區塊鏈應用指南：方法與實踐

唐曉丹

博士，高級工程師，現任職於中國電子技術標準化研究院。
ISO TC 307專家，ISO TR 6277區塊鏈數據流動標準編輯。
研究方向為區塊鏈產業生態、公共政策、應用方法及標準化

鄧小鐵

博士，教授，ACM Fellow（2008）、IEEE Fellow（2019），歐洲科學院院士（2020），
現任北京大學信息科學技術學院前沿計算中心全職講席教授。
加入北京大學之前，曾分別在上海交通大學、英國利物浦大學、香港城市大學、加拿大約克大學任教。
1989年在美國斯坦福大學獲得博士學位，在博士論文中提出合作博弈解概念的算法複雜性合理性準則，2008年獲選ACM Fellow。
因為在部分信息和交互式環境計算方面的貢獻，於2019年獲選IEEE Fellow。
目前的研究重點是算法博弈論及其在互聯網經濟學和區塊鏈中的應用。

別榮芳

博士，教授，博士生導師，現任北京師範大學知識區塊鏈研究中心主任。
2003年獲國家留學基金資助，訪問英國劍橋大學計算機實驗室。
主要從事數據挖掘與知識工程、區塊鏈技術在教育領域的應用研究。

目錄
第 一部分 技術基礎篇
第 1章 區塊鏈概述3
1.1 區塊鏈的概念與發展3
1.2 區塊鏈技術起源5
1.3 區塊鏈發展階段6
1.4 區塊鏈技術基礎7
1.4.1 技術設計與優勢7
1.4.2 核心關鍵技術8
1.4.3 區塊鏈中的安全和隱私保護10
1.5 區塊鏈的分類12
1.6 區塊鏈系統架構13
參考文獻14

第 2章 區塊鏈與新一代信息技術的融合16
2.1 概述16
2.2 區塊鏈與雲計算17
2.3 區塊鏈與物聯網20
2.4 區塊鏈與5G21
2.5 區塊鏈與大數據22
2.6 區塊鏈與人工智能24
參考文獻27

第二部分 應用生態篇
第3章 區塊鏈應用現狀與生態31
3.1 國際區塊鏈應用發展情況31
3.1.1 全球主要國家政策、法規31
3.1.2 行業應用實踐34
3.2 我國區塊鏈應用發展情況35
3.2.1 政策扶持35
3.2.2 行業應用實踐37
3.3 區塊鏈應用生態38
3.3.1 區塊鏈應用和產業生態相關研究38
3.3.2 區塊鏈應用生態系統模型38
3.4 區塊鏈基礎設施發展現狀與生態39
3.4.1 區塊鏈基礎設施發展歷程39
3.4.2 區塊鏈基礎設施項目情況40
3.4.3 區塊鏈基礎設施發展生態42
3.5 區塊鏈技術生態發展43
3.5.1 技術生態概述43
3.5.2 開源社區發展情況44
參考文獻47

第三部分 應用方法與實踐篇
第4章 區塊鏈應用實施路線51
4.1 區塊鏈應用全景概覽51
4.2 區塊鏈核心應用價值52
4.3 區塊鏈應用關注點53
4.4 區塊鏈應用實施路徑54
4.5 區塊鏈應用場景選擇方法57
參考文獻58

第5章 區塊鏈與金融服務60
5.1 應用價值60
5.1.1 升級金融模式60
5.1.2 變革金融業態61
5.2 應用態勢62
5.2.1 國內應用態勢62
5.2.2 國際應用態勢63
5.3 應用場景與實踐65
5.3.1 數字貨幣65
5.3.2 交易市場70
5.3.3 供應鏈金融74
參考文獻77

第6章 區塊鏈與物流78
6.1 應用領域概述78
6.2 基於區塊鏈的解決思路79
6.3 應用發展態勢81
6.4 應用場景與實踐82
6.4.1 物流單證82
6.4.2 快運對賬85
6.4.3 農產品物流追溯88
6.4.4 物流徵信評級92
參考文獻96

第7章 區塊鏈與政務服務97
7.1 應用領域概述97
7.2 應用發展態勢100
7.3 應用場景與實踐102
7.3.1 政務數據共享102
7.3.2 電子證照107
參考文獻110

第8章 區塊鏈與文化教育111
8.1 應用領域概述111
8.1.1 數字版權保護問題113
8.1.2 動態進化的課程資源質量認證問題113
8.1.3 教育評價與認證問題113
8.1.4 個性化的學習服務與支持問題114
8.1.5 多主體參與的教育管理監督問題114
8.2 基於區塊鏈的解決思路115
8.2.1 版權存證、交易及價值評估的區塊鏈解決思路115
8.2.2 教育認證、學習激勵與學分通兌模式119
8.2.3 在線教育學習主客體評價模型122
8.3 應用場景與實踐123
8.3.1 教育認證與證書管理123
8.3.2 在線學習多元評價126
8.3.3 版權存證與交易130
8.3.4 知識證券化133
參考文獻134

第9章 區塊鏈與民生136
9.1 應用領域概述136
9.1.1 應用價值136
9.1.2 應用落地面臨的問題和挑戰138
9.2 應用場景與實踐140
9.2.1 醫療數據共享140
9.2.2 藥品溯源142
9.2.3 善款管理145
9.2.4 眾包薪資147
9.2.5 精準扶貧149
9.2.6 徵拆遷管理151
參考文獻152

第四部分 治理規範篇
第 10章 區塊鏈應用治理155
10.1 概述156
10.2 區塊鏈應用治理的鏈上和鏈下設計158
10.2.1 區塊鏈不同於電子貨幣的治理方案158
10.2.2 區塊鏈治理的在線執行與離線改進159
10.3 許可鏈的經濟激勵治理與IT技術治理160
10.3.1 區塊鏈的應用系統IT技術治理160
10.3.2 許可鏈經濟系統的治理161
10.4 區塊鏈生態環境治理之跨鏈設計163
10.4.1 區塊鏈廣泛應用的跨鏈需求163
10.4.2 跨鏈技術164
10.4.3 區塊鏈跨鏈技術之預言機165
10.5 區塊鏈治理生態的選取、演變與前景166
參考文獻167

第 11章 區塊鏈應用評價方法169
11.1 概述169
11.2 區塊鏈應用評價方法的提出170
11.3 評價維度172
11.3.1 業務價值評價維度172
11.3.2 應用技術評價維度173
11.3.3 社會效益評價維度175
11.4 應用評價指標體系176
11.5 應用評價方式178
參考文獻178

第 12章 區塊鏈標準化路線180
12.1 區塊鏈標準化需求與價值分析180
12.1.1 區塊鏈標準化需求分析180
12.1.2 區塊鏈標準化的價值181
12.2 區塊鏈標準化發展歷程182
12.2.1 區塊鏈標準體係發展歷程182
12.2.2 我國標準制定機構與發展路徑184
12.3 區塊鏈標準化進展185
12.3.1 區塊鏈國際標準發展情況185
12.3.2 區塊鏈國內標準發展情況189
12.4 區塊鏈標準化重點方向193
12.4.1 基礎193
12.4.2 智能合約193
12.4.3 應用案例開發194
12.4.4 數據及資產管理194
12.4.5 工業區塊鏈194
12.4.6 跨鏈互操作194
12.4.7 治理195
12.5 區塊鏈標準化實施方案195
參考文獻196

第五部分 未來展望篇
第 13章 區塊鏈關鍵問題探析201
13.1 是否是顛覆性技術201
13.2 區塊鏈與價值互聯網202
13.3 區塊鏈與數字經濟203
13.4 區塊鏈與實體經濟205
13.5 區塊鏈對國家治理體係與治理能力現代化的價值206
參考文獻207

第 14章 區塊鏈未來發展趨勢分析208
14.1 區塊鏈產業化發展趨勢208
14.2 技術走向體系化209
14.3 應用開始走向規模化210
14.4 產業生態進一步發展211