当前形势和未来趋势

区块链技术正在发生变化，并将继续改变我们开展日常业务的方式。它对现有的商业模式提出了挑战，并承诺在节约成本、提高效率和透明度方面带来巨大的好处。本章将探讨这项技术的最新发展、新兴趋势、问题和未来预测。

我们通过提出一些与区块链技术相关的开放研究问题和改进相关的主题来结束这本书。

新兴趋势

由于学术界和商业部门对区块链技术的浓厚兴趣，区块链技术正处于快速变化和紧张发展之中。随着技术变得成熟，最近开始出现一些趋势。例如，私人区块链最近获得了相当多的关注，因为他们在金融的具体使用案例。此外，企业区块链是另一个新趋势，旨在开发满足企业级效率、安全性和集成要求的区块链解决方案。这里列出了一些趋势并进行了讨论。

特定于应用程序的区块链

目前，人们注意到了一种倾向于 ASBCs 的趋势，即区块链或分布式分类账是专门为一种应用开发的，并且集中于特定的行业，例如 Everledger，(https://www . ever ledger . io)是一种区块链，已经被开发用于为钻石和其他高价值物品提供不可变的追踪历史和审计跟踪。这种方法挫败了任何欺诈企图，因为与物品的所有权、真实性和价值相关的一切都在区块链上得到验证和记录。这个结果对于保险和执法机构来说是非常珍贵的。

企业级区块链

由于隐私和可伸缩性问题，原始形式的区块链还不能在企业级使用，因此最近出现了开发企业级区块链的趋势，各种公司开始提供准备在企业级部署和集成的企业级区块链解决方案。诸如测试、文档、集成和安全性之类的需求都已经在这种类型的解决方案中得到了解决，并且可以在企业级以最小的改动或不作改动的方式实现。

这一概念与公共区块链形成对比，后者不受监管，不符合特定的企业级安全要求。这也意味着企业级区块链通常应该在私有配置中实现；然而，公共企业级区块链实施也是一种可能。近年来，许多科技初创公司开始提供企业级区块链解决方案，如 Bloq、Tymlez、chain、Colu、ChainThat、ChromaWay 等。这一趋势将继续发展，未来几年将会看到更多类似的技术创新。

二等兵区块链

出于隐私和保密的需要，主要关注点是开发可以在一组可信参与者中使用的私有分布式分类帐。由于公共区块链的开放性和相对较低的安全性，不适合金融、医疗和法律等行业，私有区块链有望解决这一限制，并使最终用户更接近获得区块链的好处，同时满足所有安全和隐私要求。

公共区块链不太安全，因为它们通常不提供隐私和保密服务。私有区块链允许参与者或参与者的子集完全控制系统，从而使其适合用于需要隐私和控制的金融和其他行业。

以太坊可以在私有和公共模式下使用，但是有一些项目是作为私有区块链单独开发的，比如 Hyperledger 和 Corda。我们在第 13 章、总账中讨论了这两个问题。

初创企业

近年来，出现了许多致力于区块链项目并提供该技术专用解决方案的科技初创企业。提供区块链咨询和解决方案的初创企业数量显著增加。

你可以访问链接https://angel.co/blockchains，它目前显示了 1927 家区块链初创企业的名单。

强烈的研究兴趣

区块链技术激发了学术界和商业领域的浓厚研究兴趣。近年来，人们的兴趣急剧增加，现在世界各地的主要机构和研究人员都在探索这项技术。这种兴趣的增长主要是因为区块链技术可以帮助提高业务效率，降低成本，并使事情变得透明。学术兴趣在于解决密码学中的难题、共识机制、性能，以及解决区块链的其他限制。

随着区块链技术在分布式系统的大伞下，来自分布式计算研究的许多研究人员已经将他们的研究集中在区块链技术上。例如，UCL 有一个专门的部门，UCL 区块链技术研究中心，专注于区块链技术研究。

另一个例子是 ETH Zurich distributed computing group(https://disco . ethz . ch)发表了关于区块链技术的开创性研究。最近一份名为分类账期刊的期刊最近发表了第一期研究论文。

在http://www.ledgerjournal.org/ojs/index.php/ledger有售。

在各种学术和商业机构中，现在有专门从事区块链研究和开发的团队和部门。

尽管这里提到的举措无论如何都不是一份详尽的清单，但它仍然是一个坚实的迹象，表明这是一个研究人员非常感兴趣的主题，预计在 2018 年及以后将会看到更多的研究和开发。另一个名为加密货币&合约 ( IC3 )的组织也在研究智能合约和区块链技术。IC3 的目标是解决区块链和智能合同中的性能、保密性和安全问题，并运行多个项目来解决这些问题。

更多关于在 IC3 进行的项目的信息可以在 http://www.initc3.org/在线获得。

标准化

区块链技术还不够成熟，无法与现有系统轻松集成。甚至，就目前的技术水平而言，两个区块链网络也不容易相互对话。标准化将有助于提高区块链技术的互操作性、适应性和集成方面。最近已经进行了一些尝试来解决这个问题，这些尝试中最值得注意的是建立了 ISO/TC 307，这是一个技术委员会，其范围是标准化区块链和分布式分类帐技术。

该委员会的目标围绕着增加用户、应用程序和系统之间的互操作性和数据交换。另一方面，最近成立的联盟和开源合作项目，如 R3 和 Hyperledger，通过与其他参与者共享思想、工具和代码，帮助实现了这项技术的标准化。R3 与一个由 80 多家银行组成的财团合作，这些银行都有相似的目标，这在某种程度上导致了标准化。另一方面，Hyperledger 有一个可用于构建区块链系统的参考体系结构，并得到了 Linux 基金会和业界许多其他参与者的支持。

另一个例子是开放链标准，这是为金融网络开发的协议。chain OS1 标准已经可用，它是与世界各地的主要金融机构合作建立的。该标准允许更快的交易结算和直接点对点交易路由。它旨在解决区块链技术中的监管、安全和隐私要求。OS1 还为智能合同开发提供了一个框架，允许参与者轻松满足反洗钱和 KYC 要求。

智能合同标准化工作也始于 Lee 等人撰写的开创性论文，该论文正式定义了智能合同模板，并提出了智能合同相关研究和开发的未来研究和必要性的愿景。

这篇论文在https://arxiv.org/abs/1608.00771v2有售。

而且在第十六章、可扩展性和其他挑战和第四章、智能合约中已经对这个话题进行了一些讨论。

这里提到的所有努力都清楚地表明，很快，行业内将出现标准，这将进一步使区块链技术的采用更容易、更快。标准也将导致区块链工业的指数级增长，因为标准的可用性将消除诸如互操作性的障碍。

提高

在过去的几年中，已经提出了各种改进和建议来进一步开发现有的区块链。这些建议大多是针对安全漏洞和解决区块链技术固有的局限性而提出的。区块链技术存在某些限制，如可伸缩性、隐私和互操作性，这些限制需要在它像任何其他技术一样成为主流之前得到解决。

最近，在解决区块链技术中的可扩展性问题方面做出了巨大的努力，这些努力在第 16 章、可扩展性和其他挑战中进行了讨论。此外，特定于区块链的改进建议，如 BIPs (简称比特币改进建议)和 EIPs (简称以太坊改进建议)由开发者定期提出，以解决这些系统中的各种问题。

本章稍后将讨论这两个链的一些最新的显著改进建议。此外，最近的进步，如国家频道，是区块链技术正在迅速改善的例子，很快将发展成为一个成熟和更实用的技术。

真实世界的实现

近年来，尤其是在 2017 年，使用区块链技术开发了许多概念验证。出现了一些特定于应用程序的实现，如用于钻石跟踪的 Everledger 和用于物联网的 filament，但在各个领域仍然缺乏。

现在这似乎不太遥远，因为许多概念的证明已经被开发出来并被证明是可行的；下一步是在现实生活中实现这些。例如，最近，一个由七家银行组成的集团同意建立一个数字贸易链 ( DTC )来简化贸易融资流程。

具体的、真实的、端到端的实现现在也变得可行，甚至在金融行业也是如此，例如澳大利亚证券交易所 ( ASX )用区块链取代了其遗留的邮政交易系统。

在 https://www.asx.com.au/services/chess-replacement.htm 可以获得来自 ASX 的关于这个项目的信息。

财团

近年来，出现了各种联盟，并开始了共享开源的努力。这种趋势预计在未来几年将会增长，越来越多的联盟、委员会和开源项目将会很快出现。一个典型的例子是 R3，它与世界上最大的金融组织联合开发了 Corda。

应对技术挑战

由于密集的研究努力和社区对区块链技术的兴趣，各种挑战的答案已经开始出现。例如，国家频道的概念是作为对区块链上的可伸缩性和隐私问题的响应而开发的。使用国家渠道，比特币闪电网络和以太坊的雷电已经几乎准备好实施。

这是正在进行的工作，然而，更新可在这里https://github.com/raiden-network/raiden/milestones获得。

此外，出现了各种区块链解决方案，如 Kadena，它们直接解决了区块链的保密问题。Zcash、CoinJoin 和保密交易等其他概念也已开发出来，并在第 10 章、替代硬币中进行了讨论。这一趋势在未来几年还将继续增长，即使区块链技术解决了几乎所有的基本挑战，进一步的增强和优化也不会停止。

集合

其他技术与区块链的融合带来了巨大的好处。区块链的核心是提供弹性、安全性和透明性，当与其他技术相结合时，会产生一种非常强大的技术，可以相互补充。例如，当通过区块链实施时，物联网可以获得主要好处，如完整性、分散性和可扩展性。人工智能 ( AI )有望从区块链技术中获益，而事实上在区块链技术内部，AI 可以以自主代理 ( AAs )的形式实现。更多的例子和前面提到的融合技术将在本章的后面部分详细讨论。

区块链技术教育

虽然区块链技术激发了全世界几乎每个行业的技术人员、开发人员和科学家的极大兴趣，但是缺少正式的学习资源和教育材料。由于这是一项新技术，各种知名机构，如普林斯顿大学，正在提供各种课程，向任何想了解这项技术的人介绍这项技术。

例如，普林斯顿大学开设了一门加密货币和数字货币课程，该课程在网上授课(https://online . Princeton . edu/course/bit coin-and-crypto currency-technologies)。许多私人组织也提供类似的在线和课堂培训课程。由于区块链技术的普及和接受，像这样的努力将很快看到。

雇用

就业市场最近出现了一种趋势，招聘人员正在寻找能够为区块链编程的区块链专家和开发人员。这与金融行业尤其相关，最近许多初创企业和大型组织已经开始雇佣区块链专家。随着技术获得更多的认可和成熟，这种趋势当然会增长。还有一个问题是区块链开发人员的缺乏，随着技术的进步，越来越多的开发人员通过自学获得经验或从一些培训机构获得正式培训，这个问题无疑会得到解决。

秘密经济学

随着区块链的出现，新的研究领域正在涌现，最著名的是密码经济学，这是一门研究管理分散数字经济的协议的学科。随着区块链和加密货币的出现，该领域的研究也有所增长。Vitalik Buterin 将密码经济学定义为数学、密码学、经济学和博弈论的结合。

在 https://vitalik.ca/files/intro_cryptoeconomics.pdf 有一场精彩的演讲。

密码学研究

尽管在比特币发明之前的几十年里，密码学一直是一个备受关注和研究的领域，但区块链技术引发了人们对这一领域的新兴趣。随着区块链和相关技术的出现，对密码学的兴趣也显著增加。特别是在金融加密领域，新的研究正在进行并定期发表。

区块链正在研究诸如 ZKPs、全同态加密和函数加密等技术的应用。以 Zcash 的形式，ZKPs 已经第一次在实际层面得到实施。可以看出，区块链和加密货币促进了密码学，尤其是金融密码学的发展。

新的编程语言

人们对开发用于开发智能合约的编程语言也越来越感兴趣。这些努力更多地集中在特定领域的语言上，例如以太坊的 Solidity 和 Kadena 的 Pact。这只是一个开始，随着技术的进步，许多新的语言可能会被开发出来。

硬件研发

当 2010 年意识到当前的方法对挖掘比特币效率不高时，矿工们开始转向优化挖掘硬件。这些最初的努力包括使用 GPU，然后在 GPU 达到极限后使用了现场可编程门阵列(FPGA)。此后不久，专用集成电路 ( ASICs )出现，大幅提升了矿业实力。这种趋势预计将进一步发展，因为现在有更多的研究通过并行化和减小芯片尺寸来进一步优化 ASICs。

此外，GPU 编程计划也有望增长，因为新的加密货币正在定期出现，其中许多都利用了能够受益于 GPU 处理能力的 PoW 算法。例如，最近 Zcash 激发了人们对 GPU 采矿钻机和使用 NVIDIA CUDA 和 OpenCL 的相关编程的兴趣。目的是并行使用多个 GPU 来优化采矿作业。此外，一些研究一直在使用可信计算硬件领域，如英特尔的软件保护扩展 ( SGX )来解决区块链的安全问题。此外，英特尔的 SGX 已经被用于一种叫做的新型共识算法，即耗时证明 ( PoET )，这已经在第 13 章、 Hyperledger 中讨论过了。开发了另一个项目 21 比特币计算机，作为开发者学习比特币技术和轻松开发比特币平台应用的平台。

硬件研发趋势有望继续，不久将会探索更多的硬件场景。

形式化方法和安全性研究

随着对智能合约编程语言中的安全问题和漏洞的认识，现在对在生产部署之前对智能合约进行正式验证和测试有了浓厚的兴趣。为此，各种努力已经在进行中，包括为以太坊的稳固而努力。Hawk 是另一个允许智能合同保密的例子。

区块链的替代品

随着区块链技术近年来的发展，研究人员开始考虑创建平台的可能性，这些平台可以提供区块链提供的担保和服务，但不需要区块链。这导致了 R3 的 Corda 的开发，它实际上不是真正的区块链，因为它不是基于包含事务的块的概念；相反，它基于状态对象的概念，该对象根据代表网络最新状态的网络参与者的要求和规则在整个 Corda 网络中横向移动。其他例子包括 IOTA，这是一个物联网区块链，它利用有向无环图 ( DAG )作为名为 Tangle 的分布式分类帐，而不是传统的区块链块。该分类帐据称已经解决了可扩展性问题以及高级别的安全性，甚至可以防止基于量子计算的攻击。应该注意的是，比特币在某种程度上也受到量子攻击的保护，因为量子攻击只能对暴露的公钥起作用，只有在发送和接收交易都进行的情况下，这些公钥才会在区块链上显示。如果不泄露公钥，在未使用的地址或可能只用于接收比特币的地址中就是这种情况，那么量子安全就可以得到保证。换句话说，为每个事务使用不同的地址可以防止量子攻击。此外，在比特币中，如果需要，可以很容易地更改为另一种量子签名协议。

互操作性工作

最近对区块链互操作性局限性的认识导致了可以跨多个区块链工作的系统的发展。最近的一个例子是 Qtum，这是一种兼容以太坊和比特币区块链的区块链。它利用比特币的 UTXO 机制进行价值转移，并为智能合约提供 EVM。这意味着以太坊项目可以移植到 Qtum 上，而不需要任何改变。

区块链即服务

以目前云平台的成熟程度，很多公司已经开始提供区块链即服务 ( BaaS )。最突出的例子是微软的 Azure 和 IBM 的 Bluemix 平台，前者提供以太坊区块链作为服务，后者提供 IBM BaaS。预计这一趋势在未来几年内还会继续发展，将会出现更多提供 BaaS 的公司。电子政府即服务 ( eGaaS )是另一个例子，它实际上是 BaaS，但是为治理功能提供了特定于应用的区块链(http://egaas.org)。这个项目旨在组织和控制任何没有文件流通和官僚开销的活动。

减少电力消耗的努力

从比特币的区块链可以明显看出，PoW 机制是非常低效的。当然，这种计算保护了比特币网络，但这种计算没有其他好处，而且浪费了大量电能。为了减少这种浪费，现在人们更加关注更环保的选择，如 PoS 算法，它不需要像比特币的 PoW 算法那样的巨大资源。这一趋势预计将会增长，尤其是针对以太坊计划的 PoS。

其他挑战

除了在第 16 章、可扩展性和其他挑战中讨论的安全性和隐私性之外，在实现区块链的主流应用之前，还需要克服其他几个障碍。这些因素包括监管、政府控制、不成熟的技术、与现有系统的集成以及实施成本。

规章制度

监管被认为是需要应对的最重大挑战之一。核心问题是区块链尤其是加密货币没有被任何政府承认为合法货币。尽管在某些情况下，它在美国和德国被归类为货币，但它仍远未被接受为常规货币。此外，目前状态的区块链不被认为是金融机构可以利用的平台。还没有金融监管机构接受它作为一个可以被授权使用的平台。

然而，世界各地的监管机构采取了各种举措来研究和提出监管措施。目前状态下的比特币完全不受监管，尽管政府已经尝试对比特币征税。在英国，根据欧盟增值税指令，比特币交易免交增值税 ( 增值税)，但这可能会在英国退出欧盟之后发生变化。然而，资本利得税 ( CGT )在某些情况下可能仍然适用。

预计金融监管机构将很快对区块链技术进行监管，特别是在英国金融行为监管局最近宣布可能批准一些公司使用区块链之后。

人们普遍担心区块链技术还不能用于生产部署。尽管比特币区块链已经发展成为一个坚实的区块链平台，并被用于生产，但它并不适合每一个场景。在金融和卫生等敏感环境中尤其如此。然而，这种情况正在迅速改变，我们已经在本章中看到了新区块链项目的各种示例，这些项目已在现实生活中实施，如 ASX 区块链邮政贸易解决方案。随着本章前面讨论的改进技术和解决任何技术限制(如可伸缩性和隐私)的大量工作的进行，这种趋势有望发展。

安全性也是许多研究人员强调的另一个普遍关注的问题，尤其适用于金融和卫生部门。欧盟网络与信息安全机构的一份报告强调了分布式分类帐应该解决的具体问题。

该报告可在 https://www . enisa . Europa . eu/news/enisa-news/enisa-report-on-区块链技术与安全上获得。

报告中强调的一些问题包括智能合同管理、密钥管理、反洗钱 ( AML )和反欺诈工具。此外，报告中还强调了对监管、审计、控制和治理的需求。

与现有遗留系统的集成也是一个主要问题。还不清楚区块链将如何与现有的金融体系整合。

采用的障碍或多或少与法规、安全性和互操作性有关。与现有系统的集成可以通过几种方式实现。

暗边

凭借抵制审查和分散化的关键属性，区块链技术有助于提高各行各业的透明度和效率，但这种技术在某种程度上不受监管的性质意味着它也可能被犯罪分子用于非法活动。例如，比较一种情况，如果一些非法内容在互联网上发布，可以通过联系有关当局和网站服务提供商立即关闭，但这在区块链是不可能的。

一旦区块链上有了什么东西，就几乎不可能恢复。这意味着任何不可接受的内容，一旦在区块链上发布，就不能删除。如果区块链被用来传播不道德的内容，那么任何人都没有办法关闭它。这带来了严峻的挑战，在这种情况下，一些监管和控制似乎是有益的，但如何监管区块链呢？这是另一个关键问题。先制定监管法律，然后看看区块链技术是否适应这些法律，这可能并不明智，因为这可能会破坏这项技术的创新和进步。更明智的做法是让区块链技术先发展起来，就像互联网一样，当它达到一定规模时，管理机构可以要求对区块链技术的实施和使用进行一些监管。

有各种各样的例子表明，黑暗网络与比特币一起被用来进行非法活动。例如，用于在互联网上销售非法药物的丝绸之路使用比特币进行支付，而暗网使用只有 Tor 才能看到的洋葱网址。尽管经过执法机构几个月的努力，丝绸之路被关闭，但新的类似网站开始出现。现在，类似的提供服务的其他选择是可用的；因此，一般来说，这种类型的问题仍然是一个大问题。

想象一下，一个非法网站在 IPFS 和区块链上；没有简单的方法关闭它。很明显，缺乏控制和监管会鼓励犯罪活动，类似丝绸之路这样的问题会不断出现。Zcash 等完全匿名交易功能的进一步发展可以为犯罪分子提供另一层保护，但同时在各种合法情况下可能非常有用。这取决于谁在使用这项技术；匿名在许多情况下都有好处，例如在医疗行业，患者记录应该保持私密和匿名，但如果它也可能被犯罪分子用来隐藏他们的活动，则可能不合适。

一个解决方案可能是引入智能机器人或 AAs，甚至是嵌入监管逻辑的合同。它们最有可能由监管机构和执法机构编程，并作为一种提供治理和控制的手段存在于区块链上。例如，区块链可以设计为每个智能协定都必须通过一个控制器协定，该控制器协定仔细检查代码逻辑，并提供一个监管机制来控制智能协定的行为。

也有可能让监管机构检查每个智能合同的代码，一旦智能合同代码以监管机构颁发的证书的形式具有一定程度的真实性，它就可以部署在区块链网络上。这种二进制签名的概念类似于已经建立的代码签名的概念，其中可执行文件被数字签名，作为确认代码是真实的而不是恶意的手段。这一想法更适用于半私人或受管制的区块链，在这种情况下，监管当局要求某种程度的控制，例如在金融业。这意味着需要对可信任的第三方(监管者)进行一定程度的信任，由于偏离了完全去中心化的概念，这可能是不可取的。然而，为了解决这个问题，可以使用区块链本身来提供一个分散的、透明的、安全的证书颁发和数字签名机制。

区块链研究

虽然近年来区块链技术取得了重大创新，但该领域进一步研究的时机仍然非常成熟。下面列出了一些选定的研究主题，并提供了一些关于现有挑战和技术状态的信息。下面的小节还介绍了一些关于如何解决这些问题的想法。

智能合同

在界定智能合同的关键要求和开发模板方面，这一领域取得了重大进展。然而，在使智能合同更加安全可靠方面还需要进一步的研究。

集中化问题

尤其是比特币挖矿集中化，人们越来越担心比特币如何才能再次去中心化。

加密功能的限制

比特币区块链中使用的加密技术非常安全，并且经受住了时间的考验。在其他区块链，使用类似的安全技术，也非常安全。然而，具体的安全问题，如椭圆曲线数字签名方案中重复签名随机数的生成和使用的可能性(导致私钥恢复攻击)、哈希函数中的冲突以及可能破坏底层密码算法的量子攻击的可能性，仍然是一个令人兴奋的研究领域。

共识算法

PoS 算法或电源替代品研究也是一个重要的研究领域。这一点尤其重要，因为目前比特币网络的功耗预计到 2018 年底将达到近 125 TWh。目前，就电力消耗而言，它几乎相当于以色列。也有人建议，网络力量可以用来解决一些数学或科学问题，而不是像比特币的 PoW 那样执行低效或单一目的的工作。此外，PoS 算法等替代算法已经获得了很大的吸引力，并将在主要的区块链实施，例如以太坊的 Casper。然而，到目前为止，战俘仍然是获得公共区块链的最佳选择。

可量测性

在第十六章、可扩展性和其他挑战中已经对可扩展性进行了详细的讨论；简而言之，在本节中只需说明，虽然已经取得了一些进展，但仍然需要更多的研究来实现链上可伸缩性并进一步改进链外解决方案，如状态通道。已经提出了诸如增加块大小和仅事务区块链(没有块)之类的一些倡议来解决可伸缩性问题，这些倡议增加了区块链本身的容量，而不是使用辅助通道。无块实现的例子包括 IOTA (Tangle)。它是一个 DAG，用于存储事务，而传统的区块链解决方案使用数据块来存储事务。这使得它本质上比基于块的区块链(如比特币)更快，在比特币中，块生成之间的等待时间至少约为 10 分钟。

代码混淆

通过使用不可区分性混淆的代码混淆可被用作在区块链中提供机密性和隐私的手段。然而，这仍然是不切实际的，需要大量的研究工作来实现这一点。

著名项目

以下是区块链空间目前正在进行的著名项目列表。除了这些项目，还有无数的初创企业和公司在区块链工作，提供与区块链相关的产品。

Zcash on Ethereum(以太网上的 Zcash)

以太坊 R&D 团队最近的一个项目是在以太坊上实现 Zcash。这是一个令人兴奋的项目，开发人员正试图使用已经在 Zcash 项目中使用的 ZK-斯纳克法为以太坊创建一个隐私层。通过在以太坊上实现 Zcash，我们的目标是创建一个平台，允许诸如投票等隐私至关重要的应用。

它还允许在以太坊上创建匿名令牌，可以在许多应用程序中使用。

科尔科

这是由 Deutsche Borse 开发的一个项目，基于 Hyperledger 代码库，用于管理商业银行现金转账。抵押硬币 ( CollCo )提供了一个位于区块链的平台，允许商业银行实时转账，同时仍然依赖于 CCP 欧洲期货交易所清算所提供的传统功能。这是一个重大项目，可用于解决交易后结算流程中的低效率问题。

大提琴

截至 2017 年 2 月，这是 Hyperledger 项目的最新补充。该项目旨在提供随需应变的 BaaS，使用户能够方便、轻松地部署和管理多个区块链。据设想，Cello 将支持所有未来和当前的 Hyperledger 区块链，如织物和锯齿湖。

土方量

这个项目是基于结合比特币和以太坊区块链功能的想法。Qtum 利用比特币代码库，但使用以太坊的 EVM 进行智能合约执行。以太坊智能合约可以使用比特币的 UTXO(未用交易)模型运行。

在https://qtum.org/有售。

比特币-NG

这是解决比特币区块链的可扩展性、吞吐量和速度问题的另一个提议。下一代 ( NG )协议基于领导者选举机制，该机制在交易发生时立即验证交易，相比之下，比特币的协议中，块之间的时间和块大小是可扩展性的关键限制。

Solidus

这是一种新的加密货币，它为自私的挖掘提供了一种解决方案，同时解决了规模和性能问题。它还解决了保密问题。它是基于未经许可的拜占庭共识。目前状态的协议相对复杂，是一个开放的研究领域。

原始研究论文可在https://eprint.iacr.org/2017/317.pdf获得。

鹰

这是一个旨在解决区块链智能合同隐私问题的项目。这是一个智能合约系统，允许加密区块链上的交易。Hawk 可以自动生成与区块链交互的安全协议，而不需要手动编程加密协议。

镇-克里

这是一个项目，旨在为智能合同提供真实、可信的反馈。该系统基于英特尔的 SGX 可信硬件技术。这是 Oracle 设计的进一步发展，智能合约可以从在线来源请求数据，同时保持机密性。

塞特科因

这是一个由高盛建立的系统，在证券结算加密货币申请下申请专利。顾名思义，这种加密货币硬币可以用于快速高效的结算。该技术利用虚拟钱包在网络上交换资产，并允许通过 SETLCoin 的所有权进行即时结算。

蒂昌

这是使用可信执行环境 ( TEEs )为扩展比特币区块链提供可扩展且高效的解决方案的新颖想法。这类似于支付渠道的概念，即链外渠道用于更快的交易转移。这个想法的主要吸引力在于，它可以在比特币区块链上实现，而不需要对比特币网络进行任何改变，因为它是一种链外解决方案。

但是，有一点需要注意的是，该解决方案确实需要信任英特尔进行远程证明(验证)，因为英特尔的 SGX CPU 用于提供 tee。在分权的区块链，这不是一个理想的财产；但是，请注意，即使使用了远程证明，交易的机密性仍会得到保护，因为远程证明者(英特尔)无法看到用户之间的通信内容。这个限制使得它是否是一个完全分散和不可信的解决方案成为一个有争议的问题。

猎鹰

Falcon 是一个通过提供快速中继网络在网络上广播比特币块来帮助比特币规模化的项目。核心思想围绕着一种减少孤儿块的技术，从而有助于比特币网络的整体可扩展性。用于此目的的技术被称为应用级直通路由。

Bletchley

该项目由微软推出，表明了微软对区块链技术的承诺。Bletchley 允许使用 Azure 云服务以用户友好的方式构建区块链。Bletchley 引入的一个主要概念称为 cryptlets，可以认为它是驻留在区块链之外的高级版本的 Oracles，可以通过使用安全通道的智能合约来调用。这些可以用任何语言编写，并在安全的容器中执行。

有两种类型的密码囊:效用密码囊和契约密码囊。第一种类型用于提供基本服务，如加密和从外部源获取基本数据，而后者是一个更智能的版本，当在链上创建智能合约时，它会自动创建，并驻留在链外，但仍链接到链上合约。由于这种链外的存在，不需要在区块链网络的所有节点上执行契约密码。因此，这种方法提高了区块链的性能。

该白皮书可从 https://github . com/Azure/Azure-区块链-projects/blob/master/bletch ley/bletch ley-white paper . MD 获得。

鬼马小灵精

这是以太坊在开发中的 Stake 算法证明。在这一领域已经开展了大量研究，预计将于 2017 年实施。在基于 Casper 的以太网中，节点成为绑定的验证者，并被要求支付安全押金，以便能够提出新的块。

Casper 研究论文可在https://github . com/ether eum/research/blob/master/papers/Casper-basics/Casper _ basics . pdf获得。

杂项工具

下面的小节列出了一些以前没有讨论过的工具，并对其进行了简要介绍，以使读者了解可供区块链使用的无数开发选项。该列表包括可用于区块链开发的平台、实用程序和工具。

Microsoft Visual Studio 的 Solidity 扩展

该扩展为 DApps 提供了智能感知、自动完成和模板，并在熟悉的 Visual Studio IDE 中工作，使开发人员更容易熟悉以太坊开发。

你可以从 https://marketplace.visualstudio.com/items?下载这个扩展 itemName=ConsenSys。坚实度。

MetaMask

这是一个 DApp 浏览器，从 DApp 浏览的角度来看类似于 Mist，但是允许用户在浏览器中运行以太坊 DApps，而不需要运行完整的以太坊节点。

这可以从 https://metamask.io/获得，可以作为 Chrome 插件安装。

strategic(战略)

这是一个区块链开发平台，允许创建自定义的私人区块链，并与主要的斯特拉斯区块链(斯特拉斯链)的安全原因。它允许提供主要的区块链，如比特币、以太坊和 Lisk easy。此外，它允许使用 C#进行开发。NET 技术。它也可以作为 BaaS 通过 Microsoft Azure 获得。

这在https://stratisplatform.com/有售。

从事

这是一个以太坊的开发框架，允许类似的功能。它允许自动部署智能合约，更容易与 JavaScript 集成，尤其是更容易与 IPFS 集成。这是一个功能非常丰富的框架，还有更多的功能可用。它可以通过 npm 安装。

这个框架可以在 GitHub:https://github.com/iurimatias/embark-framework获得。

斑纹

这是以太坊的另一个框架，通过处理更复杂的任务，允许更容易地开发和部署智能合约。它可以用于包管理、契约构建和部署脚本。

这也可以通过国家预防机制获得。也可以通过 GitHub 在https://github.com/nexusdev/dapple下载。

流星

这是一个用于单页应用程序的全栈开发框架。它可以用于以太坊 DApp 开发。在 meteor 中有一个可用的开发环境，它使得复杂的 DApps 的开发变得更加容易。

可在https://www.meteor.com/获得，以太坊特有的 DApp 建筑信息可在https://github.com/ethereum/wiki/wiki/Dapp-using-Meteor获得。

uPort

这个平台建立在以太坊之上，提供了一个去中心化的身份管理系统。这使得用户可以完全控制自己的身份和个人信息。这是基于信誉系统的思想，它使用户能够相互证明并建立信任。

这在https://www.uport.me/有售。

INFURA

该项目旨在提供企业级以太坊和 IPFS 节点。INFURA 由以太坊节点、IPFS 节点和一个名为 Ferryman 的服务层组成，该服务层提供路由和负载平衡服务。

与其他行业的融合

区块链与物联网的融合已在第十六章、可扩展性和其他挑战中详细讨论。简而言之，可以说由于区块链的真实性、完整性、隐私性和共享性，物联网网络将极大地受益于区块链技术。这可以通过运行在区块链上的物联网网络的形式来实现，并利用分散的网状网络进行通信，以促进实时的机器对机器 ( M2M )通信。作为 M2M 通信的结果而生成的所有这些数据可以在机器学习过程中使用，以增强人工智能 Dao 或简单 AAs 的功能。AAs 可以在由区块链提供的分布式人工智能 ( 戴)环境中充当代理，并且可以使用机器学习过程随着时间的推移进行学习。

人工智能是计算机科学的一个领域，致力于构建智能代理，这些智能代理可以根据他们观察到的周围场景和环境做出理性的决策。机器学习通过利用原始数据作为学习资源，在人工智能中发挥着至关重要的作用。基于人工智能的系统的一个关键要求是可用于机器学习和模型构建的真实数据的可用性。物联网设备、智能手机和其他数据采集设备产生的数据爆炸意味着人工智能和机器学习变得越来越强大。

然而，对数据的真实性有一个要求。一旦消费者、生产者和其他实体在区块链上，作为这些实体之间的交互的结果而生成的数据可以容易地用作机器学习引擎的输入，并保证真实性。这就是艾和区块链的交集。有人可能会说，如果物联网设备遭到黑客攻击，它可能会向区块链发送格式错误的数据。这个问题得到了缓解，因为物联网设备是区块链的一部分(作为一个节点)，并且作为区块链网络中的标准节点，所有安全属性都应用于它。这些属性包括对良好行为的激励、对畸形交易的拒绝、对交易的严格验证以及区块链协议中的各种其他检查。因此，即使物联网设备遭到黑客攻击，它也会被区块链网络视为拜占庭节点，不会对网络造成任何不利影响。

此外，结合智能神谕、智能、智能合同和 AAs 的可能性将产生人工智能分散自治组织 ( AIDAOs )，这些组织可以代表人类自己运行整个组织。这是 AI 在未来可以成为 norm 的另一面。然而，实现这一愿景还需要更多的研究。

此外，区块链技术与 3D 打印、虚拟现实、增强现实和游戏行业等其他领域的融合也在设想之中。例如，在一个多人在线游戏中，区块链的去中心化方法考虑到了更多的透明度，并可以确保没有中央权威通过操纵游戏规则获得不公平的优势。所有这些主题都是当前研究的活跃领域，预计很快这些领域会有更多的兴趣和发展。

将来的

据预测，2017 年将是区块链技术在现实生产环境中实施的一年，它将从前几年的概念验证 ( 概念验证)和理论阶段中走出来。在某种程度上，公司确实已经实施了一些试点项目，但大规模的生产实施还有待观察。预计在 2018 年，我们将看到一些组织实施全面的区块链项目。2019 年，预计近 20%的央行将使用区块链。

原创研究可点击此处https://papers.ssrn.com/sol3/papers.cfm?abstract_id=3040224。

在未来的几年里，这种趋势只会越来越大。在基于相关领域的当前进步和发展速度的章节中，很少有仔细的预测。

所有这些预测都有可能在 2020 年到 2050 年间实现:

物联网将在多个区块链上运行，并将催生 M2M 经济。这包括能源设备、自动驾驶汽车和家用配件。
医疗记录将被安全地共享，同时保护由医疗服务提供商联盟运营的各种私人区块链之间的患者隐私。它很可能是所有服务提供商(包括药房、医院和诊所)共享的单一私有区块链。
选举将通过分散的网络应用与区块链的后端透明和安全地举行。
金融机构将运行许多私有区块链，以便在参与者之间和内部流程中共享数据。
金融机构将利用半私有区块链为反洗钱和 KYC 职能部门提供身份信息，并将在全球许多或所有金融机构之间共享。
与移民和边境管制有关的活动将记录在区块链上，护照管制将通过全世界所有入境口岸和边境机构共享的区块链进行。
政府将管理跨部门区块链，提供政府服务，如养老金发放、福利发放、土地所有权记录、出生登记和其他公民服务。通过这种方式，可审计性、信任和安全感将在公民中发展。
密码学和分布式系统的研究将达到新的高度，大学和教育机构将提供关于加密经济学、加密货币和区块链的专门课程。
人工智能 Dao 将会在区块链盛行，它将会代表人类做出理性的决定。
一个由政府运营的受监管的公共区块链将在日常基础上被公民用来执行他们的日常活动，例如纳税、电视执照登记和婚姻登记。
BaaS 将作为标准配置提供给任何希望在区块链上开展业务或日常交易的人。事实上，可以设想，就像互联网一样，区块链将无缝地融入我们的日常生活，人们将在不太了解底层技术和基础设施的情况下使用它们。
区块链通常将用于为艺术和媒体提供数字版权管理 ( DRM )服务，并可用于向消费者提供内容，从而实现消费者和制作者之间的直接沟通。这将消除任何中央方管理有价值商品的许可和权利管理的需要。
比特币等现有加密货币的价值将继续增长，随着国家渠道的可用性和可扩展性努力，这一趋势预计只会增长。
加密货币投资将会大大增加，一个新的加密经济社会将会出现。
比特币价值将达到每枚数万美元。
区块链将对数字身份进行日常管理，投票、税收和资金拨付等不同的政府职能将通过支持区块链的平台进行。
金融机构和清算机构将于 2018 年开始为其客户推出基于区块链的解决方案。

摘要

区块链将会改变世界。这场革命已经开始，而且预计将呈指数级增长。本章探讨了各种项目和区块链技术的现状。

首先，我们讨论了一些趋势，随着技术的进一步发展，这些趋势有望继续下去。世界各地的许多研究人员和组织对区块链技术有浓厚的研究兴趣，本章还介绍了一些研究课题。此外，还讨论了与物联网和人工智能等其他领域的融合。

最后，对区块链技术的发展进行了一些预测。这些预测中的大多数有可能在未来十年左右成为现实，而有些可能需要更长的时间。区块链技术具有改变世界的潜力，一些积极的迹象已经在成功的 PoC 实施和越来越多的爱好者和开发者对这项技术感兴趣的形式中看到。很快，区块链将和我们的生活交织在一起，就像现在的互联网一样。这一章只是对区块链巨大潜力的一个适度概述，在不久的将来，这一技术有望呈指数级增长并被进一步采用。

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