom filter）在快速检索并返回相关数据的节点。SPV 节点的出
现使以去中心化方式来实现高效、低负荷的“轻钱包”成为了可能。
SPV 钱包：指基于 SPV 节点来实现的“轻钱包”或“瘦钱包”，意思是指无需下载整个区块链数据，
当这一技术实现之后，也使得比特币区块大小扩容成为了可能。
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5.3. 小结
总的来说，为了弥补原始比特币区块链的不足，社区对其进行了各种改进，主要是以下三方面：
扩大容量：允许写入更多的交易或数据，提高交易吞吐率。
提高性能：包括如何更快地达成共识；更快地写入区块链；更快地获得确认，而不会被抛弃。
扩大功能：如引入对图灵完备的脚本语言的支持，完善对各种智能合约应用的支持。
目前，各种技术还在不断试验和探索阶段，尚未完全达成一致，未来将有可能将这些技术整合成为
一类通用的标准协议和标准技术，并基于此标准，最终建成一个完善的“价值互联网”。
6. 区块链应用创新
根据区块链的定义，区块链具有 4 大基本特征：去中心化（Decentralized）、去信任（Trustless）、
集体维护（Collectively maintain）、可靠数据库（Reliable Database）。由此还可引申出另外 2 个特征：开
源（Open Source）、匿名性（Anonymity）。
因而，区块链技术将所有依赖中心化和权威信任的行业和领域，产生的巨大影响。
第一，区块链技术能够降低金融机构运作的成本;
第二，区块链技术能够降低信任风险;
第三，区块链能够驱动新型商业模式的诞生;
第四，区块链技术具有灵活的架构;
第五，区块链技术是实现共享金融的有力工具;
第六，区块链技术的开放性鼓励协作和创新。
在以下领域引入区块链技术，其商业模式已经得到证明；而更多的应用领域则等待我们去发现。
6.1. 移动支付*
在支付产业中最吸引人并且发展最蓬勃的就是移动支付和区块链技术的崛起。如果将这两者结合到
一起，可以用来打造更加安全，快速和有效的购物和转账方式。
6.1.1. 更加安全
移动支付需要克服的最大障碍就是安全问题。区块链就有解决这一问题的能力，因为区块链技术不
仅可以用于打造超级的安全性，同时还可以阻止诈骗行为，如欺诈，重复支付，哄抬物价等。因为以区
块链技术为支持的交易是基于一个防篡改的账本，想要闯入用户账户会非常的困难。
6.1.2. 即时支付
我们都期待移动支付能够非常的迅速，就像一瞬间就能完成一样。但是，有些交易仍然需要耗费几
分钟或几小时才能够完成，即使是用比特币也是如此。通过使用区块链技术，支付就能够真正地达到即
时。开发人员正在研究创建更快的网络，这样你就可以向任何地区的朋友转账。只需要短短几秒钟，你
朋友就可以通过智能手机收到资金。
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6.1.3. P2P 借贷
点对点（P2P）借贷在支付行业现在呈现着火爆趋势。事实上，因为便利，利率低，投资回报率稳
定的特点，P2P 借贷成为增长最快的金融技术行业。通过使用区块链技术，借款人可以直接获得贷款而
需要传统银行或金融机构的介入。另外，区块链技术可以使你在通过应用程序或者社交账号（如 Facebook
或者推特）借钱给朋友的时候更加安全和方便。
6.1.4. 汇款
世界银行估计，全球的平均汇款成本在 7.5%，而商业银行更是超过了 10%。如果这能够降低到 5%，
那么全球的消费者每年将可以节省 160 亿美元。通过取消第三方机构的介入，区块链可以允许移动用户
向世界上任何人进行转账而不需要支付高额的服务和交易费用。有一些公司，如 Abra 和 Coins.ph 公司
已经实现了这一点。
6.1.5. 移动钱包
就如我们之前提到的，因为移动钱包，现金和支票将成为文物，甚至塑料制品都会成为过去。使用
苹果支付，三星支付，安卓支付和零售商提供的数字钱包（如沃玛特）带来便利和轻松正深深吸引着移
动用户。然而，需要克服的最大障碍就是安全性。区块链技术有很多功能，如通过多重签名验证购物信
息，区块链技术将使移动钱包更加安全。区块链技术还能够提高速度，改善使用体验，使用移动钱包还
能够降低全球支付的费用。
6.1.6. 奖励和忠诚度计划
消费者喜欢在商业购物的过程中能够获得奖励。移动端已经被证实是提供和管理奖励活动的良好平
台，问问星巴克就知道了。区块链技术可以改善积分交易的方式，因为所有的交易都记录在一个公开的
账本上，所有商家可以监视积分交易不过而，这一点目前还很难做到。例如，你只需要轻轻一点，就可
以把你的星巴克或者航空公司的积分送给你的配偶。
有一款软件叫做 Plutus，使用这款软件，只要你进行转账或购物，就能够获得一种数字令牌奖励。
这些奖励回扣可以用在任何接受比特币的地方。未来，在各种商店中，商家可以使用这种奖励系统来奖
励消费者。例如你可以在星巴克使用航空公司的奖励积分。
6.1.7. 无需银行账户
无论你是住在美国还是尼日利亚，仍然有数百万人没有银行账户。然而，现在只需要一部智能手机，
不需要银行账户，一个人就可以通过区块链参与全球电子商务，获取贷款，或者向朋友或家人可以进行
安全地转账而无需支付高昂的费用。
6.1.8. 可穿戴设备与物联网发展
移动支付的发展范围正在超出智能手机和平板电脑。可穿戴设备，如手表，手链和戒指已经在市场
上出现了。另外，物联网也在不断扩张。通过区块链技术，用户可以存储他们的支付信息而不用担心诈
骗。
- 22. 联动优势内部材料，仅供参考！
然而，最有趣的是区块链技术究竟会使未来支付有多简单。例如，在将来，你走进一家商店去购买
牛奶：“晃动一下你的手，你的智能手表就可以检测到牛奶盒上的半透明的密码，然后执行一个哈希函
数，牛奶就会立马变成你的。”
对于物联网来说，开发人员可以利用区块链技术来修补应用程序接口（APIs）来简化你所有的设备
之间的连接。想象一下，在你的牛奶喝完之后，冰箱可以自动订购并完成支付。
6.2. 跨境支付*
总部位于旧金山的 Ripple Labs 是一家基于数字支付网络 Ripple 的初创公司，已经加入了国际结算框
架协会（IFPA）。该协会的成员包括 ACH，NACHA 和 SWIFT，它提供了规则集，最好的实践和如何改善
跨境支付的指导。在一份题为“银行削减成本案例”的报告中，Ripple 清楚地提供了首次实现节省成本
的产品。Ripple 声称，当前的跨境支付的问题，在于需要通过一连串具有“潜在的延迟，失败和费用点”
的中间机构代表银行进行处理，导致费时、费力、费钱。而使用 Ripple 网络及本机加密代币 XRP（瑞波
币）进行跨境支付的银行与使用当今的银行相比可节约多达 42%的费用。此外，该报告还表示，如果受
访银行在进行国际支付时使用 Ripple 网络（不使用 XRP）则可节省 33%的费用，流动性成本减少 65%，
支付运营成本减少 48%，并且 Basel III 税务执行费用也会减少 99%。
日本银行集团瑞穗已完成了区块链的跨境证券结算试验。实验参与者表示，结果显示交易后处理时
间可以因使用区块链应用而减少。瑞穗在声明中说：在系统中，连续地生成包含交易信息的区块按照时
间顺序链接成了区块链，变成不能被篡改的信息。而且，因为信息可以在多个公司之间共享，所以合作
伙伴证实它可以缩短交易后的程序所需的时间，降低数据被篡改的可能性。
6.3. 实时清算
目前区块链的比较大的项目是 R3CEV 的区块链联盟。R3CEV 是美国一家初创公司，它的希望是能建
立一个全球的实时结算清算系统，因为这个公司本身又比较大的游说能力，它 9 月创立，到 12 月份，
不到三个月时间，全球有 42 家最大的金融机构都加入到它的区块链联盟中，基本都是我们耳熟能详的
全球最大金融公司，比如桑塔德银行、花旗、高盛、德意志、汇丰、摩根大通、法国兴业银行、摩根斯
坦利、瑞士银行、富国银行、包括野村证券，全部加入了，除了中国以外的全球性的金融决策机构都加
入了这里，目标就是共同研制区块链的全球实时结算、清算系统。该项目进展比较快，目前已宣布会在
以太坊进行测试。这次央行推出区块链，把发行数字货币来作为战略目标也是因为受到 R3CEV 公司的
压力。如果 R3CEV 能够推出这样一个系统的话，有可能改变全球实时结算、清算的一个标准，对于没
有加入的国家可能会被迫接受这一点。对于中国政府来说，基于国家金融安全的考虑可能会以其他方式
与 R3CEV 联盟进行区块链的连接。同样在 R3CEV 成立不久，去年 11 月份，伦敦清算所、欧洲清算所、
法国兴业银行和好几个大的金融集团，成立了一个集团代表欧洲的区块链联盟，主要研究基于区块链的
交易后的流程。这是目前两个比较大的区块链联盟来研究区块链的相关协议。
6.4. 股权交易
引起关注的是纳斯达克集团，是金融系统最早进入区块链的公司之一。在 2015 年底开发了私人股
权交易市场 Linq，并在 12 月份全球首次利用区块链技术完成和纪录了第一笔私人证券交易。目前大约
有 6 家初创的公司在 Linq 上进行私人股权交易。
此外，overstock 公司，作为一个美国的上市电商，开发了一套去中心化的基于区块链的交易系统，
叫做 t0，你可以在 t0 上访问项目的内容，目前还在研发中，该公司一直希望可以通过这个系统击败华
尔街。去年 12 月份，SEC 正式批准了 overstock 可以在这个去中心化的区块链交易平台上发行自己的股
票并进行买卖。
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未来也许会出现全球性的基于区块链的快速的结算的资产交易市场。
6.5. 供应链和物联网
IBM 在这方面做了很多事情，早在 2014 年就和三星合作开发了 ADEPT，这是一个基于比特币区块
链技术的物联网系统。IBM 在物联网上投入巨大，他的全球研究所也在全面进军区块链，在物联网 IBM
认为区块链有绝佳的应用，因为物联网对安全性，防篡改性，冗余性都要求很高。区块链可以在这上面
有非常大的用武之地，像 Internet 的话就相对来说很碎弱了。在物联网上还有一个叫 Slock.it 的项目很
有趣，主要是基于区块链可以控制门锁，每个人可以对自己的门锁通过公钥和私钥进行控制，这是一个
基于以太坊的项目。
6.6. 知识产权领域
通过区块链来进行知识产权的保护，在未来肯定会是一个爆发点，因为传统的保护方式无论是在时
间成本还是资金成本都太高了，而区块链能够几乎以零成本来做到这一点。
初创公司 Mine 是“媒体链”项目中的一家，他们提供一个具有区块链技术特征的分布式数据系统
（IPFS），可以让数码创建者将信息附在他们的创新工作中，然后在比特币区块链上的数据盖上时间戳，
最终保存到 IPFS 中，从而宣告其所有权。此外，他们还提出将这些登记的媒体进行货币化，可以在区
块链上进行价值交换。
美国知识产权的律师事务所做的一个叫 Monegraph 的应用。它上面可以把每个人上传的照片通过
在区块链上留下数字指纹，来证明数码信息所有权，并可以在应用上可以进行所有权的交易。随着公证
变得越来越简单，成本越来越低，这样的话知识产权保护变得越来越便捷，也许有一天我们说的每句话，
每条微博，发的每一条微信，每一张照片都可以在区块链上非常低沉本甚至是零成本的进行所有权登记。
那么有可能诞生一个空前大的知识产权交易市场，空前的机会。由此我们可以无需政府背书这样一个过
程，可以使知识产权的保护和交易达到一个全新的高度。
6.7. 公证领域*
美国 Factom 公司主要的核心是把各种文档资料保存在基于区块链技术 Factom 网络上，这样可以对
文档形成一个无篡改的保管。其中的 Factom 网络是一个由众多全节点（Full Node）构建的对等式网络，
它是建立在比特币区块链上的通用数据层。用户可以通过这个数据层, 方便地为自己的数据，创建一个
独立的虚拟区块链。每 10 分钟 Factom 系统会对所有的数据，进行 merkle tree 哈希, 并把哈希值上传到
比特币的区块链。前不久，在联合国牵线下与洪都拉斯政府合作，为他们设计土地所有权记录系统。通
过将这些数据是保存在区块链上，以后不管洪都拉斯政府出现政权更替或 Factom 公司本身被摧毁，也
不会影响数据安全性和可靠性，从这一点来看，区块链信用可以代替国家的信用，甚至已经超过了主权
政府的信用，也许将来会获得更多的承认。中国企业杭州安存正信、软通动力也在电子数据证明服务和
智慧城市等方面和 Factom 合作。
另一家公司，Stampery 能为用户所有的敏感文件提供具有法律约束力的证明。他们用区块链证明任
何文件的存在、完整性和所有权。世界上的任何人都可以不花一分钱自动证明某个文件是在何时创建的，
且之后再未改动过。使用 Stampery 的理由与为文件做公证的理由一样。它能很好地保护知识产权，证
明遗嘱、宣誓、合同、家庭纠纷中的通讯等等的有效性。相比做文件公证，Stampery 的优势在于你不
必带着纸质文件亲自去公证人那里，能节省不少时间。
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6.8. 审计领域*
现在四大会计事务所，也是因为他们多年形成的品牌，基于他们的信用来做的审计，而区块链技术
可以实现效率更高、更可信的审计。
德勤是“四大”里面对区块链技术最为重视的企业，早在 24 个月前就开始投入区块链技术的研究，
并且汇集了来自 12 个国家的 100 多名研究人员组建了相关技术团队，并对外提供专门的一站式区块链
软件平台 Rubix，它允许客户基于区块链的基础设施创建各种应用。其官网罗列了该软件的四个利益方
面，包括贸易合作伙伴关系、实时审计功能、土地登记功能以及忠诚度点数。公司内部则专注于通过隐
秘方法自动解决审计处理中存在的问题。“因为公司的每笔交易都在区块链上进行，所以利用区块链设
计出的解决方案将会加快审计进度。同时由于区块链具有不可逆性和时间邮戳功能，对于需要审核的公
司，我们会核查该公司的区块链及全部交易。这将加快审计进程，使其更便宜，更透明。”
6.9. 医疗领域
欧美普遍认为区块链在医疗上的应用是仅次于金融上的最大的一个应用。能够引导以患者为中心的
改革，帮助照顾自己和帮助别人。
借助区块链的匿名性，病人能够无障碍地与他人共享一些个人医疗数据（如病例），从而帮助
更多的同类患者得到正确的治疗，而不用担心隐私被泄露。这些信息作为人类共同的财富，不
会被丢失，也无法被篡改。
借助区块链的智能合同，可以预先承诺给我们想要的治疗方案进行支付回报。而保险款的支付
将在我们医疗行为被证实之后触发。
医疗保健产品巨头飞利浦公司已经正式推出了飞利浦区块链实验室，设在阿姆斯特丹，专注于对新
兴技术的研究。飞利浦 Health 发布了他的第一个区块链项目，但是他并没有透露太多的细节，他的合
作对象是 Tierion，这家公司主要是做数字资料的保管，由此可以推断这个项目是和档案保管相关的，
另外还有一个叫 gem 公司正在为医疗相关的行业提供解决方案。
6.10. 保险领域*
研究人员分析了与个人保险相关的四个不同业务领域：身份、空间、时间、以及相关互动。其中每
一个点都给区块链应用提供了一个新机会。
在相关互动方面，研究人员发现，建立于区块链之上的智能合约，使投保人能够自行管理他们自己
的保险产品。智能合约能够自动有效地处理保险过程，改变相关公司的业务方式：“区块链技术可能有
利于替代型风险管理模型的出现，这种模型移离了保险业中的主要模型——风险共担。如此，基于区块
链的风险管理模型，可包括自行管理或风险管理协议，点对点保险平台，甚至，充分的资金解决方案。”
他们还发现，基于区块链的身份账目，对保险业是有用的，甚至可能与利用生物特征认证的官方数
据库，形成同等竞争关系。Factom 联合创始人，Peter Kirby，解释了在区块链业务模式中，一家保险公
司可如何使用身份账目：“一个身份账目，基本上是关于‘谁是谁’的完整列表。它可以有你，你的姐
夫妹夫，我，以及其他任何你可将他加进这个大列表的人，这个列表可被认为是‘家族谱’，没有任何
其他不相干的人可被加进这个列表。”他表示，在大多数安全漏洞中，黑客使用的方式是改变人们的身
份或创建新的身份，他们经常制造假账户，或冒充管理员：“通过 Factom，保险公司可以让身份账目变
得不可更改。”
如果有一种方式，能够通过一种区块链，实现身份验证，授权和数据管理功能，研究人员相信，这
将给许多领域带来巨大好处：“在保险业，数字认证的精简流线，以及对个人数据和历史披露的更好管
理，能够转化为保险公司及个人之间更直接，有效的关系。随着时间推移，通过降低身份和索赔欺诈，
这将带来额外好处。”
- 25. 联动优势内部材料，仅供参考！
例如，区块链技术与保险业结合可以带来如下一些新应用：
通过智能合约和可编程货币技术将保险赔付自动化，例如农业保险，当系统获取到恶劣天气信
息后可以自动触发对农户的赔付；
可以在区块链上保存与保险相关的数字资产，如：身份信息、病例信息、DNA 信息，作为保险
赔付的依据；
这种保险业务还可以用于区块链自身应用，如其他竞争币账户被黑客攻击的保险产品。
目前有一个最新的基于区块链应用 BitNation，提供包括保险在内的金融服务。有消息称，比特币组
织 Bitnation（比特国）开始为难民提供包括保险、基本收入以及其他基于区块链技术的应用。
6.11. 商业票据
2016 年 1 月 “农行 39 亿票据案”，突出暴露了目前票据业务领域主要存在问题，包括：
票据真实性问题，目前市场中仍然存在假票、克隆票、变造票等伪假票据；
划款及时性问题，主要体现在商业汇票到期后，承兑人未及时将相关款项划入持票人账户；
违规交易的问题，主要指当前部分票据交易主体或中介机构，存在一票多卖、清单交易、过桥
销规模、带行带票、出租账户等违法违规行为。
通过将票据及其转移记录写入区块链中，可以有效避免上述三大问题。
以此为基础，还可进一步建设一个“票据交易所”，涵盖除承兑业务外的票据业务全流程业务产品，
包含纸质及电子商业汇票等全部介质，并实现业务交易及整合信息的目标。票据交易所可以成为国内票
据领域的业务交易中心、风险防控中心、数据采集中心和研究评级中心，成为我国货币市场金融电子化
的重要组成部分。
6.12. 公民选举
区块链是一个防篡改方式、透明记录选票的完美工具。区块链将会 100%确保投票能够被记录而且
完全吻合，而不会产生废票。投票记录是在选举日被记录在区块链上，在任何时候进行审计和重新计票
都是有序可查的。区块链记录上时间戳可以确保任何信息在选举后添加后都可以永久的保存。审计能够
毫无困难的确定是否有之后增加的记录，并且确认知道为什么。
区块链技术公司（Blockchain Technologies Corp.）正在和 Rand Paul 阵营进行合作，将爱荷华州预选
的原始报告记录到区块链上。这个结果已经报告在 LowaCaucus.net 上，并且链接到官方区块链记录上。
这是首次政府选举结果首次记录在区块链上，它标志着选举透明度到了一个全新的阶段。在 2016 年美
国爱荷华州预选中，民主党不到 1%的分歧！而这么紧密的差距，基于区块链的投票记录，可以消除任
何对于投票精确性的疑问。
可以想象到，在未来所有的选举记录都将会放在区块链上。
6.13. 数字身份验证*
数字身份，包括域名身份、服务身份、人的身份等多方面。
- 26. 联动优势内部材料，仅供参考！
Onename 采用了一种独特的方式，为用户的在线区块链验证身份创建一个名字或独特的简介。该
开源身份提供商，是于 2014 年 3 月份开始这一项目，它能够创建一个名字，其替代了二进制数或比特
币地址的解决方案。
Namecoin 是一个基于比特币技术的分布式域名系统。这个项目主要是针对目前中心化 DNS 的缺陷，
由 bitdns 讨论并提出，并在 2011 年 4 月首次发布。namecoin 使用一个新的区块链（blockchain），独立
于 bitcoin 的区块链之外。可以用挖 bitcoin 的方式，同时挖 namecoin。
国内 PPk 开放小组（http://ppkpub.org）也提出 ODIN（开放数据索引命名）的技术规范。
6.14. 小结
区块链技术有着几乎无限的潜力，可以应用在更为广泛的商业和社会领域。
位于纽约的风险投资机构莱德拉资本，尝试通过头脑风暴枚举区块链技术的广泛应用场景。包括金
融工具、公开记录、私有记录，以及半公开记录、实物资产密钥、无形资产和其它，共 7 大类 84 小类。
（详见『附录 2』）
7. 区块链应用展望
对于区块链，已经显现出如下一些趋势：
技术标准化——各种区块链和竞争链相互学习，相互影响，逐步形成一些共同的标准，并逐步
融合和互联互通。
应用多样化——去中心化的区块链技术，在不断改造现实世界中大量依赖中心化信任的应用场
景，从而引申出无限可能。
社会治理化——政府和社会也开始利用区块链技术，提供更公平和公正的社会公共服务，提供
- 28. 联动优势内部材料，仅供参考！
P. https://zh-cn.bitcoin.it/wiki/协议说明 （比特币）协议说明
Q. https://github.com/bitcoin/bips 比特币改进协议
R. https://bitcoin.org/bitcoin.pdf 比特币白皮书（Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System）
S. https://github.com/ethereum/wiki/wiki/White-Paper 以太坊白皮书
T. http://www.blockstream.com/sidechains.pdf 侧链白皮书
U. http://www.8btc.com/factom-white-paper 公证通白皮书
V. https://github.com/hyperledger/hyperledger 开源项目：超级账本
W. http://www.btckan.com/news/topic/15806 中信证券区块链报告『区块链：星星之火，可以燎原』
X. http://8btc.com/doc-view-503.html 以太坊的演讲之路（Vitalik Buterin）
Y. http://www.8btc.com/spv_spv_node_and_spv_wallet SPV、SPV 节点和 SPV 钱包
附录 2：区块链应用列表
位于纽约的风险投资机构莱德拉资本，一直在尝试通过头脑风暴枚举区块链技术的广泛应用场景。
包括金融工具、公开记录、私有记录，以及半公开记录、实物资产密钥、无形资产和其它，共 7 大类
84 小类。
（一）金融工具，财务记录和模型
1， 数字货币
2， 私募股权
3， 公募股权
4， 债券
5， 金融衍生品（期货、远期、期权、互换信贷以及更负载的形式）
6， 与任何签署相关连的投票权
7， 大宗商品
8， 消费记录
9， 交易记录
10， 房产抵押贷款/贷款记录
11， 服务记录
12， 众筹
13， 微信贷
14， 微慈善
（二）公共记录
15， 地契
16， 车辆登记
17， 营业执照
18， 业务合并/解散记录
19， 企业所有权记录
20， 监管记录
21， 犯罪记录
22， 护照
23， 出生证明
24， 死亡证明
25， 选民身份证件
26， 投票
27， 健康/安全检查
28， 建筑许可
- 29. 联动优势内部材料，仅供参考！
29， 枪支许可
30， 法医证据
31， 法庭记录
32， 投票记录
33， 非营利记录
34， 政府/非营利组织会计透明化
（三）私人记录
35， 合同
36， 签名
37， 遗嘱
38， 信托
39， 托管
40， 全球定位系统轨迹（个人）
（四）其他半公开记录
41， 学位
42， 认证
43， 学习成果
44， 成绩
45， 人力资源记录（工资、绩效考核、成绩）
46， 医疗记录
47， 会计记录
48， 业务交易记录
49， 基因组数据
50， 全球定位系统（机构）
51， 交货记录
52， 仲裁
（五）物理资产密钥
53， 别墅/公寓钥匙
54， 度假屋/短租钥匙
55， 酒店房间钥匙
56， 车钥匙
57， 出租汽车钥匙
58， 租赁汽车钥匙
59， 储物柜钥匙
60， 保险箱钥匙
61， 包装交互（快递公司和收货方共同管理的私钥）
62， 投注记录
63， 梦幻运动记录
（六）无形资产
64， 优惠券
65， 礼券
66， 预订（餐馆、酒店、排队等）
67， 电影票
68， 专利
69， 著作权
70， 商标
71， 软件版权
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72， 视频游戏版权
73， 音乐/电影/书籍版权（DRM）
74， 域名
75， 网上身份证
76， 署名权/先验艺术证明
（七）其他
77， 记录片记录（照片、音频、视频）
78， 数据记录（体育比分、温度等）
79， 手机 SIM 卡
80， 全球定位系统网络身份
81， 枪支解锁码
82， 武器解锁码
83， 核武器启动代码
84， 垃圾邮件控制（通过小额支付发送）
附录 3：比特币改进协议
比特币改进协议（Bitcoin improvement proposals 简称 BIP）是为比特币社区提供规范，完善比特币
及其运行进程和外部环境特性的设计指导文件。 依据 BIP0001 协议即比特币改进协议的目的与指南，
比特币改进协议有以下三种类型：
标准协议（Standard BIP）：描述任何影响大多或全部比特币应用的变化，比如网络协议、交易
有效性规则的变化，或者任何影响使用比特币交互操作性的变化或补充。
信息补充协议（Informational BIP）：描述比特币的设计事项而不是为其提供新特性，或者为比
特币社区提供一般性的指南或信息。信息补充型协议 不一定需要比特币社区达成共识或推荐，
因此用户和开发人员可以选择忽略或者接受信息补充型协议的建议。
开发指导协议（Process BIP）：描述比特币进程，或者提议更改进程或事项。Process BIP 与
Standard BIP 相似，但是也可以应用于除比特币协议以外的领域。在普遍达成共识的情况下，
它可以向比特币以外的代码库提出改进建议。与 Informational BIP 不同，Process BIP 是强制性
的，用户必须遵守。例如针对决策进程的过程、指南、改变，在比特币开发过程中使用的工具、
环境的改变。任何 meta-BIP 也应被认为是 Process BIP。 比特币改进协议在 GitHub 中更新版
本。
注：比特币改进协议一览表（更新至 2014 年底）——
BIP#1 BIP Purpose and Guidelines（Amir Taaki） Standard/Active
BIP#10 Multi-Sig Transaction Distribution（Alan Reiner） Informational/Withdrawn
BIP#11 M-of-N Standard Transactions（Gavin Andresen） Standard/Final
BIP#12 OP_EVAL（Gavin Andresen） Standard/Withdrawn
BIP#13 Address Format for pay-to- script-hash（Gavin Andresen） Standard/Final
BIP#14 Protocol Version and User Agent（Amir Taaki, Patrick） Standard/Final
BIP#15 Aliases（Amir Taaki） Standard/Deferred
BIP#16 Pay To Script Hash（Gavin Andresen） Standard/Final
BIP#17 OP_CHECKHASHVERIFY (CHV)（Luke Dashjr） Standard/Withdrawn
BIP#18 hashScriptCheck（Luke Dashjr） Standard/Draft
BIP#19 M-of-N Standard Transactions (Low SigOp)（Luke Dashjr） Standard/Draft
BIP#20 URI Scheme（Luke Dashjr） Standard/Replaced
BIP#21 URI Scheme（Nils Schneider, Matt Corallo） Standard/Final
- 31. 联动优势内部材料，仅供参考！
BIP#22 getblocktemplate – Fundamentals（Luke Dashjr） Standard/Final
BIP#23 getblocktemplate - Pooled Mining（Luke Dashjr） Standard/Final
BIP#30 Duplicate transactions（Pieter Wuille） Standard/Final
BIP#31 Pong message Mike Hearn Standard/Final
BIP#32 Hierarchical Deterministic Wallets（Pieter Wuille） Informational/Final
BIP#33 Stratized Nodes（Amir Taaki） Standard/Draft
BIP#34 Block v2, Height in coinbase（Gavin Andresen） Standard/Final
BIP#35 mempool message（Jeff Garzik） Standard/Accepted
BIP#36 Custom Services（Stefan Thomas） Standard/Draft
BIP#37 Bloom filtering（Mike Hearn and Matt Corallo） Standard/Final
BIP#38 Passphrase-protected private key（Mike Caldwell） Standard/Draft
BIP#39 Mnemonic code for generating deterministic keys（Slush） Standard/Draft
BIP#42 A finite monetary supply for bitcoin（Pieter Wuille） Standard/Draft
BIP#43 Purpose Field for Deterministic Wallets（Slush） Standard/Draft
BIP#44 Multi-Account Hierarchy for Deterministic Wallets（Slush） Standard/Draft
BIP#50 March 2013 Chain Fork Post- Mortem（Gavin Andresen） Informational/Final
BIP#60 Fixed Length “version” Message (Relay-Transactions Field)（Amir Taaki） Standard/Draft
BIP#61 “reject” P2P message（Gavin Andresen） Standard/Final
BIP#62 Dealing with malleability（Pieter Wuille） Standard Draft
BIP#65 OP_CHECKLOCKTIMEVERIFY（Peter Todd） Standard Final
BIP#66 Strict DER signatures（Pieter Wuille） Standard Final
BIP#64 getutxos message（Mike Hearn） Standard Draft
BIP#70 Payment protocol（Gavin Andresen） Standard Final
BIP#71 Payment protocol MIME types（Gavin Andresen） Standard Final
BIP#72 Payment protocol URIs（Gavin Andresen） Standard Final
BIP#73 Use “Accept” header with Payment Request URLs（Stephen Pair） Standard Final
BIP#101 Increase maximum block size （Gavin Andresen） Standard Withdrawn
BIP#102 Block size increase to 2MB（Jeff Garzik） Standard Draft
BIP#103 Block size following technological growth（Pieter Wuille） Standard Draft
BIP#105 Consensus based block size retargeting algorithm（BtcDrak） Standard Draft
BIP#106 Dynamically Controlled Bitcoin Block Size Max Cap(Upal Chakraborty)Standard Draft
BIP#107 Dynamic limit on the block size（Washington Y. Sanchez） Standard Draft
BIP#109 Two million byte size limit with sigop and sighash limits（Gavin Andresen） Standard Draft
BIP#111 NODE_BLOOM service bit（Matt Corallo, Peter Todd） Standard Draft
BIP#120 Proof of Payment（Kalle Rosenbaum） Standard Draft
BIP#121 Proof of Payment URI scheme（Kalle Rosenbaum） Standard Draft
…
BIP#145 getblocktemplate Updates for Segregated Witness（Luke Dashjr） Standard Draft
附录 4：比特币交易脚本
表 A-1 将脚本压入堆栈的操作符
关键字 十六进制值 描述
OP_0 or OP_FALSE 0x00 一个字节空串被压入堆栈中
1-75 0x01-0x4b 把接下来的 N 个字节压入堆栈中，N 的取值在 1 到 75 之间
- 32. 联动优势内部材料，仅供参考！
OP_PUSHDATA1 0x4c 下一个脚本字节包括 N，会将接下来的 N 个字节压入堆栈
OP_PUSHDATA2 0x4d 下两个脚本字节包括 N，会将接下来的 N 个字节压入堆栈
OP_PUSHDATA4 0x4e 下四个脚本字节包括 N，会将接下来的 N 个字节压入堆栈
OP_1NEGATE 0x4f 将脚本-1 压入堆栈
OP_RESERVED 0x50 终止 - 交易无效（除非在未执行的 OP_IF 语句中）
OP_1 or OP_TRUE 0x51 将脚本 1 压入堆栈
OP_2 to OP_16 0x52 将脚本 N 压入堆栈，例如 OP_2 压入脚本“2”
表 A-2 有条件的流量控制操作符
关键字 十六进制值 描述
OP_NOP 0x61 无操作
OP_VER 0x62 终止 - 交易无效（除非在未执行的 OP_IF 语句中）
OP_I 0x63 如果栈项元素值为 0，语句将被执行
OP_NOTIF 0x64 如果栈项元素值不为 0，语句将被执行
OP_VERIF 0x65 终止 - 交易无效
OP_VERNOTIF 0x66 终止 - 交易无效
OP_ELSE 0x67 如前述 OP_IF 或 OP_NOTIF 或 OP_ELSE 未被执行，这些语句就会被执行
OP_ENDIF 0x68 终止 OP_IF, OP_NOTIF, OP_ELSE 区块
OP_VERIFY 0x69 如果栈项元素值非真，则标记交易无效
OP_RETURN 0x6a 标记交易无效
表 A-3 控制堆栈的操作符
关键字 十六进制值 描述
OP_TOALTSTACK 0x6b 从主堆栈中取出元素，推入辅堆栈。
OP_FROMALTSTACK 0x6c 从辅堆栈中取出元素，推入主堆栈
OP_2DROP 0x6d 删除栈顶两个元素
OP_2DUP 0x6e 复制栈顶两个元素
OP_3DUP 0x6f 复制栈顶三个元素
OP_2OVER 0x70 把栈底的第三、第四个元素拷贝到栈顶
OP_2ROT 0x71 移动第五、第六元素到栈顶
OP_2SWAP 0x72 如果栈项元素值不为 0，复制该元素值
OP_IFDUP 0x73 如果栈项元素值不为 0，复制该元素值
OP_DEPTH 0x74 把堆栈元素的个数压入堆栈
OP_DROP 0x75 删除栈顶元素
OP_DUP 0x76 复制栈顶元素
OP_NIP 0x77 删除栈顶的下一个元素
OP_OVER 0x78 复制栈顶的下一个元素到栈顶
OP_PICK 0x79 把堆栈的第 n 个元素拷贝到栈顶
OP_ROLL 0x7a 把堆栈的第 n 个元素移动到栈顶
OP_ROT 0x7b 翻转栈顶的三个元素
OP_SWAP 0x7c 栈顶的三个元素交换
OP_TUCK 0x7d 拷贝栈顶元素并插入到栈顶第二个元素之后
表 A-4 字符串接操作
关键字 十六进制值 描述
OP_CAT 0x7e 连接两个字符串，已禁用
OP_SUBSTR 0x7f 返回字符串的一部分，已禁用
OP_LEFT 0x80 在一个字符串中保留左边指定长度的子串，已禁用
OP_RIGHT 0x81 在一个字符串中保留右边指定长度的子串，已禁用
