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　　教学媒体：采用启发式教学、案例教学等教学方法。教学手段采用多媒体课件、视频等媒体技术。

　　比特币的挖矿是一个通过计算机解决复杂数学问题来获取比特币的过程。这个过程实际上是在验证比特币网络中的交易的有效性，并将其记录到新的区块中。挖矿需要大量的计算资源，因此，矿工通常会组成矿场，利用大量的计算机共同进行挖矿。

　　挖矿的过程中，矿工会在比特币网络上尝试寻找一个特定的数字，这个数字可以通过计算机算法计算出来。当矿工找到这个数字后，他们将其提交到比特币网络，网络会验证这个数字的有效性。如果有效，矿工将获得一定数量的比特币作为奖励。

　　比特币的交易是通过比特币网络进行的。用户可以通过比特币钱包发送和接收比特币。交易信息会被记录在区块链中，并广播给整个比特币网络。

　　在交易过程中，用户需要输入自己的比特币地址和交易金额。比特币地址是一个唯一的标识符，用于接收和发送比特币。交易金额则表示用户想要发送的比特币数量。

　　一旦交易信息被广播到比特币网络，网络会开始验证这个交易的合法性。矿工会在挖矿过程中将这个交易记录到新的区块中。一旦交易被记录到区块链，它就无法被篡改或撤销。

　　通过挖矿和交易，比特币在网络中实现了价值的传递。挖矿确保了比特币的发行和交易的安全性，而交易则使得用户能够使用比特币进行购买和支付。

　　区块链最显著的特点在于能够实现安全、可靠的分布式协同计算，有机结合数据结构、对等网络、共识算法和密码学算法形成对等节点的分布式存储，并能够通过分布式的共识机制同步各节点数据，确保数据不可篡改、全程可追溯。区块链的主要特点可以总结为以下五点，分别是分布式去中心化、可追溯防篡改、透明性与隐私性、开放性与可信性、自治性与可靠性。

　　区块链的分布式去中心化指的是在区块链网络中不存在中心化节点，各节点高度自治，具有相等的权利和地位。区块链的分布式去中心化特性，可以让交易双方在没有中介机构参与的情况下，完成双方互信转账，区块链技术把用户对于第三方机构的信任转化为用户对于机器代码的信任。

　　区块链的可追溯防篡改主要由两种机制来保障，第一种是采用梅克尔树的形式进行交易数据的记录，若梅克尔树中的某个数据发生改变，则对应的梅克尔树的根哈希值也会发生改变，由此判定该区块产生了错误；第二种是每个区块都包括上一个区块的哈希值，以使区块之间形成链接关系，若在某个区块中更改了一条数据，则需要将链上该区块之后所有区块的交易记录和哈希值都进行重构，因此具有可追溯性。区块链独特的分布式数据存储方式决定，如果要篡改一条数据，就必须将大部分节点对应的数据都进行更改，否则单个节点上的数据修改是无效且不被认可的，因此区块链具有很强的防篡改性。

　　区块链分布式账本的特性决定了账本上的数据都是公开的，并且由于区块链可追溯的特性，每笔交易资金的来源及去向均可被查询。因此，区块链常常被称为更加高效、灵活和透明的交易记录方式。透明性主要是指交易数据历史记录的共享开放，即数据操作行为的可见、可追踪，侧重对操作行为合规性的共同监管。隐私性是指区块链使用账户地址代表客户进行交易，从而隐去真实姓名，目前也在研究使用密码技术保护用户隐私。

　　区块链创造了一种新型的信任机制，不需要用户之间达成信任即可以完成交易的确认，区块链一经创立，交易逻辑和共识算法等规则就被确定，一旦交易发起，中间的确认步骤就由事先设定好的规则完成，经过确认上一个区块的数据就能够保证其可信度。此外，由于区块链防篡改、可追溯等特性，能够得到用户的充分信任。用户可以方便地加入或退出区块链网络，可以通过公开的接口查询区块链数据，记录或开发相关应用，因此具有高开放性。

　　区块链的自治性指的是采用基于协商一致的规范和协议，使系统中的所有节点能够在去信任的环境下自由安全地交换、记录及更新数据，不受人为影响。

　　区块链的可靠性主要体现在数据的完整性和数据的安全性保障。数据的完整性是指通过“区块+链”创新数据存储结构，从技术上讲，它是将交易打包成一个区块，盖上时间戳，通过前一区块哈希值链接到前一区块的后面来呈现一套完整的账本，且分布式存储的特点使得网络中每个节点人手一份数据账本，保障了数据的完整性。数据的安全性主要通过哈希函数和非对称加密算法等实现，非对称加密算法使用私钥控制数据访问权限，哈希算法则把任意长度的输入变换成固定长度的由字母和数字组成的输出，具有不可逆性。

　　因此，区块链的技术具有去中心化、防篡改、可追溯、开放可信、自治可靠等特性，这些特性支撑了上层业务的可控、可靠和安全。

　　区块链系统可以大致分为公有链、私有链和联盟链三类。其中公有链又称为开放区块链或非许可区块链，私有链和联盟链统称为许可区块链。这三类区块链系统从系统特性、组织构架、参与主体和交易机制等方面都有很大的差异。

　　比特币和以太坊是公有链的典型代表。最初，区块链是以公有链的形式问世的，顾名思义，公有链不属于任何个人或组织，其开放度很高，可以供世界各地的用户使用。在公有链中，链上的数据公开透明，开发者无权干预使用者在系统中任何合乎规则的行为，参与者都有读、写和记账权限，即每位用户都能够查看全网的交易内容，发起交易并且参与系统中每笔交易的督查和记账。由于其完全分布式的特点和安全的需要，当前公有链的效率还比较低。

　　私有链是一种中心化的在组织内部建立和使用的许可链，其读、写和记账权限严格按照组织内部的运行规则设定。即使私有链是中心化的系统，但相比于传统的中心化数据库，它依然具备完备性、可追溯、不可篡改等优势。因此许多大型金融企业会在内部数据库管理、审计中使用私有链技术。私有链上所有的节点都在可控范围内，具有比较高的信任度，因此私有链并不需要过于复杂的共识机制。同样的，因为不需要所有的节点都参与每笔交易的共

　　联盟链是一种由若干组织机构共识建立的弱中心化的许可链，联盟链的成员都可以参与交易并根据权限查询交易，但记账权限（写权限）通常由参与群体内选定的部分高性能节点按共识和记账规则轮流完成。联盟链本质上是一个多中心化的区块链系统，其开放程度介于公有链和私有链之间，因此，联盟链上的数据可以选择性地对外开放，并且可以提供有限制的API接口，使得一些非核心的用户也能够利用联盟链系统满足其需求。联盟链上的交易只需要少量节点达成共识即可，并且节点间的信任度比公有链高。与公有链相比，其效率也有很大提升。

　　从最初的区块链应用于数字货币、以太坊智能合约，再到如今区块链应用于版权、供应链、云游戏各个领域，区块链的体系结构在不断演进，呈现出多样化。尽管区块链有多种类型，但它们在体系结构上存在着诸多共性，可以大致概括为如图7-1所示的数据层、网络层、共识层、智能合约层、应用层及激励机制六个部分。

　　数据层主要定义区块链的数据结构，借助密码学相关技术来确保数据安全。区块链的数据结构根据区块链功能的不同略有差异，但链式结构、梅克尔树作为比特币采用的基本结构，一直被之后的区块链沿用。非对称加密、哈希函数等密码学技术也一直是区块链数据安全的根基。基于区块链的链式结构与密码学的安全性，其具有可审计的特性。梅克尔树数据结构的加入也使得节点可以对区块中单个交易的正确性进行高效验证。

　　网络层定义区块链节点的组网机制、数据传播机制及数据验证机制。每个节点都与多个邻居节点建立连接，当节点产生交易、区块等数据时会传播至邻居节点，邻居节点在收到消息后先对其进行验证，验证通过后继续向邻居节点传播，直到数据扩散至全网所有节点。每个节点都会根据收到的交易、区块等数据构建本地区块链，构成去中心化的分布式系统，节点与节点之间互为冗余备份，可以有效解决单点故障问题。

　　共识层建立在网络层之上，主要定义了节点对区块链数据达成一致的方法。当交易、区块等数据成功通过网络层到达全网所有节点后，节点通过共识算法对区块链的一致性达成共识。在每轮的共识过程中，共识算法会选举或竞争出一个领导节点，将收集的交易打包成区块并传给其他所有节点，每个节点会对区块中的哈希值、签名及交易的有效性等进行验证，并将通过验证的区块添加到本地区块链。由于在共识过程中所有节点都对区块进行了验证，

　　因此即使少部分节点恶意发布或篡改数据，也不会影响区块链的正确性和一致性。

　　智能合约层建立在共识层之上，主要定义了智能合约的编写语言和执行环境。智能合约的执行过程需要读取链上数据并将执行结果写入区块链。智能合约的执行结果被记录到不可篡改的区块链中，同样具有执行结果可信、不可篡改的特点。

　　应用层在智能合约层的基础上，通过服务端、前端、APP等开发技术对智能合约进行封装，设计用户界面，为用户提供包括数字货币、票据、资产证明、云游戏、区块链浏览器等分布式应用服务。

　　激励机制早期出现在比特币、以太坊等公有链中，用于激励矿工节点参与维护区块链。随着联盟链的出现，激励机制已经不再是必需的了。此外，激励机制与智能合约层、应用层相结合的研究开始出现。如以智能合约的形式发布漏洞赏金来吸引用户参与漏洞检测；或者根据区块链记录的用户历史行为对其进行区别服务，从而激励用户保持良好的行为习惯等。

　　比特币是最早、最知名的区块链开源平台，由比特币社区维护。作为首个可以支持全球规模数字货币的公有区块链平台，比特币经过长时间的实践检验，在科技史和金融史上都具有重要意义。

　　2009年1月3日，比特币网络正式上线，在没有中心化管理的情况下支撑了全球范围内基于比特币的数字化交易，这与其如下特点关系密切。

　　（1）非中心化（De-centralized）：网络采用分布式结构，交易请求需要大多数参与者进行共识才能被接受，没有任何独立个体可以破坏网络。

　　（2）保护隐私性（PrivacyProtected）：用户在网络中的账户地址是自定义的，一个用户可以持有多个账户，较好地保护了用户的隐私。

　　（3）通胀预防（Anti-inflation）：比特币的发行通过挖矿实现，其发行量每四年减一半，总量上限为2100万枚（2140年发行完毕），因此不会出现因滥发导致的通货膨胀。

　　比特币的诞生并非偶然，它是无数先哲对数字货币不断探索和实践的结晶。自计算机ENIAC（1946年）出现后，人们就开始尝试利用更高效的信息技术来改造支付系统。最早出现并成为后来主流电子支付手段的信用卡（DinersClub卡，1951年）可以允许用户通过授信来对其电子账户中的余额进行消费。随着密码学的发展，利用密码学手段构建的加密数字货币（Cryptocurrency）逐渐成为研究的热门，旨在解决传统电子支付依赖中心化系统的缺陷。

　　（1）发行货币：如何设计货币发行机制，避免货币滥发和不公平带来的经济问题。

　　（4）避免双重支付：电子数据很容易被复制，如何避免同一个货币被多次支付。经过多年的探索，加密货币领域的典型成果包括e-Cash、HashCash、B-money和BitGold等。这些成果为比特币的成功奠定了基础。

　　作为典型的公有区块链，以太坊改善了比特币的不足。以太坊不局限于加密货币，而聚焦于更通用的智能合约（SmartContract），让区块链技术可以支持复杂、灵活的业务需求。以太坊平台的最初目标是打造一个运行智能合约的开放平台。该平台支持图灵完备的分布式应用，能够按照智能合约所约定的逻辑自动执行，理想情况下不存在攻击、欺诈等问题。

　　2015年12月，Linux基金会牵头，联合30家初始企业成员（包括IBM、Intel、Cisco等），共同宣布超级账本联合项目成立。超级账本联合项目致力为透明、公开、去中心化的企业级分布式账本提供开源参考，并推动区块链和分布式账本相关协议、规范和标准的发展。作为一个联合项目，超级账本由多个面向场景的项目构成。目前包括Fabric、Sawtooth、Iroha、BlockchainExplorer、Cello、Indy、Composer、Burrow、Quilt、Caliper、Ursa、Grid、Transact、Aries、Besu、Avalon等顶级项目，所有项目都遵守Apachev2许可，并共同遵守如下基本原则。

　　（3）可持续的演化路线：随着需求的深入和应用场景的增加，不断增加和演化新的项目。

　　区块链通过加密算法、时间戳和共识机制等技术确保了数据的不可篡改和操作的可追溯。

　　区块链能够实现对用户的身份隐藏、权限划分，以及对数据的确权、追溯和容灾备份，有助于形成可信的数据源。

　　打造诚信社会是我国的一个长久国策。区块链可以通过技术背书而非中心化信用机构进行信用创造，在使用区块链构建的征信体系中，每条交易信息都被程序化记录、储存、传递、核实和公开，并借助链接密码保证信息的安全及不可篡改。区块链技术的应用使得建立动态的企业征信体系变成可能。

　　密码学技术的引入在一定程度上保护了用户交易数据的隐私性，但单纯保护某一笔交易数据是不够的，还需要做到保护用户数据及确保该数据的真实性。但是对用户数据的保护与确保相应数据的真实性是有矛盾的，如果要求保护用户数据（如将用户的数据加密后上传至区块链网络），那么数据的使用者就无法得知该数据的真实性；而如果要将用户的数据真实地上传至区块链网络，那么就会泄露用户的数据。因此，有不少研究者开始探究区块链技术与大数据产业的结合。

　　现有的做法一般是用户将自己的数据加密后上传至网络，再将用于加密的密钥发送给数据使用者。这样确实在一定程度上保护了用户的数据，但是对于数据使用者

　　而言会面临以下两个问题，即解密后得到的数据是否是自己想要的和收到的密钥是否能成功解密。

　　区块链可以很好地解决这个问题。首先，用户可以将数据进行哈希运算后上传至区块链网络，数据使用者可以通过比对相关数据的哈希值来确认数据的真实性；其次，用户可以使用零知识证明技术证明收到的数据的明文就是自己需要的数据，且收到的密钥可以用于解密这段密文。

　　智能合约是区块链2.0时代的标志性技术模块之一，智能合约是实现可编程数字社会的核心技术之一。从本质上讲，智能合约的工作原理类似于计算机程序的if-then语句，当一个预先被编好的条件被触发时，智能合约便执行约定好的动作。智能合约通过可信代码，可以实现在公共服务、财政税收、公示公证等方面的可信化和智能化，使现有流程中大量手工操作、人工验证和审批工作得以自动化处理，政府、企业和个人间的纸质合同也将被智能合约取代。区块链通过可信透明的执行规则将形成更低成本、更高效率和更大范围的协同模式。

　　区块链将成为价值互享的基础设施，行业的上下游可以通过区块链共享供应链信息并进行智能生产；各类资产可以在以区块链为底层技术的交易所进行交易和互换；陌生的多方可以基于区块链上的可信记录进行合作；政府的公益和社会慈善可以通过区块链增加公信力和透明度。区块链可以在隐私得到保护的前提下，推动多种数据的有效流通、交换及交易等。

　　传统的监管体系通常要求相关机构上报一系列文件材料，需要经过复杂的审计、尽职调查和出具法律意见书等程序，会耗费大量的人力、物力和时间成本。而以区块链为基础的科技监管可以实时存储企业数据和监管政策，企业可以定期把公司报告、财务报表等文件信息上链，也可以在区块链上进行信息披露和公告发布，一旦信息上链就不可修改，可以有效减少实践中出现的财务造假、获取内幕信息等问题。监管机构则可以及时得到真实数据，并随时进行查看和复核分析。

　　中央习在主持中央政治局第十八次集体学习时强调，区块链技术的集成应用在新的技术革新和产业变革中起着重要作用。我们要把区块链作为核心技术自主创新的重要突破口，明确主攻方向，加大投入力度，着力攻克一批关键核心技术，加快推动区块链技术和产业创新发展。

　　通过区块链可以将原来单一权威机构的管理变为“可视化”的公开管理，在一定程度上解决了原来因为层层加码、层层沉淀所造成的信用可达性和管理有效性随着层级的增加而逐渐衰减的问题。从应用服务角度来看，基于区块链技术的可信服务和信任框架可以为数字社会的信息化提供多样化、个性化的应用服务。

　　当前，数字政务仍然面临数据孤岛、监管缺失、效率低下、成本高昂等痛点。2018年7月31日国务院印发的《国务院关于加快推进全国一体化在线政务服务平台建设的指导意见》提出，2022年底前，以国家政务服务平台为总枢纽的全国一体化在线政务服务平台更加完善，

　　全国范围内政务服务事项基本做到标准统一、整体联动、业务协同，除法律法规另有规定或涉及国家秘密等外，政务服务事项全部纳入平台办理，全面实现“一网通办”。

　　区块链有助于建立对数据流通的信任机制。分布式的区块链节点能够帮助各部门在不依赖第三方的情况下在数据传输的过程中对数据的真实性和原始性进行验证，从而确保数据传输的可信关系。同时，区块链可以创建可信任的信息审计跟踪，实时记录数据的位置、用途和访问者等，极大提高了数据处理流程的透明度，有效防止了信息的滥用和伪造。

　　区块链可以提升服务效率并降低信息系统的运营成本。区块链通过智能合约预先约定数据自动化处理流程，在网络数据交互中有利于提升工作效率。其自动化的分布式结构，在节省数据处理成本、减少运营负担的同时，可以提高系统的鲁棒性。

　　区块链具有开放、共享、协同及安全等优势。从某种程度来说，区块链是一套治理架构，这与司法行政工作的社会性、服务性和群众性等特性相契合。区块链可以将数据实时同步到网络上，实现数据全程留痕，有利于推动行政立法、执法监督、刑事执行等领域工作的规范化建设。例如，运用区块链电子存证可以解决电子数据取证难、示证难、认证难、存证难等问题。将区块链智能合约嵌入裁判文书，后台即可自动生成未履行报告、执行申请书、提取当事人信息、自动执行立案、生成执行通知书等，完成执行立案程序并导入执行系统。区块链为公证、司法鉴定、纠纷调解、行政审批等服务领域获取外部数据和加强业务联动提供了便利，让群众能够更便捷地获取服务。

　　目前，中华人民共和国最高人民法院已经在《最高人民法院关于互联网法院审理案件若干问题的规定》中明确认可区块链作为证据收集手段的合理性。截至2020年3月，四家互联网法院及其他部分法院都建立了自己的司法区块链平台。

　　身体的健康状况属于私密信息，因此病人的医疗记录在任何时候都是需要保密的。随着个人健康数据的增多，一些重要的数据一旦被泄漏，将会产生灾难性的后果，如指纹或虹膜数据。

　　对医疗行业来说，区块链有三个重要的优点：首先是高冗余，保证了单节点失效的情况下不会影响数据的完整性；其次是数据的不可篡改性；最后，区块链的最大优势就是能够实现多私钥的复杂权限管理，用户可以设置不同的规则控制访问权限，以适用不同的使用场景。

　　区块链推动互联网发展的因素，不仅因其提供了一种创新的底层架构，而且因其在互联网环境中建立的信任。对于传统金融监管中监管者和被监管者之间的信任缺失问题，监管机构往往“一放就乱，一管就死”，市场主体、金融科技初创企业存在钻监管漏洞的行为。基于区块链实现的科技监管有利于促进监管方和被监管方在线上进行交流互动，及时沟通计划政策和发展动向，有助于增强监管生态中各方主体的信任。

　　公共应急管理事件一般具有突发性、复杂性、非确定性、紧迫性等多种特性。由于应急管理过程中涉及大量的独立机构和公众，因此能够快速实现对突发性事件的防控，对于社会稳定和经济发展具有重要作用。区块链的防丢失、难篡改、可追溯、数据加密等特征能够加快在突发大型事件出现时的防控响应速度。区块链在优化应急管理业务流程，实现隐私保护前提下的多方数据共享、提升多方可信协同合作效率方面能够起到重要作用。区块链在重大应急事件监控预警、公共数据开放共享、物资调度和溯源、多源数据交换和智能分析、重大应急事件舆情监测、相关人员行程监管等方面可以提供创新治理方法。

　　新技术的发展必然面临新的法律问题和挑战，区块链的合规发展是其技术发展的核心所在，区块链持续健康的发展也离不开法律的保障与支撑。当前区块链的发展正在从一种互联网技术的创新，逐渐演变成为一次产业革命，全球主要国家都在加快布局推动区块链的发展，我国也不例外。当前我国为区块链的创新、健康、有序发展与应用提供了基本的法律支撑与保障，但还未能满足应对区块链及其应用面临的监管问题、信任问题及信息安全问题。

　　鉴于此，本节将从我国与区块链有关的法律政策体系、区块链应用的法律保障入手，分析当前我国规范和促进区块链发展的法律政策，探究区块链及基于区块链技术的智能合约对当前法律监管带来的挑战及其发展背后的法律风险问题，以期促进区块链整个行业的健康、安全、

　　法律是调整一定社会关系的行为规范体系，法律的调整对象是人的行为。区块链作为新一代信息技术，它的广泛使用是人类行为的结果。因此，关于区块链的法律即指调整人类创造、运用区块链技术相关行为的规则体系。

　　我国目前专门针对区块链的立法还很少，但并不表示区块链无法可依。由于区块链的核心技术涉及数据库、密码学、网络安全等信息科技，因此区块链的法律体系离不开既有的与计算机及信息技术相关的法律规范。如图7-3所示是我国区块链法律体系结构图。

　　基本法律层面适用于区块链的一般民事法律规范，主要包含《民法总则》中关于个人信息安全及网络财产、民事责任的条款，以及《中华人民共和国刑法》中关于公民个人信息、信息网络安全的相关部分。

　　普通法律层面主要包括计算机及信息技术领域的立法，如《网络安全法》《数据安全法》《电子商务法》《电子签名法》《密码法》等。

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