作者：张浪
出版社：中国经济出版社
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区块链+：商业模式革新与全行业应用实例试读：
前言
区块链+：未来已来你有比特币吗？这可是目前区块链中价值最稳定的加密货币。
如果这句话让你摸不着头脑，很可能是因为“比特币”“区块链”“加密货币”这些词还没有进入你的大脑。
可事实上，这些词代表着未来的趋势。
什么是趋势？
1980—1990年，摆地摊的个体户是趋势；
1990—1997年，下海自己做老板是趋势；
1998—2007年，炒股票，进军房地产业是趋势；
2005—2012年，加入直销，成为直销大军中的一员是趋势；
2012—2015年，“互联网+”是趋势；
2016年以后，“区块链+”是趋势。
区块链是未来，虽然眼下大多数人并不知道它到底是什么、它是如何运作的，但在可以预期的未来，区块链将成为社会运作的核心。如果你不相信这一现实，那么，你已经落伍了。
这就如同20世纪90年代初期出现的互联网一样，在当时，对大部分人来说，它都是一种不必要的技术，但也有人意识到了，这是一种能够颠覆未来的技术力量。而区块链因为本身就是基于互联网技术发展而来的，因此，它所产生的力量要远比互联网大。
在诞生与发展的过程中，区块链借鉴了来自数字货币、密码学、分布式系统、控制论等多个领域的技术成果，可谓博采众家之长，而其核心就是一个由不同节点共同参与的分布式数据库，是开放式的账本系统。比特币大火，带动了区块链技术的大热，但以比特币为代表的虚拟货币只是区块链技术中的一项应用而已——在区块链的世界里，拥有着数百种甚至是上千种能够重新定义现有商业逻辑的技术。
美国著名商业媒体Fast Company（快公司）在一篇文章中指出：“区块链重建了信任模式，它可以模仿多个领域内巨头们的诸多功能，比如优步、亚马逊、Dropbox、Airbnb和Kickstarter……但是没有低效的官僚作风和分享利益的中间商。”
当然，你可能认为这是快公司的一面之词，不过，听听各路巨头对这一新技术持什么样的态度，你可能会对它更重视：
阿里巴巴集团董事局主席马云认为，区块链技术有着超乎想象的未来。
摩根大通CEO杰米•戴蒙曾在不了解的情况下称“如果你蠢到投资比特币，早晚有一天你会付出代价的”。不过很快他就改口了，说：“区块链技术是实实在在的。”
美图公司董事长蔡文胜认为：“区块链经济的核心不在技术，而在于商业逻辑的重构。因此，这不仅仅是一场技术革命，更是一场认知革命。”
新东方教育CEO俞敏洪直言，现代连接是“互联网+人工智能”的连接，区块链的出现，使人与人之间的连接没有了中心载体，成为完全去中心化的概念。
……
如今，在各路大佬的认可之下，巨头们探索的区块链应用边界才开始显现。蚂蚁金服、腾讯、中国银行等一流企业，早已开始将区块链技术应用到公益捐款、食品溯源、供应链金融等多个领域。
当这种既可以被视为一种行业，又可以被视为一种技术的新互联网科技变得越来越普遍时，先行者们早已明白：它可能是社会升级成乌托邦式世界的关键——听起来虚无缥缈，但这恰恰是区块链的目标所在。
对普通人来说，未来，区块链会越来越多地进入、出现在我们生活的方方面面。这是一个不可避免、必将到来的新时代，而我们在时代的汹涌大潮前必须要做的，就是了解它、参与它，进而利用它。1 从零开始认识链接一切的区块链
从区块链的价值被发现，到区块链应用实际落地，这期间超过100种区块链技术解决文案被探索。这意味着，过往概念性的区块链已经真正地融入了我们的生活。对于这种正在呈现井喷式发展的新事物，我们有必要从其发源之处开始，了解它是如何诞生的，又是如何发展起来的。1.1 谈区块链，先要认识中本聪
谈区块链，就必然会谈起“中本聪”。对区块链爱好者来说，如果该领域也有“十大求解之谜”的话，那么，“中本聪到底是谁”肯定列在其中。
严格来说，“中本聪”只是由“Satoshi NaKamoto”而来的音译化名，因其日本化发音，被多数人假设为日本人。
中本聪是网络世界坚定不移的匿名捍卫者，这一点，从他加入的“密码朋克”小组就可以看出。“比特币之父”的首个身份：密码朋克
数字领域中的先行者们，其实一直想要创建一个匿名、独立、能够保护买卖双方隐私的数字货币，对于这一梦想，最著名的实践小组就是由美国物理学家蒂莫西•梅所创建的“密码朋克”小组。该小组使用自己创造的加密法，而不是外界免费提供的加密工具，这让他们的交流与身份都变得神秘起来。中本聪正是“密码朋克”中的骨干人员。
如图1-1中所展示的那样，在这个以邮件交流的小组中，每个人都是数字与加密界的先行者。图1-1 “密码朋克”小组成员
显然，这些行业精英完全尊重中本聪的匿名选择，因此，他们也从未发表过对他的评价，但一些细节可以帮助我们了解中本聪在该小组中的领导地位：哈尔•芬尼是中本聪的早期助手。密码小组中交流的种种迹象表明，中本聪的地位高于密码学货币的先行者大卫•乔姆。2011年，维基解密宣布支持比特币捐赠时，中本聪对该网站此举持否定态度，并对阿桑奇提出了建议。后来，维基解密淡化处理了此事。而这也是中本聪最后一次公开发表意见。显然，他对阿桑奇有着不小的影响力。中本聪发明比特币时，他已经在密码朋克中拥有了较高的影响力
那是2008年，在一个隐秘的密码学讨论组上，中本聪发表了一篇名为《比特币：一种点对点的电子现金系统》的研究报告，报告中阐述了他对电子货币的新构想，由此，“比特币”概念正式面市。
2009年1月3日，中本聪开发出一个人人都能发现电子货币的加密金融体系，并将比特币的最小单位定为“聪”（Satoshi），1聪=0.000 000 01个比特币——比特币软件客户端正式开始运营，中本聪本人则挖出了创世区块中的50个比特币。
挖币的同时，他还在该区块中写入了2009年1月3日当天《泰晤士报》的头版新闻标题——“英国的财政大臣达林被迫考虑第二次出手缓解银行危机”。如其他被多方解读的名言一样，这句话被后来的“中本聪信徒”解读为“对传统银行一类中心化金融机构的嘲讽”。
随后两年间，越来越多的新技术爱好者参与到比特币网站的数字货币挖掘活动中，并与中本聪展开了交流。他们不断升级、扩展这套网络，使比特币社区不断发展成为互联网世界不能被忽视的力量。
在与他人的交流中，中本聪展示了自己对比币特的信心，并认为，第三方化、中心化的电子金融体系与传统金融体系一样，都是不值得信任的：“政府擅长击溃Napster那样拥有中央控制的网络，但是Gnutella和Tor这样完全P2P的网络看起来依旧安枕无忧。”
这种交流在2010年12月戛然而止。12月5日，维基解密泄露了美国外交电报。随后，在比特币社区中，有成员提议，用比特币帮助维基解密打破国际权威集团的全球金融封锁。对此，中本聪坚决反对，在他看来，比特币技术并不成熟，根本经不起折腾。随后，他与阿桑奇进行了沟通，并使对方对此事进行了淡化处理。
或许是由此嗅到了身份被曝光的危机，12月12日6点22分，中本聪在论坛上预言，美联储将很快再次实施货币量化宽松政策。随后，他告别网友，从此再也没有出现过。而他所挖到的百万量级比特币，依然在其比特币地址上。1.2 从“拜占庭将军问题”看互联网通信的复杂性
中本聪在盛名之下选择匿名，再一次成就了他“密码朋克”的身份。隐匿的是身份，留下的却是成就：中本聪发明的比特币，并不仅仅是一种能够对国家正式的中心化货币体系造成冲击的虚拟货币，而是一种能够改变整个世界的新技术。它解决了IT领域一直以来的“拜占庭将军问题”，预示了区块链时代的正式开启。难以互信的“拜占庭将军问题”
你或许听说过中本聪，了解一些有关比特币的知识，也大概知道区块链成了全球范围内最火的新技术；但是，你未必知道“拜占庭将军问题”。“拜占庭将军问题”不仅是区块链的发源，也是一个困扰了计算机科学家数十年的问题。该问题是由“图灵奖”获得者莱斯利•兰伯特（Leslie Lamport）在1982年提出的，在分布式系统中认知一致性问题的描述中，它是最著名的例子。
莱斯利•兰伯特是微软研究院的首席研究员，他在2013年所获得的“图灵奖”被誉为“计算机界的诺贝尔奖”。在研究分布式系统容错性时，为了让故事能够受到普通人的关注，他用历史故事讲述了一个专业化的问题。
在莱斯利•兰伯特的口中，拜占庭将军的故事大概是这样的：
拜占庭帝国即中世纪的土耳其拥有令人垂涎的财富，周围10个小城邦窥觊已久。可拜占庭兵力强大，单独行动势必会失败，还有可能被其他9个邻邦入侵。要攻破拜占庭强大的兵防，至少要有5个以上的邻邦同时发起进攻。
现在，10个小城邦的军队都由各自的将军管理，将军们最需要考虑的问题是：如何达到既能联合攻击，又能预防邻国背叛、保障自身安全的目的？“拜占庭将军问题”中的现实与困境
想解答这一问题，将军们需要直面以下现实：①10个小城邦之间的状态是互不信任、相互对抗的；②10个将军不能聚在一起开会商议，以妨被敌国奸细一网打尽；③10个将军中有可能出现叛徒，叛徒会违反承诺或者擅自变更作战计划，导致其他军队攻击失败，并被其他小城邦侵略。
现在，将军们只能通过信使来协商“是否进攻”，以及“具体进攻时间”，而信使传递的核心信息也围绕这两个问题展开：“我是A将军，我提议在10月5日早上9点整对拜占庭发起总攻，你是否同意？”
在这一机制下，会引发一系列问题：①信使可能会将信息弄丢，或者被敌国杀害；②信息可能会被敌国截获；③无法确定消息发出者的身份真的是将军；④叛军将军可能会向另外9个将军发出9个不一样的消息；⑤10个将军对具体进攻时间的商议过程可能会浪费很多时间。
因为上述问题的存在，将军们想就进攻拜占庭的计划达成一致，看上去就如同一个不可能完成的任务。
达成协议最难的一点在于：在任意时间系统内可能存在着多种提案，这样，便很难让5个以上的人在同一个时刻对结果进行一致性确认。可见，这一信息链传输系统极其复杂。“拜占庭将军问题”其实是莱斯利•兰伯特在工作期间遇到的问题：1982年，他正在斯坦福担任美国国家航空航天局的顾问，而提出这个问题，也并不是考虑互联网和比特币的应用场景，而仅仅是为了解决航天飞机的安全控制系统。“拜占庭将军问题”的四大根本难题
在中本聪发明比特币以前，世界上并没有一个非常完美的方法来解决“拜占庭将军问题”。
究其根底，“拜占庭将军问题”最终想解决的是互联网交易、合作过程中的四个问题：图1-2 “拜占庭将军问题”的四大核心“拜占庭将军问题”其实就是网络世界的模型化。
仅拿比特币世界来说，我们可以将每一个比特币交易账号看作一个将军，这些账号分布在世界各地，无法聚在一起，很可能会有恶意账号，账号之间的沟通也很可能因为机器坏了、网络断了、黑客攻击等受到破坏，并且有关账号是不是要支付、具体支付多少的讨论也会浪费很多时间。
而中本聪的扬名，正因为他简化了这些问题。1.3 矿工机制与算力问题
中本聪在发明比特币的过程中，将复杂的拜占庭问题进行了简化：在合作或对抗的过程中，每个将军都处于同等地位，不存在从属关系的问题，此时，谁做的工作多，谁便拥有决定权。
在“拜占庭将军问题”中，如果3个将军同时给对方发自己的军令，那就是同时发送了9条军令。而且，现实情况会复杂更多。若大家同时发送信息，必然会混乱不堪。
中本聪在比特币系统中给大家定下了规矩：按顺序来发令。
可是，几个将军的地位都是平等的，势必谁也不服谁，怎么办？
不如大家去做算术题吧！这就是挖掘比特币过程中必然会面对的算力比赛。算力即权力
谁先算出题来，谁就有资格发令。假如A将军先算出了结果，那么，A先发送。
A先做完算术题以后，其他将军就停止做题，然后都在自己这里记录下来，并确认A确实是最先做出算术题的，那么A将军就获得了发令的资格。
之后的军令操作也同样如此：大家从头开始做算术题，还是谁做得快谁先发令，如此往复。
可以看出，“谁拥有最快的计算速度”，谁便拥有优先发令权。
这一优先发令权，在区块链世界里，其实就是区块链记账权的竞争过程：赢得比特币的过程，就是赢得记账权的过程。计算难题即“挖矿”
算力，顾名思义，可以理解为计算能力，一般用于挖取比特币的过程。挖矿是通过计算某个算式，得出某个结果，谁先算出来谁就可以打包区块，打包区块就有钱赚（比特币奖励+交易费）。
挖矿需要计算，而这个计算结果的难度就是挖矿的难度：想找到其解，并没有固定的算法，只能靠矿机随机进行哈希碰撞。这是一种特殊的算法，通过大量运算，近乎随机性地“碰”到正确答案。
挖取比特币需要用特别的计算机——矿机，这是一种用于赚取比特币的电脑，此类电脑的耗电量极大：一台普通的矿机，每小时会消耗1度电左右。表1-1 矿机与普通计算机
用户即“矿工”，他们使用矿机下载软件，然后运行特定的演算方法，与远方伺服器通讯后，便能得到相应的比特币。这是获取比特币的最常见方法。
每一台矿机都是一个节点，每一个节点每一秒能进行多少哈希（hash）碰撞，即代表这台矿机的“算力”，其单位记作hash/s。
目前主流的矿机为14T左右的计算量级，每一台矿机每秒至少能13做（1.4x10）的哈希碰撞。我们可以说，这台14T规格的矿机拥有14T的算力。
矿工所掌握的所有矿机占比特币全网总算力的百分比，代表着他在这10分钟竞争中所能获胜的概率。举个例子，如果比特币现在全网的算力是100，而某个矿工拥有10的算力，那么他每次竞争记账成功的概率就是1/10。
在比特币系统里，大约每10分钟就会进行一轮算力比赛，算力的大小会决定赢得一轮竞争的概率，算力高的节点赢得算力竞争的概率更大，竞赛的胜利者，就获得一次记账的权力。
这样，一定时间内，只有竞争的胜利者才能记账并向其他节点同步新增账本信息。1.4 从比特币到分布式账本
在比特币考虑的环境中，存在着两个限制：
一是所有节点都必须是分布式、去中心化的，也就是说，在10个将军中，每一个将军的地位都是平等的，没有一个中心能够对他们直接下达指令。
二是必须要采用非对称加密的手段，这样每个将军发出的指令和签名不能被篡改。“拜占庭将军问题”正是为了解决由谁来发起信息，并且如何保证信息的同步与一致性的问题。
而比特币的区块链技术，正是为了解决由谁来挖出区块，并且让整个链上的所有区块统一的问题。区块+哈希算法+链+时间戳=不可篡改的区块链
很多人都是先了解了比特币，才知道区块链的存在的。但事实上，在比特币系统里，最重要的并不是“币”的概念，而是一个没有中心存储机构的“账本”的概念，“币”只是在这个账本上使用的记账单位。
可以这么说，比特币是在互联网上基于区块链的一个去中心化的分布式账本。
在这里，我们可以做一个形象的比喻：若区块链是一个实物的账本，那么，一个区块就相当于账本里的一页，而区块里所承载的信息，就是这一页上记载的交易内容，区块链也正是由这一个个区块所组成的。区块
区块是区块链的基本结构单元，它是使用密码学方法产生的数据块。数据以电子记录的形式被永久储存下来，存放这些电子记录的文件，我们就称之为“区块”（block）。
如图1-3所示，区块由包括元数据的区块头与包括交易数据的区块主体组成。图1-3 区块具体组成
以比特币的区块链为例，它完整地记录了网络上的每一笔历史交易，好比是一个银行账本。每个区块记录了这几项内容：神奇数、区块大小、数据区块头部信息、交易计数、交易详情。图1-4 比特币区块链中记录的信息
区块链系统大约每10分钟就会创建一个区块，其中包含了这10分钟时间里全网范围内发生的所有交易。每一个区块中都包含了前一个区块的ID（即识别码），这让每一个区块都能够找到其前一个节点，从而保证了区块链的可追溯性。
如此一直倒推下去，我们便可以看到，从诞生之初运作到现在，全网形成了一条完整、唯一的主区块链。哈希算法
我们之前已经提到，哈希运算是判断区块链算力的具体数据，同时它也是区块链中保证交易信息不会被篡改的单向密码机制。
在接收到一段明文后，哈希算法会以一种不可逆的方式，将之转化成一段数据。
这段数据会有两个特点：①加密的过程是不可逆的，这意味着任何人都无法通过输出的数据，倒推原本的明文是什么；②输出的明文与输出的数据一一对应，任何一个输入信息的变化，都会导致输出的数据出现变化。图1-5 哈希算法加密过程
也正是因为不可逆转与一一对应的特点，哈希值可以唯一准确地标识每一个区块——区块链里，任何一个节点，通过哈希计算，都可以获得这一区块的哈希值，如果计算出来的哈希值没有变化，就意味着区块里的信息没有被篡改。链式结构=用哈希算法“链”接“区块”
哈希值也正是区块与区块之间形成链的关键因素。区块头部信息中记录了上一个区块的哈希值与本区块的哈希值，本区块的哈希值又在下一个新区块里有所记录，由此，每一个区块的信息值都有新记录，这就组成了每一个区块的信息链。图1-6 不同区块的信息链时间戳：保证区块链信息的真实性
时间戳是指格林威治时间1970年01月01日00时00分00秒（北京时间1970年01月01日08时00分00秒）起至现在的总秒数。
通俗地说，时间戳是某一数据在区块链上存入的具体时间，它使每一笔数据都拥有了相应的时间标记，同时也证明了区块链上在什么时间发生了什么事情，且由于时间的不可追溯性，任何人都无法更改；而区块链也通过时间戳保证了每一个区块都是按照顺序相连的。
时间越长，区块后面所连接的区块就越多，修改这一区块所花费的代价就越高——在时间戳作用下的区块链，就好比地壳一样：越往下层、时间越久远、数据越稳定，越不会轻易发生改变。
区块链把从创世块（第一块区块）以来的所有交易都明文记录在了区块里，且形成的数据记录不可篡改，因此，任何交易双方之间的价值交换活动，都是可以被跟踪、查询到的。
这种完全透明的数据管理体系提供了一种新的可能性：它不仅从法律角度看无懈可击，也为现有的物流追踪、操作日志记录、审计查账等提供了可信任的追踪捷径。1.5 区块链的优势：全新的可信通信网络
至此，拜占庭将军所面临的四个问题全部得到了解决：①针对“信息私密性”，区块链通过对数据加密，解决了这一问题；②针对“信息发送的身份溯源”，区块链通过时间戳与每个区块的哈希值，将数据前后串联起来，使之可追溯；③针对“不可伪造的签名”，区块链用不对称加密解决了它；④针对“发送信息的规则”，区块链通过工作量证明解决了这一问题，即谁先解出了某个数学难题，谁便获得这一权力。
现在，让我们进入计算机场景，再回想一下“拜占庭将军问题”：军队是计算机节点，信使是计算机间的网络通信，而攻占拜占庭，就是写入一个大家公认的区块记录。
在发送信息时，区块链技术加入了成本，降低了信息传递的速率，并通过工作量证明，即一个节点必须要通过大量的尝试性计算后，才能得出一个结果，而其他节点只需要极少的时间便可以证明其真伪。这样一来，便可减少垃圾信息、假信息在节点之间的传播。
由此，一个不可信的分布式网络变成了一个可信的通信网络，所有参与者都能够在某个事件上达成一致。不同人来记录的大型账本
从本质上来说，区块链就是一种由不同人来记录的大型账本。
假如你是一位女性，你男友每一次跟你说一句肉麻的话，或者承诺给你买东西，你都立即录下来，并且发给你的与他的所有同学、同事、好友，还有各种群与朋友圈，与此同时，这些人也帮助你记录。在所有人的监督与记录下，他再也无法抵赖，这就是区块链。
这也是区块链的特别之处：一旦数据被存储到数据库，它就永远都无法被修改或者删除；上面的每一个记录都会被永久性地保存下来，就像给你的承诺上传了一样，你的男友不能删除，某个群也不能删除，因为每一个人都有数据库的副本。
综上所述，比特币建立在区块链基础之上，区块链是比特币的核心与底层架构，并且是一个去中心化的分布式账本。基于节点记账的区块链账本
有人可能会问，既然区块链是个账本，那它与传统账本相比，又有什么不同？
对账本而言，其中记录的内容必须是唯一的，不然就没有意义了。微信的账本是腾讯记账，淘宝的账本是阿里记账。在当下，记账本身就是一种中心化的行为。在通信手段并不发达的时代如此，在今日发达的信息时代也是如此。
不过，中心化的记账却都存在一个致命的缺陷：一旦这一中心出现问题，如被篡改、被损坏或者丢失，那么整个系统就会面临危机甚至崩溃。
可是，在区块链的世界里，负责记账的是每一台参与其中的计算机。去中心化，并不是说没有了中心化，而是说，分布在这一系统中的每一个节点都是中心，这将使中心化大大被弱化。
节点与节点之间争夺记账权是需要付出成本的，这不仅包括购买的矿机以及矿机使用的电缆，还有操作节点的人所投入的时间和精力。人们投入区块链的市场里，本身是一种求利行为，没有了激励，节点之间就会没有进行竞争的动力。
在中本聪的设计中，每一轮竞争胜出并完成了记账的节点，都会获得系统给予的一定数量的比特币的奖励。这一奖励过程，就是比特币的发行过程。
这种设计之所以巧妙，就在于它将竞争的激励机制与加密数字货币的发行完美地结合在一起。在引入竞争的同时，解决了去中心化货币系统中“如何发行货币”这一难题，同时也使挖矿的过程变成了算力竞争的过程、发行的过程。
由此，整个比特币系统得以自发地运行下去；同时，区块链也得以向世人呈现出一个正向循环的经济体系。区块链系统中展示出来的安全、可靠与透明
在这一系统中，每一个节点都只需要根据自身的利益行事，出于“挖到更多矿”这一“自私”的目的而展开的竞争，却最终造就了保护系统安全的庞大算力基础。这一系统是安全的
由于人人都有账本，所以无法摧毁，每一个节点都只是系统的一部分，而且每一个节点的权利都是平等的，都有一模一样的账本。黑客若想要攻击区块链上的数据，摧毁部分节点对整个系统不会产生任何影响。这一系统是可靠的
在区块链系统中，任何人都没有办法作弊，除非你可以控制系统里大多数人的电脑，并且对之进行修改；否则，系统会按着多数人的意见来决定什么才是最真实的结果。
在这一“少数服从多数”的安排下，你会发现，由于别人不承认，自己修改自己的账本根本没有任何意义。这一系统是透明的
因为没有了中心化的机构存在，每一个节点都是一个分布式的中心，这使所有的东西都可以通过预先设定的程序自动运行，这不仅可以大大降低系统运作的成本，同时也提升了整个系统的效率。
每个人都有相同的账本，可以确保账本记录的过程是公开、透明的，所以，如今比特币获得了越来越多的信任，而其市场价值也不断升高，进而又吸引了更多的资源投入其中。
至此，你或许会意识到：因为比特币的大火而引起了重视的区块链，不仅在解决著名的拜占庭将军难题的过程中为人们提供了当下我们所能想出的最合理方法，也为后续者打开了新的思路。因此，不管是作为一项技术，还是作为一个整体的系统，其应用领域与发展潜力都将远远超过“电子货币”。
值得一提的是，在中本聪于2008年发表的研究报告中，根本没有提及“区块链”（Blockchain）这个词，只有chain。其研究报告的标题是：《比特币：一种点对点的电子现金系统》（Bitcoin：A Peer-to-Peer E-lectronic Cash System）。
由此可以看出，这一系统就叫“比特币”，而chain只是系统的一部分，是系统的子集。只不过，后来出现了各种模仿比特币系统的山寨系统，为了将所有系统总结、抽象出一个总概念，人们约定俗成地造出了“Blockchain”这样一个新词。在这一词汇产生后，比特币反而变成了Blockchain的子集。
这一过程就如同人们先发明了面包，然后发现，制造面包的面粉不仅能用来做面包，还能用来做比萨、馒头、面条一样——区块链是面粉，比特币就是面包。2 区块链与数字货币的发展
我们正在全面进入区块链3.0时代——正如我们之前所说的那样，随着区块链技术的不断发展，研究者们发现，“区块链”这一“满分”不仅做成了“面包”比特币，同时也有机会做成其他的东西，于是，区块链2.0、区块链3.0时代随之而来。而在新时代来临以前，知晓区块链的三大发展阶段，以及相关数字货币的发展，无疑对探索、参与区块链的未来有巨大帮助。2.1 区块链1.0：比特币
简单来说，比特币是一种虚拟的数字货币：它以数字的形式存在，类似于腾讯的Q币，但其获取与价值衡量，都是基于区块链技术上的。比特币软件是获取比特币的源头
从中本聪发表有关比特币论文的那一刻起，他其实就已经向世人表明了自己将比特币建成“开源软件”的决心。
我们日常生活中最常见的开源软件，即chrome浏览器——这一源自谷歌的浏览器，只要你拥有一定的技术能力，就可以参与其中，建设自己特有的版本。因此，网络上存在许多不同版本、不同作者与特色的浏览器。
比特币软件的客户端也是一样，在其官方论坛https://bitcoin.org/en/download上，提供了供Windows、OS、安卓等多种操作系统运行的版本，我们只需要选择自己需要的版本就可使用它。
不过，就像虽然chrome浏览器有诸多版本，但使用人数最多的永远是官方版本一样，比特币客户端中，人们最常用的也是创始人中本聪发布的版本。在经典的中本聪版本中，客户端的功能主要有四种，如图2-1所示。图2-1 客户端的四种功能钱包
主要用于管理用户的密钥，并提供转账操作等功能。完整区块链
由各种节点组成，它是比特币电子现金系统的体现：每一个比特币钱包都是一个节点，每一笔交易都由发起方向周围的节点进行广播，节点收到后，再广播给自己周围的节点，最终扩散到全网，而挖矿的节点在交易完成后，会记录到区块链账本上。
这就像八卦的传播一样：你告诉了好朋友一个秘密，而他会将这个秘密告诉他的好友，他的好友又会告诉其他人——最终，你的秘密变成了人尽皆知的事情。这也是区块链的最大特点：不管你想挖矿还是单纯想交易，都必然会更新整条区块链，这是必然会发生的事情，而不会随着你的意愿改变。网络路由：点对点服务去中心化
比特币隶属P2P网络。P2P网络即对等的意思，与此对应的是“客户端—服务器”架构，有一个提供服务功能的中心服务器，其他客户端通过调用服务器功能完成操作，比如，我们常用的微信、支付宝、网银等。一旦提供商服务器关闭，便无法再使用这些软件。
但P2P网络中，每一个节点都能提供一样的网络服务，它不存在任何“中心服务器”，因此，每一个节点都是中心，且都处于平等状态：提供中心服务，并享用其他节点提供的中心服务。挖矿
在1.0时代，区块链主要是一款支撑虚拟货币的应用，它包括了转账、汇款、加密货币与数字化支付等内容，而比特币则是1.0时代最具有代表性的数字货币。
如果用比喻来说明比特币的话，它就如同我们去游乐园时需要用人民币换的游戏币一样——游戏币并不是真实的货币，它只能在我们兑换的乐园里使用。比特币也是一样，只能在一定范围内使用，并与人民币在某些地方按着一定的比例兑换。
在游乐园里，一般一两块钱能换一个游戏币，而比特币以前也非常便宜，但现在，它的价值涨了许多，高的时候甚至需要十几万元人民币才能换到一个比特币。引起这种价值倍增的关键在于供需不平衡：想持有比特币的人越来越多，但比特币本身是一种通过“解决数字世界的难题”来获取的游戏币，因此，在需求增多、供应少的情况下，其价格自然上涨。
比特币的生产很难，它像我们平日在手机上玩的密室逃生游戏一样：必须在有限的时间内找到开门的方法——就像矿工会通过挖矿寻找钻石与金子一样，这种解谜的动作被比特币爱好者们称为“挖矿”，而将自己的联网计算机提供给虚拟币系统运行、参与解谜游戏的人则被称为“矿工”。
比特币被使用密码学技术，深埋入比特币社区的数据包里，这些数据包就被称为“矿山”，即“区块”（block）。虽然比特币设置之初的大小被定为1M，但每一个区块都有自己专门的记号，就如同每一个矿山上的石头都不同一样：不同的石头来自不同年代的地质沉积，有些是恐龙时代的产物，有些是冰河时代的产物。不同时代的岩石，挖掘起来技巧也不太一样。
区块与区块链接起来，便是“区块链”（Blockchain）。而“矿工”们最关键也最难的任务在于，找出第一个矿山，即“创世区块”（Genesis block）。因为其他链接的区块上都包含着上一区块的信息，按着这样的方法，区块一层层堆积上去，想要挖掘出来第一层也就越来越难。
而且，自从中本聪创建比特币以来，这一层级／区块依然处于不断增长中，密码也在一层层叠加，自然挖矿的难度越来越大。也正是因为挖掘的难度越来越大，比特币才有了高估值的基础。2.2 区块链2.0：以太坊区块链
虽然眼下“比特币”与“以太坊”这两个术语通常总是会成对出现，但它们之间有着天壤之别。两者之间唯一共同的地方就在于，它们都是在区块链上运作的加密资产，只是，以太坊不像比特币那样，只是一种加密货币，它还有其他的特征，这些特征联合起来，使其成了一个巨大的分布式计算机。以太坊：更快速的区块链系统
区块链1.0时代，解决的主要是货币与支付去中心化问题，但其技术限制，导致了区块链1.0必然会被淘汰。
比特币最初是被设计成一种简单的、点对点的电子现金支付系统，后来密码爱好者们发现，比特币背后的区块链技术能够用在资产、公证防伪等很多方面，因此对其进行了技术上的开发。(1)
遗憾的是，比特币的扩展性非常差，不具备“图灵完备”无法在上面搭建这类应用。而且，作为发生在网络上的交易货币，比特币永远受到各地带宽的限制——带宽即上网速度，眼下，发达地区的光纤就像高速公路一样，车子跑起来又快又稳；发展地区的带宽就像普通公路一样，虽然路面平坦但难免塞车；欠发展地区用的多是电话线拨号上网，它们的带宽就像羊肠小道一样，不平也不快。
世界各地的带宽不同，自然会影响到比特币的交易：一方面，每一单交易，都需要全球一定数量的账本记录才能生效，而比特币1M的区块大小，导致了发生在区块链上的所有交易过程都变得极其缓慢。另一方面，就算大家都在高速公路上行驶，路上的车太多，也一样塞车，如今，参与挖矿的人越来越多，人们使用比特币支付的频率也比原来更高，每一次交易都要求复制账本到千千万万矿工的电脑，自然会占用大量的网络空间，带来虚耗。此时，以太坊区块链的出现，更好地解决了这一问题。
2013年，俄罗斯天才少年维塔利克•布特林（Vitalik Buterin）在参与比特币在加密货币等方面的应用并积累了一定的经验后，公布了《以太坊白皮书》初版，同时开始募集开发者。
出生于1994年的维塔利克被其信徒们称为“V神”。他在2013年时开始开发以太坊概念，并在2014年以太坊的预售中售出大约6 000万的以太币。2015年夏天，以太坊区块链正式上线。
以太坊被业界视为比特币的第二发展形态，虽然它与比特币一样，都运行在一个弱中心化的区块链上，但业界很多人认为，它比比特币更有潜力，因为它允许任何点对点的价值交易，并且平台拥有着自己的货币“以太币”。图2-2 俄罗斯天才少年维塔利克•布特林以太坊与比特币一样，也是分布式计算平台
从设计方面来说，以太坊与比特币系统相似，都是开源的、基于区块链技术的分布式计算平台，只不过它的系统更侧重智能合约。所谓智能合约，实际上是代码与数据的集合，它们存在于以太坊的地址上，只是在一定条件下自发执行，而不需要第三方担保与信任。
对于这种新技术，IBM与三星曾经进行过一个概念验证。在这一验证中，一台运用了以太坊的洗衣机可以做到图2-3中的事情。图2-3 以太坊下的洗衣机
通常只要有一套密钥系统，也就是加密系统，让交易可跟踪，这种结构就可以称为“智能合约”。所有的虚拟货币都是这样的结构。所以，智能合约也就是一套生成虚拟货币的系统，它的本质和比特币是一样的，只不过，你可以在这个平台里自己生成任意多个不同的比特币系统。
为了支持这一系统，自2014年7月24日起，以太坊进行了为期42天的以太币预售，共计销售了60 102 216枚以太币。值得一提的是，用户当时是用比特币购买以太币的。因此，你得先有比特币，才能购买以太币。以太坊是全球首个虚拟货币ICO项目
如今，以太币已是除了比特币以外，世界范围内运用最广泛的第二大加密数字货币。
如果用市场经济来解释以太币，那么，我们可以将之视为以太坊的股份，只不过它将股份货币化了。
在预售时，设计者维塔利克将交易对象定为“比特币”，这使以太坊收入了很多比特币，所以，现在比特币价格大涨的趋势下，以太坊自然也赚了大钱。只是，比特币现在可以用来购买商品或者服务，但以太币眼下只在以太坊内流通。
不过，通过发行自己的以太币来实现融资的方式，使以太坊成了全球首个用发行自己的虚拟货币的方式来融资的案例，这种方式被称为首次货币发行（Initial Coin Offering，简称ICO），简单来说，就是第一次对外发行自己的虚拟货币。
2014年7月至8月间，以太坊ICO时，一个比特币能兑换1 337个以太币。在当时，比特币的价格约为3 800元人民币，所以，我们大致可以推算出来，当时一个以太币的价格不到3块钱。如今，一个以太币的价格早已超过5 000块钱——3年多的时间里，它实现了2 000倍左右的增长，这一奇高的回报率使其投资者们多数都获得了财富自由。
身为创始人的维塔利克自己也大赚了一笔，他最多时拥有70多万枚以太币。在2018年3月7日，以太币的价格高达621美元，此时，维塔利克的账户中约有50万枚以太币，简单算来，他已坐拥亿万身价了。以太坊的目的
如果只将以太坊当成用于交易的加密货币，那就太过小看它了——其真正的价值在于，让那些拥有以太币的人，可以通过每一台参与到以太坊活动中的电脑成为以太坊的动力，并由这些电脑共同组成分布式的世界计算机。
当然，由于每一个微小语句都会由网络里的每一个节点执行，而这些节点多达千万个，所以，去中心化的以太坊其实运行缓慢且成本高昂。这里所说的缓慢有参照系：如果将淘宝、网银这类由中心控制的服务器的运作速度比作兔子，那么以太坊的速度就是乌龟。
这种快速度、低成本所带来的最大劣势就在于，它们拥有控制我们的力量，一旦服务器出问题，所有用户都用不了该服务。但以太坊则不然：只有每一个节点都出现故障时，去中心化计算机才会出现故障，因此，它能够一直运作下去，这就意味着有网络之处，就有以太坊。只不过，想在这一世界计算机上做任何事情，你都必须要支付以太币。以太坊的三大特点
2015年7月30日，以太坊正式上线。为了使其实现良性发展，以太坊维护团队专门成立了“以太坊基金”，与各个以太坊开发者一起协同进行以太坊的维护，这也是它的一大特点。
与比特币相比，以太坊有三大特点。以太坊的管理更严密
以太坊的管理属于非营利性的协会制，与比特币相比，其管理更严密，也会提供以太币给系统开发者与系统升级者。这就意味着，你不单能通过“挖矿”获得以太币，还可以通过帮助以太坊系统找到Bug（系统漏洞）获得。而这样的奖励机制，无疑会使更多开发者以更高的积极性去维护它的生态系统。以太坊用成立联盟的方式，保证应用的开放和标准化
以太坊的第二大特点就在于，它成立了企业以太坊联盟（Enterprise Ethereum Alliance, EEA）。这些联盟成员既包括美国康奈尔大学这样的专业学术机构，又有像ConsenSys这样著名的区块链应用开发者，更有像微软、英特尔、JP摩根、埃森哲等一流公司。这些大企业都是以太坊应用的积极引入者，它们借助以太坊进行应用开发，使自己随时可以根据最新的区块链技术为客户提供更好的服务。企业能够通过以太坊发行自己的虚拟货币，完成融资
这一点是将以太坊与比特币彻底区别成两个技术时代的关键：比特币只是一个单一的币种，但在以太坊的平台上，你可以制造出自己的虚拟货币，而且可以发行它，即通过自己售卖虚拟货币，实现融资。
不过，这也意味着，如果一个公司在以太坊平台展开首次公开发行，就必须要用以太币来购买自己公司的货币。建立在智能合约基础上的2.0时代
区块链2.0时代以智能合约为依托，智能合约的作用，我们可以通过下面的场景来想象：
A想买B的房子，虽然B也同样有意卖给A，但眼下，B将房子租给了别人，租期还有两个月才能到期，因此，无法立即交易。可两个月后，A会因事出国，无法办理房屋所有权的转让手续。
那么，这单交易要如何实现？
A与B商议后，决定在以太坊建立一个有关房产转让的智能合约，智能合约中规定，两个月租客的租约合同履行完成后，A将房子的钱打到B所属的钱包中，B的房屋所有权立即转让给A——此时，智能合约会自动执行这一合同。
现实生活中，若想订立、履行这样一个房屋买卖合同，双方必须要在签订合同后，到登记机关提供各种证明信息，以办理产权交接。这个过程不仅麻烦，而且费时。但在智能合约的作用下，双方只需要事先签订交易的规则，钱一到账，交易便会立即自动执行。
不过，现阶段因为以太坊本身的局限性，区块链2.0一般只能集中用于特定对象（比如合同双方），交易也主要以房产、知识产权等特定资产为标的，且交易范围也比较局限。2.3 区块链3.0：超越金融与货币的区块链应用
目前，整个区块链的发展其实并未真正到3.0的时代，而是处于2.5时代中——真正的区块链3.0正在路上。有关它的未来，专家们能够设想到的一点就是，它将和互联网一样，成为基础设施，并在我们生活中的方方面面被广泛地应用。真正支持复杂贸易使用的技术存在
区块链2.0的使用被限于金融、证券行业，但在区块链3.0时代，则进一步逾越了经济范畴。图2-4 区块链从1.0到3.0的进化
在全球范围内，区块链3.0将构造起一个分布式记账系统，这一由个人计算机参与其中的“超级账本”，不仅能记录发生在金融业的各项交易，而且几乎可以记录任何有价值的、以代码形式表达的事物。
随着区块链技术的不断进步，其应用将直接影响全球范围内的物理资源、人力资产的分配，以促进科学、健康、教育等范畴内的大范围协作，真正成为“将万物互联”的一种最底层的协议。
其最明显的特点就在于，它将不再依托于某个第三人或者机构来取得信托，或者树立信誉，更能节约时间和人力成本。
打个比方来说，在当下，企业想要做一部手机，如果一切从头开始的话，那么，手机的每一个模块都要从头、单独开发，CPU、GPU模块、摄像头模块、触摸屏、电池、喇叭等，如果都要一一开发的话，那自然极其浪费人力、物力。
在区块链3.0时代，企业只需要基于以太坊进行二次开发即可：它会为你提供相应的供应商，你只需要针对自己手机需要的配置，与供应商进行协调，让其根据配置变化具体模块，而不需要企业自己再一一重新开发。零件提供商开发好后，发过来，企业直接调用后再组装就可以了。
这就是区块链3.0的作用：它强调的是技术的扩展与进步，目的是达到提高效率、降低成本与通用之间的平衡。区块链3.0的三大门槛，决定3.0时代依然在路上
在区块链3.0时代，一个高效的、可以支撑商业级去中心化的应用平台，需要满足图2-5中的四大条件。图2-5 区块链3.0平台的基础
这四大条件，其实已经决定了想让应用平台成为区块链3.0项目，就必须要先迈过两大门槛。以TPS为代表的高并发处理能力
TPS是Transactions Per Second的缩写，也就是事务数／秒。它是软件测试结果的测量单位。一个事务是指一个客户机向服务器发送请求然后服务器做出反应的过程。这就好比饭店的服务过程一样：顾客提出要求，服务员告知吧台顾客对酒品、菜品的要求，厨房或吧台开始处理要求，并迅速将顾客需要的菜品呈上。在保证菜品质量的前提下，酒店完成这一动作的效率越高，便证明其饭店质量越好。
这一原理反映在服务器上同样如此：某一系统每一秒可以完成图2-6中的循环数越多，就证明该系统的事务处理能力越强。图2-6 TPS运作过程
每秒能够完成3个图2-6中的循环，TPS就是3。
人们之所以会将以太坊的出现视为区块链1.0与区块链2.0的分界线，就是因为以太坊的TPS与比特币相比有了极大的提升。图2-7 以太坊与比特币的TPS对比
可就算是提升了6倍之多，以太坊的TPS依然会出现拥堵：因为上菜速度快、菜品好吃，顾客蜂拥而至时，饭店如果依然保持原有处理速度，自然会出现问题。事实上，当前以太坊的最大短板就在于TPS：链上的应用稍微火爆一些，就会造成网络拥堵。
比如，区块链游戏加密猫，其日均活跃用户在1 000人以内，但就算这样的人数，也屡屡造成了以太坊网络大堵车——你能想象微信有超过1 000个人同时上线时，就会造成软件瘫痪吗？因此，以太坊虽然发展了区块链，但其依然低下的性能水平根本不足以在信息社会具备广泛的实用价值。
因此，未来区块链3.0时代的项目一定会在性能上有大幅度的提升，而且，其幅度可能不会是数倍，而是数百倍甚至是数万倍的——2017年一直被业界人士广泛议论的区块链操作系统EOS，之所以敢以“3.0时代的代表”自称，就是因为它号称自己可以达到1万次／秒的交易处理能力。
不过，就算EOS的运算能力真的超过了1万TPS，也依然无法与现实需求相匹配，因为在当代飞速发展、高需求的互联网产业里，人们常用的谷歌、微信、淘宝、网络网银等系统平台的TPS都是动辄数十、上百万，因此，区块链技术要想真正成为能够落地的技能，百万级别的TPS是必需的前提条件。与实体经济接轨的能力
目前有关区块链的种种供述中，最受人们认可的是，区块链3.0必须要结合各个行业的实际应用，使用户可以真实感觉到区块链技术与项目是有价值的、具备实用性的。
这种“唯结果论3.0”的论调有其必要性：无法赋能实体经济，它便与比特币、以太坊一样，只有预期性的理论优势，而新的区块链时代划分，必须要有“质的飞跃”。
其实，从应用场景来看，区块链3.0也必须要具备可运用于实体经济的特点。区块链1.0只是一群程序员与极客之间的游戏，在此阶段，普通人根本无法参与其中；从区块链2.0开始，金融、证券行业开始使用区块链技术，并获得了积极的成效；按照物理世界“一代更比一代强、一代更比一代广”的基础进化原理，在3.0时代，区块链的应用场景必然需要扩展到整个经济体系，覆盖生活的方方面面。
其实，区块链技术正热的当下，号称自己是3.0的项目多如牛毛，其中一些也的确收获了人们的关注，而各个项目本身对自我性能也表现出了极大的自信，号称TPS上百万的项目也并不在少数。不过，这些项目眼下要么在进行技术攻关，要么处于筹备之中，基本上还停留在概念上，并无切实可用的成果。结果才是一切，如果一项最新发布的区块链技术只能在实验室、交易所中打转，那么，我们便可以判定它距离3.0还很远。
在可以预见的未来，区块链将会超越金融领域，进入社会公证、智能化领域中（区块链3.0时代）；而在这一时代里，区块链技术将为我们提供身份认证、医疗服务、邮件、投票等各方面服务，其应用范围将扩大到整个社会，也有可能成为“万物互联”的最底层协议。2.4 当Token作为激励手段出现
比特币大火，区块链很热，使得原本只有计算机软件人员才知晓的专业词汇Token瞬间也成了热词，只是其含义发生了巨大变化。图2-8 Token词义变化
正如区块链的本质简单理解就是刷新了“信任机制”一样，Token的本质就是“激励手段”，其实并没有那么晦涩难懂。由行为心理学发展而来的Token“Token economy”并非什么新概念，而是一种早就出现在行为心理学领域的激励方法。在行为心理学领域，“Token代币法”是一种有利于行为塑造的方法，它在行为矫正、产品促销、游戏等领域早有应用：我们去化妆品专柜购物，攒够一定的积分，可以换购东西，这是Token；我们去某商场购物，拿着票据可以到某个游乐场实现8折全场玩，这是Token；我们在游戏中打怪赢得游戏币，可以用来购买新的游戏装备，这是Token；幼儿园发给遵守纪律的小朋友小红花，也是一种Token。
耶鲁大学心理学教授艾伦•卡兹丁早在1977年时，便已经提出了“Token优势”，他直言，使用代币，可以产生如下优点：一是使用代币要求的条件较少，可在期望的行为发生后立即提供；二是对于持续发生的、符合期待的行为，可持续地通过提供适当数量的代币给予强化；三是代币可满足个体对实物或活动奖励的不同偏爱；四是个体对实物奖赏容易产生满足感，而对代币较少产生饱和感，能保持持续的激励作用。
由此可见，代币对个体行为拥有引导、激励作用，有着明确的理论依据。
我们猜想，中本聪肯定对行为心理学有一定的涉猎，并且深谙“Token优势”，因此，才会将“比特币”这种“点对点的电子现金系统”设计成了一个做题竞赛，先答出正确答案的人，便奖励一个比特币。
于是，全世界的矿工们，为了得到一个比特币，疯狂地做题挖矿，顺带将记账的事情也给完成了。这其实也正是比特币的本质：它是一种引导、激励矿工进行记账的手段，即Token。Token的魅力
认真思考你便会发现，“Blockchain+Token”的设计非常精妙：区块链通过非对称加密、分布式存储等一系列技术组合，构建起了一个去中心化的自组织管理的体系与工具，解决了人们在合作中的相互信任问题；而Token作为生态系统内的价值媒介，解决了激活内部生态、保证系统长期稳定运行的内生动力问题，这样就使得大规模、高效率、低成本的社会协作成为可能，一种崭新的社会经济形态就此诞生。
作为未来可能最有价值的新体系，没有Token的区块链是不可想象的：数据可追溯能够使它拥有一定的实用性，但其影响力非常有限，而且这样也根本体现不出来区块链本身的价值。
更重要的是，一旦真正的弱中心化区块链生态建立起来，全球范围内的商业组织形态与生产关系都会发生极大的变化——这一趋势就如同十几年前互联网引发的改变一样，难以阻止，且会呈现出爆发状态。
互联网的本质是使人类的组织形态更松散，而不是更垄断、更集中，因此，如何调动用户的参与度，是未来所有新技术最核心的部分。
在其中，“人”才是最重要的节点，所有技术研发者都需要考虑如何真正做到“以人为本”，如何使用激励手段，促使“人成为节点”，这才是区块链时代最值得去思考的话题。
也正是因为Token所实现的激励作用，我们才可以下这样的定论：没有了区块链的加持，Token的魅力会大大减弱；而没有了Token的区块链，则比一个分布式数据库高级不了多少，其应用场景与功效也将大打折扣。同样是Token，作用却各有不同
如果说，比特币体系使“Token+区块链”联合起来，激活了一个新的世界，那么，比特币以后所出现的其他Token，则因其类型不同而提供了不同的基本价值。
目前，市场上的Token可以分为四类，如图2-9所示。图2-9 市场上的四类Token传统资产类Token
此类Token是指用密码学表示的传统资产，比如房产、黄金、股权等。这种Token拥有明显的基本价值，同时又具备区块链Token的良好流动性与全球性特征。应用类Token
此类Token能够提供一种数字化的服务，即要想使用项目的服务，就必须持有此类Token。
应用类Token就像Q币一样：你想使用腾讯超级会员的“换肤”权益，就必须要使用Q币去购买。它的基本价值是由其所代表的数字化服务的资源唯一性、有用性所决定的。
比特币就是最为人熟知的应用类Token：为了使用比特币区块链，人们需要比特币（BTC），而比特币区块链上超强（超过以往所有可获得）的哈希算力，也保证了人们上链数据的安全。
根据这些资源所保持的唯一性与可区分性，比特币未来的价值也会比其他Token更稳定一些。图2-10 评估应用类Token价值时最重要的两个问题工作类Token
工作类Token可以赋予Token持有者向某个去中心化组织贡献工作的权利，从而帮助去中心化的组织正常运转。
这种Token有时候会带来回报，有时候则不会，持有者愿意保留与使用它们，更多地是为了实现自我能力，验证某个设想，或者单纯地为了一个美好的目的。它们就像软件对编程人员特意开放的客户端口一样：一方面，编程人员可以通过它们实现自己对软件的更好改变，或是做出一些更适合自己或小众人群使用的软件版本；另一方面，他们也可以通过此类端口验证自己的能力。
目前，市场上的工作类Token并不多，最典型的就是预测市场平台Augur的Reputation（REP）、去中心化金融应用程序Maker DAO的
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]