从2009年中本聪开发出第一个“创世区块”，到比特币区块的诞生，再到比特币作为投资工具价格飞涨，比特币和区块链技术广受追捧，凸显了区块链技术及应用的广阔前景。
作为成功的创新，区块链技术可以为用户节省时间与金钱，并为他们提供便利，然而，其在金融及其相关行业的应用只是区块链技术无穷可能性中的冰山一角。不断发展的区块链技术让越来越多的领域，如网络、医疗、食品、教育、能源等，都看到了这项创新所带来的革命性影响。
守护网络安全
如今，不管互联网技术如何突飞猛进，其最初设计上的漏洞都难以消除。
与此同时，随着技术的进步，网络攻击在不断进化，互联网的中心化发展模式一直成为遭受黑客攻击的软肋。若要彻底解决这一问题，必须实现去中心化的网络。而区块链技术独有的去中心化优势，恰好成为保卫互联网安全的强大工具。
具体而言，区块链技术可以在管理和保护用户认证数据、提高网络数据安全、阻止分布式拒绝服务攻击（DDoS）等方面发挥作用。
当前流行的公钥加密技术被称为公钥基础设施（PKI），该技术可以保护邮件、通信软件、网络等所有类型的通讯应用。可是，由于大多数PKI部署依赖于中心化、受信任的第三方认证中心生成、撤销、存储密钥对，因此让黑客有机可乘——通过攻击这些为参与方颁发证书的机构，伪造用户身份，攻击加密的通信。
如今，美国麻省理工学院推出的虚拟货币CertCoin最先采用了基于区块链的公钥基础设施，摒弃了传统中心认证方式，采用公共密钥实现分布式节点之间的互相认证，从而防止网络单点故障。而乌克兰一家名为Ukroboronprom的公司则与网络安全公司REMME合作，通过在区块链上管理用户认证相关数据，几乎完全阻断了黑客使用虚假认证消息获取用户身份的可能。
在提高网络安全性方面，全球最大规模的区块链公司Guardtime走在了前面。该公司通过分布节点之间的协商来提供区块链上数据的机密性和完整性，实现了爱沙尼亚100万份用户医疗数据的安全性保证。现在，美国国防部高级研究计划局（DARPA）也开始采用该方式为军方敏感性数据提供安全保护。
在有效阻止DDoS攻击方面，区块链技术同样大有可为。现有的域名服务器（DNS）的致命弱点在于过度依赖缓存，而缓存使DNS具有遭到DDoS攻击的可能性，使DNS注册和社交网络被单个机构控制。但是区块链技术的应用，则可以改善安全形势，消除单点故障，保护整个网络的安全。
比如，区块链初创公司Nebulis目前就正在开发基于区块链的分布式互联网域名系统，只允许授权用户来管理域名；其他公司诸如Blockstack和MaidSafe也开始使用分布式Web技术，替代原有第三方管理Web服务器和数据库的模式，从而阻止网络 DDoS攻击。
透明的分布式DNS将域名置于所有者控制之下，让单个机构（包括政府在内）根本无法操控。
尽管区块链不是修复所有互联网问题的“灵丹妙药”，但是其具有的可靠的信息交互、完整的数据存储、去中心化及可信的节点认证等安全性优势，确实能为网络安全提供一种崭新的安全防护思路和模式。
推动医疗变革
区块链技术在医疗信息领域的核心应用技术优势十分显著：其去中心化的分布式结构可应用于医疗数据共享；不可篡改的时间戳特性可解决数据和设备追及信息防伪问题；高冗余度及多私钥的复杂保管权限可解决目前医疗信息化技术的安全认证缺陷；灵活的可编程特性可帮助医院建立拓展应用，使区块链的自身技术特点更加适用于医疗体系。
在医疗方面，区块链最主要的应用是电子病历，它是对个人医疗信息的理想的保存和利用形式。目前的病历是由各个具体医院管理和保存，患者无法便利获得自己的医疗记录和诊疗历史数据。如果用区块链技术进行病历保存，患者自己就成为医疗数据的真正掌握者，这对于患者做自己的健康规划及跨院就诊等都会有很大的帮助，还有助于保护患者隐私。
借助区块链技术，时下流行的智能穿戴设备也能够抛开手机及其他设备的束缚，独立地将人体在跑步、游泳等不同运动场景中的数据记录下来。人们通过对这些活动数据进行评估，可以适时地调整自己作息和运动方式。
目前的智能穿戴设备能够通过心率传感器收集人体的心跳频率，在融入区块链技术后，它还可以将每年的健康数据共享到区块链，再通过智能合约，实现对人体健康的示警：当运动量超过身体负荷或是心跳不在正常频率范围内，智能穿戴设备就能够及时发现并提示。
另外，借助区块链技术，还可以保证跨机构的数据安全性，实现跨平台的数据共享，化解“信息孤岛”的难题，从而实现个人健康信息的流转与聚合。
当前，全球许多公司和研究机构都参与到区块链在医疗领域的研究与应用中，位于瑞士的Healthbank公司就是其中一个。作为全球数字健康的创新者，Healthbank通过区块链，采用透明化的方式处理健康系统的事务，保证了健康数据存储的绝对安全。
区块链技术专业公司Gem也推出了Gem Health项目，该公司联手飞利浦区块链实验室构建了一个包含区块链的健康生态系统，使得医疗健康更加个性化和平民化，并推动了全球医疗的一体化。
虽然医疗行业接纳区块链技术的时间相对较晚，但是并没有错过应用区块链的时机。随着技术的不断成熟，其逐渐融入到这个全新的领域，并悄然改变着全球的医疗行业。
食品安全“守护神”
食品安全无小事。据美国疾病预防控制中心的数据，食源性污染每年导致4800万美国人生病，12.8万人住院，3000人死亡。其中一半的死亡人数都是由食品生产过程不洁所造成的，其中家禽问题造成的死亡人数最多。
人们入口的食品一般经历这样的过程：从原材料到生产加工，从包装运输到上架售卖，这其中每一个环节都存在一个暗箱，监管起来难度非常大，有的环节甚至根本无法监管。如何才能照亮这些暗箱，保障人们的食品安全呢？
这时，区块链技术就派上了用场。与中心化记录方式数据来源单一不同，作为一种公共的、分布式的账本，基于区块链技术的数据记录具有一致性，从而可以在各个环节创建更清晰的追踪渠道。
食品公司可以将连接于物联网的标签贴到货物上，每批货物都分配一个唯一的标识号码。通过这些标识码可以记录产品的来源、加工信息、存储温度、保质期及其他信息。这样，食品公司不但能迅速地追溯到食品问题的源头，还可以帮助降低消费者风险，提供安全保障，且能通过有针对性的召回来降低财务损失。
美国最大的食品零售商之一沃尔玛是利用区块链技术保障食品安全的先行者。2016年，沃尔玛与IBM试点区块链，在美国和中国开展多项相关实验。利用区块链技术来追踪一个产品在每个供应链阶段的信息，只要几秒钟就能得知该产品从田里到上架的全过程——在过去，这样的流程追踪可能要花上几天甚至是几周的时间。
2017年8月，世界上最大的十家零售及食品供应商与IBM达成合作，将区块链整合到其供应链中，借助IBM的区块链平台，进一步提高食品公司供应链的可视性与可追溯性，让食品更安全。
当前，日益严峻的食品安全问题是摆在社会各界面前的重要议题。而区块链凭借自身的技术优势，或许为解决这类难题找到了一条新路径。
助力教育系统构建
随着区块链技术的逐步发展以及应用领域的不断拓展，国际上一些教育机构和学者也开始关注并探讨其在教育领域的应用。
比如，旧金山霍博顿软件工程学院就成为了“第一个吃螃蟹的人”。借助区块链的去中心化、可验证、防篡改的存储系统，该校有效解决了学历造假问题，成为世界上第一个使用区块链技术记录学历的学校。从2017年开始，该校在区块链上共享学历证书信息，这一做法受到不少招聘单位的好评。
而麻省理工学院媒体实验室则利用区块链技术颁发数字证书和数字币；塞浦路斯的尼科西亚大学推出了基于区块链技术开发和应用的理学硕士学位项目，并开始使用区块链技术追踪、记录学生的学习过程和结果。
其实，在教育系统中，采用分布式存储与记录的方式，可以在保证信息真实安全的基础上，向其他学校或者招聘单位共享数据内容（包括学生的个人信息、学习成绩、成长记录等），搭建学生与用人单位交流的桥梁，从而实现学生与用人单位的高效对接。
另外，在教育资源共享方面，利用分布式账本技术实现用户与资源间的直接联系，能够简化操作流程，提高资源共享效率，从而可以促进教育资源的开放共享。
基于区块链独特的去中心化优势，能够打破传统教育服务被学校或政府机构垄断的局面，使任何具有教育资质的机构都能开展教育服务并颁发有效的学历证书，实现正规教育与非正规教育的有效融合，推动全民参与教育体系的变革。
近年来，开放教育资源蓬勃发展，为全世界的教育者和受教育者提供了大量免费、开放的数字资源，然而其也不可避免地面临版权保护弱、资源共享难、运营成本高、资源质量低等问题。如今，区块链技术的快速发展为构建安全、高效、可信的开放教育资源新生态带来了希望。
鉴于区块链公开透明的特点，任何资源创建信息都可以被使用者查询、追溯、获取，从而有助于从源头上解决版权归属问题。
与此同时，将区块链技术的去中心化应用到开放教育资源建设中，可在用户与用户之间以直接点对点的传播方式进行资源共享，从而减少了研发与管理维护大量中介平台的投入。而借助区块链的智能合约与共识机制构建的开放教育资源的网络认证机制，也可以杜绝重复、无效、低质量资源的产生，有效提升资源质量和资源流通效率。
尽管当前区块链技术在教育领域的应用探索还处于起步发展阶段，面临着不少挑战和困难，但其在教育领域的巨大变革潜能是毋庸置疑的。
为能源插上翅膀
试想一下，当你心情愉悦地开着电动汽车行驶在路上，忽然发现汽车电量即将耗尽，此时你会做什么？
首先，刷指纹或刷脸登陆手机确认身份，然后打开app寻找附近的共享充电桩，你的信息会通过分布式记账技术同时传输到充电站和银行。
等到达充电桩时，插上智能充电插头，你可以在app上看到整个充电过程。15分钟，快充结束，可以立刻开车就走，支付已自动完成。有关你的充电数据、结算以及交易记录在充电站和银行同步更新，整个环节中的身份验证已在不知不觉中完成。
听上去很神奇是不是？其实，这不过是分布式记账技术建成的简单支付系统的一种应用，而这一过程中的结算、充电以及交易记录数据的保存都将通过区块链完成。
当然，这一切并非想象。目前，德国电力公司莱茵集团的子公司Innogy SE与电动交通初创企业Share & Charge，已经在德国建成了几百个基于区块链的电动汽车充电站，而这只是区块链在能源领域比较基础的应用。
根据美国能源咨询公司Indigo Advisory的分类统计，约有40家初创公司在全球范围内运作能源领域的区块链技术，应用范围包括：比特币支付、电动车充电和共享、可再生能源加密货币、绿证核发与追踪以及碳排放认证等。
2014年，荷兰能源公司BAS成为世界上第一家接受比特币支付的能源公司；随后德国汉诺威市的Enercity也接受客户直接用比特币支付电费、燃气费、暖气费及饮用水费。
为了鼓励清洁能源发展，2014年，麻省理工学院启动SolarCoin项目替代数字货币。参与者每生产1兆瓦时的太阳能电力，就能获得1个SolarCoin。用户只需提供联网太阳能发电设备的所有权证明，就可以使用SolarCoin。
当前，绿证多数是纸质核发，发出的电量与绿证核算的电量并不一定相等，而是基于估值，然后再经过发证机构核发给能源商。为简化绿证核算流程，减少电量误差，目前IDEOCoLab、Nazdaq和物联网设备公司Filament三家公司已经开始合作开发自动创建可再生能源证书（REC）的系统，在光伏板和电池上安装传感器，收集生产和存储的电量数据。光伏板可以准确计算出自己所生产的能源量，即时传输数据，系统再把RECs发送给能源厂商。现在他们正在研究如何能够用这些数据来自动创建RECs。
在碳排放认证方面，采用区块链技术可以搭建碳排放权认证和交易平台，给予每一单位的碳排放权专有ID加盖时间戳，并记录在区块链中，实时记录发电机组的碳排放、碳交易行为并对超标企业进行罚款。
随着区块链技术的高速发展，其在能源领域会有更大的应用前景。在相关国际技术标准形成之前，学术界与工业界仍需投入大量人力、物力开展相关的研发工作，以在能源区块链领域寻求更大的突破。
出版行业的利器
对于出版行业而言，区块链或许还是一个较为生疏的概念。
在图书出版发行的整个环节中，图书的著作权保护和交易是非常重要的一环。然而这个环节却面临不少问题，比如版权保护、侵权维权等。
如今，区块链技术的发展则有望为版权保护提供较为完美的解决方案。
因为区块链的优势正在于防篡改、可信任、去中心化、公开透明，一旦记录完成就永远存在并无法更改。所以在区块链下，所有交易都可以被追踪和查询到，进而避免了网络中的用户非法使用具有知识产权保护的内容。对原创者而言，这是一种更便捷、更安全、更低廉的版权保护方式。
目前，国内外基于区块链技术的版权保护实践之路已经开启，国外的Monegraph、Colu、Blockai、SingularDTV以及国内的亿书、纸贵、原本等创业团队均以区块链版权为主攻方向。
传统的图书发行以出版社—批发商—零售店—读者的渠道为主。而采用区块链系统的图书著作权交易系统，以点对点传输的方式，减少了出版发行的中间环节，加快了著作权的流通速度。与此同时，区块链节点向全网所有节点进行传播，也提高了图书发行的覆盖范围。
此外，借力区块链技术，还有助于著作权的精准交易，减少使用者在著作权使用上的费用，实现著作权的精确付费，维护著作权人的权益，最终实现作者与著作权人的共赢。
改变金融体系、实现价值传输、守护食品安全、推动医疗体系变革……似乎区块链技术的每一项应用都超出了传统思维的认知，也让越来越多的人对区块链技术寄予了期望。不过，任何创新都伴随着一定的风险，作为对社会各个领域产生深刻影响的新兴技术，必须要对其带来的潜在风险时刻保持警惕。■