區塊鏈技術進化之路

主要撰寫-作者：王秋林

作者介紹：早期區塊鏈技術開發者，開發多款區塊鏈遊戲，曾在知名東京軟體公司研發工作。 

內容大綱-作者：崇慕

作者介紹：區塊鏈開發者技術生態研究者，遊戲蠻牛創始人，dll.io創始人。

概述：

區塊鏈(Blockchain)是執行在網際網路上的沒有中央控制點的分散式對等網路，使用分散式集體運作的方法，實現一套不可篡改的，可信任的資料庫技術方案，其特點為去中心化儲存、資訊高度透明、不易篡改等。再通俗一點說，區塊鏈就是利用計算機程式在全網的終端節點記錄所有交易資訊的“公開大賬本”。

區塊鏈在實現過程中，使用到了以下核心技術：點對點通訊技術，非對稱加密演算法，鏈式資料結構，分散式賬本和共識機制，在後來又加入了智慧合約等要素。這些技術是隨著計算機技術的不斷成長，由很多的電腦科學家不斷的研究而實現的。下面就分階段來講一下。

1、 技術積累期，在此期間，區塊鏈所涉及的核心技術被逐漸的提出和完善，這些技術為區塊鏈的誕生打下了堅實基礎，也孕育出了早期的加密學數字貨幣的萌芽。

1976 年 ,BaileyW.Diffie和MartinE.Hellman發表了論文《密碼學的新方向》。論文覆蓋了未來幾十年密碼學所有的新的進展領域，包括非對稱加密、橢圓曲線演算法、雜湊等一些手段，奠定了迄今為止整個密碼學的發展方向，也對區塊鏈的技術和比特幣的誕生起到決定性作用。

同年,哈耶克出版了他人生中最後一本經濟學方面的專著:《貨幣的非國家化》，這部專著所提出的非主權貨幣、競爭發行貨幣等理念，可以是去中心化貨幣的精神指南。

1977 年 ,著名的RSA演算法誕生,三位發明人也因此在2002年獲得了圖靈獎。該演算法就是利用了對一個大整數進行因數分解困難，驗證因子組成某個大整數容易的原理而編寫的。如要破解RSA，只需要能夠快速分解大整數即可，顯然這是破解RSA最簡單最快速的辦法。但要分解大整數是極不容易的（數學上叫做NP-Hard問題），這也就是RSA能保證其不能被破解的原因。目前網銀系統主要使用的RSA加密方案。

1980 年 ,MerkleRalf正式提出了Merkle-Tree這種資料結構和相應的演算法的資料結構，該結構就是儲存hash值的一棵樹，Merkle樹的葉子是資料塊(例如，檔案或者檔案的集合)的hash值。非葉節點是其對應子節點串聯字串的hash。在以後才誕生的P2P網路中，MerkleTree用來確保從其他節點接受的資料塊沒有損壞且沒有被替換，甚至檢查其他節點不會欺騙或者釋出虛假的塊。而比特幣、以太坊等區塊鏈系統也使用了這個結構來校驗資料。

1982 年 ,Lamport提出拜佔廷將軍問題,標誌著分散式計算的可靠性理論和實踐進入到了實質性階段。

這個問題可以簡單描述為：將軍們只通過信使溝通，必須商定一個共同的作戰計劃。然而，他們中的一個或多個可能是叛徒，他們試圖迷惑其他人。問題是找到一種演算法以確保忠誠將領達成協議。

對應到具體的計算機問題中，一個可靠的分散式計算機系統必須能夠處理一個或多個節點的故障。失敗的節點可能會表現出一種常常被忽略的行為型別——也就是說，將衝突的資訊傳送到系統的其他節點。解決這類失敗的問題抽象地表現為拜占庭將軍問題

同年,大衛·喬姆提出了密碼學支付系統ECash，可以看出，隨著密碼學的進展，眼光敏銳的人已經開始嘗試將其運用到貨幣、支付相關的領域了，應該說ECash是密碼學貨幣最早的先驅之一。

1985 年 ,Koblitz和Miller各自獨立提出了著名的橢圓曲線加密(ECC)演算法，在這種加密演算法中，需要產生一對金鑰。其中一個金鑰稱為私鑰，需要保密；另一個金鑰稱為公鑰，是可以公開讓別人知道的。私鑰和公鑰在數學上的關係是不可逆的，也就是通過某個數學函式，我們可以從私鑰計算出公鑰，但是不能從公鑰反向推匯出私鑰(或者說從計算上是不可行的)。

這種非對稱加密演算法有一個很有用的特性：如果用公鑰對資料進行加密，只有用對應的私鑰才能解密；如果用私鑰對資料進行加密，那麼只有用對應的公鑰才能解密。與傳統的RSA演算法相比，嚴格選定引數的ECC有更強的安全性，不易被攻擊。而比特幣和以太坊，它們都使用了ECC演算法來保證貨幣的安全性

1990 年 David Chaum基於先前理論打造出不可追蹤的密碼學網路支付系統，就是後來的eCash，不過eCash並非去中心化系統。而Leslie Lamport提出具高容錯的一致性演演算法Paxos。

1991 年 Stuart Haber與W. Scott Stornetta提出用時間戳確保數位檔案安全的協議，此概念之後被比特幣區塊鏈系統所採用。

1992 年 Scott Vanstone等人提出橢圓曲線數位簽章演演算法(EllipticCurve Digital Signature Algorithm，ECDSA)。CDSA是ECC與DSA的結合，整個簽名過程與DSA類似，所不一樣的是簽名中採取的演算法為ECC，最後簽名出來的值也是分為r,s。（DSA演算法是美國的國家標準數字簽名演算法，它只能使用者數字簽名，而不能使用者資料加密和金鑰交換。）

1997 年 ,HashCash方法,也就是第一代POW(Proof Of Work)演算法出現了。當時發明出來主要用於做反垃圾郵件。在隨後發表的各種論文中，具體的演算法設計和實現，已經完全覆蓋了後來比特幣所使用的POW機制。

hashcash就是希望基於類似RSA這樣對一個大整數進行因數分解的數學難題，希望你做大量的工作，也就是付出CPU的計算代價(這個概念很重要，比特幣中這個也是關鍵)，得到正確的結果，才能獲取某些資源（比方說往你的郵箱傳送垃圾郵件）。

hashcash使用的不是RSA，而是一種叫hash的雜湊過程。用到的演算法叫SHA（Secure Hash Algorithm）。SHA有個特點是，只有輸入資料完全相同才能得到相同的雜湊值，否則即使輸入資料只相差一個標點符號，都會導致戳記千差萬別。

HashCash如何在郵件傳送中起作用：比如A要給B傳送郵件，B要求A的郵件頭部加上一個字串（這個字串被叫做戳記，hashcash stamp)，並且要求用這個戳記生成的雜湊值必須滿足前面20個位元位都是0。所以要得到滿足規則的雜湊值，A只能不斷的嘗試各種隨機數作為戳記的字尾（戳記的其餘部分用於記錄郵件的相關資訊，是有意義的不能隨意更改），這就是所謂的付出CPU的代價，這個時間是大約百萬次的計算代價，對一個CPU大概是幾秒左右的執行時間。

比特幣使用HashCash方法是為了防止雙重支付（double-spending），這個是比特幣得以執行的根本，可以防止偽造交易。

1998 年 ，密碼學貨幣的完整思想終於破繭而出，密碼學家戴偉（Wei Dai）和尼克·薩博同時提出密碼學貨幣的概念。其中戴偉的B-Money被稱為比特幣的精神先驅，而尼克·薩博的Bitgold（位元黃金）提綱和中本聰的比特幣論文裡列出的特性非常接近，以至於有人曾經懷疑薩博就是中本聰。有趣的是，這距離後來比特幣的誕生又是整整10年時間。實時

2、 如果說1999年之前的各種研究奠定了區塊鏈的理論基礎，那麼接下來十年的p2p技術的發展則為去中心化的區塊鏈提供了具體的實現方案，從而補上了比特幣拼圖的最後一塊。

1999 年 ,P2P網路資源共享先驅Napster由Shawn Fanning在美國東北大學讀書時創立了,通過共享MP3的服務席捲了全美。它有一個伺服器用於儲存mp3檔案的連結位置並提供檢索，而真正的mp3文 件則存放在千千萬萬的個人電腦上，搜尋到的檔案通過P2P方式直接在個人電腦間傳播共享。這種方式的缺點就是需要一臺伺服器，在mp3檔案版權之爭火熱的年代，Napster很快就成為眾矢之的，被眾多唱片公司訴訟侵犯版權而被迫關閉。而伺服器關閉後Napster也就不復存在了。

2000 年 3月14 日，美國地下黑客站點Slashdot郵寄列表中發表一個訊息，說AOL的Nullsoft 部門已經發放一個開放原始碼的Napster的克隆軟體Gnutella。Gnutella吸取了Napster的失敗教訓，將P2P的理念更推進一步：它不存在中樞目錄伺服器，而採用了分散式對等網路模型，每一個聯網計算機在功能上都是對等的，既是客戶機同時又是伺服器，所有資料都放在個人電腦上。使用者只要安裝了該軟體，就將自己的電腦立即變成一臺能夠提供完整目錄和檔案服務的伺服器，並會自動搜尋其它同類伺服器，從而聯成一臺由無數PC組成的超級伺服器網路。傳統網路的Server和Client在它的面前被重新定義，所以Gnutella被稱為第一個真正的對等網路架構。

2000 年 9月6日,Jed McCaleb和SamYagan於美國的舊金山發明了EDonkey2000網路。它由客戶端和伺服器端兩個部分組成，可以工作在windows和linux等多種操作平臺。eDeonkey將網路節點分成伺服器層和客戶層，並且將檔案分塊以提高下載速度。它允許每個人都可以執行伺服器端，檔案索引伺服器並不集中在一起的，而是各人私有的，遍佈全世界，然後這些伺服器被連線起來。由於自私的人們在利用P2P軟體的時候大多隻願“獲取”，而不願“共享”，因此eDonkey引入了強制共享機制，即在客戶端之間引入了社會化的模式即信用制度來鼓勵人們之間相互交換共享檔案。

eDonkey網路下最普及的p2p客戶端程式是eDonkey2000和emule。Emule是eDonkey的後繼，但是更出色，採用了DHT來構建底層網路拓撲，是非常流行的P2P檔案共享軟體。

2001 年 4月,Buffalo大學學生BramCohen設計併發布了BitTorrent協議,並在7月釋出了第一個可用版本。BitTorrent協議是架構於TCP/IP協議之上的一個P2P檔案傳輸協議，處於TCP/IP結構的應用層。BitTorrent協議本身也包含了很多具體的內容協議和擴充套件協議，並在不斷擴充中。

根據BitTorrent協議，檔案釋出者會根據要釋出的檔案生成提供一個.torrent檔案，即種子檔案，也簡稱為“種子”。.torrent檔案本質上是文字檔案，包含Tracker資訊和檔案資訊兩部分。Tracker資訊主要是BT下載中需要用到的Tracker伺服器的地址和針對Tracker伺服器的設定，檔案資訊是根據對目標檔案的計算生成的，計算結果根據BitTorrent協議內的B編碼規則進行編碼。它的主要原理是需要把提供下載的檔案虛擬分成大小相等的塊，塊大小必須為2k的整數次方（由於是虛擬分塊，硬碟上並不產生各個塊檔案），並把每個塊的索引資訊和Hash驗證碼寫入種子檔案（.torrent）中。所以，種子檔案（.torrent）就是被下載檔案的“索引”。下載時，BT客戶端首先解析.torrent檔案得到Tracker地址，然後連線Tracker伺服器。Tracker伺服器迴應下載者的請求，提供下載者其他下載者（包括髮布者）的IP。下載者再連線其他下載者，根據.torrent檔案，兩者分別對方告知自己已經有的塊，然後交換對方沒有的資料。此時不需要其他伺服器參與，分散了單個線路上的資料流量，因此減輕了伺服器負擔。

下載者每得到一個塊，需要算出下載塊的Hash驗證碼與.torrent檔案中的對比，如果一樣則說明塊正確，不一樣則需要重新下載這個塊。這種規定是為了解決下載內容準確性的問題。

2001 年 同年,NSA分別釋出了SHA-256、SHA-384、SHA-512，這些演算法統稱SHA-2。2008年又新增了SHA-224。由於SHA-1已經不太安全，目前SHA-2各版本已成為主流。其中包括比特幣最終所採用的雜湊演算法SHA-256。

SHA-256作為一個雜湊函式，對於任意長度的訊息，SHA256都會產生一個256bit長的雜湊值，稱作訊息摘要。這個摘要相當於是個長度為32個位元組的陣列，通常用一個長度為64的十六進位制字串來表示。

2002 年 ,Napster在2001年即因法院判決違法而關閉服務後,2002年正式破產。 

2003 年 ,Handschuh和Gilbert利用Chabaud-joux攻擊,理論上得到SHA-256的一個部分碰撞,並證明了SHA-256可抵禦Chabaud-joux攻擊。目前已有的對Hash函式攻擊的方法包括生日攻擊、彩虹表攻擊、差分攻擊等。用於訊息唯一性和資料完整性驗證的Hash函式，其安全性依賴於函式本身的屬性和對抗碰撞的抵抗。Hash函式的演算法結構特點和Hash值的長度是決定函式碰撞性的而主要因素，Hash值越長，越能抵禦生日攻擊。SHA-256有256位元Hash值，MD5和SHA-1分別有128和160位元的Hash值。因此，SHA-256比MD5和SHA-1能抵抗生日攻擊。通過對Chabaud-Joux攻擊SHA-256的分析，找到了SHA-256的一個部分碰撞，其複雜度為2^66，但無法找到SHA-256的一個整體碰撞，因此SHA-256演算法也能抵禦現有的差分攻擊。由此可見，在抵禦生日攻擊和抵禦已知差分攻擊方面，SHA-256演算法比現在廣泛使用的MD5和SHA-1等更具安全性。

2005 年 ,eDonkey2000網路公司網站關閉,但是eDonkey網路仍然正常執行。

2005 年 同年,王曉雲等人正式宣佈MD5、SHA-1碰撞演算法。到2005年2月，據王小云教授的研究報告，他們已經研究出了搜尋SHA-1碰撞的一系列新技術。他們的分析表明，SHA-1的碰撞能在小於2^69次Hash操作中找到。對完整的80輪SHA-1的攻擊，這是第一次在小於2^80次Hash操作這個理論界限的情況下找到碰撞。根據他們的估計，對於縮減到70輪的SHA-1能夠用現在的超級計算機找出“實碰撞”。他們的研究方法，能自然地運用到SHA-0和縮減輪數的SHA-1的破譯分析上。 2005年3月6日，Arjen Lenstra，王小云，Benne de Weger 宣佈，他們構造出一對基於MD5 Hash函式的X.509證書，產生了相同的簽名。

2005 年 同年Hal Finney提出可重複使用的工作量證明機制(Reusable Proofs of Work，RPOW)，結合B-money與Adam Back提出的Hashcash演演算法來創造密碼學貨幣。這個系統將hashcash視作POW的token，並在交換時產生經過RSA簽名的token，而被叫做ReusableProofs of Work(RPOW)tokens，RPOW可以從一個人轉給另一個人，並在每個轉移步驟中產生新的RPOW token，因此每個RPOW token僅能被使用一次。

2007 年 ,BitTorrent正式超越eDonkey2000網路,成為網際網路的檔案共享系統。 

3、 區塊鏈1.0時代開始了！

2008 年 8月18日域名"bitcoin.org"被註冊

2008 年 11月,中本聰發表論文《btc:一種點對點的電子現金系統》提出了BlockChain這種資料結構。能在不具信任的基礎之上，建立一套去中心化的電子交易體系。

它使得線上支付能夠直接由一方發起並支付給另外一方，中間不需要通過任何的金融機構。該解決方案使現金系統在點對點的環境下執行，並防止雙重支付問題。該網路通過隨機雜湊（hashing）對全部交易加上時間戳（timestamps），將它們合併入一個不斷延伸的基於隨機雜湊的工作量證明（proof-of-work）的鏈條作為交易記錄，除非重新完成全部的工作量證明，形成的交易記錄將不可更改。最長的鏈條不僅將作為被觀察到的事件序列（sequence）的證明，而且被看做是來自CPU計算能力最大的池（pool）。只要大多數的CPU計算能力都沒有打算合作起來對全網進行攻擊，那麼誠實的節點將會生成最長的、超過攻擊者的鏈條。這個系統本身需要的基礎設施非常少。資訊盡最大努力在全網傳播即可，節點(nodes)可以隨時離開和重新加入網路，並將最長的工作量證明鏈條作為在該節點離線期間發生的交易的證明。

2009 年 1月3日，btc網路正式上線，版本開源客戶端發表。比特幣的創始人中本聰製作了比特幣世界的第一個區塊“創世區塊”。中本聰在創世區塊裡留下一句永不可修改的話：“The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brink of second bailout for banks（2009年1月3日，財政大臣正處於實施第二輪銀行緊急援助的邊緣）當時正是英國的財政大臣達林被迫考慮第二次出手紓解銀行危機的時刻，這句話是泰晤士報當天的頭版文章標題。第一個收到比特幣轉賬的人是發明了RPOW的Hal Finney，他在比特幣客戶端上線當天就下載了，並從中本聰那裡收到了10個比特幣。

2010 年 9月，第一個礦場Slush發明了多個節點合作挖礦的方式，成為比特幣挖礦這個行業的開端。要知道，在此之前的2010年5月，1萬比特幣才值25美元，如果按照這個價格來計算，全部的比特幣（2100萬）也就值5萬美元，集中投入挖礦顯然是沒有任何意義的。因此，建立礦池的決定就意味著有人認定比特幣未來將成為某種可以與真實世界貨幣相兌換的，具有無限增長空間的虛擬貨幣，這無疑是一種遠見。

2011 年 4月27日,官方有歷史記載的0.3.21版本上線,支援非常多的新特性,包括UPNP以聰為單位等,btc系統逐漸成熟。

2011 年 10月，萊特幣（Litecoin）誕生。萊特幣受到了比特幣（BTC）的啟發，並且在技術上具有相同的實現原理，萊特幣的創造和轉讓基於一種開源的加密協議，不受到任何中央機構的管理。萊特幣旨在改進比特幣，與其相比，萊特幣具有三種顯著差異。第一，萊特幣網路每2.5分鐘（而不是10分鐘）就可以處理一個塊，因此可以提供更快的交易確認。第二，萊特幣網路預期產出8400萬個萊特幣，是比特幣網路發行貨幣量的四倍之多。第三，萊特幣在其工作量證明演算法中使用了由Colin Percival首次提出的scrypt加密演算法代替了比特幣採用的SHA-256，這使得相比於比特幣，在普通計算機上進行萊特幣挖掘更為容易。每一個萊特幣被分成100,000,000個更小的單位，通過八位小數來界定。

2012 年 8月，Sunny King釋出了Peercoin（也被稱為PPCoin，PPC，點點幣）。PPC的最大創新是其採礦方式混合了PoW工作量證明及PoS權益證明方式。PPC也是第一個採用PoS共識的加密數字貨幣。PoS採礦方式僅需普通電腦和客戶端就能處理交易和維護網路安全，達到節能和安全的目的。

PPC採用SHA256演算法，在BTC的基礎上進行了改良和優化。PPC最大的貢獻在於為了防止通貨緊縮，它原創了POS利息體系，有著固定1%的通脹率，而且其“挖礦”過程更為節能高效。 PPC沒有供應上限，截至到2014年9月總量在2100萬左右，預計到2020年總量在2500萬左右。

PoS，即Proof of Stake，譯為權益證明。無論PoW或PoS，均可以理解為“誰有資格寫區塊鏈”的問題。PoW通過算力證明自己有資格寫區塊鏈，而PoS則是通過擁有的幣齡來證明自己有資格寫區塊鏈。

PPC前期採用PoW挖礦開採和分配貨幣，以保證公平。後期採用PoS機制，保障網路安全，即擁有51%貨幣難度更大，從而防止51%攻擊。PoS核心概念為幣齡，即持有貨幣的時間。例如有10個幣、持有90天，即擁有900幣天的幣齡。另外使用幣，即意味著幣齡的銷燬。在PoS中有一種特殊的交易稱為利息幣，即持有人可以消耗幣齡獲得利息，同時獲得為網路產生區塊、以及PoS造幣的優先權。

2012 年 9月， Rippllepay公的創立者Ryan Fugger和Jed McCaleb 以及Chris Larsen合夥成立了openCoin公司，並研發了Ripple協議，Ripple是一個開源、分散式的支付協議。它讓商家和客戶乃至開發者之間的支付幾乎免費、即時而不會拒付，它支援任何貨幣 - 包括美元，日元，歐元，甚至是比特幣。

2013 年 1 月OpenCoin公司推出了 XRP又稱為Ripple幣或瑞波幣。它是基於Ripple協議的虛擬貨幣，主要功能有二：1. 防止惡意攻擊 2.橋樑貨幣。與比特幣一樣，瑞波幣系統建立在加密簽名公開區塊鏈上，因此不需要最初的信任閘道器或閘道器設計。瑞波幣可以直接由使用者傳送給使用者，沒有閘道器或交易對手風險，這是瑞波網路上所有貨幣（包括美元）的使用方法。

由於Ripple協議的開源性，惡意攻擊者可以製造大量的“垃圾賬目”，導致網路癱瘓，為了避免這種情況，Ripple Labs要求每個Ripple賬戶都至少有20個XRP，每進行一次交易，就會銷燬十萬分之四個XRP。這一費用對於正常交易者來說成本幾乎可以忽略不計，但對於惡意攻擊（製造海量的虛假賬戶和交易資訊）者，所銷燬的XRP會呈幾何數級增長，成本將是巨大的，他們以此設計來遏制這種惡意攻擊。

2013 年 3月，比特幣釋出了0.8的版本，這是比特幣歷史上最重要的版本，它整個完善了比特幣節點本身的內部管理、網路通訊的優化，引入了Leveldb、新的索引機制和查詢方式,以及Bloomfilter方式縮減SPV節點傳輸量等特性。也就是在這個時間點以後，比特幣才真正支援全網的大規模交易，成為中本聰設想的電子現金，真正產生了全球影響力

事情總是沒有那麼一帆風順，在最重要的0.8版本，比特幣引入了一個大bug，所以這個版本釋出以後比特幣短時間就出現了硬分叉，導致整個比特幣最後不得不回退到舊的0.7版本，這個也導致了比特幣價格產生大幅下跌。

2013 年 7月， Sunny King創立了Primecoin (代號XPM，也叫做質數幣)，質數幣是一種建立在比特幣基礎上的數字貨幣，它運用一種獨特的 “科學計算證明”機制取代比特幣的“雜湊工作量證明”機制，通過計算去發掘由大量質陣列成的質數鏈，質數幣作為礦工在挖礦過程中發現質數的獎勵。從2013年7月發行以來的兩個月內，質數幣發現的質數比已知基於雙向雙鏈演算法的最大質數大了16倍，打破了世界紀錄，成為已知的最大質數。這種獨特的挖礦計算方式非常強大。對於加密貨幣社群之外的領域來說，尋找質數（而不是基於SHA-256演算法的貨幣）帶來了幾乎是大公無私的實用價值。

2013 年 8月，德國正式承認比特幣，納斯達克通過自身的區塊鏈平臺完成交易，中國人民銀行雖然它否定了比特幣的地位，但是它卻是全球唯一的一個立刻宣佈要做自己的密碼學貨幣/數字貨幣的銀行。

2013 年 末，以太坊創始人VitalikButerin釋出了以太坊初版白皮書了啟動了專案。以太坊（Ethereum，其代幣簡稱ETH）致力於實施全球去中心化且無所有權的的數字技術計算機來執行點對點智慧合約。以太坊可以看作是一臺分散式的計算機：區塊鏈是計算機的ROM，智慧合約是程式，而以太坊的礦工們則負責計算，擔任CPU的角色。智慧合約在執行時會消耗gas，gas的量由執行程式碼的資料量所決定，gas的價格（xx gas/eth）則是根據eth網路的負載由使用者之間的博弈而不斷的變動。因為支援智慧合約，Eth的出現被視為區塊鏈2.0時代的到來。

2014 年 2月，Daniel Larimer（BM）釋出了Bitshares（也稱為BTS，位元股）位元股的定義是“一個點對點多型數字資產交易所”，BTS就是交易所的一種代幣，用來維護交易所的正常執行。位元股採用了一種類似於比特幣區塊鏈的架構。在比特幣區塊鏈架構中，每一筆交易資料的寫入必須來自於之前的交易資料，並幾乎同時產生新的輸出來用作未來交易資料的寫入。

BTS的特徵包括：

1、採用DPoS，棄用了PoW共識演算法。投票選出的“代表”替代了PoW裡的礦工；

2、根據使用者需求進行定製化資產服務，例如利用比特幣區塊鏈發行自己的數字貨幣，通過發行方作為背書；

3、發行錨定資產，比如bitUSD，bitGold，使用三倍於資產價值的bts作為擔保；

4、位元股中的所有交易都基於鏈上交易，所有掛單都放在區塊鏈上，杜絕了虛假交易。

BitShares社群首先提出了DPoS(DelegatedProof of Stake)機制，並引入了見證人的概念。DPoS是權益證明(PoS)的一種改進版本，共識過程不再需要所有參與節點進行驗證，而是委託部分代表來進行，很大程度上提高了共識效率。

2014 年 4月，與Vitalik 合作的Gavin Wood博士發表了可以被視作以太坊的技術聖經的以太坊黃皮書，將以太坊用於執行智慧合約的虛擬機器（EVM）等重要技術規格化並加以說明。按照黃皮書中的具體說明，以太坊客戶端已經用7種程式語言實現（C++, Go, Python, Java, JavaScript, Haskell, Rust），使軟體總體上更加優化。

2014 年 5月Juan Benet發起了星際檔案系統（簡稱IPFS），PFS本質上是一種內容可定址、版本化、點對點超媒體的分散式儲存、傳輸協議，目標是補充甚至取代過去20年裡使用的超文字媒體傳輸協議（HTTP），希望構建更快、更安全、更自由的網際網路時代。IPFS至少有八層子協議棧，從上至下為身份、網路、路由、交換、物件、檔案、命名、應用，每個協議棧各司其職，又互相搭配。

2014 年 6月起，以太坊進行了為期42天的以太幣預售，淨賺31,591比特幣，當時價值 18,439,086 美元，交換出大約60,102,216以太幣。銷售所得首先用於償還日益增加的法律債務，回報開發者們數月以來的努力，以及資助以太坊的持續開發。以太幣預售成功之後，以太坊的開發在非營利組織ETH DEV的管理下走向正式化，它依據Ethereum Suisse的合約管理以太坊開發——Vitalik Buterin，Gavin Wood和Jeffrey Wilcke作為組織的3個主管。

2014 年 末，持續到2015年上半年，以太坊進行了安全審查。以太坊請了很多第三方軟體安全公司對所有協議關鍵的組成部分（以太坊 VM，網路，工作量證明）開展端對端審查。審查發現了很多安全問題，問題提出並再次檢測後，帶來了一個更安全的平臺。

2015 年 ，經濟學人釋出了封面文章《重塑世界的區塊鏈技術》後，區塊鏈技術在全球掀起一股金融科技狂潮，世界各大金融機構、銀行爭相研究區塊鏈技術，僅2016年就有數十億美元投資到區塊鏈相關企業當中。

2015 年 6月，位元股釋出2.0版本，並首次引入石墨烯（graphene）技術。石墨烯工具組是由Cryptonomex Inc.公司所開發，並對位元股區塊鏈提供對石墨烯工具組的授權。這個協議的條款會讓位元股在無限制的情況下使用石墨烯工具組及其衍生品。石墨烯技術被設計成每秒處理100,000次交易，而沒有任何優化壓力。其中一些基本功能包括將所有內容儲存在記憶體中，避免同步原語（鎖定、原子操作）以及最小化不必要的計算。使用ID代替雜湊。

2015 年 7月末，在經過近兩個的嚴格測試以後，正式的以太坊網路被髮布出來，這也標準著以太坊區塊鏈正式執行。以太坊的釋出分成了四個階段，即Frontier（前沿）、Homestead（家園）、Metropolis（大都會）和Serenity（寧靜），在前三個階段以太坊共識演算法採用工作量證明機制（POW），在第四階段會切換到權益證明機制(POS）。

2015 年 7月30日以太坊Frontier 網路啟動，開發者開始編寫智慧合約和去中心化應用以部署在以太坊實時網路上。此外，礦工們開始加入以太坊網路以幫助保障以太坊區塊鏈的安全並從挖礦區塊中賺取以太幣。儘管Frontier的釋出是以太坊專案的第一個里程碑，開發者們只試圖將其作為測試版本，但結果它比任何人預期得都更有用且可靠， 開發者們立即開始建立解決方案，改進以太坊生態系統。

2016 年 3月14日（圓周率節），以太坊發了Homestead階段。Homestead階段與Frontier階段相比，沒有明顯的技術性里程碑，只是表明以太坊網路已經平穩執行，不再是不安全和不可靠的網路了。在此階段，以太坊提供了圖形介面的錢包，易用性得到極大改善，以太坊不再是開發者的專屬，普通使用者也可以方便地體驗和使用以太坊。

2016 年1 0月，以Zooko Wilcox 為創始人和CEO的Zerocoin Electric Coin Company釋出了Zcash（簡稱ZEC，葉稱為零幣）。Zcash 是首個使用零知識證明機制的區塊鏈系統，它可提供完全的支付保密性，同時仍能夠使用公有區塊鏈來維護一個去中心化網路。與比特幣相同的是，Zcash代幣（ZEC）的總量也是2100萬，不同之處在於，Zcash交易自動隱藏區塊鏈上所有交易的傳送者、接受者及數額。只用那些擁有檢視祕鑰的人才能看到交易的內容。使用者擁有完全的控制權，他們可自行選擇向其他人提供檢視祕鑰。ZCash 錢包資金分 2 種：透明資金、私有資金，透明資金類似比特幣資金；私有資金加強了隱私性，涉及到私有資金的交易是保密不可查的，透明資金與透明資金的交易是公開可查的。

2017 年 6月，BM（Daniel Larimer）領導開發的EOS專案開始眾籌，眾籌採用在ETH網路上部署的ERC-20 token的形式來進行。被人稱為區塊鏈3.0的EOS類似作業系統的區塊鏈架構平臺，旨在實現分散式應用的效能擴充套件。EOS提供帳戶，身份驗證，資料庫，非同步通訊以及在數以百計的CPU或群集上的程式排程。該技術的最終形式是一個區塊鏈體系架構，允許使用者快速和輕鬆的部署去中心化的應用。該區塊鏈每秒可以支援數百萬個交易，同時普通使用者無需支付使用費用。EOS採用石墨烯和DPoS技術大大提升了系統的吞吐量，按照規劃，EOS有望達到每秒百萬次的交易量。

2017 年 7月21日，比特幣分叉方案BIP91已經獲得全網算力支援，一致同意先進行隔離見證升級，並在之後的6個月內把底層區塊鏈的區塊大小升級至2M。然而“攪局者”出現了——挖礦巨頭比特幣大陸旗下的礦池ViaBTC準備了一套硬分叉的體系，基於比特幣的原鏈推出“比特幣現金”（Bitcoin Cash，也稱為BCC）。比特幣現金修改了比特幣的程式碼，支援大區塊（將區塊大小提升至8M），不包含SegWit功能，是BitcoinABC方案產生的區塊鏈資產。

比特幣現金的前世就是比特幣，在分叉之前它儲存的區塊鏈中的資料以及執行的軟體是和所有比特幣節點相容的，而到了分叉那一刻以後，它開始執行新的程式碼，打包大區塊，形成新的鏈。

2017 年 8月1日20時20分，比特幣現金開始挖礦。

2017 年 秋季：EOS建立了最小可行測試網路，包括P2P網路程式碼、Genesis進口測試等。

2017 年 11月，比特幣現金Bitcoin Cash 將簡稱從BCC改為BCH。

2018 年 1月發明了點點幣（PeerCoin）和質數幣（PrimeCoin）的區塊鏈達人Sunny King 宣佈了全新專案“Virtual Economy Era（簡稱 VEE）”（ ofollow,noindex" target="_blank">https://vee.tech ）正在開發中，而他擔任該專案的總設計師一職。Sunny King 表示“VEE 旨在為區塊鏈應用帶來下一代平臺” ，其官網列出的定義是“第五代比特幣”（The Fifth Generation of Bitcoin）。VEE希望直接跨越“3.0階段”，結合密碼學、虛擬機器等領域最新科技成果，開發出能讓使用者實際感受到技術變化的新一代區塊鏈底層。VEE將幫助各行業建立可擴充套件的去中心化資料庫，提供超過傳統資料庫儲存上限的超大容量，以及即時的雲端計算服務。

VEE選擇了四種程式語言，以分層、模組化的思路重新設計了系統，適配去中心化網路應用的開發。一方面，如果個別環節出錯，可以單獨解決，不影響全網；另一方面，效能將得到大幅提升。具體來講，比特幣區塊鏈的TPS（每秒交易數）在個位數量級，以太坊在十位數，VisaNet的TPS平均是2000，最大為56000。而VEE對標VisaNet，在初始版本中將TPS提升至四位數。

此外，在區塊鏈的架構設計上，VEE完善了不同鏈之間的通訊機制，支援跨鏈交易，底層將承載至少千條主鏈和側鏈。其他技術團隊可以通過VEE提供的API更靈活和便捷地開發應用，提升私有鏈效能。

2018 年 4月17日：EOS釋出了EOS.IO技術白皮書v2中文版，將實現去中心化應用的橫向和縱向擴充套件。

2018 年 6月，EOS結束眾籌主網上線執行。

2018 年 9 月Sunny King宣佈將在VEE中引入全新共識機制 “超級節點PoS”（"supernode proof-of-stake"簡稱為“SPoS”）。SPoS要執行在特殊的硬體上。King解釋道SPoS有點類似DPoS，但會簡化區塊鏈的開發和維護。SPoS能在經過優化的硬體中流暢的執行，這種特殊的硬體類似PoW中的ASIC礦機，但和PoW的ASIC礦機不同的是，這種特殊硬體沒有那麼耗電。這個系統在設計上看起來更加中心化，但King也設計出了一套機制保障網路的安全，確保每一個超級節點（supernode）都有平等的權力，防止某個節點權力過大。

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