更新时间：2022-09-08 09:06
区块链（Blockchain）是一种去中心化、分布式数据库技术，其由多个节点构成，采用共识机制对数据进行验证和存储，以实现数据的不可篡改和共享。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。
20世纪90年代，被称为“区块链之父“的W. Scott Stornetta和Stuart Haber提出区块链核心理念。2008年，中本聪（Satoshi Nakamoto）在这一核心概念的引导下开发出比特币（Bitcoin，一种电子货币，专为互联网交易使用），这是区块链历史上的第一次应用实践。
区块链技术的快速发展引起了政府部门、金融机构、科技企业和资本市场的广泛关注，应用领域不断拓展。在数字交易、金融行业、医疗健康、教育教学、慈善公益和社会治理等方面都有不同应用。但在未来的发展中，区块链技术仍面临着诸多风险与挑战。如加密方式无法对抗发展迅猛的密码学技术，会影响区块链的安全性，甚至侵犯使用者的隐私；数字时代越来越多的数据存储需求要求区块链提升存储速率、扩大存储容量。
概念
区块链是一种分布式结构的数据库。根据不同的准入机制，区块链可分为公有链、联盟链和私有链三种类型。它架构在对等网络通信（P2P，peer-to-peer）网络层之上，通过数据层、共识层、控制层中的各类机制和协议，得以在应用层实现不同实践与应用。区块链技术能够保障数据绝对安全，任何进入数据库的信息均不可篡改，且无第三方制约交易或资金交换，用户可轻松访问网络中的所有节点信息。它就像是一个全民参与、不断增长的公共式记账本，不由任何中心机构控制，而是由网络中的众多使用者共同管理，保证了其公开透明性，同时能够降低成本、提高效率。以比特币为代表的数字加密货币，就是区块链为核心技术支撑的典型实践应用。
特点
区块链技术相较于传统的数据库系统，具有诸多优势，如去中心化、不可篡改、可追溯、可信度高和不易被攻击等特点，能够保障记录在公共账本中的数据信息更加安全可靠。
去中心化：区块链技术基于点对点的P2P网络，没有中心化机构，每个节点都拥有相同的权限和地位。
可追溯性：区块链技术可以记录每一笔交易的来源和去向，所有数据都是公开透明的，可以追溯到源头。
不可篡改：区块链技术中的每个区块都包含前一个区块的哈希值，任何人想要修改前面的区块，都需要修改后面所有的区块，这种技术上的限制使得区块链的数据不可篡改。
1982年，荷兰密码学家David Lee Chaum 曾发表论文《由相互怀疑的团体建立、维护和信任的计算机系统》（计算机 Systems Established, Maintained, and Trusted by Mutually Suspicious Groups），其中他提出了如何在相互不信任的组织之间建立可信计算机网络，即去中心化网络方案。他认为密码学由数学法则执行，能够实现真正的“去中心化”，是实现真正的个人隐私保护的终极手段。这一方案成为区块链技术去中心化的思想指引。
20世纪90年代，计算机技术迅速发展，人们互相传阅的文件逐步更迭为电子版。面对这种情况，被誉为“区块链之父”的W. Scott Stornetta与Stuart Haber开始思考：人们如何确定手中的电子版本的文件就是原版呢？如何得知是否有人曾改动过电子版本的文件呢？从这些疑问出发，两位学者开始了为期数月的研究，最终设想出通过构建一个网络，能够让所有的电子记录在被创造的时候就传输到每一个用户那里，保证这些记录无法被篡改，来解决上述问题，进而提出了时间戳(Timestamp)和Merkle树的想法。而后，在1990年，W. Scott Stornetta和Stuart Haber在共同撰写的论文中首次提到区块链架构技术，这就是区块链概念最初的起源。
2008年，一个名为“中本聪”（Satoshi Nakamoto，也有人称“中本哲史”）的神秘人在区块链这一理念的引导下，提出发明去中心化加密货币——比特币（bitcoin）的设想，并于同年发表了一篇名为《比特币：一种点对点式的电子现金系统》（Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System）的论文。2009年1月4日凌晨2点15分05秒，比特币网络在芬兰赫尔辛基的一个小型服务器上实现运行，世界上第一条区块链网络正式开始运行，此时，区块链才开始作为一个系统公开存在，也标志着区块链技术的正式诞生与落地应用。
比特币的每一笔交易都会被记入到区块链网络的节点中，形成一个公共式记账本。通过采用工作量证明（Proof of Work）共识机制，将各节点贡献的工作量作为判定依据选择出获得新区块记账权的节点进行赋权，该节点还能够将记录的信息广播至网络中各节点处。其他节点接收后将根据此消息进行数据同步，确保账本一致。
自比特币问世以来，区块链技术不断更新发展。2008年至2013年期间，区块链技术的主要应用是以电子货币（主要是比特币，还有后续出现的莱特币、狗狗币、以太币等）的形态出现在支付、流通等交易活动中。数字货币的去中心化、跨国支付、随时交易等特点强烈冲击了传统金融体系。但此时的区块链技术只满足了虚拟货币的需要，缺少统一监管，投机性（指利用市场上的价格差异，从中获利的交易行为）较大，易被用于毒品交易、走私、洗钱等非法活动，因此并没有在更多行业上得以广泛应用。
2014年至2017年的发展阶段，区块链技术主要完成了去中心化的应用与发展。在该阶段，人们受到比特币等数字货币的启发，开始将其与智能合约（Smart contract，一套以数字形式定义的承诺协议）相结合，主要通过应用平台来上传和执行智能合约的方式，实现与其他外部的信息系统进行交互和处理。同时，区块链技术在智能合约的支持下，开始尝试应用于股票、清算、私募股权等其他金融场景，2016年4月，花旗银行、德意志银行、汇丰银行等80多家金融机构和监管成员依托R3公司发布的区块链平台Corda组成了R3联盟。区块链该时期的相关实践，不仅使区块链技术在金融领域的应用流程得以优化，也逐步实现了应用范围在各行各业的拓展。
对于区块链技术在该阶段的应用与发展，中国表现出谨慎、强力监管态度。2016年11月，中国工业和信息化部发布了《中国区块链技术和应用发展白皮书(2016)》；同年12月，区块链首次被中国国务院作为战略性前沿技术写入《“十三五”国家信息化规划》。2017年6月，世界经济论坛发布了白皮书《实现区块链的潜力》，将区块链与互联网进行类比，并指出区块链是一种“全新的全球资源”，将会打破原有的商业模式和行业规则。
自2018年起，人们将区块链的应用目标定位于构建一个完全去中心化的社会网络，区块链技术的发展进入可编程社会阶段。其应用范围从货币、金融、市场扩大到了政府、健康、科学、文化和艺术等整个社会。一些大型企业也开始研究和开发自己的区块链平台，如微软在Microsoft Azure（微软基于云计算的操作系统）推出的“区块链即服务(BaaS)”。2018年4月，22个欧盟国家签署了建立欧洲区块链联盟的协议，该联盟将成为交流区块链技术和监管经验等专业知识的平台。
ResearchAndMarkets2019年发布的报告指出，金融服务，消费或工业产品，技术，媒体和电信，医疗保健，交通运输和公共部门对区块链技术日益增长的需求，不断推动这项技术在市场中的占比，预计到2025年，全球区块链技术市场规模预计将达到576.413亿美元，从2019年到2025年年复合增长率为69.4％。
2023年6月1日，中国首个区块链国家标准《区块链和分布式记账技术 参考架构》正式发布。该标准发布了区块链技术在中国不同领域的应用占比，并指出“区块链+”业务已成为互联网骨干企业进军区块链行业的发展重点。据该报告，截止2023年6月，金融是区块链技术应用场景中探索最多的领域，占整体的25%；其次供应链、溯源、互联网、物流、政务及知识产权，占比分别为11%、10%、9%、6%、6%及6%。
另外，区块链也成为NFT（Non-Fungible Token，指非同质化通证）、元宇宙等新概念和数字技术的底层架构，其中的公链也支持着web3.0时代的到来。在未来的发展中，将不可避免地对未来的互联网以及社会产生更加巨大的影响。
根据不同场景下的信任构建方式，可将区块链分为 ：非许可链（permissionless blockchain）和许可链（permissioned blockchain）；按照准入机制的区别可将区块链分为：公有链（public blockchain）、联盟链（consortium blockchain）和私有链（fully private blockchain）。非许可链也称为公有链，许可链中包括联盟链、私有链和混合链。
公有链、联盟链和私有链之间最核心的区别在于链上的共识激励机制。公有链基于全体成员之间的共识和激励规则来运行；联盟链基于联盟成员之间的共识和激励规则来运行；而私有链基于特定组织内部的共识和激励规则来运行。
公有链在性质上与非许可链相同，其任何节点在区块链网络中的加入或退出均无需获得特殊许可，可自由进出网络；节点间不需要建立信任关系便可共享信息；同样通过共同机制来维护区块链的稳定。最具代表性的公有链应用实例是比特币和以太坊（Ethereum，有智能合约功能的公共区块链平台）。
联盟链由多个机构组成的联盟构建，是一种只允许授权节点接入网络的半开放式区块链。联盟链针对某些特定群体或机构，通过对节点授权来设置准入门槛。账本的生成、共识、维护均由联盟指定的成员参与完成。这使数据的产生和接触可控，能在一定程度上兼顾数据的多方维护和避免数据泄露。联盟链内部设置记账节点，负责打包交易以及产生新区块，普通节点只负责产生交易和查询交易，没有记账权，避免了POW共识所带来的计算资源、电力资源、存储资源的浪费。全球主要的联盟链平台有超级账本（Hyperledger Fabric）、企业以太坊联盟（EEA）、R3区块链联盟（Corda）、蚂蚁开放联盟链。
私有链是只由一个组织或实体控制网络的区块链。它只允许通过验证的选定参与者进入，必要时运营者有权对记项进行覆盖、编辑或删除。在此类区块链内，参与各方加入网络之前须通过验证。获得许可后，方可对区块链进行读、写、编辑等操作。访问分为多个层级，以保护特定数据的机密性。数据属于网络私有，归运营者所有，通常不为网络外部的人所用。私链有更高的中心化，其数据的产生、共识、维护过程完全由单个组织掌握，只有该组织内被指定的成员才有账本的读取权限。私有链的应用实例大多集中于企业内部，例如在企业年度审计等方面应用较为广泛；此外，蚂蚁集团（2020年由蚂蚁金服改名）也是利用区块链的私有链技术实现相关金融服务的成功实践。
由于公有链对硬件性能要求高、处理速度慢；联盟链只能够保证部分去中心化，同时节点有限；而私有链完全不开放，对私有节点的控制高度集权化，三者均存在不足。由此便衍生出混合链，它是公有链和私有链的结合体。混合链通过使用不同的权限和隐私设置来提供更大的灵活性，通常用于需要同时保证隐私性和透明度的场景，如医疗记录和身份验证等。
不论是区块链技术历史上第一次实践中创造的比特币，还是最先在区块链引入智能合约的以太坊，再到各行各业运用区块链技术推出的各类平台和服务，虽然它们的具体实现上各有不同，但在整体体系架构上存在着诸多共性。区块链通常可分为5层，分别为数据层、网络层、共识层、合约层、激励层和应用层。
区块链的数据层是所有区块链平台中的最底层，通过封装的链式结构、非对称加密等技术手段来完成数据的存储和交易的安全实现。数据层定义了各节点中数据的联系和组织方式，利用多种算法和共识机制保证数据的强关联性和验证的高效性，从而使区块链具备实用的数据防篡改特性。区块链通常并不直接保存原始数据或交易记录, 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；Merkle 树是区块链的重要数据结构, 其作用是快速归纳和校验区块数据的存在性和完整性。
区块链的网络层是区块链技术架构和信息交互的基础，主要组网方式采用P2P（peer-to-peer network）对等网络，以完全分布式的P2P协议作为传输协议。在P2P网络中，每个节点均地位对等且以扁平式拓扑结构相互连通和交互, 不存在任何中心化的特殊节点和层级结构, 每个节点均会承担网络路由、验证区块数据、传播区块数据、发现新节点等功能。因此，区块链网络中的节点具有平等、自治、分布等特性，并且没有中心节点，消息和数据的传输直接在节点之间完成，每个节点也可在任何时刻自由选择加入或退出网络。另外，该层中还包括了奖惩机制，
区块链的共识层主要目的是实现整个网络中每个节点均维护完全相同的账本数据，帮助其达成共识。在一个区块链的分布式系统中，互不信任的节点通过某一机制在短时间内排除恶意节点的干扰，对正确结果达成一致，即称各节点之间达成共识。区块链技术的核心优势之一就是能够在决策权高度分散的去中心化系统中使得各节点高效地针对区块数据的有效性达成共识，比特币等经典区块链使用的共识机制主要有PoW共识机制、PoS共识机制等。
共识机制是区块链最核心的技术，可以保证各节点就区块信息达成全网一致的共识。同时还可帮助区块链网络中生成的最新区块被准确添加至区块链，检查各节点存储的区块链信息一致不分叉，还能够抵御恶意攻击。区块链技术中运用最广泛的共识机制主要有POW（Proof of Work，工作量证明）共识机制、POS（Proof of Stake，权益证明）共识机制、DPOS（Delegated Proof-of-Stake，股份授权证明）共识机制及实用拜占庭容错（PBFT）共识机制。每种共识机制分配记账权的判断依据不同，如POW共识机制主要以工作量为判断依据，即为区块链贡献更多计算的用户更有机会获得记账权。
区块链合约层能够封装区块链系统的各类脚本代码、算法以及由此生成的更为复杂的智能合约。智能合约是一种用算法和程序来编制合同条款、部署在区块链上且可按照规则自动执行的数字化协议。智能合约层在区块链去中心化、不可篡改等特性基础上，增加了可编程功能。它是建立在区块链虚拟机之上的商业逻辑和算法, 是实现区块链系统灵活编程和操作数据的基础。同时，合约层使区块链具有可定制性，合约层允许开发者创建垂直智能合约，用于执行特定的业务逻辑，因此可以被应用在非常多的行业中。
激励层主要通过提供激励机制刺激网络中的每个节点参与区块链中新区块的生成（挖矿）和验证工作，以保证去中心化区块链系统的安全、有效和稳定运行。去中心化系统中的共识节点本身是自利的，最大化自身收益是其参与数据验证和记账的根本目标。因此，必须设计激励相容的合理众包机制提高各节点的参与积极性。如设立奖惩机制，激励机制利用经济效益驱动各共识协议可持续运行；惩罚策略基于博弈论等理论对节点进行惩罚，从而纠正不端节点的行为，维护共识可持续性。
区块链的应用层是区块链网络的表层，可供用户直接使用。它包括用户界面，如 Web 或移动应用程序，允许用户与区块链进行交互并访问其提供的服务。全球重点国家均已开始对区块链技术的相关运用研究，在数字社会治理及各行各业的发展中均有应用。例如，“区块链+供应链”可解决传统供应链的溯源防伪系统不安全、不透明、易篡改等缺点，帮助实现商品信息全流程追溯；“区块链+跨境支付”可解决跨境汇款业务流程复杂、到账时间长、费用较高等问题，实现降本增效；“区块链+医疗”可对医疗数据进行数学加密，有效保障医疗数据安全共享。
哈希算法是一类加密算法的统称，是信息领域中必要且重要的技术之一。其原理是输入任意长度的字符串，经过该算法均可产生固定大小的输出，该输出称为哈希值。因此，在区块链网络中可以使用特定且唯一哈希值来标识不同区块。同时，哈希值具有隐秘性，网络使用者无法通过哈希值反推出区块的具体内容。
非对称加密是一类加密和解密使用不同密钥加密算法，也称为公私钥加密。区块链网络中，每个节点都拥有唯一的一对私钥和公钥。通俗来讲，公钥就是可以对外公开的部分，如银行账户；私钥是非公开部分，比如账户密码。由于加密和解密是两个互不干涉的独立密码，因此非对称加密十分安全、保密度高，但有时也会造成加密、解密过程速度较慢的问题。
Merkle树是一种常用的数据结构，在快速归纳和检验大规模数据完整性方面有较高的效率。它是区块链网络中数据层最重要的构成之一，通常与哈希函数一起封装区块中的交易数据。例如在比特币网络中，Merkle树的树根是整个交易集合的哈希值，最底层的叶子节点是数据块的哈希值，非叶节点是其对应子节点串联字符串的哈希值。
智能合约（smart contract）是区块链架构中合约层的主要成分。这一概念于1994年由美国计算机科学家Nick Szabo提出，指一套以程序代码指定的承诺以及执行这些承诺的协议。广义的智能合约指运行在区块链上的计算机程序；狭义上可以认为是运行在区块链基础架构上，基于约定规则的各种资产交易、信息管理等具体可自动执行的计算机程序。智能合约为区块链提供了可编程性，拓展了区块链的应用前景。
在区块链网络中，各节点数据非集中存储在一个中心化的服务器上，而是分布式地存储在众多节点上。其实质上是通过网络互联将分散在整个网络空间中的大量PC机磁盘空间，构成一个虚拟的存储设备，对外作为一个整体提供存储服务，数据分散存储在这些独立的设备上。这种去中心化的数据存储方式可以提高数据的安全性和可靠性，同时也降低了数据丢失的风险。
区块链利用分布式共识算法生成和更新数据，并利用对等网络进行节点间的数据传输，结合密码学原理和时间戳等技术的分布式账本保证存储数据的不可篡改，利用自动化脚本代码或智能合约实现上层应用逻辑。这些流程在技术上限制着各节点的数据生成、变更和广播扩散，通过各种方式保证了区块链技术去中心化、不可篡改、可追溯、可信度高和不易被攻击等优势。
区块链网络中的节点收集广播在网络中的交易，一般为需要记录的数据条目，然后将其打包成区块，即具有特定结构的数据集。该过程中第一个被创建出的区块称为创世区块，拥有一个唯一的ID标识号。
区块及区块时间
区块链中的区块是一种记录交易的数据结构，每个区块由区块头和区块主体组成。区块头中记录着多重数据及时间戳的值，数据包括父区块哈希值、版本，时间戳、难度、Nonce（Number once，密码学术语，指只被使用一次的任意或非重复的随机数值），Merkle根等，其中父区块哈希值能够保证每个区块首尾相连，进而保证数据无法被篡改；时间戳的值表示了区块时间，记录该区块产生的时间，能够精确到秒，使得每笔数据可以追溯。区块主体负责记录前一段时间内的所有交易信息，区块可实现区块链的大部分功能。
分叉问题
如果区块链在升级过程中遇到新区块的创建，便会出现“分叉”问题。若一个新区块正在生成的同时，区块链的新版本也完成发布，并且新版本增加了之前版本不能识别的全新数据结构，此时部分还未升级新版本的用户将无法获取这些数据；同时，新旧版本的软件仍然继续在各自挖矿、验证、打包区块，分叉就此形成。
“分叉”分为硬分叉和软分叉。硬分叉是指当系统中出现了旧版本的协议，并且和前版本不同兼容时，旧节点不承认新节点挖出的全部或部分区块而导致同时出现两条链的情况；软分叉则是老节点不能发现新协议的变化，从而继续接受新节点用新协议所挖出的区块。“分叉”问题威胁着区块链技术的安全，如由Slock.it发起的众筹项目The DAO由于自身漏洞，导致黑客窃取了价值6000万美元的以太币。
区块链通过哈希指针来完成各区块之间的连接，即通过每个区块头包含的前块哈希（除创世区块外）使当前区块指向前一区块，从而将一个个孤立的区块在逻辑上连接起来，形成一条链状结构。此后建立的每个区块均包含两个ID号，一个是该区块自身的ID号，另一个是前序区块的ID号。
每个区块均由区块头和区块体两部分组成。区块头中通常存放着前块哈希、时间戳、Merkle根、随机值、难度目标等数据，区块体中存放着交易数据。在区块链各个块内，使用Merkle树组织块内交易。每个叶子节点为块内交易数据的哈希值，交易数据两两哈希形成它们的父节点，父节点再两两哈希形成它们的上一层节点，如此重复执行直到生成最终的Merkle根。这样保证了任何交易数据的更改都可以通过对比Merkle根而被察觉，从而为交易查询提供了快捷可靠的保障。另外，任何人想要修改网络中任一区块，除修改当前区块外，还需对其后面的所有区块进行相应修改，因此这种技术上的限制使得区块链有着交易可溯源和数据不可篡改等特点。
区块链技术架构在分布式网络之上，该类网络由多个节点共同组成，这些节点可以相互通信、传递信息和验证数据。与传统的中心化网络不同，区块链网络中不存在中央控制节点，所有节点平等地参与到账本维护和交易验证中。由于数据存储在多个节点上，而非单一中心化服务器，区块链技术可以保障数据的安全和完整性，同时实现了去中心化。
区块链中的各节点将区块所含数据信息广播至整个网络，全网节点接收大量区块后进行顺序的共识和内容的验证，形成具有特定结构的区块集，称为账本。处于整个账本上的各节点，通过共识机制来保证相互间的数据一致性，需要多个节点之间达成一致，确认交易和区块的顺序，才能完成记账流程；另外，许多区块链网络也会委托第三方进行账本维护，如邀请少数专业用户进行操作等，这些都从不同方面实现了去中心化的账本维护。
加密货币（cryptocurrency）是一类数字货币（digital currency）技术，区块链技术从加密货币中发展而来，去中心化的加密货币也成为区块链技术的主要应用之一。加密货币基于盲签技术（blind signature），这是一种匿名交易技术，由密码学家David Lee Chaum提出。加密货币利用多种密码学方法处理货币数据，保证用户的匿名性、价值的有效性；利用可信设施发放和核对货币数据，保证货币数量的可控性、资产记录的可审核性，从而使货币数据成为具备流通属性的价值交换媒介，同时保护使用者的隐私。最早的加密货币交易模型是“electronic cash”，最典型的应用实践是比特币。
区块链作为一种数字化、安全及防篡改的技术可跨国界且无需中介，可低成本高时效完成全球范围内的资金交易。区块链技术能够推动数据信息共享、提高价值传递效率、增强数据库安全。区块链技术广泛应用于供应链金融、跨境支付、贸易金融、资产证券化等经济场景中，“区块链+金融”的新金融业务模式，能够有效防控互联网金融风险，进一步实现“金融脱媒”。随着区块链技术在金融领域的不断探索的应用，区块链金融业务创新逐渐增多，诸多金融企业将区块链技术应用在证券交易、金融审计、资产托管、股权交易、数字票据等金融场景中。2022年8月，中国首例数字人民币穿透支付业务在雄安新区成功落地，实现了数字人民币在新区区块链支付领域应用场景新突破 。
区块链技术在供应链领域中的应用是“区块链+实体经济”的典型。通过区块链，能够详细准确地记录参与各方的商品日期、位置等信息，生产方、监管方和公众均可追踪这个公共账本上无法篡改的信息。中国工业和信息化部公布的2022年区块链典型应用案例中，京东物流首创的基于区块链技术实现物流签单返还的供应链运营模式曾经上榜，该模式不仅能够有效降低纸质运单成本，提升运营效率和消费者体验，还将大量减少物流快递行业使用纸质单据带来的碳排放。另外，区块链应用于供应链在跨境物流等对安全性要求高的场景尤为重要。阿里巴巴集团联合政府、行业协会、质检机构等打造了一个全球溯源计划，可追踪进口商品的生产、通关、运输等全链路。
智慧城市
智慧城市建设包括个人信息管理、智慧医疗、智慧交通、供应链管理等具体场景的建设。区块链去中心化的交互方式避免了单点故障，提高了管理的公平性，公开透明的账本保证数据可靠及可追溯性，多种匿名机制利于居民隐私的保护，将区块链应用于社会治理和城市建设中，更有利于解决突出问题。
教育教学
区块链技术逐步被引入教育教学领域，各种教育学习类平台开发方抓住教育信息化领域的实际需求，将区块链技术与视觉语音处理、NLP（ Natural Language Processing，自然语言处理）、机器学习等核心技术相结合，打造出全新的智慧学习平台。例如，联想集团开创的“联想区块链一体机教育平台”，借助区块链技术打通数据壁垒，不仅帮助教师实现了个性化作业批改，还提供教、学、管、评、测全面的教学生态服务。另外，区块链技术还能应用于认证学历证书，有利于避免文凭造假问题，同时可降低纸质成本。
医疗健康
区块链技术有着数据安全可溯源、匿名性高、不易篡改等优点，对于医疗服务行业对患者信息的保密、病例档案的规整留存等环节都有着积极作用。随着区块链技术的日渐成熟，其在医疗健康领域的应用不断扩大。如在个人健康档案、电子处方、药品管理、医疗保险、智慧医院管理、新型冠状病毒疫苗管理、基因测序等方面都发挥着重要作用。北京微芯区块链与边缘计算研究院联合北京大学、中国科学院自动化研究所等单位就共同研发一项能实现医疗数据安全流转共享的国家重点项目，望借助区块链技术实现医疗健康数据的安全流转，以破解医疗健康领域“数据孤岛”难题，实现精准医疗。
资产版权保护
利用区块链去中心化的记录，结合计算机视觉、自然语言等领域相关技术，能实现低成本的内容确权；利用智能合约能方便作者对作品进行定价和授权，同时自动跟踪、记录每次被使用和交易的情况，并自动分配收益，缩短回报周期。区块链平台通过提供数字资产与版权交易功能，帮助数字资产实现高效流转，激活资产价值。北京腾瑞云文化科技有限公司打造出“CPSP-数字版权资产服务平台”，该平台结合了人工智能、大数据、区块链等技术，以数字资产运营、智能引擎及模型版权保护为核心，为用户提供全方位的版权保护。
区块链游戏
传统游戏由中心服务端所控制，玩家存在信息差，尤其体现在游戏道具和资产方面，游戏道具的稀有度仅由服务端披露，存在黑箱操作与寻租的可能。区块链通过共识机制、智能合约、非对称加密机制等多种关键技术，使玩家能够获得更透明的游戏体验，通过智能合约与数据上链，信息获取可与中心端同步共识，全面降低信息壁垒，玩家可以参与进游戏设计更新中，进而创造更为公平的游戏机制。同时，凭借区块链技术，玩家可以作为节点入链，游戏数据权属完全下放给玩家个人，能够真正实现个人游戏数据权益自由。2021年8月，韩国娱美德公司就曾推出区块链游戏《传奇4》(Mir4)，受到玩家们的广泛关注；中国百度集团也推出了区块链游戏产品，且旗下成立了区块链技术研发公司“度链”。
2018可信区块链峰会于10月9日至10日在北京召开，中国人民银行数字货币研究所副所长狄刚在会上表示：“金融行业区块链应用面临四大挑战，第一是区块链本身的性能瓶颈；第二是隐私保护和安全治理；第三是互联互通；第四是业务连续性管理。”
比尔·盖茨在2018年接受全国广播公司商业频道采访时表示，比特币和ICO一样，完全是投机性的，但区块链作为大多数加密货币背后的技术基础，有其一定的优点。
自2018年以来，Facebook创始人兼首席执行官马克·扎克伯格一直对区块链技术持积极态度，他表示：“我相信比特币和区块链技术可以在未来帮助改善Facebook。”
2020年11月24日，由猎云网、猎云财经主办的2020区块链产业大会在深圳召开。中国通信工业协会区块链专委会轮值主席、火币大学校长于佳宁在会上表示：“区块链分布式存储正在成为区块链行业的关键赛道。”
微众银行副行长马智涛曾在2021年《中国经营报》的专访中提到：“区块链在金融行业中的作用越来越突出，尤其在解决实体经济面临的一些问题上，扮演着越来越重要的角色。”
2021年亚布力镇金融论坛在哈尔滨市亚布力中国企业家论坛永久会址举行，会上，至星俱乐部创始人陈海鸣提到：“区块链依靠其特殊的优势提供了解决互联网金融信用风险的可靠性，对互联网金融行业的机构、信任机制、风险控制等都产生了影响，也衍生了更多新型的应用场景，从而为互联网时代金融的发展铺就平摊的道路。”
全球第二大软件制造商“甲骨文公司”创始人、总裁兼CEO拉里·埃里森（Larry Ellison）曾在其发表的文章中表示，越来越多的房地产、运输和金融业以外的公司正在使用区块链技术来取代长期存在的合法身份验证方法。
虽然区块链网络中的各项关键技术能够对抗作恶节点（指能够对接收到的消息作出截然相反的回复，甚至伪造消息的节点），使其无法轻易伪造和篡改重要数据，保证相对安全性。但区块链并不是一个物理隔离的系统，而是通过相关协议、规范与机制构建在互联网上的服务系统。因此，攻击者会通过攻击系统或协议中存在的漏洞，间接对区块链实施攻击，甚至可以将攻击行为转移到区块链系统中，直接破坏其安全性和稳定性。另外，随着数学、密码学和计算技术的发展，区块链所依靠的非对称加密技术也需要不断发展，才能确保密钥不被轻易破解。
2019年全球就曾发生过多起区块链被攻击导致的数字资产被盗事件，如1月的Cryptopia交易所两次遭受黑客攻击，被盗ETH和ERC20币种代币损失超过1600万美元；以及11月27日韩国Upbit交易所被盗34万ETH，预计损失超过4900万美元。2022年8月3日，公链Solana生态NFT平台Magic Eden的官方账号在社交媒体上发布警告称，似乎有一个广泛存在的SOL漏洞，正在耗尽整个生态系统的钱包，并提醒用户更新设置保护个人资产。截至8月3日下午1点，大约有7767个钱包资产失窃，各种加密资产及NFT被转走，约有5.8亿美元加密资产流向了4个攻击者地址。
区块链系统内各节点并不是完全匿名的，而是通过类似电子邮件地址的地址标识( 如比特币公钥地址) 来实现数据传输。虽然区块链可以通过隔断交易信息之间的关联以实现匿名交易。但随着人工智能等数字技术的发展，攻击者可以获取到节点的 MAC 地址、IP 地址和用户的公钥等信息，便能够追踪到账户和交易之间的关联性，并通过数据分析窥探用户的隐私。因此，需要制定合理有效的法律规则对区块链进行合理监管与规制，通过“沙盒监管”（Regulatory Sandbox）等新型方式平衡技术与法律间的实践。
在资源利用方面，区块链中共识机制的实现一般需要较多的资源，如PoW共识机制需要贡献算力，PoS共识机制需要数字货币持有量，这些要求使区块链产业成为高能耗型产业。但以PoW共识机制支持下的区块链系统为例，这种系统依赖区块链中各节点贡献的算力得以运行，但只有部分算力能够得到奖励，除此之外的其他算力都在做无用功，资源浪费很大。
在效率方面，区块链的交易效率主要受到区块产生时间和区块大小的影响，而其共识机制影响着区块链的出块速度，这间接降低了区块链的交易效率。例如比特币的交易速度为7 TPS（7笔/秒），这在一定程度上限制了区块链在需要快速、小额交易场景中的应用。因此，区块链今后的发展要积极将区块链与人工智能技术相结合，发挥人工智能优势，并采用新的共识机制，能进一步提高区块链的算力。
中国
中国是最早接受区块链的国家之一，对区块链持较为欢迎的态度，先后出台了一系列政策。2015年起，中国政府也开始正视并介入比特币与区块链；2016年12月27日印发的《“十三五”国家信息化规划》中首次将区块链纳入其中；2017年以来，政府对加密货币和代币的监管显著加强，而对区块链技术的应用大力支持，突出表现为对“无币区块链”应用宣传和鼓励。
2021年《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中将区块链纳入七大数字经济重点产业之一，及工信部和中央网信办联合发布《关于加快推动区块链技术应用和产业发展的指导意见》明确区块链要发展联盟链，要关注底层技术研发，要围绕民生应用推动场景落地。
美国
2019年，美国政府对区块链的态度略显谨慎。尽管一些政府机构正在探索在该国使用区块链，但政府并没有完全对区块链采取支持态度，这也限制了美国在区块链上的投资流量。但随着区块链技术的不断完善和发展，美国政府开始对其采取相对积极的态度，当地高校也开始开设区块链课程、建立区块链研究机构来大力发展区块链。同时，美国绝大多数州政府也明确了对区块链技术的监管立场，很多州政府已制定或颁布区块链领域相关法律。
此外，美国创立了全球区块链发展基金，以加速区块链在发展中国家的应用，从而改善商业环境，推进联合国2030年可持续发展目标，并为美国科技公司在发展中国家开辟新机遇。2020年10月美国政府公布了“国家关键技术和新兴技术战略”将区块链纳入管制技术，美国需要发展这些新技术以保护国家基础设施的安全。
俄罗斯对待区块链资产分为两种态度。一方面俄罗斯联邦政府严厉禁止公民持有和交易虚拟货币，而另一方面大力支持区块链技术的落地。根据俄罗斯《实业家》发布的报道，2022年第四季度俄罗斯对 ASIC 加密采矿设备的需求大幅增加。同年11 月 23 日俄罗斯总统弗拉基米尔·普京在于莫斯科举行的 2022 年国际人工智能之旅会议上表示希望能够引进独立区块链计划。
德国
德国对区块链技术持有大力支持的态度，并于2017年7月成立了德国联邦区块链协会来推广数字货币和区块链。德国政府一方面扶持创业企业，另一方面探讨区块链项目的合规问题。2019年9月18日德国联邦政府审议通过并发布“德国区块链战略”，明确区块链国家战略，德国认为区块链技术未来是互联网的组成部分，可以有效助力德国数字经济的发展。