百度区块链白皮书V1.0.pdf

I II 序 言 当今世界，信息技术革命日新月异，对国际 经济、 文化、社会、军事等领域的发展产生了深刻影响， “ 数字化、网络化、智能化 ” 深入发展，在推动经济社会发展、促进国家治理体系和治理能力现代化、满足人民日益增长的美好生活需要方面发挥着越来越重要的作用。 互联网改变了信息传递的方式，人工智能释放了计算能力，从重复、低效和繁重的工作中把人解放出来。区块链基于其分布式、 防 篡改、可追溯等特点构建的新型信任机制，将加速生产价值 的 “ 数字化 ” 流通，改变价值的传递方式。区块链的开源性、可编程、去中心等特性，将进一步打破信息孤岛，扩展 “ 网络化 ” 运行的边界。机器流程引擎驱动多中心跨主体高效协作，社会资源将实现共商共识共享共治的 “ 智能化 ” 配 置，带给区块链应用前景的无限憧憬和想象。 目前全球正在掀起一股基于区块链技术的创新热潮。各国抢占未来前沿领域技术优势的力度之大，国际竞争之复杂和激烈是空前的。区块链技术带动经济和产业格局的重大调整，将是中国实现跨越式发展，在国际分工中占据有力地位的重大转折机遇。 2016年 12月，区块链首次被作为战略性前沿 技术写入 “十三五” 国家信息化规划 。 2017年 1月，工信部发布软件和信息技术服务业发展规划 (2016-2020年 )，提出区块链等领域创新达到国际先进水平等要求。 2017年 8月，国务院发布关于进一步扩 大和升级信息消费持续释放内需潜力的指导意见，提出开展基于区块链、人工智能等新技术的试点应用。截至2018年 3月底，我国以区块链业务为主营业务的区块链公司数量已经达到了 456家，产业初具规模，进入高速发展阶段。 百度作为中国在尖端科学核心技术领头的高科技企业，秉承 “ 用科技 让复杂的世界更简单 ” 的使命，积极 配合国家战略层面的指引方针，以公平开放、技术赋能、生态联盟为准则 ，致力于构建行业区块链应用生态，将区块链的价值赋能给包括政府、企业及个人用户的社会各个层面，为降成本、提效率、优化产业诚信环境、价值重新分配等方 面贡献力量。百度区块链实验室，全面布局区块链生态的各个领域，包括 XuperChain底层基础设施建设，企业级的解决方案 BaaS (Blockchain-As-A-Service)，以及服务于创造数字经济和改善社会生活的一系列区块链应用等。 III 百度将在数字技术创新、安全可控、自主研发等方面持续推动区块链的社会价值和经济价值，建 设 “ 网络强国、数字中国、智慧社会 ” ， 为我国产业结构迈向全球价值链中高端，实现经济高质量发展贡献力量。 （ 1） 网络强国，中国速度 信息化为中华民族带来了千载难逢的机遇，互联网经济以数据为关键生产要 素，通过运用网络信息技术提升全要素生产率和优化经济结构。区块链是继云计算、大数据、人工智能之后的又一新兴网络信息技术，其基于技术构建的信任机制，基于合约和规则达成的多节点共识，基于机器驱动的价值自动化流通，将极大的改变当前社会的商业模式，进而引发新一轮的技术创新和产业变革，为数字经济带来新的活力。 百度运用领先的区块链技术驱动数字经济创新，推动互联网和实体经济深度融合，加快传统产业数字化和智能化，催生出更多新产业 、 新业态 和 新模式，用新动能持续升级新经济发展。 （ 2） 数字中国，自主研发 2018年注定是不平凡的年代，在日趋复杂的国际合作与竞争中，核心技术受制于人是我们最大的隐患。互联网核心技术包括：核心芯片、人工智能、量子计算、区块链等。 百度区块链秉持自主研发，打造关键核心技术上的独有优势：运用超级节点无限扩容区块链的计算和存储能力，彻底突破区块链的性能瓶颈 ， 独创立体网络技术（包括：链内DAG并行技术、可回归侧链技术和平行链技术） ， 充分利用超级节点所提供的可伸缩性存储计算 ， 采用可插拔共识技术以满足业务方多样性需求 ， 通用智能合约运行机制兼容区块链开发者生态和程序员开发生态，并从底层机制上保证了在合 理的规则框架下实现自我升级和自我修复。 核心技术是国之重器，要下定决心、保持恒心、找准重心，加速推动信息领域核心技术突破。 百度积极响应习近平主席对于自主创新的期望 ： 努力实现关键核心技术自主可控，把创新主动权、发展主动权牢牢掌握在自己手中。 （ 3） 安全可控，健康发展 没有网络安全就没有国家安全，就没有经济社会稳定运行，广大人民群众利益也难以得到保障。网络安全已经进入国家战略。安全是数字经济创新的基础，没有安全一切将无从谈起。 IV 百度区块链拥有 自主知识产权，研发与迭代不会受到恶意 势力 组 织的干扰。百度区块链秉持安全可控的健康发展理念，坚决反对侵犯个人隐私、侵害知识产权等各类网络违法犯罪行为。 百度区块链自身具备的技术和特性保证数据隐私、价值流转和网络治理的安全可控。百度区块链将运用 SHA256、 RSA、非对称椭圆曲线 、 抗量子 等加密算法，以及零知识证明算法、安全多方计算等 技术组合，保障数据隐私的安全，防止数据泄漏。 与此同时，百度区块链运用加密和共识算法构建的信任机制，将推动建立安全可信的数字经济规则和秩序，保证价值流转过程的安全可控，促进不同国家、不同地区、不同经营单位和不同个体间开展更加 紧密的数字经济合作。从而保障，在安全可控的前提下，促进网络安全和信息化事业的健康发展。 （ 4） 智慧社会，链聚天下 网络安全和信息化事业发展必须贯彻以人民为中心的发展思想，区块链创新应用DApp (Decentralized Applications)，将适应人民期待和需求，加快信息化服务普及，降低应用成本，为老百姓提供用得上、用得起、用得好的信息服务，让亿万人民在共享互联网发展成果上有更多获得感。 百 度带头 推进 “ 区块链 +传统产业 ” 升级、 “ 区块链 +教育 ” 、 “ 区块链 +金融 ” 、 “ 区块链 +文化 ” 、 “ 区块链 +知识产权 ” 等 领域的 DApp开发 ，充分发挥全链路共享共治，让数据多跑路、百姓少跑腿，不断提升公共服务均等化、普惠化、便捷化水平。 发展网络安全和信息化事业需要人才，百度区块链作为开放式平台技术，将提供一站式、全赋能、即插即用的 区块 链系统，汇聚世界水平的科学家、网络科技领军人才、卓越工程师、高水平创新团队，施展商业价值和社会效益的才智， 打造 “ 取智于人才，造福于人民 ” 的共创共享共荣的中国 区块链生态。 是以为序。 百度搜索公司 百度区块链实验室 百度营销研究院 2018年 8月 16日 V 编委会成员 顾问： 向海龙 、 梁志祥、 吴海 锋 、 郑子斌、尹世明 指导专家： 林晓东、侯丽斌 、 马杰 、陈志峰 、 王建勇、丁宗尧、 王岳 执行 主编 ： 谭待、肖伟 统稿 ： 裴玖、刘虎、 高苗、 杨天依、高倩、李王浠 研究撰写 ： 卞琦、 柴桥子 、 陈浩栋、董淑照、段兵、范围、高倩、顾庆立、 顾晓莉、侯迪、黄心远、荆博、李王浠、李元嵩、刘国庆、 刘虎、 刘强、刘尧、刘志伟、龙丽莉、宋飞 、宋利华、孙健、孙君意、 谭待 、 唐涛、王冠薇、王辉、王磊、 卫晓霞、肖伟、闫石、于雅楠、 张晋豪、 张伟、张岩、郑旗、周辰、朱延峰 法律顾问： 邓凯 市场及公关： 李姝 、 孙瑜 视觉设计： 田丰玉、黄海伦 VI 目 录 第一章 区块链发展概述 . 1 1.1 区块链概念 . 1 1.2 区块链价值 . 1 1.3 区块链发展现状 . 2 1.3.1 公有链与联盟链 . 2 1.3.2 DApp生态 . 3 第二章 百度区块链整体架构 . 4 2.1 区块链行业痛点 . 4 2.1.1 当前区块链技术的性能制约 . 4 2.1.2 智能合约的痛点 . 4 2.1.3 共识机制的痛点 . 5 2.1.4 计算和存储的痛点 . 5 2.1.5 网络建设的痛点 . 5 2.2 XuperChain网络介绍 . 6 2.2.1 运行结构 . 6 2.2.2 共识机制 . 6 2.2.3 超级节点 . 7 2.2.4 智能合约 . 8 2.2.5 立体网络技术 . 9 2.2.6 轻量级节点技术 . 11 2.2.7 可升级系统 . 11 2.2.8 隐私保护和安全 . 12 2.3 XuperChain网络生态和基础设施 . 13 2.3.1 网络生态 . 13 2.3.2 超级链 App . 13 VII 2.4 结语 . 14 第三章 百度区块链商业化解决方案 . 15 3.1 百度区块链商业化介绍 . 15 3.1.1 区块链即服务 BaaS的现状和需求 . 15 3.1.2 区块链商业落地的问题及应对 . 15 3.1.3 百度 区块链商业化布局 . 16 3.1.4 百度云区块链的产品和技术框架 . 17 3.2 百度区块链行业落地案例 . 21 3.2.1 金融区块链场景案例 . 22 3.2.2 物联网区块链场景案例 . 23 3.3 百度云区块链的发展规划 . 23 第四章 百度区块链行业应用 . 25 4.1 内容版权 . 25 4.1.1 内容版权领域的发展趋势 . 25 4.1.2 内容版权领域的痛点 . 25 4.1.3 内容版权的区 块链解决方案 . 26 4.1.4 内容版权未来的发展规划 . 28 4.2 信息溯源 . 28 4.2.1 互联网信息领域的痛点 . 28 4.2.2 百度百科在信息溯源的区块链解决方案 . 29 4.2.3 百度百科未来的发展规划 . 31 4.3 文化娱乐 . 32 4.3.1 文娱产业现状 . 32 4.3.2 度宇宙的产品定位 . 33 4.3.3 度宇宙解决方案 . 33 4.3.4 度宇宙未来的发展规划 . 36 4.4 信息安全 . 36 VII 4.4.1 反恶意软件行业的痛点 . 36 4.4.2 反恶意软件区块链解决方案（休伯特） . 37 4.4.3 休伯特未来的发展规划 . 38 4.5 个体信息管理 . 39 4.5.1 个体教育信息管理领域的痛点 . 39 4.5.2 个人教育信息的区块链解决方案（百度会学） . 39 4.5.3 百度会学区块链的实现路径 . 42 4.5.4 百度会学未来的发展规划 . 44 4.6 数字广告 . 44 4.6.1 数字广告领域的问题及应对 . 44 4.6.2 通用搜索广告的区块链解决方案（百宝箱） . 46 4.6.3 百宝箱未来的发展规划 . 47 未来与展望 . 48 百度区块链白皮书 1 第一章 区块链发展概述 1.1 区块链概念 区块链起源于比特币，是一种综合技术的简称。在经历了多年发展后，不断集成当今多种技术于一体，包括分布式账本、共识机制、智能合约、密码学、 P2P网络等。在每个区块链系统中，区块即信息块，信息以区块的形式进行集成、打包，并按照实际产生时间的先后顺序进行连接。 1.2 区块链价值 如今，伴随诸多区块链 项目的兴起与发展，人们不断见证着区块链为各领域带来的变化，也逐渐 认可区块链技术本身所呈现出的价值。其价值主要体现在以下几个方面： （ 1） 安全：基于去中心化 P2P网络技术，区块链系统中所有参与节点将共同完成数据的存储、维护，可有效避免中心化数据系统遭到攻击时数据泄露的风险。在数据传输过程中，密码学技术提供了安全保障。此外，新区块的产生，是由全网多数节点达成共识后 的结果，任意节点都无法实现数据的完全控制，保证区块信息不可篡改； （ 2） 确权：区块链的另一个价值体现在数据资产所有权的确认上。数据一经上链，即可通过区块链网络确定 与用户间的锚定关系，且后续的每一次数据操作都会被准确记录，不可篡改 。该特点可对数据资产进行有效保护，防止他人恶意篡改、窃取与利用； （ 3） 信任：去中心化区块链系统中，数据账本存于各节点，信息公开透明，为数据可信提供了基础保证。由于采用共识机制，各节点需要按照严格的算法规则更新区块信息，从而达成信息共享、多方决策一致，保障数据记录过程的可信性。整个过程中，无需借助第三方机构即可建立信任网络，完成多节点的可信沟通； （ 4） 自动化：智能合约是一种可编程化的数字协议，当合约参与方满足触发条件后，合约条款将自动执行。智能合约的加 入，为区块链带来了新的契机，保障部署在区块链上的合同条款可以实现自动、去中心化的计算，从而为诸多领域（尤其针对流程复杂繁琐、效率低下的领域）的效率提升、成本控制起到不可忽视的作用； 第一章 区块链发展概述 2 （ 5） 价值共享：传统中心化系统常涉及较多环节，参与中介多、流程复杂，耗费成本较高。而区块链系统则实现了各参与节点的去中心化连接，且各节点数据资产可进行点对点自由流通，以降低中间成本。此部分节约成本将以收益的形式，根据对区块链网络的贡献程度按照一定规则分配到各节点，在激励其他节点积极参与的同时，实现全网价值的再分配。 1.3 区块链发展现状 区 块链生态构成主要包括区块链网络、基础设施（如资产管理、轻量级 节点 、交易所）以及 运行在区块链网络中 的 DApp。自 2009年比特币网络成功运行以来，区块链各类技术得到了突飞猛进的发展。尤其是底层技术，自 2017-2018年至今发展势头明显。基于底层平台，各领域不断进行商业端、用户端的场景落地尝试， DApp应用持续推陈出新。 1.3.1 公有链与联盟链 区块链平台根据去中心化程度、应用场景的不同，可划分为三类：公有链、联盟链、私有链。不同区块链平台在准入机制、共识算法等诸多方面均存在差异。 公有链常被形象化为“区块链世界的操作系统”，此类区块链平台允许节点自由加入网络，且所有节点均有权限查看账本信息。典型的、当前应用最为广泛的公有链平台为以太坊。以太坊提供了图灵完备的编程语言，允许开发者部署智能合约，可帮助处理复杂业务流程。 然而，受限于交易处理速度、可扩展性等，以上公链平台难以进行大规模商业应用落地。自 2017年 以来 ， 区块链逐步成为能够构建更高效社会活动的一种社会关系，成为能够减少摩擦提高效率的新范式。 业界开始追求公链底层技术新的突破，探索更加普适、稳定的公链平台，并将基于该类平台的下一个 时代 定义为区块链 3.0。目前，公链 3.0平台仍处于探索阶段，大部分主网暂未上线。据各平台对外公布数据，可以预见的是， 2018年将是公链 3.0平台高速发展的元年，各公链主网将陆续于 2018年下半年至 2019年完成上线。 联盟链通常被用于政府机构、商业机构及公司之间，节点通过准入机制得到授权后方可加入，不同节点所拥有的信息查看权限不同。典型的区块链联盟项目如超级账本（ Hyperleger）、 R3。超级账本（ Hyperledger）项目由 Linux基金会发起，旨在构建跨行业开源区块链商业平台，推动各行业成员协同合作、 共建开放平台、简化业务流程。