区块链1.0主要指包括比特币、菜特币等在内的数字加密货币项目,其可编程的数字货币应用涵盖了支付、流通等货币职能。区块键1.0时代首次通过区块链技术,基于时间戳、数字签名、哈希算法等密码学技术解决电子现金中点对点支付的安全和信任问题,实现了数字货币公开透明和不可篡改的特性。值得注意的是,在这种点对点分布式架构支撑的数字货币场景下,无须可信的第三方机构来管理货币的发行、流通等步骤,实现多方的安全转账交易。区块链1.0中的数字加密货币仅能够支持非图灵完备的脚本语言,这也是其应用受限的最主要原因之一。

区块链2.0在数字加密货币基础之上引人了智能合约,其典型代表为以太坊(Ethereum),它是一种开源的支持图灵完备智能合约的公有区块链平台,支持用户在分布式平台上搭建去中心化应用(DecentralizedApplication,DApp),它是由VitalikButerin在2014年设计发布的①。以太坊设计最初是为了解决比特币在可扩展性方面存在的不足,用户可以利用图灵完备的智能合约去开发满足各类应用场景的DApp。实际而言,以太坊是在区块链1.0金融领域基础之上,对区块链技术的更为深刻的优化和改进。因此,在区块链2.0时代,区块链技术的应用不再单纯地指数字货币,而是扩展到去中心化、满足复杂应用场景的区块链平台。然而,区块链2.0支持的公有区块链虽然相比区块链1.0有所改进,但是在交易过程中吞吐量仍然比较低,只能达到每秒千次量级,而且交易确认的延时非常高,无法支持更大规模的实时交易场景。

区块链3.0是指除数字加密货币、金融证券之外的其他领域应用,包括政务、智慧医疗、数字知识产权等。随着区块链技术给数字货币、金融等领域带来的巨大优势,其他领域认识到了区块链技术的潜在价值,因此对区块链技术能在所处领域被应用有着迫切的需求。区块链技术成为一种能够为多个行业提供去信任、分布式共识和透明化的解决方案。也可以说,区块链3.0是针对数字资产保护技术的集合,它的目标是实现各种数字资产权益在“真实世界”与“数字世界”两个平行时空之间映射和转移,从而推动全球数字经济的进一步发展。另一方面,从性能上来看,区块链3.0技术的目标是实现高并发、低能耗的并行分布式数据账本,使交易确认效率大幅度提升且无需挖矿操作,从而减少能源浪费,同时兼容物联网、人工智能、云计算、大数据等信息技术,实现标准化、智能、安全、可大规模实施的商业化应用。

区块链4.0是以提供全球价值互联网信息基础设施为目标,形成基于区块链技术的可信任生态体系,把区块链应用到各个行业以及人们日常生活的基础设施之中,如物联网、社会管理、通信设施、文化娱乐等多方面,广泛地变革人们的生活方式。区块链4.0除了吸纳现有区块链1.0到区块链3.0项目的优势特性之外,主要聚焦在区块链基础设施和平台层核心技术的完善,包括支持新型抗量子计算攻击的密码学算法。与此同时,随着越来越多的区块链诞生,区块链之间的互联互通成为必然的发展趋势。因此,区块链4.0除了在可扩展性、安全性等方面的改进之外,在功能扩展上还致力于打破链与链之间的信息孤岛,实现跨链通信和多链融合。

总体而言,区块链1.0到区块链4.0是从底层技术不断完善、效率不断提升、安全性不断增强和应用场景不断丰富的过程,随之而来的是其本身的技术和协议在应用过程中被不断地完善和提升。