时间：2023-09-14 17:45:12
车辆到电网（VehicletoGrid，V2G）是智能电网中新兴的重要技术，它通过电动汽车和智能电网间的电力双向流动，增加了电网的灵活性和弹性。然而，由于大量的电力双向交互，V2G网络面临着严峻的隐私和安全挑战。针对上述挑战，本文提出了一种基于区块链的V2G隐私保护方案，通过构建双层区块链，实现电力交互信息的安全存储与共享；引入车辆假名机制实现电动汽车身份隐私保护；利无证书聚合签密技术保证数据安全和密文的高效验证。安全性分析表明，本文所提方案具有公开验证性和不可伪造性。近年来，随着大规模的电动汽车并入智能电网，如何通过电动汽车辅助维持电网均衡稳定，是智能电网研究的重要方向，V2G技术应运而生，V2G是指电动汽车到电网的双向电能互动技术[1]。在智能电网中引入V2G技术，不但可减轻电动汽车接入电网时造成的负荷波动，还能进行调峰调频[2]。然而，在V2G网络中仍然存在着身份盗用、中间人攻击等各种安全问题以及V2G实体之间共享信息时的隐私泄露风险。目前，一些研究已采用区块链技术来解决智能电网中的安全和隐私问题。如Guan等[3]在智能电网中提出了一种基于区块链的安全通信隐私保护和数据聚合方案，采用布隆过滤器实现快速认证。同样，Wang等[4]设计了一种高效的匿名奖励方案，采用了环签名和区块链等技术来满足V2G网络的安全要求。因此，在本文中，我们将区块链和无证书聚合签密技术[5]相结合，实现V2G网络的隐私保护。
1系统模型
在V2G网络下，本文所提出的基于区块链的V2G网络中交互信息隐私保护网络模型如图1所示。模型中包括电动汽车（ElectricVehicle，EV）、充电站（ChargingStation，CS）、区域聚合器（RegionalAggregator，RA）、电力服务供应商（ElectricityServiceProvider，ESP）、密钥生成中心（KeyGenerationCenter，KGC）和区块链（BlockChain,BC）6个实体。该模型旨在达到如下设计目标：(1)隐私保护：利用车辆假名机制为电动车生成假名，使其在V2G网络中与各个实体交互时真实身份不被泄露；同时结合无证书聚合签密对电动车的电力交互信息进行签密，保证其数据隐私安全。(2)安全高效：通过双层区块链架构在各实体间传递交互信息，保证了数据的完整性和不可篡改性。无证书加密体制和聚合签密技术的结合解决了密钥托管问题，还支持高效的密文的批量聚合与验证。模型中实体的具体介绍如下：(1)电动汽车：具有与电网进行充放电交互能力的电动汽车。(2)充电站：为电动汽车与电网进行电力交互配备了足够资源的实体。(3)区域聚合器：负责汇总所属区域所有电动汽车的双向电力交互信息。(4)电力服务供应商：负责对电动汽车的双向电力交互信息进行分析，以便为智能电网实现准确、灵活的电力调控。(5)区块链：负责V2G网络中电力交互信息的安全存储和共享。(6)密钥生成中心：负责生成系统参数并为各实体分发部分私钥。
2方案的详细描述
方案主要包括系统初始化、实体注册、电力双向交互和电网分析4个步骤。2.1系统初始化KGC选择一个安全参数λ，生成两个大素数p、q，且满足q|p-1。G为椭圆曲线上的一个循环群，阶为q，生成元为P。定义3个安全的哈希函数：H1:{0,1}*×G×G→Zq*，H2:{0,1}*→Zq*，H3:{0,1}*×G→Zq*。KGC随机选择x∈Zq*作为系统主密钥，并保密x,系统公钥Ppub=xP，公开系统参数params={p,q,P,Q,Ppub,G,H1,H2,H3}。2.2实体注册所有加入V2G网络的电动汽车都需要在KGC处进行登记注册。电动汽车通过安全信道将自己的真实身份发送给KGC，对于真实身份为RIDi(1≤i≤n)的EV，KGC为其生成匿名身份AIDi来保护身份隐私，具体步骤如下:2.3电力双向交互2.3.1电动汽车签密EV在开始与CS交互前，CS向RA申请检查注册假名表确认车辆是否已加入V2G网络，验证通过后方可进行电力双向交互。完成交互后，EV将把电力交互信息签密后上传至ESP，以保证与其他实体的交互中是安全可靠的。EV对将要上传至电力服务供应商IDESP的消息mi执行如下操作。2.3.1电动汽车签密EV在开始与CS交互前，CS向RA申请检查注册假名表确认车辆是否已加入V2G网络，验证通过后方可进行电力双向交互。完成交互后，EV将把电力交互信息签密后上传至ESP，以保证与其他实体的交互中是安全可靠的。EV对将要上传至电力服务供应商IDESP的消息mi执行如下操作。2.3.2区域链的生成为了汇聚区域信息、降低节点存储压力以及通信开销，签密密文首先需要上传至电动汽车所属区域的RA。RA收到密文后，首先通过已有的注册假名表确认电动汽车假名合法性；随后，RA将聚合该区域所有车辆的电力交互信息，进行无证书聚合签密，生成聚合密文；最后RA将构筑区域区块链，并将聚合密文上传至区域链。具体过程如下:(2)添加至区域链：RA将生成的聚合密文σ=〈{Ui,ci}i=1n,S〉记录在一个新的区块中，并向所属区域所有电动汽车处广播，新区块将根据共识算法验证正确性，如果通过，则将信息传递给其他节点。2.3.3聚合链的生成各区域的RA生成区域链后，会将其发送至根据各个RA的资源空闲情况选择的聚合节点，在聚合节点处将构筑聚合链。和区域链处类似，聚合节点将各区域的聚合密文封装成块添加至聚合链中，并将聚合链发送至电力服务供应商。
3安全性分析
本节将从正确性、公开验证性和不可伪造性三方面对本文所提方案进行分析。3.1正确性3.1.1密文的正确性验证区域聚合器RA需要对车辆AIDi提供的密文中的签名进行正确性验证，以确保提供密文车辆的身份是合法的，提供的密文是有效的。验证等式成立，即该车辆身份合法，密文有效。区域聚合器RA将区域内合法车辆的密文聚合起来形成新的聚合密文发送给电力服务供应商ESP，ESP同样需要验证聚合密文的签名是否有效。当验证等式成立，即聚合密文有效。3.1.2记录密文解密正确性验证电力服务供应商ESP在收到聚合密文后，通过以下等式验证记录明文mi的正确性：3.2不可伪造性本方案利用无证书聚合签密和区块链技术，保证了电力交互信息的不可伪造性。只要车辆上传的交互信息密文被记录在区块链上，就不会被轻易地伪造和篡改。
4结语
V2G网络中，电动汽车与智能电网的双向电力交互可维持智能电网平衡，为应对双向交互带来的安全和隐私挑战，本文提出了一种基于区块链的车辆到电网隐私保护方案。通过车辆假名机制、无证书聚合签密以及区块链技术，本方案保证了V2G网络双向电力交互的隐私安全。此外，安全性分析表明,本方案具有公开验证性和不可伪造性。
作者：徐榕鸿 杨丽红 单位：北方工业大学
［关键词］区块链;大数据;医疗保健;人工智能
区块链是一个分布式数据库系统，充当存储和管理事务的“开放式分类账”。它可以创建数字化的交易块，而无须集中控制。区块链有三个关键部分:计算机网络、网络协议和共识机制。网络中的每台计算机都会记录分类账的副本，并且所做的任何更改都必须通过算法检查以确保建议的更改显示有效。通过网络节点授权批准后，新交易块将添加到数据链中。区块链技术相对现有的市场商业体系，具有巨大的应用优势。首先，区块链消除了对第三方交易清算的需求，节省了时间和金钱。其次，增加了网络的责任性和安全性，因为所有参与者都是已知和可信的。区块链不仅仅是技术和金融行业的宠儿，现在已经深入到经济生活的方方面面。医疗保健系统需要处理有关个人的私密数据，区块链可帮助确保患者数据的安全性、实时性和准确性。
1区块链技术的广泛安全性
2019年是区块链诞生10周年，以物联网(IoT)、第五代移动通信技术(5G)、人工智能(AI)、区块链(Block-chain)等为代表的智能科技将极大地拓展智能商业的边界，成为工业互联网时代的推动力。区块链带来的最大价值则是在万物互联的时代，用技术重构信任机制。这将对未来的金融和商业产生深刻影响。由于区块链上文件系统中固有的加密技术，区块链上的数据本质上是高度安全的。这意味着区块链非常适合存储高度敏感的个人数据，这些数据经过精心处理后，可以为生活带来许多的价值和便利。日常生活中，如果使用淘宝或亚马逊网站搜索引擎，它们会推荐我们想要购买的东西。当然，输入这些系统的数据是私密的。通常处理这些私人数据的企业必须投入大量资金来满足数据安全方面的标准。即便如此，大规模的个人数据泄露事件越来越常见。区块链数据库以加密状态保存，这意味着只要私钥安全，链上的所有数据就安全。AI在安全方面也有很多可以与区块链技术融合的领域。众所周知，数据处理过程中的任何一部分暴露了未加密数据，就意味着安全风险的存在。AI的发展使其网络算法能够在数据仍处于加密状态时进行处理或操作。
2医疗健康大数据与人工智能
当前大数据和人工智能的技术与医疗领域的结合日益紧密，使得各个国家的整体医疗技术水平在不断提高。我国已经开始制定相关政策，鼓励健康医疗健康大数据和AI发展。组织专家认证数据融合安全计算的技术可行性。各地政府明确机制，支持地方医院促进医疗AI发展。这些都为医疗AI数据创新提供了发展机遇。在互联网后时代，互联网价值的显著体现就是区块链技术。有了区块链技术，人们可以定义所有的资产，并且创建各式各样的去中心化应用，其中涉及物联网、云计算、大数据、互联网、医疗、保险以及银行等。由于区块链具有每个单个事务的数据库记录，因此它为机构提供了一种数据实时挖掘模式的方法。从另一个角度来看，区块链极大地提高了数据分析的透明度。与以前的算法不同，区块链的设计拒绝任何无法验证且被认为可疑的输入。因此，建立在区块链技术上的大数据分析算法只需处理完全透明的数据。这样意味着数据质量的优化，提高了AI分析计算的效率。
3区块链技术与人工智能大数据处理技术
自互联网技术出现以来，医疗行业一直在大量涌入数据。随着临床数据量的不断增加，医疗健康领域的区块链商业智能已成为巨大的需求。人工智能大数据处理技术是指利用互联网平台，通过AI技术简化某些过程，而无须人为干预来实现预期的数据处理方法。在医疗保健领域，AI技术可以融入广泛的治疗保健流程中，从而减少管理工作量，消除资金浪费，增强信息交换，并能提供实时数据分析以及患者监控。医疗健康数据AI技术，除了能减少医疗保健组织必须处理的大量数据处理工作外，还有助于提高运营效率和降低人员成本。区块链技术与AI大数据处理技术的结合将会使医疗健康机构获得巨大的效益。具体分析如下。
3.1改善医疗机构治疗水平
医疗保健组织依靠数字工具和技术来支持他们的日常运营，最终目标是改善医疗水平。建立在互联网上的区块链技术，提供完善的区块链商业智能服务，与医疗保健数据AI相结合。通过使用AI工具引入预测分析元素，确定患者生命安全、检查等待时间、满意度评估、疾病和复发风险、潜在治疗成本、再入院可能性等参数，从而系统自动给出患者护理方案，计算平均住院时间，帮助医疗保健专业人员对患者诊断做出明智的决定。
3.2更好分配资源
目前医疗机构以电子方式存储患者记录几乎已成为常态。医疗工作者可以从集中存储的患者数据库中精准挑选出相关的信息，以促进更好地预测和可操作的诊断方案。将医疗保健数据AI与区块链商业智能相结合的另一个关键优势是，通过跨部门分配基于需求的精确数据来更好地管理资源，从而减少浪费。例如，由于预测分析可以帮助确定患者何时准备好出院，因此它还有助于更好地分配病床、药品和员工等资源，以帮助减少浪费。区块链商业智能工具能够从健康应用程序以及可穿戴设备(如计步器和健身带)访问可下载数据。这使医疗保健专家能够利用互联网准确跟踪健康指标和信息。这些数据对于医疗保健从业者了解患者的生活方式和病史非常有用。
3.3促进数据挖掘技术广泛使用
大数据技术工具变得越来越便宜，不断增长的吸引力促使各种医疗健康机构有足够的驱动力去购买相应的技术。区块链商业智能非常适合这种模式，它提供经济而全面的解决方案，提高医疗机构的服务质量和运营质量。通过与AI技术的融合，区块链技术能够分析实验室结果和测试报告等临床数据，它可以协助护理人员，帮助他们制定更有效的患者护理计划，更多地关注需要额外关注和护理的患者。区块链商业智能工具的数据挖掘能力可以帮助医疗保健从业者更精确地评估治疗计划，确定选择的治疗方案。这些工具还可用于预测任何给定治疗程序的确切结果，通过帮助组织了解医疗方案的缺陷并采取纠正措施，有助于提高医疗质量。
4区块链技术在医疗健康机构的应用
互联网之所以发展迅速，同互联网一开始就有比较好的场景有关，无论是E－mail还是Web都是互联网信息交流非常自然的应用场景。区块链技术发展至今，存在一个较大的问题是应用场景的缺失，缺少能具体承载区块链技术的舞台和场景。目前，利用区块链商业智能和数据分析的最大障碍是:缺乏有效利用数据分析的资源，无法对分析性能进行基准测试，以及难以将分析结果引入可操作的决策中。随着互联网的蓬勃发展，世界各地的医疗保健机构正在快速转变为分布式数据存储库，这为区块链技术提供了广阔的应用场景。安全和隐私在医疗保健中至关重要。黑客对医疗健康数据的任何攻击都可能对医疗机构造成极大的破坏，因为它们不仅受到经济损失，而且自身声誉也会受到极大影响。最重要的是，在任何违反数据安全的情况下，最大的受害者是患者个人的私人信息，从付款的信用卡详细信息到医疗诊断的结果，隐私没有得到足够保护。医疗机构产生的数据由于需要长期保留而难以管理，这意味着医疗保健机构需要一种有远见的方法来确定数据的存储、访问和使用方式。此外，医学领域的数据管理软件通常具有建立定期访问权限的范围，该权限根据需要为来自不同部门的不同工作人员提供临时查看功能。这些因素使医疗机构更加迫切需要定期审查其数据，以便删除、修改或匿名化信息。同样，输入任何医疗健康机构记录的数据也需要格式化，描述特征和检查结果数据必须准确，然后才能为机构内的不同用户访问，以用于医疗、管理和计费目的。这种要求进一步加剧了在医疗保健领域管理数据的难度。为了应对这些挑战，医疗保健部门正在寻求在四个关键领域:临床、运营、管理和财务领域，使用区块链技术增强商业智能和数据分析工具。区块链技术将协助医疗组织设置中的最高领导者建立正确的部署策略，通过引入数据可视化和智能化，促进医疗技术人员技能升级，建立大数据AI分析技术等新概念，使员工熟悉使用区块链商业智能工具，从机构数据库中获取更多有效的资源。区块链技术针对医疗保健系统大数据进行精心设计，全面规划，通过最少的处理算法，精简数据输入和输出过程，从而形成一个去中心化、智能高效、面向未来的大数据系统。
关键词：区块链；军事物流；分布式；区块；非对称加密
作者简介：于明媛（1955-），女，天津人，武警后勤学院硕士研究生，研究方向：应用经济学。
自2008年提出“比特币”概念[1]后，以比特币为代表的数字加密货币体系开始进入金融领域，作为比特币交易的底层技术区块链也随之兴起。近年来，区块链的研究不断深入，其应用发展也体现出多元化的特征，很多专家学者认为区块链技术是一个极具潜力的颠覆性技术。而“天生”拥有数据分布存储、信息追根溯源、运行安全可靠特性的区块链技术，必将在军事物流领域大展拳脚。
1区块链技术的原理及概念
建立网络的主要目的就是参与人员互相协作并共享资源，而如何配置不同的设备来共享资源很大程度上要依赖于网络的功能和设计，根据信息资源在空间分布结构的不同，大体上可以分为两种架构模式，即集中式系统和分布式系统[2]。图1展示了这两种架构模式的对比。
信息资源体现为空间上集中配置的系统为集中式系统。简言之，就是一个主机带多个终端，终端通过网络连接到主机。终端没有数据处理能力，仅负责数据的录入和输出。而运算、存储、处理等全部在主机上进行。集中式系统主要流行于20世纪，目前，在日常生活中常用的银行自动提款机（ATM）便是这种集中式系统。而在分布式系统中有许多台不同的机器，每台主机都有自己的数据库、中央处理器、终端等，任意两台计算机都可以通过通信来交换信息。它们在空间位置上可以随意分布，多台计算机之间没有主、从之分，但在逻辑上属于同一系统，若干计算机可以互相协作来完成一个共同的任务。
区块链便是一种分布式系统，不仅可以将数据存储在所有参与记录的节点中，还可以由系统参与者集体记录、共同进行维护。区块链技术中的数据可以通过电子记录而被永久储存下来，“区块”就是存放电子记录的文件。区块生成时间段内的所有交易数据被完整的记录在区块中，实际上区块就是交易信息的大集合，其大体分为区块头和区块体两部分。区块头用于链接前面的块并为区块链数据库提供完整性的保证，区块体则包含了经过验证的、块创建过程中发生价值交换的所有记录。区块链通常不直接保存原始数据，而是保存其哈希函数值，即将原始数据编码为特定长度的由数字和字母组成的字符串后记入区块链。时间戳赋予区块链时间维度，每个节点都会通过加盖时间戳的方式把交易信息的写入时间记录在区块中，各区块最终按照时间戳的时间顺序连接成一条主链，这便形成了区块链。
为了保证参与者的信息安全，区块链技术采用加密算法。在加密过程中使用的公钥是透明的、全网可见的，所有人都可以用公钥来加密一段信息；而在解密过程中使用的私钥只有信息拥有者才知道，被加密的信息同样只有拥有相应私钥的人才能够解密（见图3）。因此，整个链上的交易信息是公开可见的，但是参与者的信息是被保护起来的，没有经过授权则无法对其信息进行访问。
基于对区块链的原理分析，可以认为区块链技术是利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用块链式数据结构存储数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全的一种全新的分布式架构与计算方式。
2区块链技术的特点
2.1数据分布存储
在区块链技术中，数据内容通过分布式记账得以确定，盖上时间戳后生成了区块数据，价值交换的信息通过分布式传播发送给各个节点并实时更新及实现了数据的分布存储。即使部分节点损坏也不会影响整个数据库的数据记录与信息更新，系统具有稳健性。
2.2信息追根溯源
如图2所示，区块链中的每一笔交易信息与相邻2个区块串联，区块数据结构存储了所有历史数据，其链式结构和相关技术决定了区块链上的数据只能被汲取、新增，而无法删除、修改，因此通过区块链可以实现对任何一笔交易追根溯源。
2.3运行安全可靠
在区块链中，一旦信息经过验证并添加至区块链，就会永久的存储起来，除非能够同时控制住超过51%的节点，否则单个节点上对数据库的修改是无效的，而非对称加密使篡改的难度和成本大大提高，因此区块链的数据拥有极高的安全性和可靠性。
3区块链技术的军事物流应用
如今，区块链的应用已经从金融领域延伸到物联网、智能制造、供应链管理、数字资产交易等多个领域。而“天生”拥有数据分布存储、信息追根溯源、运行安全可靠特性的区块链技术，在军事物流领域也拥有着广阔的前景。
3.1打造可视物流，实施精确保障
随着军事变革的推进，军事物流的发展和建设将面临新的更加复杂多样的要求。而要做好物流保障工作，就必须紧跟时代步伐，利用先进的智慧手段和管理理念，构建新型军事智慧物流体系，打造实时可视物流。
当前部队在执行处突任务时，供需矛盾相对突出，特别是在遂行重大自然灾害救援任务中，需求难以预测，易发生前方物资堆积成山、后方物资持续供应或部分品种断供缺供的现象，这即是“资源迷雾”问题导致的保障效益低下。而区块链技术具有信息分布存储、不可篡改等特性，利用区块链技术可以建立“虚拟仓库”，实现对每个仓库的物资品种、数量、质量等信息的精准掌握；同时可以及时获取物资保障中的途中运输、定点储存、装卸搬运、流通加工等环节的信息，使对军事行动中物流运作的全过程实施动态监控成为可能；以区块链技术为支撑，可以实现物流与信息流的双轨并行，有利于及时了解战场需求，实现科学、动态、精细系统协调，提高精确保障能力。
3.2构建信息平台，确保信息安全
物流信息平台是军事物流体系的核心，因此必须将信息安全上升到战略高度来加以重视。当前，部队在网络技术和信息技术两方面的发展程度都很慢，且存在大量技术漏洞，较易发生失泄密问题。国内外敌对势力容易利用网络和技术漏洞窃取军事秘密，破坏部队建设。而拥有信息完整性特性的区块链技术，能实现数据存储和数据加密的有机结合，并保护高度敏感数据，在一定程度上有助于提升军事物流信息的安全性。
在平时状态下，军事物流信息存储在网络系统内，很容易被搜集而造成泄密，且在传输过程中由于要经过许多难以查证的节点，在任何节点均可能被读取或恶意修改，信息可靠性较低。区块链技术可以实现对信息追根溯源，使进入区块链的信息不可篡改，可以有效提升军事物流信息在网络中传输的可靠性；同时利用非对称加密，使涉密信息在网络中的传输更具安全性。在战时状态下，传统的物流指挥机构过度依赖于指挥中心，一旦指挥中心受到攻击或出现故障，将使指挥体系处于瘫痪状态，在一定程度上加大了风险。区块链拥有去中心化的特性，将其应用到军事物流平台建设，将使物流指挥系统更加稳健，并提升战时抗毁伤能力。目前，美国国防部高级研究计划局（DAPPA）正通过区块链技术创造一个安全的物流信息平台，研究区块链能否在保护高度敏感数据上提供帮助，并研究其在军用卫星、核武器中的应用潜力，试图创造出一个更加安全的信息平台。
3.3促进军民融合，共享军地资源
大数据战略重点实验室联合
中图分类号：N04；TP39；H059文献标识码：ADOI：10.3969/j.issn.1673-8578.2017.02.019
大数据，作为一个影响深远的技术名词，2011年第一次出现在知名技术咨询公司高德纳公布的年度新兴技术成熟度曲线上。从那时起，各界对大数据的理论研究与应用实践一直保持着前所未有的狂热。大数据成为从少数人关注、少数人研究到整个社会高度关注的现象级词汇。但在2016年公布的年度曲线中，大数据作为一个独立名词已经悄然隐去，却出现了一系列包括公民数据科学、微型数据中心、自我实现的高级分析等与其直接相关，可判断人类意图的技术、物联网等与其间接相关的大数据衍生概念。这意味着，大数据已经进入从概念推广到全面落地的关键转折期，成为一种新能源、新技术和新的组织方式，全面渗透并深刻影响着人类政治、经济、文化和社会生活的方方面面。
用单个名词来描绘大数据的影响与变化，既是汉语之美的集中体现，也是对未来趋势的浓缩反映。全国科学技术名词审定委员会联合大数据战略重点实验室，基于行业发展趋势、社会关注度、媒体曝光率、搜索指数、专家推荐等多方面的考量，最终由大数据名词专家组选出十个最具时代特征的大数据新名词。“大数据十大新名词”反映了近几年大数据领域国际关注、社会关切以及百姓关心的焦点，透过这些新名词，能够洞察大数据在各个领域的最新动态，客观反映大数据的创新与发展，映射大数据的社会面貌和时代特征。
“块数据”以其创新性、前瞻性和预测性为大数据发展提供理论支撑；“区块链”将区块链发展和应用置于国家架构下，最终实现法律规制下的技术之治；在经过信息互联网、价值互联网的发展演进之后，互联网将进入“秩序互联网”的高级阶段，构建起基于规则共识、行为共治和价值共享的互联网新秩序；“激活数据学”将量化世界，助力人机共舞，颠覆生产和生活；5G实现万物互联、感知世界，驱动连接型社会的构建；“开放数据”将引领协同共治的社会治理变革，最终实现公共利益最大化的社会善治；“数据交易”满足数据资源市场化需求，带来了价值与商机；“数据铁笼”落地运行，即将开启数据反腐的新探索；防范“数据安全”风险，需要加大对维护安全所需的物质、技术、装备、人才、法律、机制等方面的能力建设，建设立体多维的数据安全防御体系；数据权属不明引发利益冲突，“数权法”正成为关注焦点……
1.块数据（block data）
大数据作为创新浪潮的重要标志正逐步渗透到人类生产生活中，然而，数据孤岛、数据垄断等问题却限制了大数据的发展。立足实践，块数据作为大数据发展的高级形态，为挖掘数据价值提供了解决方案。块数据理论极具前瞻性地分析了未来经济和社会的变革，并对未来大数据领域的发展进行了研判。
块数据是把各种分散的（点数据）和分割的（条数据）大数据汇聚在一个特定平台上并使之发生持续的聚合效应。其中，各类数据是指不局限于物理空间或行政区域内涉及人、事、物等各类数据的总和；“特定平台”既包括特定的物理空间，也包括虚拟空间；持续聚合的实质是一种关联性集聚，关联性集聚实现的是数据多维的跨界关联，也是一种内在的、紧密的高度关联。块数据的聚合效应是通过数据多维融合和关联分析对事物做出更加快速、更加全面、更加精准和更加有效的研判和预测，从而揭示事物的本质规律。
块数据的产生打破了传统信息不对称和物理区域、行业领域对数据流动的限制，极大地改变了数据的采集、传输、分析和应用方式，进而给各行各业的创新发展带来新的驱动力，推动各类产业彻底变革和再造。块数据通过对复杂科学思维的技术化处理，让复杂科学方法论成为可具体操作的工具，形成了一种全新的大数据方法论。块数据强化开放共享、跨界融合，是一种利他的、共享的观念，它将成为新数据时代的主流文化，并孕育出一种新的社会文明。从某种意义上说，块数据的产生标志着人类真正步入大数据时代，将在新的历史起点上开启新的征程。
2.区块链（sovereignty block chain）
世界经济论坛主席施瓦布曾说过：“自蒸汽机、电和算机发明以来，我们又迎来了第四次工业革命――数字革命，而区块链技术就是第四次工业革命的成果。”区块链与互联网的结合，将在技术上把可拷贝变成不可拷贝，或者说是有条件的可拷贝，这个条件就是从无界、无价、无序走向有界、有价、有序。当前比较一致的观点是，区块链具有可记录、可追溯、可确权、可定价、可交易的特征，为大数据的进一步发展提供了可选路径和无限遐想。但是从2008年区块链诞生以来，并没有得到广泛应用，其中没有在法律层面上解决数据权属问题是重要原因之一。
构建网络空间命运共同体，必须以尊重网络背后的国家为前提。区块链就是在坚持国家原则的前提下，加强法律监管，以分布式账本为基础，以规则和共识为核心，根据不同的数据权属、功能定位、应用场景和开放权限构建不同层级的协议，实现公有价值的交付、流通、分享及增值。如果说区块链具有共识的技术属性，那么区块链就是一个包括共识、共治、共享在内的统一体。从区块链到区块链，并不仅仅是对区块链的弥补，更大的意义在于给网络空间治理带来了新理念、新思想和新规制。
区块链的发展需要符合内外因相互作用的基本规律，既要在全球治理体系中形成共赢的价值导向，又要在法律层面寻求体系上的突破；既要在密码标准、跨链技术、自主测试平台等方面提供技术支撑，又要在互联网金融等重点领域实现应用创新，真正形成重构网络空间运行秩序的力量。
3.秩序互联网（order internet）
互联网作为互联互通的信息技术，对人类生产和生活发展起到了前所未有的推动作用，人类在享受互联网带来福利的同时也面临着许多挑战。互联网犯罪行为频发，对世界互联网安全与秩序造成极大冲击，打击互联网犯罪、维护互联网安全、建立互联网治理体系成为世界各国共同面临的课题，核心是消除信息鸿沟、价值鸿沟与信任鸿沟。“棱镜门”等网络安全事件暴露了网络霸权对国家的威胁与挑战，越来越多的国家逐渐认识到，坚持和维护国家网络，构建公正合理的全球互联网秩序，是推动网络空间共享共治的根本前提，也是反对网络霸权主义、维护全球和平安全的基础条件。从信息互联网、价值互联网、到秩序互联网，新的全球互联网规则和互联网治理体系将被建立，人们将真正享有和平、安全、开放、合作的网络空间。
2015年2月，总理在贵州考察北京・贵阳大数据应用展示中心，在详细了解贵阳利用执法记录仪和大数据云平台监督执法权力情况后，评价道：“把执法权力关进‘数据铁笼’，让失信市场行为无处遁形，权力运行处处留痕，为政府决策提供第一手科学依据，实现‘人在干、云在算’”。自2015年以来，贵阳市依托大数据产业发展优势，选择行政权力相对集中、工作内容与群众生活息息相关，网络技术运用有一定基础的单位，启动“数据铁笼”计划。
“数据铁笼”是以权力运行和权力制约的信息化、数据化、自流程化和融合化为核心的自组织系统工程，通过优化、细化和固化权力运行流程，确保权力不缺位、不越位、不错位，实现反腐工作从事后惩罚转变为事前免疫。在本质上，“数据铁笼”强调以大数据技术为基础，实现权力流程数据化、权力数据融合化和权力数据监察化，通过全程采集并记录行政行为数据，全面监控行政执法过程风险，精编天网之“经”，密织天网之“纬”，塑造天网之“魂”。
“数据铁笼”的广泛应用使数据反腐成为政府反腐治理的新趋势和新模式，通过数据可以实现科学的技术反腐，将权力牢牢关进制度的笼子里，实现反腐治理中摹安桓腋”到“不能腐”的飞跃。
9.数据安全（data security）
大数据的安全与发展是一体之两翼、行动之双轮。正如在网络安全和信息化工作座谈会上所强调的，“安全是发展的前提，发展是安全的保障，安全和发展要同步推进”。近年来，由于数据在网络空间传播迅速，且当前技术手段和行政手段都无法对其实施有效监管，使得大数据安全问题日益加剧。
大数据所引发的数据安全问题，并不仅仅在于技术本身，而是在于因数据资源的开放、流通和应用而导致的各种风险和危机，并且由于风险意识和安全意识薄弱、关键信息基础设施的安全可靠性差、黑客攻击、管理漏洞以及法律的缺失和滞后加剧了风险的发生频率和危害程度。防范数据安全风险，需要加大对维护安全所需的物质、技术、装备、人才、法律、机制等方面的能力建设，建设立体多维的数据安全防御体系。
切实保障数据安全，加强法治建设是其中的重要环节。目前，中国在数据安全方面缺乏相应的专项立法，只有一些相关规定散见于各类法律法规当中，无法在推动数据开放共享并防止数据滥用和侵权上提供有效的法律支持。应充分依据大数据发展的特点和规律，尽快构筑维护社会个体基本法权、公共利益、国家安全及可持续发展的大数据安全法律体系。
10.数权法（data security）
2016年1月1日俄罗斯在《互联网隐私法案》中引入数据权利的“被遗忘权”。8月1日欧美隐私盾协议的实施强化了国家数据的法律地位。11月7日，《中华人民共和国网络安全法》的颁布将数据权利的“数据修改权”纳入了保护范围。各国已经陆续开展了对数据权法律保护的布局，通过数权法保障各个主体的数据权利，维护国家数据。数权法的法律地位被提到了国家战略层面。
什么是区块链
区块链有两个主要部分：区块和链。这不是废话吗？但大道至简，它的本质就是一串链子把区块串起来，然后数据被划分成连续的多个区块的形式，在电脑里储存。
举个例子你就明白了，下图中方框代表国家，每个方框里每个国家的一些城市名字。
除此之外，每个方框里面还有一个称作哈希值(hash)的部分，哈希值是由一系列字符组成(比如“1hi515AHA5H”)，它的值由每个方框的里面信息决定。
由于技术上哈希值的产生比较复杂，简便起见我们用城市名首字母来代替正轨的哈希值比如USA的那个方块里面有New York，LosAngeles和Chicago三个城市，那么哈希值就是“NYLAC”，每个连续的区块链都包含上一个区块的哈希值，暂把它们称作“前哈希值”(Prev Hash)。
这就有点像C语言的指针，把区块连接起来。如果有人想篡改USA这个区块，比如加入一个城市Boston，那么这个区块的新哈希值就会变成“NYLACB”，但是下一个区块India中存储的“前哈希值”仍然是“NYLAC”，这样就没法匹配，这个链就此断了。
所以你知道了吧，哈希值的引入就是为了防止有人篡改任何一个区块。
那么你也许又会问了，那我把下一个区块的“前哈希值”也一并改了不就行了！Too young，too naive！
区块链的数据并不是只存在于一台电脑上的，他的数据是在存在于所有接入区块链网络的电脑上的，每个电脑上的数据都是一样的，因为每当你加入区块链网络，你的电脑就会下载所有区块，如果某人篡改了他的版本，网络就会判断是否可信，它的策略是相信大多数人的版本。
还有一点需要说明，在区块链网络里面，除了数据，所有电脑上运行的程序都是一样的，所有电脑一起执行这套程序。这一点和我们日常生活中所见的大多数应用的机制不同，比如微博，所有的数据和处理程序都是集中在微博的服务器上，而手机APP、PC应用、网页等终端的主要功能仅仅是用于与处理服务器进行交互。
但在区块链网络里面，是去中心化的，它依靠所有接入区块链网络的用户的计算机共同执行它的程序。这意味着只有区块链网络中的每台电脑都关机了，它才会停止运行。
公共区块链
那这些能防范篡改的区块有什么用？比如大名鼎鼎的比特币。
比特币是一种电子货币，它具有一套自己的支付系统，它的防篡改区块功能就是人们能放心进行所有交易的核心。就像前面说的，需要大家贡献出自己的电脑去执行比特币的程序，作为回报，他们会得到比特币，这些人的电脑被戏称为“矿工(miner)”。
以太坊(Ethereum，一个开源的有智能合约功能的公共区块链平台)负责处理繁重的工作，被广泛应用于电子货币系统的搭建，比如我们之前提到的委内瑞拉石油币(Petro)，毕竟从零开始开发一个区块链并建立自己的社区将是非常困难的，尤其是人们必须贡献他们的电脑。
区块链的应用场景不仅仅是支付系统或加密货币，它可以是任何东西，比如社交网络或者像BitTiger这样的学习平台等等。
私有区块链
比特币、以太坊等都是公共区块链的例子，任何人都可以参与其中。如果我们想要创建一个私有的区块链网络呢?它能解决一些生活中更具体的问题。
例1：房租收不回
房客已经5个月没有付房租了，当房东催房租的时候房客总是打保票说稍后就会付，房东很无助，走法律途径，律师太贵了，而且会花费大量时间和精力去打官司，房东是个善良的人，做不出换钥匙赶人的事情，唯一能做的就是说服房客付钱。
例2：商场遇老赖
老王是一个商人，他经常和不同的零售商合作，几个月前他和一个零售商签了一份合同，后来那个零售商拒绝支付费用，并且利用法律漏洞要老王减少需要支付的钱。这种情况以前也遇到过，他选择打官司，但是在官司里耗费的时间和金钱是他的利润大打折扣。
遇人不淑的事情我们经常见，但是我们有解决的方法吗？
房东和房客之间的关系是通过合同来联结的，既然纸质合同不保险，那不妨试试一份电子智能合同。伪代码如下：
If today’s date is 1st and rent is not paid then
Transfer￥1000 from tenant’s account to owner’s account
那问题来了，代码部署在哪里呢？它应该部署在有关各方的电脑上。房东和房客的银行成为私有区块链网络的一部分，双方将签署一份电子智能合同，然后它被部署在网络上，而且双方的银行都有副本。每个月1号0点将商定的金额从房客的账户转到房东的账户。
老王的处理办法同上。
区块链作为一种价值技术的平台，其去中心化信任的特征被寄予了深刻变革产业发展的期望，但回归当前发展阶段，区块链的应用距离实现这一愿景仍有很长的路要走。在布比（北京）网络技术有限公司（以下简称布比）创始人兼CEO蒋海看来，这一理想与现实之间，隔着一个“应用场景”。
锁定区块链应用服务
区块链技术使我们第一次能够从技术层面建立去中心化的信任，提高效率，拓展业务边界，被认为是当前金融科技领域最具颠覆潜力的核心技术，因而备受金融机构和投资机构的追捧。在蒋海看来，其主要原因在于：“这种分布式账本技术，能够构建可信任的多中心w系，有潜力使得当今互联网从信息传递上升到价值传递的新高度，成为未来最重要的金融基础设施。”
这位中国科学院计算所博士，自2014年开始，就带领着十几人的团队，在接下来的3年左右时间里，用几乎全部的精力集中攻克区块链底层技术，并获得数十项核心专利技术。
蒋海认为，区块链技术最终是为金融服务生态的建设服务：“区块链技术主要解决的痛点是提高金融服务中的信任传递效率，降低交易成本。因为，利用区块链，能将分散独立的各自单中心，提升为多方参与的统一多中心，打通金融服务上下游各个环节，促进金融服务的良性生态建设。”
因此，在底层技术研发上取得突破性进展后，蒋海和他的团队最终将目标锁定在了区块链的改造、优化/创新应用上，即从区块链的上层应用着手提供服务，开发高可扩展高性能的区块链平台。2015年3月，布比在北京成立，正式向探索区块链的商业应用进发。2015年12月，布比在其区块链平台上启动了国内首个区块链商业应用案例。
将区块链技术“落到实处”
作为比特币底层技术的区块链并非一项全新技术，早在2000年前后就有人开始研究，但这一技术为何在近一两年才被普遍关注？蒋海认为，“从技术体系上看，区块链最早可以追溯到2000年前后，当时在密码学界掀起过数字货币的研究浪潮，eCash是典型代表，但是，在技术路线上走了弯路。比特币诞生于2009年，它的技术也有赖于2009年之前的业界探索成果。比特币的成功运行，让业界对区块链技术有了新的认识，并得到了例证。”蒋海表示。
然而，在蒋海看来，区块链未来的成功一定是种不同于传统的新模式，需要深入探索出技术与产业融合在服务模式变革上的路径。
毕马威的一份研究报告指出，2017年，投资人对区块链领域将回归理性，整个行业的首要任务是停止概念验证测试，认识区块链目前能达到的能力，开发可以部署到生产环境的方案，提高区块链解决方案的成熟度。
“就发展前景而言，区块链将有潜力深刻影响金融服务的基础设施。布比将秉持脚踏实地为客户解决实际问题的态度，通过深入产业，与合作伙伴一道，打造新一代价值流通网络。”蒋海表示。在后续发展中，布比还考虑在区块链技术的基础上，将大数据、云计算技术也融合进来。“主要是利用大数据技术解决区块链应用中的大规模数据存储及分析，利用云计算技术解决区块链应用中的部署及运维。”蒋海说。
万事俱备，重在场景
但这项工作的推进存在不小的实际难度。“客观上讲，区块链本身仅仅是一项新技术，本身并不构成产业，这项技术能否驱动产业发展，或者能否产生新的商业模式，完全取决于应用场景。”蒋海指出，“金融机构在应用区块链的态度上是积极的，但说到他们使用这些区块链技术的动力，还需要找到合适的业务场景。”
作为国内较早从事区块链应用研究的企业，布比进行了大胆的探索和尝试。据蒋海介绍，布比区块链已经被应用于数字资产、贸易金融、股权债券、供应链溯源、联合征信、公示公证、数据安全等领域。“布比一直致力于提升区块链技术产品化程度。2016年，布比推出了开放的区块链服务――布萌数字资产网络，这是区块链应用模式的一大创新。”蒋海说。据悉，在布萌数字资产网络上，企业机构可通过服务接口将自己的应用接入布萌，并发行/登记资产，诸如保单、黄金、理财产品、游戏装备、卡卷、商业积分等多种资产，这些资产在布萌网络自由流通，最大地发挥它们的价值。
蒋海告诉记者，未来，布比将从6大方面推动区块链技术在各种场景中的应用：
第一，快速应用构建，多模式的账本结构及业务模型，方便快速构建应用。
第二，海量用户支撑，高效交易验证和同步，支撑大规模应用场景。
第三，可视化运维管理，从网络、系统、业务层面提供可视化的运营管理。
第四，隐私权限策略，丰富的权限策略配置，依据应用需求进行隐私保护。
超级链突破行业存储算力瓶颈
当前区块链技术方案始终无法突破单机的存储和计算瓶颈。利用超级节点技术，百度超级链突破了计算和存储的痛点，从而解决了链条支撑Dapp运行的问题。据悉，超级链拥有100%自主知识产权，包括50多项技术专利。
根据白皮书，超级节点架构利用分布式技术突破了原有区块链节点的硬件限制，从而带来了存储和计算能力的弹性伸缩。而在算力和存储得到释放的同时，链内并行技术和立体网络技术则将区块链性能最大化利用。
在多重技术的叠加效应下，超级链单链性能超过数万，同时能让超级链管理大量平行链，并实现整体网络性能弹性伸缩。此外，超级链的特性使其可以兼容区块链开发者的多重生态。
首批六大应用落地 百度生态场景丰富
根据白皮书，百度将超级链技术与AI、大数据等优势相结合，相继推出图腾、百科上链、百度会学等六大应用。
目前，百度基于区块链的公信力及防篡改性，推出了原创图片服务平台图腾，图腾结合百度领先的人工智能识图技术优势，让作品的传播可溯源、可转载、可监控，改变传统图片版权保护模式。
在信息溯源领域，超级链技术支撑百度百科上链，保证编辑提交词条、内容审核和的记载可追溯，让百科历史版本精确留存，进一步提升了百科的权威性和可信度。
在个体信息管理领域，超级链结合百度教育创新项目百度会学，推出了全新的基于区块链的教育信息认证服务平台。经过区块链打造教育领域全方位的可信信息库，用户受权AI可自动生成可信简历，协助用户疾速与用人单位匹配，降低就业成本。
此外，百度还推出了休伯特、度宇宙、百宝箱等解决方案，推动区块链技术在信息安全、文化娱乐、数字广告等领域应用落地。
关键词：模块化 产业价值网 价值模块 理论研究 述评
引言
在经济全球化、区域经济一体化日益增强以及电子、通信、计算机等信息技术不断创新和发展的背景下，随着模块化（modularity）技术在企业研发、生产、组织设计等领域的广泛应用，产业价值网（industrial value net）作为各产业价值链（industrial value chain）中的关键价值环节共同构筑的关键价值区域，已成为区域经济竞争的基本单元和区域竞争力的核心。将产业价值网形成演化机理置于一个包含产品模块化（modularity of product）、产业组织模块化（modularity of industrial organization）、产业价值链模块化（modularity of industrial value chain）的关键价值区域生成与强化以及三者演化与联系的模块化三维框架中进行研究，其对于产业价值网形成演化机理及发展战略、产业价值网与模块化的耦合互动机理、价值链与价值网模块化、产业价值网主体之间模块化分工与交易的专业化与多样性、产业价值网价值权力创造的内在机理、产业价值网竞争的全球化与地方化等研究成果，对于后发国家或地区突破全球价值链下先发国家主导企业的权力制衡，构建相对完整的自主价值体系，实现区域经济增长和产业创新升级，具有普遍性的指导意义和实践参考。
目前，国内外对模块化条件下的产业价值网这一前沿领域的专题研究并不多见。本文旨在对国内外关于模块化和产业价值网及其二者的契合理论研究进行综述，从文献梳理结果来看，其内容可以归纳为三条主线：一是研究制造业模块化理论的发展，包含设计、生产、组织模块化三个基本理论发展层次；二是基于价值链与价值网理论，研究产业价值网的理论演化脉络；三是以价值模块作为切入点，对模块化与产业价值网进行契合理论研究。通过上述国内外文献的梳理和归纳，以期为基于模块化的产业价值网理论研究提供启示和可能的研究方向。
模块化理论研究综述
模块化（Modularity）在工业经济时代最先作为一种工艺设计方法被运用到钟表、汽车制造等行业，帮助设计者组织设计活动。最早对模块化进行研究的是西蒙（Simon，1962），他以手表的制造工艺为例，提出了以模块化解决复杂系统设计的早期理论。Ulrich（1995）认为模块结构是解决一体化结构的复杂性的正确选择，它减少了模块间不易辨认的冲突，易于操作，并可通过模块内部和模块之间的混合搭配来加速产品创新。Baldwin和Clark（1997）提出了“模块化”的概念和构成模块化的三个基本要素：结构、界面和标准，并确定了一套正式的适用于任何物体发展的设计规则—“看得见的设计规则”和“隐形的设计规则”。青木昌彦（2003）指出模块是指半自律性的子系统，通过和其他同样的子系统按照一定规则相互联系而构成的更加复杂的系统或过程。
设计模块化大大推动了生产模块化的发展，由此模块化作为一种生产战略被广泛研究，可以从两个层面上进行分析：第一个层次，把模块生产作为满足多样化需求的新战略（Starr，1965）。为此，Ulrich和Tung（1991）探讨了适应多样化需求的生产模块化的六种具体途径。第二个层次，模块化的深入研究集中在企业内部（Wilhelm，1997；Kinutani，1997）和供应链的生产过程重组上（Sako and Warburton，1999；Fujinonto and Takeishi，2001）。通过生产过程的模块化设计，找到独立于产品结构的最佳的流水线组织和资源。但并非所有产业都适用模块化生产战略。为此，Schilling（2000）构造了一个通用模块系统理论（General Modular Systems Theory），试图解释企业间模块化生产的形成根源和驱动力量，并利用制造产业的数据进行了实证分析。Ethiraj和Levinthal（2004）建立了复杂性系统决策选择的交互作用矩阵，分析模块化过度（Over-modularity）和模块化不足（Under-modularity）对企业绩效的影响。
随着信息和知识经济时代的到来，国外大型企业逐渐采用了模块化组织的生产方式，并形成了基于契约互为分工合作的开放式网络生产体系，由此开始引起学界对模块化网络组织问题的关注，现有研究主要分为以下几个层面：
一是从企业内部组织设计的角度把产品的模块化设计作为大型企业组织模块化设计的决定性因素。持这一观点的学者主要有Sanchez和Mahoney（1996）、Ulrich和Tung（1991）、Langlois（2000）、Baldwin和Clark（1997、2000和2002）、Sturgeon（2002和2004）、青木昌彦（2003）以及周鹏（2004）、李海舰和聂辉华（2004）、朱瑞博（2004）、刘东（2005）、孙晓峰（2005）等。
二是从产业组织演进的角度把模块化网络组织视为产业组织演进的必然形态，强调模块化网络组织形成遵循“技术模块化生产模块化组织模块化”的路径（Baldwin和Clark，1997；杨小凯和黄有光，1999；Chesbrough，2003；胡晓鹏，2004；李晓华，2010）。
三是从产业组织理论角度研究模块化网络组织的出现对传统SCP范式带来的挑战。如胡晓鹏（2007）基于价值链和模块化理论对产业微观基础作了拓展，以此对传统SCP范式进行补充和修正；黄泰岩和飞（2008）从外包、产业集群、企业规模、交易成本和创新等方面研究了模块化生产网络对产业组织理论的影响。此外，Somaya和Teece（2000）从模块之间市场交易方式的角度，青木昌彦（2003）根据系统信息传递的方式，以及我国学者周鹏（2004）、雷如桥（2004）等按企业间实力地位和影响力的不同，分别对模块化网络组织模式作了不同分类；曹亮等（2008）提出模块化生产网络分工的二重性和演进的二重路径；赫斌等（2010）构建了模块化组织治理机制模型，指出模块化组织治理必须以核心企业权威为基础建立共同的产权结构。
产业价值网理论研究综述
从相关文献回顾来看，产业价值网理论经历了“价值链（VC）—价值网（VN）—产业价值链（IVC）—产业价值网（IVN）”的形成过程。
（一）价值链理论
价值链理论最初是以企业为基点，据此分析企业的竞争优势。Porter（1985）在研究企业行为和企业竞争优势时提出了价值链（Value Chain）理论，认为企业创造价值的过程是由五项基本活动与四项辅助活动构成，通过不断满足顾客需求实现价值增值，从而形成了一条价值链。Kogut（1985）认为价值链是由技术与原料和劳动力的融合而形成的各种投入环节，然后通过组装把这些环节结合起来形成最终商品，最后通过市场交易、消费等最终完成价值循环过程。Dewatripont 等人（1995）探讨了企业将内部各个价值环节在不同地理空间进行配置的能力问题。Gereffi（1994）提出了全球商品链（Global Commodity Chain）理论，研究其内部结构关系，以及发达国家的主导企业如何形成和控制商品链的问题。Krugman（1995）探讨了企业将内部各价值环节在全球进行地理空间配置的能力问题，引申出了价值链治理与产业空间转移关系的研究问题。关于价值链治理问题，即通过价值链来实现企业之间的关系和制度安排，进而实现价值链内部不同经济活动和不同环节间的协调，其类型有不同的划分标准（Powell，1990；Humphrey和Schmitz，2001；Gereffi，2003）。刘志彪等（2007）研究了GVC背景下发展中国家的本土企业俘获型网络的形成、转化与应对策略。
（二）价值网理论
价值网理论是在对传统价值链理论的修正和突破中发展起来的。Slywotzky（1996）首次提出了价值网（Value Net）的概念，指出由于顾客的需求增加、国际互联网的冲击以及市场高度竞争，企业应改变事业设计，将传统的供应链转变为价值网。Brandenburger（1996） 构建了包括企业、供应商、顾客、互补者、竞争对手等参与者的价值网络。目前对价值网的研究主要集中于三个方面：
一是从企业战略的角度对价值网进行界定，即告诉企业应该怎么做（Slywotzky，1996；Brandenburger，1998；Callahan和Pasternack，1999；Bovet，2000；Aurik，2003；Frits和Matthias，2006）。
二是认为价值网是一种价值创造体系，其本质特征是为顾客创造价值（Baldwin 和Clark，2000；Kathandaraman和Wilson，2001）。
三是在价值网理论基础上提出全球价值网（GVG）的概念，认为GVG理论是发展中国家后进企业以价值权力获取为价值假设来构建自主全球价值体系的理论（俞荣建和吕福新，2007和2008），并对GVG下中国企业低端锁定进行博弈分析（卢福财和波，2008）。
（三）产业价值链理论
价值链理论和价值网理论都忽略了产业因素，因为不同的产业内部其价值活动在特定的公司价值链或价值体系中的增值能力又有所不同。因此，Kaplinsky（2000）对企业价值链模型进行了扩展，提出产业价值链（Industry Value Chain）的概念。Humphrey和Schmitz（2002 ）认为IVC的治理是对经济活动的非市场调节，其治理重点在于生产什么、如何生产以及如何管理IVC上的物流，并提出发展中国家的地方企业升级前景与其嵌入IVC的治理模式相关。李平等人（2006）认为产业价值链是基于产业系统价值活动的自组织行为，它把价值的视野放到更大的价值结构中， 形成更为宏观的价值创造组织形式。
（四）产业价值网理论
与价值网理论突破单个企业基点而将研究对象扩展至所有共同为顾客创造价值的利益相关者类似，产业价值网（Industry Value Network）理论也将研究视角由单个产业价值链延伸至所有相关产业的产业价值链集合。Dichen、Kelly和Olds（2001）认为在区域经济中，由于信息技术与金融业的发展，各个产业彼此相联，共同形成了产业网，相应的产业价值链也形成了产业价值网。吴华清等人（2009）研究了产业价值网的形成与发展过程中关键价值环节（区域）升级方式的多样化带来产业价值网治理的复杂化，以及由此可能对产业或区域经济造成的影响等问题。
基于模块化的产业价值网理论研究综述
对模块化与产业价值网这两个领域的契合研究主要是以价值模块为切入点来进行，但目前的研究重点仍主要集中于企业价值链和企业价值网的模块化。如Sturgeon（2002）认为价值链模块化已经开始成为某些产业的新型组织结构特征；在价值模块的基础上价值链被重新组合，使其价值得以更加充分有效地释放（Aurik，2003）；价值模块的研发、重用、整合推动了传统价值链的解构和重建（朱瑞博，2004）；苟昂和廖飞（2005）以外贸企业为例，认为网络经济下组织模块化构成了价值网的组织基础；朱有为和张向阳（2005）探讨了价值链模块化与国际分工、制造业升级之间的机理和路径；徐红玲和李双海（2005）关注模块化组织协调与垂直一体化企业的价值链重构问题；余东华和芮明杰（2005和2008）分析了基于价值模块整合的企业价值网络形成机制以及模块化网络组织的价值流动与创新，并将企业价值网络划分为企业内部价值网络和企业外部价值网络两个层次；程新章（2006）指出作为全球价值链的主要治理模式之一的模块生产网络，在其价值链环节中存在许多的结点，结点之间的联系通过明示的知识信息连接在一起，而结点内部则通过隐性知识组织生产；俞荣建和吕福新（2008）以浙商为例，提出价值网是模块化价值网由自发演进到理性设计的组织建构，并构建了价值网络的系统动态模型；盛革（2009）关注基于模块化的价值网系统构造、运作模式及其知识管理；江积海等人（2009）阐述了基于模块化和动态能力的价值网结网机理；余东华（2010）提出模块化价值网络包含企业内部网络、核心网络和网络三个层次，并分析了各自的构成要素。
相比之下，目前国内外从模块化视角研究产业价值链和产业价值网前沿领域的专题研究并不多见，仅有的少数成果主要涉及产业价值链模块化整合的动因、特征和价值决定因素（李平和狄辉，2006），网络状产业链的知识整合和知识分工与创新（芮明杰和刘明宇，2006），网络状产业链的价值创新协同与平台领导（姚凯、刘明宇和芮明杰，2009），模块化条件下的价值网及其价值创造研究（柯颖，2010）。结合模块化研究产业价值网形成机理的文献目前较为鲜见。
研究启示
纵观已有的国内外相关研究文献，关于模块化和价值链、价值网已形成各自相对系统的理论研究领域，但从产业层面对其进行契合理论研究和实证分析，存在着欠缺或不足，这为我们后续研究提供了启发和提示。主要体现在三个方面：
（一）模块化研究方面
在模块化研究方面，较少结合产业组织理论对模块化生产网络形成的动力机制、交易与分工机制以及由此产生的产业组织效应进行中观、系统的经济学分析，也缺乏从宏观层面将模块化作为一种开放经济条件下国家或特定区域的产业发展战略加以研究。
（二）产业价值网研究方面
在产业价值网研究方面，主要局限于以企业为基点的价值链、价值星系（Value Constellation）和价值网方面，对于产业价值链虽有一定研究，但仅涉及单一产业内多个企业价值链的整合问题，没有考虑区域内共生产业价值链之间的相互联系及影响问题，而真正从产业价值网形成本身及其协调和治理对国家或区域产业竞争力和经济升级的影响等方面进行研究的文献更是缺乏。
（三）模块化与产业价值网的契合研究方面
在模块化与产业价值网的契合研究方面，目前文献非常缺乏，少数研究成果仍仅限于从企业组织模块化设计层面研究企业价值网的系统构造、运作模式和价值创新等问题，而没有从产业组织模块化维度和产业价值链模块化维度综合研究产业价值网的组织治理基础以及价值权力创造的机理和路径，对于如何构建模块化生产网络并纳入全球产业价值网体系作为后发国家或地区适应经济全球化的发展战略加以实践分析和应用等问题也极少涉及。
结论
综上可见，已有的研究成果并没有直接涉及和系统研究模块化条件下产业价值网形成演化机理及发展战略的理论和实践问题，这为后续研究提供了有益的借鉴和参考。
本文认为，在已有研究的基础上，可结合时代背景与发展趋势，拓展研究的空间尺度，以及模块化的内涵和外延，构建一个包含产品模块化（Modularity of Product）、产业组织模块化（Modularity of Industrial Organization）、产业价值链模块化（Modularity of Industrial Value Chain）的关键价值区域生成与强化以及三者演化与联系的模块化三维研究框架，综合运用产业组织经济学、区域经济学、系统经济学、演化经济学、新制度经济学、企业经济学、管理科学等相关理论和研究方法，全面系统地研究产业价值网的形成演化机理及发展战略，产业价值网与模块化的耦合机理与互动关系，产业价值网参与主体之间的交易与分工机制，作为产业价值网组织基础的模块化生产网络形成的动力机制及其对市场结构、市场行为和市场绩效产生的产业组织效应，产业价值网下以模块化生产网络生成价值权力的内在机理及其竞争力的决定机制。同时，可将理论研究成果应用于欠发达国或地区的产业群进行实证分析，从而更有效地推动产业价值网形成演化机理与运作模式研究，更好地指导产业价值网的形成和发展实践，使理论研究和实践效果都得到有效的和显著的提升。
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19.姚凯，刘明宇，芮明杰.网络状产业链的价值创新协同与平台领导[J].中国工业经济，2009（12）
一、“区块链+AI”行业概述：
1、“区块链+AI”行业简介
人工智能（ArtificialIntelligence）英文缩写为“AI”，主要研究如何使计算机去做更多过去只有人类才能完成的智能工作。AI一词最早是在1956年Dartmouth学会上提出，2015年美国伊利诺伊小组研究中表明，现阶段AI智力已可达4岁孩童智力水平。随着人工智能技术不断成熟应用，围绕着“AI+”的技术理念创新也在不断提出，其中“区块链+AI”的技术理念尤为突出。
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模式。其本身作为比特币的底层技术，拥有去中心化、开放性、自治性、信息难篡改、匿名性等特征，可有效弥补人工智能应用中存在的数据共享、数据安全等问题。区块链可以为人工智能提供“链”的功能，让人工智能的“自主”运行中需要的数据信息都得到可信记录并具备可溯源的特点，使得AI更可信、更安全。可以说“区块链+AI”是新型技术之间的通力合作，若两者可有机结合，将会创造更大的价值。
从金融、消费、医疗服务到政府服务，区块链和人工智能的结合正在逐步渗透各个行业和领域。人工智能和区块链的协作将会解决诸多的问题，在人工智能提供数据分析和匹配的同时，区块链将提供一个更加安全和可信任的网络。
2、人工智能和区块链行业现状概述
人工智能被誉为引领未来的战略性技术，是提升国家竞争力、维护国家安全的核心技术之一，也将成为经济发展中新一轮产业变革的核心驱动力。在我国，人工智能的发展受到高度重视，2017年7月8日国务院了《新一代人工智能发展规划》的战略部署，明确我国新一代人工智能发展的三大战略目标：至2020年人工智能总体技术和应用与世界先进水平同步，成为重要经济增长点，全面支持建设小康社会；至2025年人工智能基础理论实现重大突破，成为我国产业升级和经济转型的主要动力，向智能社会建设迈进；至2030年人工智能理论、技术和应用总体达到世界领先水平，成为世界主要人工智能创新中心，为经济强国奠基。根据中国互联网络信息中心（CNNIC）2017年的《中国互联网络发展状况统计报告》显示，2016年中国人工智能相关专利年申请数量达30115项，产业规模突破百亿，2017年中国人工智能产业规模达152.1亿元，该行业每年以40%～50%增长率进行增长，预估2019年将突破300亿元，截止2017年6月我国人工智能企业总数已达592家，仅次于美国。2017年9月，华为公司推出的芯片麒麟970及苹果公司推出的芯片A11SOC均具备机器学习处理单元，为人工智能硬件打下坚实的基础。人工智能行业目前已走过技术蛮荒期，处于通用技术与行业结合形成商业化场景应用阶段。根据目前沪深两市板块分类统计，涉及人工智能概念的上市公司共104家，基本涵盖了人工智能基础层、技术层、应用层各相关领域。
相比于人工智能技术已经经历了60多年的长足发展而言，区块链技术目前起步不到10年，且刚刚经历了三个初级的阶段，分别为：
起步期：2009年-2012年，以比特币为代表的加密数字货币使得区块链技术开始走进部分极客和新兴技术爱好者的视野当中，并开始在世界范围内形成一定程度的关注和研究。
雏形期：2013年-2017年，以太坊在比特币的基础技术架构之上引入了智能合约，使得区块链的可拓展性得到极大的提升，区块链技术开始延展到更多行业和领域。
发展期：2018年-，区块链技术开始迭展，行业发展聚焦于更为安全的技术架构的搭建与更加良好基础性能的提升，区块链安全、区块链与人工智能等方向开始受到行业重视，一些应用逐步在全球各个行业领域开始试点。
目前区块链技术发展总体阶段处于类似于互联网发展的初期阶段，距离大规模的应用落地仍然需要时间积累。“区块链+AI”是新兴技术相互赋能的良好应用结合，区块链技术在人工智能这一垂直领域的探索，有助于加速新兴技术的落地，并在实践过程中不断完善。目前大部分“区块链+AI”项目仍处于概念验证阶段或早期应用阶段。
二、“区块链+AI”具有的优势与挑战
在人工智能为区块链提供更强大拓展场景与数据分析能力的同时，区块链技术可为人工智能提供高度可信的原始数据以支持其持续的“深度学习”。在未来人工智能高度发展的同时，也可通过区块链的分布式、透明、可溯源的特点，来保障人工智能始终处于人类可控的范围之内。这对两者的技术发展进程都提出了更高的要求，总体而言，区块链技术本身处于早期阶段，与人工智能相结合需要持续迭代以满足人工智能对性能和稳定性的要求。
1、“区块链+AI”两项尖端科技的相互赋能
区块链与人工智能两项技术的结合，有以下七个方面的优势：一是区块链可以提高人工智能的数据安全性；二是区块链可以加速数据的累积，给人工智能提供更强大的数据支持，解决AI的数据供应问题；三是区块链可以解决数据收集时的数据隐私问题；四是人工智能可以减少区块链的电力消耗；五是区块链使得人工智能更加的可信任；六是区块链帮助人工智能缩短训练时间；七是区块链有助于打造一个更加开放与公平化的人工智能市场。双方结合的优势具体说明如下：
（1）提高数据安全性
区块链可以帮助人工智能避免因数据存储问题导致的故障。区块链中每个节点都按照链式结构存储完整的数据，每个存储节点都是独立的、地位等同的。区块链的高冗余特性，分布式数据存储，可避免系统级别风险的发生。理论上看除非所有节点全部出现风险，否则数据就是安全的。
此外，考虑到人工智能诊断的“黑箱”问题，清晰谁建立了人工智能，使用什么数据进行训练，以及谁部署了最终的，是我们应对人工智能可能出现的问题的最佳防控手段。目前使用的大多数人工智能程序都是“深度学习”算法的变体。不良的数据内容将给人工智能带来相应的安全隐患，区块链则通过记录哪些核心算法是使用哪组训练数据开发的，避免了这一问题。更宽泛地说，区块链可以记录谁编写了原始的人工智能算法以及用什么数据来训练算法。
（2）大量且丰富的数据支持
一些企业为了自身发展会进行海量数据收集，同时因为市场竞争而拒绝进行数据共享。由此造成这些公司接触到的数据有限，缺少完整的数据集做支撑，使得人工智能产品质量较差。采用区块链技术，可以利用数据分类帐进行部分数据的购买销售。可靠性强、可用性高的数据将会使得企业生产出高质量的计算机识别，语音识别和其他数据密集型应用。
当收集了大量同类型数据用于训练AI模型时，数据会受到偏差或“过度拟合”的影响。数据样本将不具备典型的随机性来代表总体的特性。使用此类型数据训练的模型比使用更多不同样本进行训练的模型表现能力要差很多。通过引入区块链技术，让不同的人和公司来提供可信的不同数据，可以获得更多样化的数据样本，帮助AI完成“自主性”决策。
（3）隐私保护
人工智能的高速发展需建立在大量的数据基础上，不可避免地涉及到个人隐私数据合理使用的问题，例如从公共数据库中推导出私人隐私信息，通过这些信息又推导到其他相关人员的信息，这已经超出大部分人同意披露的信息范围。区块链采用非对称加密和授权技术，交易信息公开透明，但对于账户身份信息是高度加密的，只有经过数据拥有者授权才可访问该数据，即使遭到入侵，也仅是一小部分信息内容，无法获取用户完整的个人身份信息，此技术在AI大数据运行环境下，个人的隐私免于被侵犯，不法企业难以利用用户数据来牟取不正当利益。同时，区块链与加密算法相结合可以在数据分享过程中分离数据所有权和使用权，让数据使用方可以利用密文进行模型训练和使用，彻底杜绝原始数据泄露的风险，从而打通企业和政府中的数据孤岛。
（4）能源消耗减少
采用POW共识机制的区块链项目需要消耗大量的电力资源，人工智能可以通过学习算法，提升数据中心的负载，操控计算机服务器和相关的散热系统，优化冷却，有效地进行设备管理，从而减少电力的消耗。对于AI可以优化能源消耗已被谷歌和百度等公司证实，2017年6月百度的智能楼宇项目一个月内为百度省下了25万度用电量，谷歌旗下AI实验室DeepMind利用人工智能技术帮助谷歌削减了15%的用电量。
（5）可信任度的提升
一个人工智能管理的区块链可以为独立于人工智能运行的底层平台的人工智能提供一个分散的标识。每一个主要的人工智能都可以注册成为被普遍认同的节点，这将为AI识别提供一个解决方案，类似于今天的网站证书，以验证网站所有权。
一个人工智能管理的区块链还可以允许每个人工智能将其活动的常规哈希函数写入区块链分类，以便具有加密密钥的可以对其进行不可篡改的检查。区块链搭载的人工智能分布式账本记录了人工智能做了什么，确保人工智能的错误行为被及时的发现、分析和纠正。而区块链的不可篡改性使得人工智能几乎不可能“掩盖它的踪迹”和删除犯罪活动数据。
最后，区块链的共识机制可以确保人工智能处于控制之下。通过人工智能执行任务的公共记录(必须由多个区块链节点进行验证)，我们可以确保人工智能的运行不会超出界限。
（6）更短的AI训练时间
在使用区块链技术保障训练数据的真实可靠性的前提之下，可以通过区块链的分布式数据存储的方式将一台人工智能的深度学习训练时间大幅度的减少。例如一个人工智能的训练可以采用模型并行或者数据并行的方式，将单个的模型或者数据分布在不同的机器之上，从而减少训练时间。人工智能也可以在同步数据并行中删除同步约束限制，而采用异步并行模式——人工智能在每一步的信息处理中不必等待数据的相互确认，可以直接进行下一步的操作，从而进一步减少人工智能的深度学习训练时间。
（7）开放公平性
区块链提供的核心价值是“去信任中介化”。如果想要创建一个自组织和自我调节的人工智能网络——那么分布式记账技术是最好的途径。谷歌、腾讯、IBM、Facebook和其他大型科技公司已经彻底改变了分布式计算——将计算任务分散在多台虚拟机之间，以实现高效的可伸缩任务处理。但是他们的布式处理工具仍然是非常集中的，并且专注于由中心化的控制器统一调度特定任务，以实现非常特定的目标。
而基于区块链技术的智能合约将使“去信任中介”的网络得以实现，在这种可信网络中，两个人工智能系统可以安全可靠地进行交互，而无需任何中心化的中介。区块链还可为人工智能提供声誉系统，这样每个人工智能都可以在选择与其他人工智能进行交易之前检查其声誉。另外，区块链的无中介、高透明度将鼓励这些人工智能开发人员共享他们的数据和他们的产品，而不必担心出现某些偏袒竞争对手或窃取其知识产权的情况，并确保所有相关方为他们的工作获得适当的报酬。
2、“区块链+AI”面临的挑战
“区块链+AI”的面临的问题主要包括两方面：一方面是AI和区块链自身的缺点，在结合后仍无法有效解决；另一方面是AI和区块链结合过程中可能造成原有优势被破坏。例如：
（1）政策性风险
区块链目前部分的衍生应用在世界各地存在着一定的政策风险——例如未来是否采用区块链技术伴生的通证来激励人工智能开发或节点管理，但无论是在经济上还是在政策上如何定义通证仍有很大的不确定性。
（2）技术融合的不确定性
作为两个前沿的新兴技术，且都处于尚未完全成熟的阶段。无论是从当前区块链的技术指标，还是从人工智能的实际落地性来讲，距离两者真正的结合并实现落地，需要面对的不确定性因素仍然存在。目前区块链的主要问题为扩容、隐私、和计算能力，主流的公有链难以支撑人工智能的链上实现。
（3）大规模的社会应用面临挑战
数据共享威胁大型企业利益。通过弱化数据的中心化，降低了大型企业相对小公司的竞争优势。如果任何人都可以访问这些数据集和计算，那么任何人都有机会与世界上最大的公司竞争。从技术领域中去除这些障碍将会改善社会，但共享市场的尝试可能会让大公司感到不安。如果任何人都有能力在世界上制造出最好的人工智能，那么市场将与许多正在争夺一部分市场的初创企业和小企业共同分享。之前使用用户数据来制定广告或业务策略的公司和政府组织将再次被迫以较不直接的方式获取其数据。因此，大公司可能会反对数据去中心化，并可能游说维持AI模型开发方面集中式数据集的现状。
（4）不可控性
当使用了“一旦运行不可停止”的智能合约时，如果合约代码存在漏洞被黑客利用，黑客将通过智能合约漏洞牟利，因在区块链上运行的事务和交易不可撤销，可能会给企业和个人造成不可挽回的损失。
三、AI与区块链结合的应用场景
结合两者技术优势，通过AI让区块链更智能，区块链让AI更“自主”，更可信。目前对于AI和区块链的结合应用，市场上已经涌现出很多相关项目和理论创新，描述了不同场景下结合，比如：
（1）区块链+AI在医疗方面进行结合
相关的结合领域有医疗数据加密和医疗计算分析。关于医疗数据方面，据统计，大部分的医生会直接将病人的病情、个人信息等信息发给同事，这涉及侵犯病人隐私的问题。应用区块链的非对称加密和授权等技术，对关键信息进行加密，只有经过数据拥有者授权才可访问该数据，将大大的提高医疗数据的隐私性。关于医疗计算分析方面，AI在医疗机构提供数据错误率小于2%，利用区块链的技术，可以对于医疗数据进行信息交换，相比传统AI，数据可更好地进行共享。谷歌旗下DeepMindHealth正在开发区块链医疗数据审计系统，利用“区块链+AI”技术让医院、NHS、病人自身都能实时跟踪其个人健康数据。
（2）区块链+AI在数据市场进行结合
利用区块链集合群体的力量，进行数据上的共享、AI模型的训练等。AI的发展离不开庞大的数据集，区块链可以利用数据分类帐进行高质量数据的购买销售，当收集了大量的、多样化的数据样本后，可用于训练AI模型，这些数据及AI模型将会解决信任的数据孤岛问题，使得人工智能机器人可以进行共享学习，自我成长，产出高质量的计算机识别，语音识别和其他数据密集型应用。目前SingularityNet、DeepBrainChain、Bottos、OceanProtocol、Indorse、ARPAChain等项目涉及该领域。
（3）区块链+AI在金融领域进行结合
相关的结合领域有市场情绪分析、去中介交易商经纪人（IDB）和检测金融欺诈行为等。关于市场情绪分析及去IDB方面，利用AI进行深度学习和时序分析，再结合区块链技术保护下的个人数据相整合，为个人提供更精准的交易服务。具体来说，就是从用户面板上进行大数据采集及处理，通过人工智能分析用户情绪数据，对市场波动进行预算，最后自动化下单。利用机器人取代人工，提升效率，降低了IDB佣金。在检测金融欺诈行为方面，使用交易机器人，高频加密交易，弱中心化减少人为操控的可能性，降低金融欺诈风险，此外，AI监控加密市场，让恶意攻击变得更难。目前有Autonio、Aigang、Numeraire、Endor等项目涉及该领域。
（4）区块链+AI在云计算方面进行结合
当前AI云计算方面面临计算资源昂贵、训练时间长、训练数据多、开发去中心应用困难等问题，结合区块链技术后能较好地解决以上问题。把区块链中挖矿及电力消耗过程中过剩的资源转换为AI云算力，资源上进行整合，降低计算成本。目前有NebulaAI项目涉及该领域。
（5）区块链+AI在物联网方面进行延展
首先，区块链技术可以帮助解决“如何证明自己是自己”的问题，用户可通过区块链+AI技术完成生物身份识别和身份认证，将个人身份与物联网联系在一起。其次，解决了更新的问题，所有物联网设备在区块链+AI的加持下，数据共享，设备可智能化更新。具体的垂直应用包括：应用在工业制造上，制造生产的设备在区块链中传递信息，更智能化地成长，提高效率、增加产能；应用在交通上，更好地铺开无人驾驶应用，解放人们的时间，智能化管理交通，有利于减少交通堵塞、交通事故的发生；应用在监控等公共基础设备上，身份认证能快速的识别出罪犯，有利于维护社会稳定。目前有智行者、美图等项目涉及该领域。
四、“区块链+AI”行业展望
我们经常会听到区块链技术的流行语，如“去中心化网络”“智能合约”等。有些人投资的时候，可能不会去关注项目的复杂细节，但不少成功的投资者对于“智能合约”等重要术语非常熟悉，对加密货币背后的具体技术理解透彻。
我们可以从智能合约的历史到智能合约的应用一一阐述。首先要提到的是，本文不涉及任何投资建议。本文主要是阐述智能合约的关键部分以及它对区块链和加密货币的潜在重要性。
智能合约的历史在全面阐述什么是智能合约之前，我们先回顾一下它创建的历史背景，有助于理解它的重要性。
1994年，计算机科学家和密码学家Nick Szabo首次提出“智能合约”概念。它早于区块链概念的诞生。Szabo描述了什么是“以数字形式指定的一系列承诺，包括各方履行这些承诺的协议”。虽然有它的好处，但智能合约的想法一直未取得进展——主要是缺乏可以让它发挥出作用的区块链。
直到2008年，第一个加密货币比特币才出现，同时引入了现代区块链技术。区块链最初是以比特币的底层技术出现的，各种区块链分叉导致发生很大的变化。智能合约在2008年依然无法融入比特币区块链网络，但在五年后，以太坊让它浮出水面。从此，涌现出了各种不同形式的智能合约，其中以太坊智能合约使用最广。
智能合约的概念可以追溯到1994年，由Nick Szabo提出，但直到2008年才出现采用智能合约所需的区块链技术，而最终于2013年，作为以太坊智能合约系统的一部分，智能合约首次出现。
什么是智能合约上面提到了历史背景，下面从多个角度继续探讨。智能合约是一种特殊协议，旨在提供、验证及执行合约。具体来说，智能合约是区块链被称之为“去中心化的”重要原因，它允许我们在不需要第三方的情况下，执行可追溯、不可逆转和安全的交易。
智能合约包含了有关交易的所有信息，只有在满足要求后才会执行结果操作。智能合约和传统纸质合约的区别在于智能合约是由计算机生成的。因此，代码本身解释了参与方的相关义务。
事实上，智能合约的参与方通常是互联网上的陌生人，受制于有约束力的数字化协议。本质上，智能合约是一个数字合约，除非满足要求，否则不会产生结果。
智能合约如何运作？很多区块链网络使用的智能合约功能类似于自动售货机。智能合约与自动售货机类比：如果你向自动售货机（类比分类账本）转入比特币或其他加密货币，一旦输入满足智能合约代码要求，它会自动执行双方约定的义务。
义务以“if then”形式写入代码，例如，“如果A完成任务1，那么，来自于B的付款会转给A。”通过这样的协议，智能合约允许各种资产交易，每个合约被复制和存储在分布式账本中。这样，所有信息都不能被篡改或破坏，数据加密确保参与者之间的完全匿名。
虽然智能合约只能与数字生态系统的资产一起使用，不过，很多应用程序正在积极探索数字货币之外的世界，试图连接“真实”世界和“数字”世界。
智能合约根据逻辑来编写和运作。只要满足输入要求，也就是说只要代码编写的要求被满足，合约中的义务将在安全和去信任的网络中得到执行。
编程语言和程序为了编写智能合约，你必须使用智能合约语言（SCL）。这些是直接编写智能合约或编译成智能合约的编程语言。Solidity是一种编写智能合约的编程语言，它在以太坊虚拟机上运行。它是一种面向合约的高级语言，其语法类似于JavaScript，主要针对以太坊EVM。
以太坊虚拟机（EVM）是以太坊上智能合约的运行环境。它实际上是完全隔离的，这意味着在EVM上运行的代码无法访问网络、文件系统和其他进程。智能合约对其他的智能合约的访问权也有限，在区块链网络上单独运作。
在以太坊网络上编写智能合约有三个主要步骤：
用以太坊高级语言编写
用EVM编译器编译成字节码
用以太坊客户端上传到区块链网络
对于智能合约和开源编码感兴趣的人，广为人知的资源之一是GitHub。这是开发人员托管软件代码的在线平台。你的每段代码会存在存储库中，存储库基本上是一个存储所有代码组件的文件夹。
很多人把其他人的存储库复制和粘贴到自己的账户中，然后进行微调整，变成自己的。通过搜索项目和存储库来浏览页面，可以帮你构建自己的项目。一旦找到你所需要的存储库，打开它并搜索内容，会包含大量有用代码的复杂内容。使用上述程序和资源，你也可以创建自己的智能合约。
智能合约是用SCL编写的，以太坊智能合约功能归功于以太坊虚拟机。这是以太坊上智能合约的运行环境。
智能合约的优缺点就像任何其他新的系统协议一样，智能合约并不完美。使用智能合约有几个优点和缺点，包括更高的效率和缺乏监管。具体来说：
使用智能合约的一些主要优势包括在处理文档时的更高效率。这归功于它能够采用完全自动化的流程，不需要任何人为参与，只要满足智能合约代码所列出的要求即可。结果是，会节省时间，降低成本，交易更准确，且无法更改。
此外，智能合约去除任何第三方干扰，进一步增强了网络的去中心化。
另一方面，智能合约的使用也会产生不少问题。一些缺点包括：人为错误、完全实施有困难、不确定的法律状态。
虽然很多人把智能合约的不可逆转特性看作是它的主要好处，但也有人认为一旦出现问题无法修改。因为人类会犯错误，在创建智能合约时也一样，一些绑定协议可能包含错误，而它们是无法逆转的。
此外，智能合约只能使用数字资产，在连接现实资产和数字世界时会出现问题。最后也是最重要的是，智能合约缺乏法律监管，只受制于代码约定的义务。缺乏法律监管可能会导致一些用户对网络上交易持谨慎态度，特别是它很重要的话。
使用智能合约的优点是处理交易时效率更高，不可逆转，安全的交易以及全自动化流程。另外一个方面，缺点就是缺乏法律监管，人为的错误和实施有困难。
智能合约的应用智能合约已在各种区块链网络中得以实施，其中最重要和最受欢迎的依然是比特币和以太坊。虽然比特币网络以使用比特币执行交易闻名，它的协议也可以用来创建智能合约。比特币实际上提供的是一种编程语言，允许创建自定义智能合约，比如支付通道。
以太坊则是目前为止最引人注目的智能合约框架，因为它是专门为支持智能合约的使用创建的。用Solidity语言编程，以太坊智能合约框架有助于促进去中心化网络，便于用智能合约处理交易。
除了加密货币之外，在不同行业的也有用户场景，例如选举、供应链优化、电子商务中可有效利用智能合约。
因此，加密爱好者看到了最近智能合约的发展，它与区块链技术携手合作，致力于改变数字化世界。
智能合约可以用比特币和以太坊创建。各行各业可以从智能合约发展中受益，包括选举、供应链和电子商务等。
区块链技术的内涵
目前，对区块链技术的阐述都比较生涩。直观地说，区块链技术是使用密码学并通过不同算法产生新的数据块，每一个数据块中包含过去约定时间内所有交易信息，验证信息的有效性和生成下一个区块。在信息层面，区块链是利用计算机程序在全网记录所有交易信息的分布式结构公开账本；在网络架构层面，是去中心化协议，能安全地存储各类交易数据，信息不能篡改。
假如把邮票视为区块链，那么每一枚邮票就是一个数据区块，如此，区块链技术可以做以下五个方面的理解。一是去中心化，即没有中心化的邮政局来发行，在网络上也没有中心化的域名。每个参与并持有邮票的持有者视为各个节点，相互之间信息畅通。二是开放匿名性，即邮票持有者各方的私有信息被加密匿名外，每一枚邮票的数据信息对所有人公开，任何人都可以公开查询每一枚邮票的信息内容。三是契约性，每一枚邮票的产生并不由邮政局发行，而是采用不同的算法形成。交换邮票在所有的邮票持有者之间点对点形成持有者之间的经济契约关系。四是安全性，每一枚邮票连号，但这个连号却是依靠不同算法形成链接密码，使得任何持有者对每一枚邮票内容的修改无效，可以确保邮票信息安全可靠。五是效率性，借助算法，通过分布式模式，每个持有者之间点对点进行邮票交换无需任何信任的程序中心和行政中心的许可，交易效率高。
区块链技术在金融业的探索
自2009年区块链技术出现以来，其已经从区块链1.0的加密数字货币应用，到区块链2.0即股票、债券的非货币应用，逐步扩展到区块链3.0即在健康、文化等方面的应用。在技术架构上，目前的区块链技术已经超越了类比特币的单位区块系统。Tendermint建立起第二代区块链的架构。微软建立Aure区块链服务平台（BaaS）。越来越多的区块链公司加入这个平台，如以太坊、Lisk、Bitpay等等，形成全球区块链集合平台。
国外金融机构看好区块链技术的发展前景，提前布局，纷纷探索优化金融交易过程的契约要素，推动区块链技术在银行、证券等行业的应用，包括支付结算、智能债券、财务审计等方面。2015年12月末，包括富国银行、花旗金融集团、法国巴黎银行、加拿大帝国商业银行、德国商业银行、瑞士信贷银行、德意志银行、摩根士丹利、高盛等在内的全球42家大型商业银行（金融集团）加入金融技术公司R3区块链计划，致力于金融领域区块链的开发应用以及全球清算一体化行业标准的制定。2015年12月，美国证券交易委员会（SEC）正式批准了在线零售商通过区块链技术在互联网发行股票的计划。纳斯达克将在纳斯达克私人市场开启区块链技术在股票市场的应用测试。Smart Token Chain（STC）公司推出智能合约结算交易所（Smart Contract Settlement Exchange），通过使用智能令牌和区块链技术将全球所有的银行和其他支付系统连接起来。一些银行也在开展独立探索：花旗银行试水“花旗币（Citicoin）”的加密货币；瑞银集团在伦敦成立了区块链金融研发实验室，探索区块链在支付结算等方面的应用。
国内对于区块链技术的研究应用还处于探索阶段。2016年1月，中国区块链企业BITSE了首个基于区块链技术的真假校验平台（VeChain）。2016年3月，阳光保险用区块链技术作为底层技术架构推出“阳光贝”积分，成为国内第一家区块链积分的发行方、首家应用区块链技术的金融企业。
针对区块链技术变革银行业的举措
对于区块链技术在银行业的应用创新，我们不仅仅只在表面上分析银行经营活动中新型经济契约关系如何构建，如何优化银行现有的要素组合，更应该追根溯源，深入研究以区块链技术为基础的数字货币体系给银行业带来的商业模式变革，探索银行业的升级方向。
形成新的混合型数字货币体系
哈耶克一直坚持货币非国家化的理想。区块链技术在事实上验证了数字货币跨国界运用的可行性，带来信息共享和透明化，让理想照进现实。但从国家的视角，国际化的货币仍然难以构建一个新的国际货币体系。从比特币的认可度看，德国在2013年承认比特币的货币地位，其他国家比特币却都被诉诸法律。在国内，2013年12月，五部委联合发文防范比特币风险，明确比特币不具有货币属性，是一种虚拟的商品，不具有法偿性。
数字货币虽然难以国际化，但区块链技术却受到各国央行的重视。英国央行推出类比特币的加密货币RSCoin，荷兰央行正在开发以区块链技术为支持的DNBCoin，中国央行计划推进数字货币。这种以区块链技术为基础的数字货币更可能是混合型的，发展前景可能会出现以下三种情况：一是混合型数字货币。有中心，即由中央银行发行，其发行规模和汇率都将由中央银行掌控，形成一个以法币为基础、以数字货币为补充的多元化货币体系；其核心是数字货币的国家。二是形成不同金融场景的虚拟货币，催生虚拟金融的交易规则和流程，进一步繁荣实体经济。当然，具有国家信誉的商业银行参与到场景创造虚拟货币更能够让不同的消费者接受这些金融创新产品。三是混合型数字货币。其产生的规则可变，并不以挖矿为基础的形式产生，比如Peercoin（PPC）采用权益证明取代工作量证明，来维护网络安全。
区块链最核心、最重要的价值，在于解决了中介信用问题，这是区块链的重大突破。
区块链技术作为数字货币的底层技术，已引起了金融业的高度重视，包括高盛、摩根大通、汇丰银行、花旗银行、纽约梅隆银行、巴克莱银行、瑞银（UBS）、苏格兰皇家银行、摩根士丹利在内的众多金融机构，均与区块链公司进行了合作，研究区块链技术在金融市场的应用。世界经济论坛更是大胆预测，到2027年，全球GDP的10%将被存储在区块链网络上。苏宁金融研究院高级研究员薛洪言曾撰文指出：“区块链技术被认为是继蒸汽机、电力、信息和互联网科技之后，目前最有潜力触发下一轮颠覆性革命浪潮的技术。”
通俗地说，区块链技术就一种全民参与记账的方式。所有的系统背后都有一个数据库，你可以把这个数据库看成一个大账本。那么，谁来记这本账就变得很重要。目前，谁的系统就由谁来记账，微信的账本是腾讯在记，淘宝的账本是阿里在记。但在区块链系统中，每个人都有机会参与记账。在一定时间段内，有任何数据变化，系统中每个人都可以记账，系统会评判这段时间内记账最快、最好的人，把他记录的内容写到账本上，并将这段时间内的账本内容发给系统内所有其他人进行备份。这样，系统中的每个人都有了一本完整的账本。这种全民记账技术有什么好处，以至于人们对其可能给产业界带来的巨大变革寄予了极大期望？
其实，仔细分析不难发现，区块链最核心、最重要的出发点，是解决中介信用问题。在过去，两个互不认识和信任的人要达成协作是困难的，必须要依靠第三方。比如支付行为，传统的支付方式下，任何一种转账都必须有银行或者支付宝这样的机构存在。而区块链是一个分布式储存的数据块，每一个数据块上都会包含一整条区块链的信息。这也就决定其可以在没有可信第三方作担保的条件下，自证其罪，抑或自证其信，从而解决两个陌生人之间如何建立信任机制的问题。因此，通过区块链技术，人类第一次实现在没有任何中介机构参与的情况下，完成双方互信的转账行为，比特币就是典型的例证。这是区块链的重大突破。
除了解决中介信用问题，区块链技术之所以备受关注，另一个原因在于，这项技术可以在牺牲较少效率的情况下，获得极大的安全性。
区块链依赖加密验证交易，会验证涉及交易的各方身份。这确保如果没有涉及各方的同意，一个“错误的”交易不能被加到区块链上。因为现有区块链依赖于先前区块链，每次向区块链加入一笔新的交易就需要进行一次复杂的数学计算――哈希计算。（这取决于交易数据、涉及交易的各方身份和之前交易的结果。）如果改变之前的交易数据，现有的哈希值将受到影响，不能与其他备份账本匹配，这就确保了恶意参与者不能篡改交易历史记录。加上整个网络没有中心统治者，系统依靠的是网络上多个参与者的公平约束，所以任意每几个节点的权利和义务都是均等的，而且每一个节点都会储存这个区块链上所有数据，即使该节点被损坏或遭受攻击，也不会对账簿造成任何实质性威胁。另外，如果账簿在某个人或某几人手上，造假的可能性就非常高，但每个人手里都有一本同样的账簿，除非你说服了整个游戏里超过51%的人都更改某一笔账目，否则你的篡改将是无效的。显然，这样的造假成本极其高昂。
区块链的本质决定它是一种分布式的数据库，被多个节点维护和同步。（比如多个频繁互相交易的对手方。）此外，交易数据必须在各方之间保持一致，才有可能被加入区块链。这种多方能访问同样数据（某些情况下机构内部的本地数据）的设计极大地增加了透明度，而传统系统依赖于多个躲在防火墙后面的“私藏”数据库，从外部是不可见的。另外，区块链的系统是开源的，整个系统都公开透明，因此某笔交易被全网广播以后，达到规定个数确认以上就成功记录在案了，且不可逆转、不可撤销。用户可以经过信息提取来判定一笔记录是真实的还是伪造的，而这个判定很容易实现，且成本较低。
从概念上讲，维护区块链数据库的多份备份并不会比维护一个单一、中心化的数据库复杂。但现实世界中，包括一些资本市场的案例中，多方维护包含同样交易信息的数据库备份的情况普遍存在。同时，许多数据库中，关于同一交易的数据互相矛盾，导致对账程序成本高昂、耗时冗长。而跨组织使用区块链这样的分布式数据库则可以极大地减少人工对账需求，大幅节约成本。此外，某些情况下，例如反洗钱问题上，区块链可以让各组织获得共同能力，免除重复劳动。
正如小创始人兼CEO达鸿飞所说的那样：“区块链不仅仅是一种技术，而是人类历史上第一次找到的一种不依赖中央权威就能进行大规模协作的组织方式。区块链给了我们自由，这种自由就来自于区块链的去中心和没有中央权威的特点。自由会带来很多创新，而创新，最终会带给我们财富。”因此，从这一角度看，区块链技术对于人类的意义，或许已经远远超过其技术本身。
