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3月20日报道，近日，由格莱美大奖获得者与音乐制作人组成的全明星团队，正式推出了区块链音乐版权项目TUNE，用以解决困扰整个音乐产业的版权保护与利润分配问题。
今年以来,区块链应用于各个场景的消息不断传来,风口之上,炙手可热。在此背景下，国内也陆续出现了如小犀智能、太一云科技等将区块链运用到版权保护的平台，而个别平台已经在实践中实现了项目的落地。
将区块链应用到版权领域，能否解决行业存在的剽窃成本低、取证难、维权难等问题？区块链又是如何在版权保护领域发挥作用的？与传统的版权服务相比，其优势又在哪里？区块链版权证明的法律效益如何？是否依然要靠公信力背书？
区块链在版权领域的三个环节发挥作用：
在互联网时代，除正式出版物外，大量的微视频、图片、网络文学等要想得版权保护并非易事。对于大量网络作品而言，在中国版权保护中心进行版权登记，需要耗费较高的资金成本和时间成本。
“区块链通过运用数据加密、时间戳、分布式共识和智能合约等手段, 在节点无需信任的分布式系统中实现基于去中心化的协作，提高效率，降低成本。”小犀智能联合创始人李冬妮向央广网记者介绍，区块链技术目前在版权领域的应用场景包括三个方面：
一是确权，区块链可作为有时间戳信息的分布式数据库来记录知识产权所有权情况，提供不可篡改的跟踪记录，而无需去寻求第三方信托的帮助；
二是用权，区块链不可篡改的特性可以完整记录作品的所有变化过程，有利于实现版权交易的透明化，而通过智能合约，作品的用户便可向作品的版权所有人进行自动化的支付；
三是维权，区块链可以将侵权电子证据进行高可信度存证，降低取证成本和提高证据证明力，为司法取证提供技术保障和结论依据。
区块链版权证明法律效力如何？是否依然要靠公信力背书？
在这三个环节中，首先要明确的是与传统的版权登记服务相比较，区块链能否具有相同的法律效力？是否依然要靠国家公信力背书？
小犀智能市场总监胡日查博士向记者表示，从原理上分析，相比较证据的来源，法官对于证据本身的证明力更为看重。“当然现实中，法官肯定会考虑证据来源，证据采集过程，证据提供者的身份背景等等。”胡日查指出，区块链版权证明和版保中心的证明相比，版权中心依靠的是国家公信力，区块链更趋向于技术背书。
“这个问题要从两个角度来看，从技术角度，区块链技术背书实际上不需要国家公信力的，因为它自证清白。从现实角度来看，由于区块链目前并没有得到社会的广泛认可，司法实践接受区块链还需要一些时间。”胡日查认为，区块链最好和现有机构对接，以缓释的方法，逐步进入社会。据李冬妮介绍，在此背景下，小犀智能目前已对接了国家版权保护中心、公证处、律师事务所和各种协会组织。
相较传统版权登记，区块链是否有价格优势？盈利点在哪？
这也意味着，至少在当前环境下，区块链进行确权依旧需要与国家机构接洽，依旧需要公信力背书，那么对比已存在的传统版权登记服务，岂不是多此一举吗？
对此，多位受访者表示，相较于现行的版权保护服务，区块链具有明显优势，因为如果去版权保护中心进行版权登记，不仅需要缴纳登记费还需要耗费较高的时间成本。“一是传统版权登记的周期太长，官方的审核一般需要20个工作日；二是版权登记的价格偏高，通常登记单件作品的市场价得500多元。”有业内人士指出。
“中心化的高收费和低效率，一是没有竞争的垄断；二是技术层面的原因，比如以前全部是人工处理的方式。”胡日查指出，区块链可以达到基本近似于0元成本，秒级确认的确权。区块链作为一套自动运行的程序代码，比现有版权商业模式中，版保中心或版权代理等发生的成本要低很多。
目前大多数平台在区块链登记等服务上是免费的，未来会探索什么样的盈利模式？李冬妮提到，现阶段的免费是由于市场营销或其受认可程度导致的，未来区块链在确权、用权和维权三个环节均可收取一定的服务费。
区块链不能判断侵权与否，在维权环节是否无用武之地？
除确权外，在维权上，区块链并不能对侵权行为进行判断，这是否意味着区块链在维权方面并无用武之地？
对此，胡日查表示，虽然区块链不能判断行为本身是否侵权，但是相较传统的电子存证方式，区块链在记录侵权证据时成本更低、容量更大。“区块链作为高可信的网络和底层数据账本系统，可以实现侵权电子证据区块链存证。” 胡日查指出，基于区块链的侵权电子证据存证，一是成本低廉，二是可以连续大量取证，提升普通电子证据在法庭上的司法证明效力。
各平台之间未互认，技术标准等差异是否会影响到举证？
目前，随着区块链概念的大热，市场上已经出现了多家类似平台，而这种趋势未来可能会加剧。平台之间如果不能相互打通，在技术标准等方面的差异是否会影响到举证呢？
胡日查坦言道，各平台之间虽然没有互认和打通，但平台之间的差异并不会影响到证据本身的真实性。“重要的是确权证明，能在法庭上声明自己的所属权力。”胡日查指出，法律更关注证据是否可以有效证明所声明的事实。“平台之间是否互认，中心化的机构是否首肯，都不重要，证据是否真实、可靠才是关键。”他强调说。
当前传统版权模式矛盾未激化 区块链是否适逢其时？
不久前，工信部信息中心工业经济研究所发布的《2018泛娱乐产业白皮书》中指出，区块链正在改变着数字版权的交易和收益分配模式、用户付费机制等基本产业模式，将形成融合版权方、制作者、发行方、用户等的全产业链价值共享平台。
“国家层面技术标准的制定和监管政策会提供良好的内外部环境，促进区块链技术的推广、普及和落地，单纯依靠民间力量，周期会比较漫长。”胡日查说。
李冬妮指出，目前的版权运行模式，各方面矛盾并不是特别突出，没有到非改不可的地步，对于革新性的区块链技术的需求并不是十分迫切。但是，随着互联网时代的到来，版权演化出来微版权、小版权会让区块链“搭车沾光”。
目前国内区块链发展应用仍处于较早期阶段，区块链基础设施还不够完善，行业应用也在探索阶段。业内人士建议，应当抓住区块链技术发展机会，同时理性看待区块链技术的落地进度和应用场景，避免过度炒作带来的投资风险。
作者：冉伟
（本文节选自《2021全球区块链应用市场报告》）
当我们谈论区块链的时候，但凡对区块链有所了解的人都能够就相关主题或多或少地表达出自己的一些见解。例如：从技术体系上看，区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用；从功能属性上看，区块链具有去中心化、不可篡改、全程留痕、可以追溯、集体维护、公开透明等特征。
回顾区块链的 历史 ，就绕不过比特币。2009年1月3日，序号为0的比特币创世区块诞生。几天后，也就是2009年1月9日，序号为1的比特币区块诞生。当两个区块连接起来时，区块链就此“横空出世”。
化名为“中本聪”的比特币发明者可能自己都很难想象：在过去12年间，以比特币为中心，一个庞大的“加密货币家族”已经在全球金融市场掀起一场持续至今的“巨浪”。其间，与加密货币相关的创新与风险交织，进步与泡沫同在，追捧与批判共存，并推动着各国政府部门不断完善货币与金融体系、 社会 治理与监管体系。
与此同时，与比特币相伴相生的区块链同样在快速进化，而且早已超越“比特币的底层技术”范畴，应用到了 社会 与经济发展的各个角落。
那么，区块链到底通过什么样的机制发挥作用，相比传统技术和模式到底有哪些优势，其应用效果到底如何？在资本实验室与远望智库联合发布的《2021全球区块链应用市场报告》中，我们通过对2020全年和2021年一季度全球1550余个应用案例的研究，试图为上述问题提供具有一定实证性的答案。同时，基于这些案例的研究，我们可以建立起对区块链的重新认识：区块链即信任、区块链即共享、区块链即交易、区块链即替代、区块链即效率。
在比特币创世论文《比特币：一种点对点电子货币系统》中，“中本聪”反复强调了比特币具有不依赖于“可信任第三方”的特性，也就是“去中心化”的特性。
反过来看，比特币的底层技术——区块链恰好正是为“信任”而生。换句话来说，重塑数字化时代的“信任”是区块链最基础的功能，只不过这种信任由人与人之间、法人主体之间的信任转换成了机器与机器之间、区块与区块之间、节点与节点之间的信任。有趣的是，后续诞生的“智能合约”功能通过与区块链的融合又进一步强化了这种信任。
身份编码与认证是实现上述信任机制的第一步，分布式身份识别（Decentralized Identity, DID）系统是其中的核心。有了DID应用，从个人到组织，再到物联网设备，从实体物品到虚拟产品，都能够被赋予数字“身份”，并实现可信交互。也正因为此，基于区块链的存证、赋权、验证、流通、交易才得以实现，也才有了区块链在各行业的落地实施。
来自全球的应用案例显示，新的信任机制为 社会 与经济运行提供了新的规则和动力：
l 中国正在全面推进区块链电子证照的应用，企业与居民得以享受更高效、便捷的政务服务；
l “一鱼一码”、“一果一码”、“一茶一码”等应用正在推动全球农产品防伪溯源与食品安全体系的升级；
l 通过区块链与大数据、人工智能的结合，企业的信用“画像”更为精准，并能够据此获得更快捷、成本更低的融资服务；
l 公益机构纷纷将爱心善款“上链”，以形成更透明、更规范的公益跟踪与管理系统；
l 中国相关城市启动基于区块链的气瓶产品追溯管理系统，气瓶档案信息源头可信度与气瓶安全管理水平大幅提升；
l 德国正在为其分布式能源资产建立基于身份认证的数字注册系统，以推动可再生能源开发与交易，并应对数字化能源时代的到来……。
在区块链的三种类型（公有链、联盟链、私有链）中，联盟链得到了最广泛的应用。除了对技术性能、运行效率、可操作性、预期成果等方面的考量，这主要是因为联盟各方已经具备一定的信任基础。这也从另外一个角度表明：在超越比特币等加密货币的区块链应用中，“多中心化”，而非完全的“去中心化”是更为现实的一种选择。
此外，不可否认的是：不同于比特币“挖矿”所依托的工作量证明机制，区块链在实际应用过程中并不能从源头上完全确保上链数据的真实性。也就是说，某个联盟成员或节点可能会有意无意地提供虚假数据。不过，借助区块链不可篡改、可追溯、多方共识等特性，联盟可对造假行为进行识别，并作出相应的惩罚，例如将造假成员“踢出”节点。因此，在某种意义上，基于区块链的信任在很大程度上是建立起联盟成员对数据真实性的敬畏，以及对数据造假行为的震慑。
如果说“信任”是区块链应用的基础，数据共享就是区块链应用的核心。没有数据共享，就产生不了合作，区块链的落地应用便无从谈起。
l 国家外汇管理局“跨境金融区块链服务平台”试点已全面铺开，通过外汇局、税务、银行及企业相关市场主体之间的信息交换推动了外贸出口业务的发展；
l 台湾11家保险公司联合建立的“保全/理赔联盟链”投入运营，各公司在该平台实现了“单一申请、文件共通”；
l Contour、TradeLens等区块链平台通过企业、金融机构、航运公司、码头、海关等机构间的数据协同，正在重塑全球供应链，并为国际贸易的数字化变革提供动力……。
l 在中国，政府各部门间通过数据协同，实现了“一数一源、一源多用、一网通办、全程网办”；
l 通过“司法链”平台，各类电子证据得以与公证、仲裁、司法鉴定、法院等司法机构无缝对接，在提高司法体系效率的同时降低了成本；
l 面向全国基层法院的“审判辅助性事务跨域协作机制”可实现不同地域法院之间的“跨域送达、跨域取证”，有效提升了审判辅助性事务效率和审判质效，降低了司法运行成本……。
l 中国“粤港澳大湾区组合港”项目正式启动，可支持大湾区五大直属海关辖区之间贸易各方的互联、互通，成为大湾区首个贯通港口、海关、物流、企业、金融等贸易全流程的互联共享区块链网络；
l 日本KDDI电信、日立公司、关西电力、积水建房等大型企业组建区块链联盟NEXCHAIN，以形成跨行业的房地产信息共享与管理模式，并推动跨行业创新；
l 法国雷诺集团完成其区块链项目“XCEED”的测试，用于在零部件供应商和 汽车 制造商之间共享合规信息，并简化合规认证……。
上述金融、政务及各行业的应用案例虽然只是少数的典型案例，但也足以说明：一方面，数据共享是区块链应用的内在要求。在具体实施上，一切都要从打破“数据孤岛”与“信息不对称”开始；另一方面，区块链的应用实践又反过来推动了跨层级、跨部门、跨行业、跨区域、跨国界的数据共享和前所未有的合作。
由上述案例还可以看出，基于区块链的透明度、安全性、可信任性等特征，数据共享让原本看起来不太可能的合作得以达成，并形成更多的开放式创新成果；数据共享能够有效提升商业体系、金融体系与 社会 治理体系的运行效率；各类组织在与外部机构进行数据共享与合作的同时，促进了自身的组织变革、流程变革。
在信任与共享的基础上，“交易”是区块链应用价值最直观、最深层次的体现。目前，区块链正在开启全球各行业交易模式变革的新篇章。
从功能架构上看，基于区块链的交易绝非只是交易环节的变革，而是综合了区块链的各项独特功能，是对防伪溯源、供需对接、仓储物流、支付/结算、供应链融资、保险、网络安全等区块链应用的一体化整合。
从应用形态上看，基于区块链的交易超越了产品或服务交易的传统概念，代表了更广泛的数据在流通中的价值实现。
从应用场景来看，基于区块链的交易涉及实体产业的升级、金融行业的数字化进阶，以及“通证经济”的创新应用。
在实体产业，以农业区块链的应用为例：一方面，基于区块链的供应链溯源已经成为食品安全的重要屏障；但另一方面，对于种植者或养殖者来说，供应链溯源功能还远远不够。如何帮助他们扩大农产品销售，并尽可能获得更多收入，才是区块链技术持续推动农业发展的“硬道理”。在其它行业，这一点同样适用。
在上述背景下，全球实体产业的新型交易平台不断涌现：
l 印度政府使用区块链平台帮助偏远地区的农民销售农产品，以在减少中间费用的同时，获得更高收入；
l 瑞士公司Cerealia搭建基于区块链的农产品贸易和融资平台，以推动全球新兴市场国家的农产品出口；
l 全球最大的独立精制糖生产商、阿联酋Al Khaleej糖业公司推出基于区块链的糖产品交易平台DigitalSugar.io，实现基于现货的国际原糖交易；
l 江西赣州上线基于区块链的国际木材电子交易平台，对木材交易进行全流程上链管理，并将为木材市场提供监管云仓、物流、金融、保险等全产业链服务；
l 山东省启动山东互联网中药材交易平台，将通过区块链等技术实现质控、交易、支付、结算和监管的线上一体化服务；
l 苏州相城区渭塘镇发布基于区块链的珍珠在线交易平台，对珍珠核心参数及检测报告上链存证，还将增加供应链管理、贸易金融、智能合约、支付结算、激励机制等功能；
l 霍尼韦尔公司推出飞机零部件新件与二手件在线交易平台GoDirect Trade，为大型制造商如何将区块链应用于零部件交易与流通提供了有价值的参考……。
在金融行业，区块链正在从证券交易、资产证券化、贸易融资、跨境结算等方面推动金融交易业务的数字化进阶：
l 澳大利亚国家证券交易所推出基于分布式账本技术的数字证券交易平台ClearPay，可提供当日多币种、实时DVP结算，并将替代原有的交易所结算系统；
l 瑞士公司Finka以玻利维亚有机牧场的牲畜为标的推出了相关的证券化代币投资平台，以促进当地畜牧业发展；
l 美国公司Securitize建立了基于数字证券的日本房地产投资平台，旨在盘活日本农村的闲置不动产，并提升农村经济活力；
l 中国邮储银行与建设银行完成首笔跨区块链平台福费廷交易，华夏银行昆明分行首次实现二级市场福费廷转售业务；
l 南京钢铁分别与澳大利亚力拓公司、巴西淡水河谷公司完成了基于区块链的铁矿石交易；
l 宝钢股份与澳大利亚力拓公司完成首单基于区块链的人民币跨境结算交易……。
当然，在区块链推动金融交易业务进阶的同时，与区块链、加密货币相关的炒作、骗局、洗钱、网络攻击等阴暗面如影随形。如何既能持续推动金融创新，又能进行高效的风险防控，以及对违法犯罪的有力打击，是一个需要长期应对的重要问题。从全球来看，中国在这方面已经做出态度鲜明、措施严厉，并富有成效的回应。
实体产业、金融行业借助区块链实现的交易变革只是区块链改变传统交易方式的初级阶段，“通证经济（Token Economy）”才是区块链“交易”功能的更高层级。
在“通证经济”的框架下，从电子证照到技能证明，从信用记录到公益活动参与记录，从社交媒体轨迹到碳减排行动，当各种数据成为被加密的数字权益证明，并且可流通、可交换的时候，就被赋予了“通证”功能。
撇开“非同质化通证（Non-Fungible Token, NFT）”的投资/投机热潮不论，我们已经可以看到全球为数不少的“通证经济”早期应用：
l 由奥地利政府支持的HotCity项目通过众包模式与区块链、 游戏 化代币的结合，鼓励居民提交供暖余热热点，以更高效地满足城市供热需求；
l 福特公司为采用混合动力 汽车 的商业和市政车队建立“绿色里程”，以帮助改善城市空气质量；
l 河南新乡市卫滨区在其区块链产业园项目中基于商家和企业积分体系发行通证，以建立新型商业服务平台；
l 成都市发布基于区块链的社区治理产品“链动社区”，居民可通过志愿者服务等活动获得该平台的“时间银行”积分，并兑换成社区商户提供的福利和优惠；
l 全球非营利组织“移动开放区块链计划”的电动 汽车 充电网络工作组（EVGI）启动去中心化 汽车 充电技术的全球标准系统，涵盖了通证化碳信用（TCC）场景；
l 区块链奖励平台MiL.k与韩国零售商合作，为其会员提供基于区块链的积分管理服务。会员可通过MiL.k平台将现有积分转换为本地MLK通证，也可以兑换成其他第三方积分……。
由上述案例及更多的案例可见，“通证经济”具有几个显著特征：
“通证经济”为更广泛的数据赋予了资产属性和可交易属性，并通过跨领域、跨平台的互信与流通，能够提高整个 社会 与经济系统的运行效率；
“通证经济”是一种新的价值创造和实现过程，不一定直接以货币为交易媒介，而是更多体现为各种要素、资源的互换互利与重新配置；
“通证经济”往往与激励机制结合在一起，通过对“好人好事”、“好企业”、“好机构”的激励，将有效重塑 社会 价值体系与 社会 信用体系。
总体而言，“通证经济”将催生出新的生产要素，将重塑生产关系，并极大地解放 社会 生产力；“通证经济”代表了“信息互联网”向“价值互联网”的进化，昭示着数字经济最激动人心的未来；基于区块链的“通证经济”已经初见倪端，并开始对经济运行、 社会 治理，以及每个人的生活方式带来持续可见的变革。不管是各类机构，还是个人，都应该为这场变革做好思想与行动上的准备。
与其它新技术一样，区块链在应用和普及过程中，不断产生着平台、媒介、模式、方法等方面的替代效应：实体证件被电子证件替代，信用记录被通证替代，人工审核被数据验证替代，城市管理平台被“城市大脑”替代……。
这样的替代已成常态：
l 阿根廷央行开始就新的区块链清算系统展开概念验证，该系统可能会替代现有清算系统；
l 韩国造币和安全印刷公司（KOMSCO）拓展区块链数字礼券业务，以替代纸质礼券，并在纸币和硬币发行量大幅下降的同时实现了创纪录的营收提升；
l 中国各地法院在不动产查封执行中开始采用区块链电子封条替代传统的纸质封条；
l 上海市法院系统正在通过人工智能、区块链等新技术的采用， 探索 以数字化庭审记录替代人工庭审笔录；
l 日本公司SUSMED推出“使用区块链技术的临床数据监测系统示范”试点，表明药物或医疗设备临床试验中必要的监控过程可以使用区块链系统进行替代；
l 支付宝与悟空租车合作推出“刷脸”租车服务，通过区块链技术与信用免押模式，游客只需“刷脸”即可租车，通过手机操作就能归还车辆；
l 在新冠疫情下，中国各地方政府密集推出结合区块链技术的“非见面、不接触、零跑腿”式政务服务，替代了传统的线下服务方式，为疫情期间的远程招投标、“云端”通关、金融支持、复工复产等工作的顺利进行提供了有力保障……。
此外，我们还可以看到，通过区块链技术的使用，各类企业级服务同样在实现替代与进化：从纸质合同到电子合同，再到基于程序化、可自动执行智能合约的区块链合同，区块链正在推动合同签署进入“链签约”时代；从线下的人力资源公司到线上的人力资源平台，再到基于区块链的人力资源市场，全球人力资源服务已经经历了从1.0时代到2.0时代，再到3.0时代的持续变革。
总体来看，当区块链“侵入”到各行业，便“毫不留情”地删除着一切不必要的环节和流程，一切不必要的人工操作，并加速迎接无纸化、无人化、自动化时代的到来。
在我们分析全球1550余个区块链应用案例的过程中，类似“提高”、“加快”、“缩短”、“降低”、“减少”、“节约”、“节省”等词汇频频出现在我们的眼前。这些词汇表明，效率的提升是区块链应用各方的共同追求，也是区块链替代效应的最直接成果。
众多的应用实践正在为此添砖加瓦：
l 肯尼亚公司Shamba Records为该国农民提供区块链溯源、交易与融资服务，目前已覆盖6000多小型农户，并帮助他们将收入提高了至少40%；
l NTT DATA、三菱等公司参与投资的区块链贸易平台TradeWaltz完成试运行，结果显示该平台最多能够削减传统贸易流程50%的工作量；
l 沃尔玛加拿大公司通过DL Freight区块链平台的应用，将其与承运人之间的发票纠纷显著降低了97%；
l 国网公司电力交易存证溯源查询平台投入运行，实现了注册用户的真实性审核全流程自动化，节省了99%的可信人工审核时间；
l 中远海运集运与山东港口集团青岛港合作推出区块链无纸化进口放货模式，平均每个集装箱可为客户节省提货时间近24小时；
l 浙江台州利用“物联网+区块链”回收系统解决海洋污染治理难题，相比传统处理方法，该回收系统可以节约94%的人力成本和84%的运营成本……。
综上所述，通过信任机制、共享机制与交易机制的共同作用，区块链形成了明显的替代效应，提高了金融、政务与各行业的运营效率，并将持续形成系统性的变革。这种变革重塑着人与机器、人与 社会 、人与环境的关系，并清晰地指向三个终极目标：效率、福祉与环保。
论文主要提出了一种针对共识机制PoS的多重签名算法Pixel。
所有基于PoS的区块链以及允许的区块链均具有通用结构，其中节点运行共识子协议，以就要添加到分类账的下一个区块达成共识。这样的共识协议通常要求节点检查阻止提议并通过对可接受提议进行数字签名来表达其同意。当一个节点从特定块上的其他节点看到足够多的签名时，会将其附加到其分类帐视图中。
由于共识协议通常涉及成千上万的节点，为了达成共识而共同努力，因此签名方案的效率至关重要。此外，为了使局外人能够有效地验证链的有效性，签名应紧凑以进行传输，并应快速进行验证。已发现多重签名对于此任务特别有用，因为它们使许多签名者可以在公共消息上创建紧凑而有效的可验证签名。
补充知识： 多重签名
是一种数字签名。在数字签名应用中，有时需要多个用户对同一个文件进行签名和认证。比如，一个公司发布的声明中涉及财务部、开发部、销售部、售后服务部等部门，需要得到这些部门签名认可，那么，就需要这些部门对这个声明文件进行签名。能够实现多个用户对同一文件进行签名的数字签名方案称作多重数字签名方案。
多重签名是数字签名的升级，它让区块链相关技术应用到各行各业成为可能。 在实际的操作过程中，一个多重签名地址可以关联n个私钥，在需要转账等操作时，只要其中的m个私钥签名就可以把资金转移了，其中m要小于等于n，也就是说m/n小于1，可以是2/3, 3/5等等，是要在建立这个多重签名地址的时候确定好的。
本文提出了Pixel签名方案，这是一种基于配对的前向安全多签名方案，可用于基于PoS的区块链，可大幅节省带宽和存储要求。为了支持总共T个时间段和一个大小为N的委员会，多重签名仅包含两个组元素，并且验证仅需要三对配对，一个乘幂和N -1个乘法。像素签名几乎与BLS多重签名一样有效，而且还满足前向安全性。此外，就像在BLS多签名中一样，任何人都可以非交互地将单个签名聚合到一个多签名中。
有益效果：
为了验证Pixel的设计，将Pixel的Rust实施的性能与以前的基于树的前向安全解决方案进行了比较。展示了如何将Pixel集成到任何PoS区块链中。接下来，在Algorand区块链上评估Pixel，表明它在存储，带宽和块验证时间方面产生了显着的节省。我们的实验结果表明，Pixel作为独立的原语并在区块链中使用是有效的。例如，与一组128位安全级别的N = 1500个基于树的前向安全签名（对于T = 232）相比，可以认证整个集合的单个Pixel签名要小2667倍，并且可以被验证快40倍。像素签名将1500次事务的Algorand块的大小减少了约35％，并将块验证时间减少了约38％。
对比传统BLS多重签名方案最大的区别是BLS并不具备前向安全性。
对比基于树的前向安全签名，基于树的前向安全签名可满足安全性，但是其构造的签名太大，验证速度有待提升。 本文设计减小了签名大小、降低了验证时间。
补充知识： 前向安全性
是密码学中通讯协议的安全属性，指的是长期使用的主密钥泄漏不会导致过去的会话密钥泄漏。前向安全能够保护过去进行的通讯不受密码或密钥在未来暴露的威胁。如果系统具有前向安全性，就可以保证在主密钥泄露时历史通讯的安全，即使系统遭到主动攻击也是如此。
构建基于分层身份的加密（HIBE）的前向安全签名，并增加了在同一消息上安全地聚合签名以及生成没有可信集的公共参数的能力。以实现：
1、生成与更新密钥
2、防止恶意密钥攻击的安全性
3、无效的信任设置
对于常见的后攻击有两种变体：
1、短程变体：对手试图在共识协议达成之前破坏委员会成员。解决：通过假设攻击延迟长于共识子协议的运行时间来应对短距离攻击。
2、远程变体：通过分叉选择规则解决。
前向安全签名为这两种攻击提供了一种干净的解决方案，而无需分叉选择规则或有关对手和客户的其他假设。（说明前向安全签名的优势）。
应用于许可的区块链共识协议（例如PBFT）也是许多许可链（例如Hyperledger）的核心，在这些区块链中，只有经过批准的方可以加入网络。我们的签名方案可以类似地应用于此设置， 以实现前向保密性，减少通信带宽并生成紧凑的块证书。
传统Bellare-Miner 模型，消息空间M的前向安全签名方案FS由以下算法组成：
1、Setup
pp ←Setup(T), pp为各方都同意的公共参数，Setup(T)表示在T时间段内对于固定参数的分布设置。
2、Key generation
(pk,sk1) ←Kg
签名者在输入的最大时间段T上运行密钥生成算法，以为第一时间段生成公共验证密钥pk和初始秘密签名密钥sk1。
3、Key update
skt+1←Upd(skt) 签名者使用密钥更新算法将时间段t的秘密密钥skt更新为下一个周期的skt + 1。该方案还可以为任何t0 t提供 “快速转发”更新算法 skt0←$ Upd0（skt，t0），该算法比重复应用Upd更有效。
4、Signing
σ ←Sign(skt,M),在输入当前签名密钥skt消息m∈M时，签名者使用此算法来计算签名σ。
5、Verification
b ← Vf(pk,t,M,σ)任何人都可以通过运行验证算法来验证消息M在公共密钥pk下的时间段t内的签名M的签名，该算法返回1表示签名有效，否则返回0。
1、依靠非对称双线性组来提高效率，我们的签名位于G2×G1中而不是G2 ^2中。这样，就足以给出公共参数到G1中（然后我们可以使用散列曲线实例化而无需信任设置），而不必生成“一致的”公共参数（hi，h0 i）=（gxi 1，gxi 2）∈G1× G2。
2、密钥生成算法，公钥pk更小，参数设置提升安全性。
除了第3节中的前向安全签名方案的算法外，密钥验证模型中的前向安全多重签名方案FMS还具有密钥生成，该密钥生成另外输出了公钥的证明π。
新增Key aggregation密钥汇总、Signature aggregation签名汇总、Aggregate verification汇总验证。满足前向安全的多重签名功能的前提下也证明了其正确性和安全性。
1、PoS在后继损坏中得到保护
后继损坏：后验证的节点对之前的共识验证状态进行攻击破坏。
在许多用户在同一条消息上传播许多签名（例如交易块）的情况下，可以将Pixel应用于所有这些区块链中，以防止遭受后继攻击并潜在地减少带宽，存储和计算成本。
2、Pixel整合
为了对区块B进行投票，子协议的每个成员使用具有当前区块编号的Pixel签署B。当我们看到N个委员会成员在同一块B上签名的集合时，就达成了共识，其中N是某个固定阈值。最后，我们将这N个签名聚合为单个多重签名Σ，而对（B，Σ）构成所谓的 区块证书 ，并将区块B附加到区块链上。
3、注册公共密钥
希望参与共识的每个用户都需要注册一个参与签名密钥。用户首先采样Pixel密钥对并生成相应的PoP。然后，用户发出特殊交易（在她的消费密钥下签名）， 注册新的参与密钥 。交易包括PoP。选择在第r轮达成协议的PoS验证者，检查（a）特殊交易的有效性和（b）PoP的有效性。如果两项检查均通过，则 使用新的参与密钥更新用户的帐户 。从这一点来看，如果选中，则用户将使用Pixel登录块。
即不断更换自己的参与密钥，实现前向安全性。
4、传播和聚集签名
各个委员会的签名将通过网络传播，直到在同一块B上看到N个委员会成员的签名为止。请注意，Pixel支持非交互式和增量聚合：前者意味着签名可以在广播后由任何一方聚合，而无需与原始签名者，而后者意味着我们可以将新签名添加到多重签名中以获得新的多重签名。实际上，这意味着传播的节点可以对任意数量的委员会签名执行中间聚合并传播结果，直到形成块证书为止。或者，节点可以在将块写入磁盘之前聚合所有签名。也就是说，在收到足够的区块证明票后，节点可以将N个委员会成员的签名聚集到一个多重签名中，然后将区块和证书写入磁盘。
5、密钥更新
在区块链中使用Pixel时，时间对应于共识协议中的区块编号或子步骤。将时间与区块编号相关联时，意味着所有符合条件的委员会成员都应在每次形成新区块并更新轮回编号时更新其Pixel密钥。
在Algorand 项目上进行实验评估，与Algorand项目自带的防止后腐败攻击的解决方案BM-Ed25519以及BLS多签名解决方案做对比。
存储空间上：
节省带宽：
Algorand使用基于中继的传播模型，其中用户的节点连接到中继网络（具有更多资源的节点）。如果在传播过程中没有聚合，则中继和常规节点的带宽像素节省来自较小的签名大小。每个中继可以服务数十个或数百个节点，这取决于它提供的资源。
节省验证时间
三季度区块链行业分析：预计四季度市场将回归理性
中国区块链处于蓬勃发展阶段 未来发展走势被关注
区块链是新型计算机技术的应用模式，具有点对点传输、共识机制、加密算法等特征。作为隶属于比特币技术的重要概念，区块链本质上是去中心化的数据库，其字面含义代表着区块形成的链条，在每一个区块当中，都包含着有效的信息。
从2017年开始，浙江、江苏、贵州、福建、广东、山东、江西、内蒙古、重庆等9个省份、自治区和直辖市就区块链发布了指导意见，多个省份甚至将区块链列入本省“十三五”战略发展规划。
在贵州贵阳、浙江杭州、山东青岛、广东深圳、重庆四地甚至将区块链放在较为重要的位置，并出台了专门的政策扶持文件。
如今，在中国已经形成了“无币区块链”的蓬勃发展阶段，未来区块链发展走势被市场关注。
2018年第三季度新增项目数量骤减
据前瞻产业研究院发布的《中国区块链行业商业模式创新与投资机会深度分析报告》统计数据显示，总体来看，2018年前一季度区块链新增项目数量呈下降趋势。第一季度新增项目共计197个，第一季度新增项目共计
128个，环比下降35.02%。第三季度新增项目共计36个，环比下降71.88%。
具体来看，1月份发布项目最多，共有105份，2-8月份，每月平均发布数量在44个左右。进入7月份，新增项目数量骤减，分析是由于加密货币市场行业处于熊市，行业发展趋缓所致。
2018年1-9月中国新增区块链项目数量统计情况
数据来源：前瞻产业研究院整理
三季度区块链项目融资数量呈下降趋势
总体来看，2018年前三季度区块链项目融资呈下降趋势。第一季度融资项目占比29.41%，第一季度新增项目占比24.02%，环比下降18.33%。第三季度新增项目占比19.12%，环比下降20.41%。
2018年前三季度中国区块链项目融资数量占比统计情况
数据来源：前瞻产业研究院整理
三季度中国区块链专利数量呈下降趋势
截止到2018年9月30日，中国拥有的区块链专利累计共有2326件。目前，2018年申请的专利共有650件，第⼀季度共有417件，第⼆季度共有229件，第三季度目前只有4件。造成数量较低的主要原因是专利申请和审核周期较，至少是三个月，因此很多信息还未收录。目前，5月之后的专利数还未公布。
北京位居申请专利数量第一名，前三季度累计申请专利数量
289件，第二名是广东，几乎是北京的一半，前三季度累计专利申请数量为162件。其次是浙江、江苏、上海、四川和重庆，数量依次为39件、33件、31件和27件。
2018年前三季度中国区块链专利数量统计情况
数据来源：前瞻产业研究院整理
2018年前三季度中国地区区块链专利申请数量统计情况
数据来源：前瞻产业研究院整理
第三季度中国区块链人才市场趋于冷淡
2018年的区块链人才供需比在3月份达到了最高峰，之后持续下滑。主要原因是从3月份开始，区块链职位的数量不断增加，而求职的人数增长速度较慢，因此人才供需比失衡。
值得注意的是，ICO融资额也从3月份开始下滑，整个市场慢慢趋于理性，整个行业更加关注自身的生存与成长。对于核心技术的人才仍旧需求较大，对于市场、运营等人才需求紧缩。因此，行业门槛的升高，迫使求职者退出区块链市场。
2018年第三季度的人才供需比持续下滑，并在8月份达到了最低值1.9。但进⼊9⽉份，由于大量的区块链公司破产倒闭，因此岗位数量大幅下降，很多区块链从业者失业，市场供不应求，导致人才供需比上升。
2018年前三季度中国区块链人才供需比统计情况
数据来源：前瞻产业研究院整理
三季度中国区块链行业应用技术落地
1、传统互联网巨头频繁布局BaaS领域，赛道竞争较为激烈。其原因一方面是与自有业务结合，解决传统业务的痛点，另一方面是赶上区块链风口，关注技术创新。
2、金融领域仍为区块链热，门场景之一，三季度涌现的项目较多，尤其是供应链金融、资产证券化领域。
3、我国政府鼓励将区块链技术应用于电子政务场景，积极建设“一网办”。良好的政策环境背景下，区块链电子政务取得了一定进展。第三季度中，区块链在电子政务方面的应用主要分为：数字身份平台、数据共享平台、涉公监管平台、电子票据四大类。
四季度中国区块链行业发展展望分析
预计2018年第四季度整个市场将趋于理性，区块链技术的一些应用即将落地，各个企业的发展目标更加贴近国家政策导向。
区块链技术发展现状与展望
区块链技术起源于2008年由化名为 “中本聪” （Satoshi Nakamoto）的学者在密码学邮件组发表的奠基性论文《比特币：一种点对点电子现金系统》。近两年来，区块链技术的研究与应用呈现出爆发式增长态势，被认为是继大型机、个人电脑、互联网、移动/社交网络之后计算范式的第五次颠覆式创新，是人类信用进化史上继血亲信用、贵金属信用、央行纸币信用之后的第四个里程碑。区块链技术是下一代云计算的雏形，有望像互联网一样彻底重塑人类社会活动形态，并实现从目前的信息互联网向价值互联网的转变。区块链的技术特点
区块链具有去中心化、时序数据、集体维护、可编程和安全可信等特点。 去中心化：区块链数据的验证、记账、存储、维护和传输等过程均是基于分布式系统结构，采用纯数学方法而不是中心机构来建立分布式节点间的信任关系，从而形成去中心化的可信任的分布式系统； 时序数据：区块链采用带有时间戳的链式区块结构存储数据，从而为数据增加了时间维度，具有极强的可验证性和可追溯性； 集体维护：区块链系统采用特定的经济激励机制来保证分布式系统中所有节点均可参与数据区块的验证过程（如比特币的“挖矿”过程），并通过共识算法来选择特定的节点将新区块添加到区块链； 可编程：区块链技术可提供灵活的脚本代码系统，支持用户创建高级的智能合约、货币或其它去中心化应用； 安全可信：区块链技术采用非对称密码学原理对数据进行加密，同时借助分布式系统各节点的工作量证明等共识算法形成的强大算力来抵御外部攻击、保证区块链数据不可篡改和不可伪造，因而具有较高的安全性。区块链与比特币 比特币是迄今为止最为成功的区块链应用场景，区块链技术为比特币系统解决了数字加密货币领域长期以来所必需面对的双重支付问题和拜占庭将军问题。与传统中心机构（如中央银行）的信用背书机制不同的是，比特币区块链形成的是软件定义的信用，这标志着中心化的国家信用向去中心化的算法信用的根本性变革。近年来，比特币凭借其先发优势，目前已经形成体系完备的涵盖发行、流通和金融衍生市场的生态圈与产业链，这也是其长期占据绝大多数数字加密货币市场份额的主要原因。区块链的发展脉络与趋势
区块链技术是具有普适性的底层技术框架，可以为金融、经济、科技甚至政治等各领域带来深刻变革。按照目前区块链技术的发展脉络，区块链技术将会经历以可编程数字加密货币体系为主要特征的区块链1.0模式，以可编程金融系统为主要特征的区块链2.0模式和以可编程社会为主要特征的区块链3.0模式。然而，上述模式实际上是平行而非演进式发展的，区块链1.0模式的数字加密货币体系仍然远未成熟，距离其全球货币一体化的愿景实际上更远、更困难。目前，区块链领域已经呈现出明显的技术和产业创新驱动的发展态势，相关学术研究严重滞后、亟待跟进。区块链的基础模型与关键技术
一般说来，区块链系统由数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层组成。其中，数据层封装了底层数据区块以及相关的数据加密和时间戳等技术；网络层则包括分布式组网机制、数据传播机制和数据验证机制等；共识层主要封装网络节点的各类共识算法；激励层将经济因素集成到区块链技术体系中来，主要包括经济激励的发行机制和分配机制等；合约层主要封装各类脚本、算法和智能合约，是区块链可编程特性的基础；应用层则封装了区块链的各种应用场景和案例。该模型中，基于时间戳的链式区块结构、分布式节点的共识机制、基于共识算力的经济激励和灵活可编程的智能合约是区块链技术最具代表性的创新点。区块链技术的应用场景
区块链技术不仅可以成功应用于数字加密货币领域，同时在经济、金融和社会系统中也存在广泛的应用场景。根据区块链技术应用的现状，本文将区块链目前的主要应用笼统地归纳为数字货币、数据存储、数据鉴证、金融交易、资产管理和选举投票共六个场景：数字货币：以比特币为代表，本质上是由分布式网络系统生成的数字货币，其发行过程不依赖特定的中心化机构。数据存储：区块链的高冗余存储、去中心化、高安全性和隐私保护等特点使其特别适合存储和保护重要隐私数据，以避免因中心化机构遭受攻击或权限管理不当而造成的大规模数据丢失或泄露。数据鉴证：区块链数据带有时间戳、由共识节点共同验证和记录、不可篡改和伪造，这些特点使得区块链可广泛应用于各类数据公证和审计场景。例如，区块链可以永久地安全存储由政府机构核发的各类许可证、登记表、执照、证明、认证和记录等。金融交易：区块链技术与金融市场应用有非常高的契合度。区块链可以在去中心化系统中自发地产生信用，能够建立无中心机构信用背书的金融市场，从而在很大程度上实现了“金融脱媒”；同时利用区块链自动化智能合约和可编程的特点，能够极大地降低成本和提高效率。资产管理：区块链能够实现有形和无形资产的确权、授权和实时监控。无形资产管理方面已经广泛应用于知识产权保护、域名管理、积分管理等领域；有形资产管理方面则可结合物联网技术形成“数字智能资产”，实现基于区块链的分布式授权与控制。选举投票：区块链可以低成本高效地实现政治选举、企业股东投票等应用，同时基于投票可广泛应用于博彩、预测市场和社会制造等领域。区块链技术的现存问题
安全性威胁是区块链迄今为止所面临的最重要的问题。其中，基于PoW共识过程的区块链主要面临的是51%攻击问题，即节点通过掌握全网超过51%的算力就有能力成功篡改和伪造区块链数据。其他问题包括新兴计算技术破解非对称加密机制的潜在威胁和隐私保护问题等。 区块链效率也是制约其应用的重要因素。区块链要求系统内每个节点保存一份数据备份，这对于日益增长的海量数据存储来说是极为困难的。虽然轻量级节点可部分解决此问题，但适用于更大规模的工业级解决方案仍有待研发。比特币区块链目前每秒仅能处理7笔交易，且交易确认时间一般为10分钟，这极大地限制了区块链在大多数金融系统高频交易场景中的应用。 PoW共识过程高度依赖区块链网络节点贡献的算力，这些算力主要用于解决SHA256哈希和随机数搜索，除此之外并不产生任何实际社会价值，因而一般意义上认为这些算力资源是被“浪费”掉了，同时被浪费掉的还有大量的电力资源。如何能有效汇集分布式节点的网络算力来解决实际问题，是区块链技术需要解决的重要问题。 区块链网络作为去中心化的分布式系统，其各节点在交互过程中不可避免地会存在相互竞争与合作的博弈关系，例如比特币矿池的区块截留攻击博弈等。区块链共识过程本质上是众包过程，如何设计激励相容的共识机制，使得去中心化系统中的自利节点能够自发地实施区块数据的验证和记账工作，并提高系统内非理性行为的成本以抑制安全性攻击和威胁，是区块链有待解决的重要科学问题。智能合约与区块链技术
智能合约是一组情景-应对型的程序化规则和逻辑，是部署在区块链上的去中心化、可信共享的程序代码。通常情况下，智能合约经各方签署后，以程序代码的形式附着在区块链数据（例如一笔比特币交易）上，经P2P网络传播和节点验证后记入区块链的特定区块中。智能合约封装了预定义的若干状态及转换规则、触发合约执行的情景（如到达特定时间或发生特定事件等）、特定情景下的应对行动等。区块链可实时监控智能合约的状态，并通过核查外部数据源、确认满足特定触发条件后激活并执行合约。 智能合约对于区块链技术来说具有重要的意义。一方面，智能合约是区块链的激活器，为静态的底层区块链数据赋予了灵活可编程的机制和算法，并为构建区块链2.0和3.0时代的可编程金融系统与社会系统奠定了基础；另一方面，智能合约的自动化和可编程特性使其可封装分布式区块链系统中各节点的复杂行为，成为区块链构成的虚拟世界中的软件代理机器人，这有助于促进区块链技术在各类分布式人工智能系统中的应用，使得基于区块链技术构建各类去中心化应用（Decentralized application, Dapp）、去中心化自治组织（Decentralized Autonomous Organization, DAO）、去中心化自治公司（Decentralized Autonomous Corporation, DAC）甚至去中心化自治社会（Decentralized Autonomous Society, DAS）成为可能。 区块链和智能合约技术的主要发展趋势是由自动化向智能化方向演化。现存的各类智能合约及其应用的本质逻辑大多仍是根据预定义场景的“ IF-THEN”类型的条件响应规则，能够满足目前自动化交易和数据处理的需求。未来的智能合约应具备根据未知场景的“ WHAT-IF”推演、计算实验和一定程度上的自主决策功能，从而实现由目前“自动化”合约向真正的“智能”合约的飞跃。区块链驱动的平行社会
近年来，基于CPSS（Cyber-Physical-SocialSystems）的平行社会已现端倪，其核心和本质特征是虚实互动与平行演化。区块链是实现CPSS平行社会的基础架构之一，其主要贡献是为分布式社会系统和分布式人工智能研究提供了一套行之有效的去中心化的数据结构、交互机制和计算模式，并为实现平行社会奠定了坚实的数据基础和信用基础。 就数据基础而言，管理学家爱德华戴明曾说过：除了上帝，所有人必须以数据说话。然而在中心化社会系统中，数据通常掌握在政府和大型企业等“少数人”手中，为少数人“说话”，其公正性、权威性甚至安全性可能都无法保证。区块链数据则通过高度冗余的分布式节点存储，掌握在“所有人”手中，能够做到真正的“数据民主”。就信用基础而言，中心化社会系统因其高度工程复杂性和社会复杂性而不可避免地会存在“默顿系统”的特性，即不确定性、多样性和复杂性，社会系统中的中心机构和规则制定者可能会因个体利益而出现失信行为；区块链技术有助于实现软件定义的社会系统，其基本理念就是剔除中心化机构、将不可预测的行为以智能合约的程序化代码形式提前部署和固化在区块链数据中，事后不可伪造和篡改并自动化执行，从而在一定程度上能够将“默顿”社会系统转化为可全面观察、可主动控制、可精确预测的“牛顿”社会系统。 ACP（人工社会Artificial Societies、计算实验Computational Experiments和平行执行ParallelExecution）方法是迄今为止平行社会管理领域唯一成体系化的、完整的研究框架，是复杂性科学在新时代平行社会环境下的逻辑延展和创新。 ACP方法可以自然地与区块链技术相结合，实现区块链驱动的平行社会管理。首先，区块链的P2P 组网、分布式共识协作和基于贡献的经济激励等机制本身就是分布式社会系统的自然建模，其中每个节点都将作为分布式系统中的一个自主和自治的智能体（agent）。随着区块链生态体系的完善，区块链各共识节点和日益复杂与自治的智能合约将通过参与各种形式的Dapp，形成特定组织形式的DAC和DAO，最终形成DAS，即ACP中的人工社会。其次，智能合约的可编程特性使得区块链可进行各种“ WHAT-IF” 类型的虚拟实验设计、场景推演和结果评估，通过这种计算实验过程获得并自动或半自动地执行最优决策。最后，区块链与物联网等相结合形成的智能资产使得联通现实物理世界和虚拟网络空间成为可能，并可通过真实和人工社会系统的虚实互动和平行调谐实现社会管理和决策的协同优化。不难预见，未来现实物理世界的实体资产都登记为链上智能资产的时候，就是区块链驱动的平行社会到来之时。
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