区块链系列——浅谈区块链

据中新网消息,2018 年 1 月 12 日,第二届厦门国际区块链创业高峰论坛在厦门大学举行。

中国社科院金融专业特聘教授王彬生则在其主题演讲《区块链技术的经济学逻辑》中称

  • 信息传递成本接近零是这场区块链运动的时代前提

  • 区块链技术的普及把传统信息互联网转变成了价值互联网

  • 传统经济状态映射到虚拟世界,现实和虚拟将进一步融合

王彬生认为,区块链普及的经济本质宏观上是一场资产转移运动,传统的金融资产将逐步转移到链上。
近现代工业化的特征是生产、经营、消费分离,行业分工细化,而区块链人工智能时代将是三者新的融合,未来没有纯粹的金融。

区块链思想的诞生

特点

  • 分布式容错性:分布式网络极其鲁棒,能够容忍部分节点的异常状态
  • 不可篡改性:一致提交后的数据会一直存在,不可被销毁或修改
  • 隐私保护性:密码学保证了数据隐私,即使数据泄露,也无法解析
  • 可信任性:区块链技术可以提供天然可信的分布式账本平台,不需要额外第三方中介机构参与
  • 降低成本:跟传统技术相比,区块链技术可能需要的时间、人力和维护成本更少
  • 增强安全:区块链技术将有利于安全、可开的审计管理和账目清算,减少犯罪风险

核心技术概览

定义与原理

  • 交易(transaction):一次对账本的操作,导致账本状态的一次改变
  • 区块(block):记录一段时间内发生的所有交易和状态结果,是对当前账本状态的一次共识
  • 链(chain):由区块按照发生顺序串联而成,是整个账本状态变化的日志记录

如果把区块链作为一个状态机,则每次交易就是试图改变一次状态,而每次共识生成的区块,就是参与者对于区块中交易导致状态改变的结果进行确认。

技术的演化与分类

演化

  • 比特币:数字货币系统,公信的数字货币,区块链 1.0。
  • 以太坊:智能合约,公信的交易处理,区块链 2.0。
  • 超级账本:商业处理,带权限的分布式账本处理,区块链 3.0。

分类

  • 公有链:任何人都可以参与使用和维护,信息完全公开。
  • 私有链:由集中管理者进行管理限制,只有内部少数人可以使用,信息不公开。
  • 联盟链:由若干组织一起合作维护一条区块链,该区块链的使用必须是带有权限的限制访问,相关信息会得到保护。

目前来看,公有链更容易吸引市场和媒体的眼球,但更多的商业价值会在联盟链和私有链上落地。

关键问题和挑战

  • 抗抵赖与隐私保护
  • 怎么防止交易记录被篡改?

  • 怎么证明交易双方的身份?

  • 怎么保护交易双方的隐私?

密码学的发展为解决这些问题提供了不少手段。传统方案包括 Hash 算法、加解密算法、数字证书和签名(盲签名、换签名)等。

随着区块链技术的应用,新出现的需求将刺激密码学的进一步发展,包括更高效的随机数产生、更高强度的加密、更快速的加解密处理等。

同时,量子计算等新技术的出现,也会带来更多的挑战,例如,RSA 算法等目前商用的加密算法,在未来可能无法提供足够的安全性。

能否满足这些新的需求,将依赖于数学科学的进一步发展和新一代计算技术的突破。

  • 分布式共识

问题的核心在于如何解决某个变更在分布式网络中得到一致的执行结果,是被参与多方都承认的,同时这个信息是被确定的,不可推翻的。

该问题在公开匿名场景下和带权限管理的场景下需求差异较大,从而导致了基于概率的算法和确定性算法两类思想。

比特币:PoW,工作量证明,通过概率模型。

超级账本:PBFT,拜占庭算法,确定性的共识机制,解决快速确认的问题。

  • 交易性能

虽然一般来说,区块链不适用于高频交易的场景,但由于金融系统的需求,业界目前十分关心如何提高区块链系统交易的吞吐量,同时降低交易的确认延迟。

目前,公开的比特币区块链只能支持平均每秒约7笔的吞吐量,一般认为对于大额交易来说,安全的交易确认时间为一个小时左右。

以太坊区块链的吞吐量略高一些,但交易性能也被认为是较大的瓶颈。

总之,高性能、安全、稳定性、硬件辅助加解密能力,都将是考察节点性能的核心要素。

为了提高处理性能,一方面可以提升单个节点的性能(如采用高配置的硬件),同时设计优化的策略和算法;另一方面试图将大量高频的交易放到链外来,只用区块链记录最终交易信息,如比特币社区提出的“闪电网络”等设计。

类似地,侧链(side chain)、影子链(shadow chain)等思路在当前阶段也有一定的借鉴意义。

  • 扩展性

常见的分布式系统可以通过增加节点来横向扩展整个系统的处理能力。

对于区块链网络系统来说,根据共识机制的不同,这个问题往往并非那么简单。

例如,对于比特币和以太坊区块链而言,网络中每个参与维护的核心节点都要保持一份完整的存储,并且进行智能合约的处理。此时,整个网络的总存储量和计算能力取决于单个节点的能力。甚至当网络中节点数过多时,可能会因为一致性的达成过程延迟降低整个网络的性能。尤其在公有网络中,由于存在大量低性能处理节点,导致这个问题将更加明显。

要解决这个问题,根本上是放松对每个节点都必须参与完整处理的限制,这个思路已经在超级账本中得到应用;同时尽量减少核心层的处理工作。

在联盟链模式下,还可以专门采用高性能的节点作为核心节点,相对较弱的节点仅作为代理访问节点。

  • 安全防护

世界上没有绝对安全的系统。

系统是由人设计的,也是由人来运营的。只要有人参与的系统,就难免出现漏洞。

如下几个方面很难避免。

  • 立法:对区块链系统如何进行监管?攻击区块链系统是否属于犯罪?目前还没有任何法律保护区块链(特别是公有链)以及基于它的实现。
  • 软件实现的潜在漏洞:源代码完全开放,是否更容易被人找到漏洞呢?
  • 隐私保护:公有链所有交易记录都是公开可见的,这意味着所有的交易几十被匿名化和加密处理,但总会在未来某天被破解。安全界一般认为,只要物理上可接触就不是彻底的安全。
  • 系统维护:作为一套完全分布式的系统,公有区块链缺乏有效的调整机制,一旦运行起来,出现问题难以修正以及升级;即使是让它变得更高效、更完善的修改,只要部分既得利益者联合起来反对,就无法得到实施。
  • 监管审核:智能合约应用五花八门,有些可能存在潜在的漏洞,但是无法进行有效安全管控。
  • 数据库和存储系统

“块数据库”(BlockDB),专门服务类似于区块链这样的新型数据业务,其中每条记录将包括一个完整的区块信息,并天然地跟历史信息进行关联,一旦写入确认则无法修改。所有操作的最小单位将是一个块。为了实现这种结构,需要原生支持高效的签名和加解密处理。

  • 集成和运营

即便大量企业系统准备迁移到区块链平台上,但在相当长的一段时间内,基于区块链的新业务系统必将与已有的中心化系统集成共存。

两种系统如何共存,如何分工,彼此的业务交易如何进行合理传递?出现故障如何排查和隔离?已有数据如何在不同系统之间进行迁移和灾备?区块链系统自身又该如何进行运营(如网络的设计选择、状态监控、灾备等)?

这些都是迫切需要解决的实际问题。若解决不好,将是区块链技术落地的不小阻碍。

认识上的误区

目前,由于区块链自身仍是一种相对年轻的技术,不少人对区块链的认识还存在一些误区。
下面是需要注意的一些问题:

区块链不等于比特币。虽说区块链的基本思想诞生于比特币的设计中,但发展至今日,比特币和区块链已经俨然成为了两个不太相关的技术。前者更侧重从数字货币角度发掘比特币的实验性意义;后者则从技术层面探讨和研究可能带来的商业系统价值,试图在更多的场景下释放智能合约和分分布式账本带来的科技潜力。

区块链不等于数据库。虽然区块链也可以用来存储数据,但它要解决的核心问题是多方的互信问题。单纯从存储数据角度,它的效率可能不高,也不推荐把大量的原始数据放到区块链系统上。当然,现在已有的区块链系统中,数据库相关的技术十分关键,直接决定了区块链系统的吞吐性能。

区块链并非一门万能的颠覆性技术。作为融合多项已有技术而出现的新事物,区块链跟现有技术的关系是一脉相承的。它在解决多方合作和可信处理上向前多走了一步,但并不意味着它是万能的,更不会彻底颠覆已有的商业模式。很长一段时间里,区块链所适用的场景仍需不断摸索,并且跟已有系统也必然是长期合作共存的关系。

典型应用场景

应用场景概览

区块链技术已经从单纯的技术讨论走向了应用落地的阶段。

实际上,要找到合适的应用场景,还是要从区块链自身的特性出发进行分析。

区块链在不引入第三方中介机构的前提下,可以提供去中心化、不可篡改、安全可靠等特性保证。因此,所有直接或间接依赖于第三方担保机构的活动,均可能从区块链技术中获益。

区块链自身维护着一个按时间顺序持续增长、不可篡改的数据记录,当现实或数字世界中的资产可以生成数字摘要时,区块链便成为确权类应用的完美载体,提供包含所属权和时间戳的数字证据。

可编程的智能合约使得在区块链上登记的资产可以获得在现实世界中难以提供的流动性,并能够保证合约规则的透明和不可篡改。这就为区块链上诞生更多创新的经济活动提供了土壤,为社会资源价值提供更加高效且安全的流动渠道。

此外,还需要思考区块链解决方案的合理辩解。面向大众消费者的区块链应用需要做到公开、透明、可审计,既可以部署在无边界的公有链,也可以部署在应用生态内多中心节点共同维护的区块链;面向企业内部或多个企业间的商业区块链场景,则可将区块链的维护节点和可见性限制在联盟内部,并用智能合约重点解决联盟成员间的信任或信息不对等问题,以提高经济活动效率。

金融服务

区块链带来的潜在优势包括降低交易成本、减少跨组织交易风险等。该领域的区块链应用目前最受关注,全球不少银行和金融交易机构都是主力推动者。部分投资机构也在应用区块链技术降低管理成本和管控风险。从另一方面,要注意可能引发的问题和风险。

银行业金融管理

银行从角色上一般可分为中央银行(央行)和普通银行。

中央银行的两大职能是“促进宏观经济稳定”和“维护金融稳定”,主要手段就是管理各种证券和利率。中央银行,为整个社会的金融体系提供了最终的信用担保。

普通银行业则往往基于央行的信用,作为中介和担保方,来协助完成多方的金融交易。

银行活动主要包括发行货币、完成存贷款等功能。银行必须确保交易的确定性,必须确立自身的可靠信用地位。传统的金融系统为了完成上述功能,采用了极为复杂的软件和硬件方案,建设和维护成本都十分昂贵。即便如此,这些系统仍然存在诸多缺陷,例如某些场景下交易时延过大;难以避免利用系统漏洞进行的攻击和金融欺诈等。

此外,在目前金融系统流程中,商家为了完成交易,还常常需要经由额外的支付企业进行处理。这些实际上都极大增加了现有金融交易的成本。

区块链技术的出现,被认为是有可能促使这一行业发生革命性变化的“奇点”。除了众所周知的比特币等数字货币实验之外,还有诸多金融机构进行了有意义的尝试。

欧洲央行评估区块链在证券交易后结算的应用

目前,全球证券交易后的处理过程十分复杂,清算行为成本约 50 亿 ~ 100 亿美元,交易后分析、对账和处理费用超过 200 亿美元。

来自欧洲央行的一份报告显示,区块链作为分布式账本技术,可以很好地节约对账的成本,同时简化交易过程。相对原先的交易过程,可以近乎实时地变更证券的所有权。

中国人民银行投入区块链研究

前不久,中国人民银行对外发布消息,称深入研究了数字货币涉及的相关技术,包括区块链技术、移动支付、可信可控云计算、密码算法、安全芯片等,是积极关注区块链技术的发展的。实际上,央行对于区块链技术的研究很早便已开展。

2014 年,央行成立发行数字货币的专门研究小组对基于区块链的数字货币进行研究,次年形成研究报告。

2016 年 1 月 20 日,央行专门组织了“数字货币研讨会”,邀请了业内的区块链技术专家就数字货币发行的总体框架、演进以及国家加密货币等话题进行了研讨。会后,发布对我国银行业数字货币的战略性发展思路,提出要早日发行数字货币,并利用数字货币相关技术来打击金融犯罪活动。

2016 年 12 月,央行成立数字货币研究所。初步公开设计为由央行主导,在保持实物现金发行的同时发行以加密算法为基础的数字货币,M0(流通中的现金)的一部分由数字货币构成。为充分保障数字货币的安全性,发行者可采用安全芯片为载体来保护密钥和算法运算过程的安全。

加拿大银行提出新的数字货币 CAD

2016 年 6 月,加拿大央行公开了正在开发基于区块链技术的数字版加拿大元(名称为CAD币),以允许用户使用加元来兑换该数字货币。经过验证的对手方将会处理货币交易;另外,如果需要,银行将保留销毁 CAD 币的权利。

发行 CAD 币是更大的一个探索型科技项目 Jasper 的一部分。除了加拿大央行外,蒙特利尔银行、加拿大帝国商业银行、加拿大皇家银行、加拿大丰业银行、多伦多道明银行等多家机构也都参与了该项目。

英国央行实现 RSCoin

英国央行在数字化货币方面进展十分突出,已经实现了基于分布式账本平台的数字化货币系统,RSCoin。旨在强化本国经济及国际贸易。

RSCoin 目标是提供一个由中央银行控制的数字货币,采用了双层链架构、改进版的两阶段提交(Two Phase Commitment,2PC)提交,以及多链之间的交叉验证机制。该货币具备防篡改和伪造的特性。

因为该系统主要是央行和下属银行之间使用,通过提前建立一定的信任基础,可以提供较好的处理性能。

英国央行对 RSCoin 进行了推广,希望能尽快普及该数字货币,以带来节约经济成本、促进经济发展的效果。同时,英国央行认为,数字货币相对于传统货币更适合国际贸易等场景。

日本政府取消比特币消费税

2017 年 3 月 27 日,日本国会通过《2017 税务改革法案》,该法案将比特币等数字货币定义为货币等价物,可以用于数字支付和转账。

法案于 2017 年 7 月 1 日生效,销售数字货币不必再缴纳 8% 的消费税。

中国邮储银行将区块链技术应用到核心业务系统

2016 年 10 月,中国邮储银行宣布携手IBM推出基于区块链技术的资产托管系统,是中国银行业首次将区块链技术成功应用于核心业务系统。

新的业务系统免去了重复的信用校验过程,将原有业务环节缩短了约 60% ~ 80% 的时间,提高了信用交易的效率。

各种新型支付业务

基于区块链技术,出现了大量的创新支付企业,这些支付企业展示了利用区块链技术带来的巨大商业优势。

  • Abra:区块链数字钱包,以近乎实时的速度进行跨境支付,无需银行账户和手续费,融资超过千万美元;

  • Bitwage:基于比特币区块链的跨境工资支付平台,可以实现每小时的工资支付,方便跨国企业进行工资管理;

  • BitPOS:澳大利亚创业企业,提供基于比特币的低成本的快捷线上支付;

  • Circle:由区块链充当支付网络,允许用户进行跨币种、跨境的快速汇款。Circle 获得了来自 IDG、百度的超过 6000 万美元的 D 轮投资;

  • Ripple:实现跨境的多币种、低成本、实时交易,引入了网关概念(类似于银行),结构偏中心化。

证券交易

证券交易包括交易执行环节和交易后处理环节。

交易环节本身相对简单,主要是由交易系统(高性能实时处理系统)完成电子数据库中内容的变更。中心化的验证系统往往极为复杂和昂贵。交易指令执行后的结算和清算环节也十分复杂,需要大量的人力成本和时间成本,并且容易出错。

目前来看,基于区块链的处理系统还难以实现海量交易系统所需要的性能(典型性能为每秒一万笔以上成交,日处理能力超过五千万笔委托、三千万笔成交)。但在交易的审核和清算环节,区块链技术存在诸多的优势,可以极大降低处理时间,同时减少人工的参与。

咨询公司 Oliver Wyman 在给 SWIFT(环球同业银行金融电讯协会)提供的研究报告中预计,全球清算行为成本约 50 亿 ~ 100 亿美元,结算成本、托管成本和担保物管理成本 400 亿 ~ 450 亿美元(390亿美元为托管链的市场主体成本),而交易后流程数据及分析花费200亿~250亿美元。

2015 年 10 月,美国纳斯达克(Nasdaq)证券交易所推出区块链平台 Nasdaq Linq,实现主要面向一级市场的股票交易流程。通过该平台进行股票发行的发行者将享有“数字化”的所有权。

其他相关案例还包括:

  • BitShare 推出基于区块链的证券发行平台,号称每秒达到 10 万笔交易;

  • DAH 为金融市场交易提供基于区块链的交易系统。获得澳洲证交所项目;

  • Symbiont 帮助金融企业创建存储于区块链的智能债券,当条件符合时,清算立即执行;

  • Overstock.com 推出基于区块链的私有和公开股权交易“T0”平台,提出“交易即结算”(The trade is the settlement)的理念,主要目标是建立证券交易实时清算结算的全新系统;

  • 高盛为一种叫做“SETLcoin”的新虚拟货币申请专利,用于为股票和债券等资产交易提供“近乎立即执行和结算”的服务。

众筹投资

作为去中心化的众筹管理的代表,DAO(Decentralized Autonomous Organization)曾创下历史最高的融资记录,数额超过 1.6 亿美元。

值得一提的是,DAO 的组织形式十分创新,也造成其在受到攻击后的应对缺乏经验。项目于 2016 年 4 月 30 日开始正式上线。6 月 12 日,有技术人员报告合约执行过程中存在软件漏洞,但很遗憾并未得到组织的重视和及时修复。四天后,黑客利用漏洞转移了 360 万枚以太币,当时价值超过 5000 万美元。

虽然,最后相关组织采用了一些技术手段来挽回损失,但该事件毫无疑问给以太币带来了负面影响,也给新兴技术在新模式下的业务流程管理敲响了警钟。

除了 DAO 这种创新组织形式之外,传统风投基金也开始尝试用区块链募集资金。Blockchain Capital 在 2017 年发行的一支基金创新地采用了传统方式加 ICO(Initial Coin Offering)方式进行募资,其中传统部分规模 4000 万美元,ICO 部分规模 1000 万美元。4 月 10 日,ICO 部分 1000 万美元的募集目标在启动后六小时内全部完成。

用 ICO 方式进行众筹可以降低普通投资者对早期项目的参与门槛,并提高项目资产流动性。目前对于 ICO 的众筹模式缺少明确的法律法规,对项目的商业模式也很难按照传统方法进行估值与代币定价。但随着项目发起人开始重视对底层技术、资金使用和项目发展的信息披露,大众投资者开始加深理解区块链技术及其可行的应用场景,将有助于促进这种新兴模式的健康发展。

征信和权属管理

征信和权属的数字化管理师大型社交平台和保险公司都梦寐以求的。目前该领域的主要问题包括缺乏足够的数据和分析能力;缺乏可靠的平台支持以及有效的数据整合管理等。区块链被认为可以促进数据交易和流动,提供安全可靠的支持。征信行业的门槛比较高,需要多方资源共同推动。

征信管理

征信管理是一个巨大的潜在市场,据称超过千亿规模,也是目前大数据应用领域最有前途的方向之一。

目前,与征信相关的大量有效数据集中在少数机构手中。由于这些数据太过敏感,并且具备极高的商业价值,往往会被严密保护起来,形成很高的行业门槛。

虽然现在大量的互联网企业(包括各类社交网站)尝试从各种维度获取了海量的用户信息,但从征信角度看,这些数据仍然存在若干问题。这些问题主要包括:

  • 数据量不足:数据量越大,能获得的价值自然越高,数据量过少则无法产生有效价值;

  • 相关度较差:最核心的数据也往往是最敏感的。在隐私高度敏感的今天,用户都不希望暴露过多数据给第三方,因此企业获取到数据中有效成分往往很少;

  • 时效性不足:企业可以从明面上获取到的用户数据往往是过时的,甚至存在虚假信息,对相关分析的可信度造成严重干扰;

  • 数据孤岛:数据过于分散,没有能将不同类型数据联系在一起的纽带。

区块链天然存在着无法篡改、不可抵赖的特性。同时,区块链平台将可能提供前所未有规模的相关性极高的数据,这些数据可以在时空中准确定位,并严格关联到用户。因此,基于区块链提供数据进行征信管理,将大大提高信用评估的准确率,同时降低评估成本。

另外,跟传统依靠人工的审核过程不同,区块链中交易处理完全遵循约定自动化执行。基于区块链的信用机制将天然具备稳定性和中立性。

目前,包括 IDG、腾讯、安永、普华永道等都已投资或进入基于区块链的征信管理领域,特别是跟保险和互助经济相关的应用场景。

2016 年 7 月,德勤、Stratumn 和 LemonWay 共同推出一个为共享经济场景设计的“微保险”概念平台,称为 LenderBot。针对共享经济活动中临时交换资产可能产生的风险,LenderBot 允许用户在区块链上注册定制的微保险,并为共享的资产(如相机、手机、电脑)投保。区块链在其中扮演了可信第三方的角色。

权属管理

区块链技术可以用于产权、版权等所有权的管理和追踪。其中包括汽车、房屋、艺术品等各种贵重物品的交易等,也包括数字出版物,以及可以标记的数字资源。

目前权属管理领域存在的几个难题是:

  • 所有权的确认和管理;

  • 交易的安全性和可靠性保障;

  • 必要的隐私保护机制。

以房屋交易为例。买卖双方往往需要依托中介机构来确保交易的进行,并通过纸质的材料证明房屋所有权。但实际上,很多时候中介机构也无法确保交易的正常进行。

而利用区块链技术,物品的所有权是写在数字链上的,谁都无法修改。并且一旦出现合同中约定情况,区块链技术将确保合同能得到准确执行。这能有效减少传统情况下纠纷仲裁环节的人工干预和执行成本。

例如,公正通(Factom)尝试使用区块链技术来革新商业社会和政府部门的数据管理和数据记录方式。包括审计系统、医疗信息记录、供应链管理、投票系统、财产契据、法律应用、金融系统等。它将待确权数据的指纹存放到基于区块链的分布式账本中,可以提供资产所有权的追踪服务。

区块链账本共享、信息可追踪溯源且不可篡改的特性同样可用于打击造假和防范欺诈。Everledger 自 2016 年起就研究基于区块链技术实现贵重资产检测系统,将钻石或者艺术品等的权属信息记录在区块链上,并于 2017 年宣布与 IBM 合作,实现生产商、加工商、运送方、零售商等多方之间的可信高效协作。

其他项目

在人力资源和教育领域,MIT研究员朱莉安娜·纳扎雷(Juliana Nazaré)和学术创新部主管菲利普·施密特(Philipp Schmidt)发表了文章《MIT Media Lab Uses the Bitcoin Blockchain for Digital Certificates》,介绍基于区块链的学历认证系统。基于该系统,用人单位可以确认求职者的学历信息是否真实可靠。

此外,还包括一些其他相关的应用项目:

  • Chronicled:基于区块链的球鞋鉴定方案,为正品球鞋添加电子标签,记录在区块链上;

  • Mediachain:通过metadata协议,将内容创造者与作品唯一对应。

  • Monegraph:通过区块链保障图片版权的透明交易;

  • Mycelia:区块链产权保护项目,为音乐人实现音乐的自由交易;

  • Tierion:将用户数据锚定在比特币区块链上,并生成“区块链收据”。

资源共享

当前,以 Uber、Airbnb 为代表的共享经济模式正在多个垂直领域冲击传统行业。这一模式鼓励人们通过互联网的方式共享闲置资源。资源共享目前面临的问题主要包括:

  • 共享过程成本过高;

  • 用户行为评价难;

  • 共享服务管理难。

区块链技术为解决上述问题提供了更多的可能性。相比于依赖于中间方的资源共享模式,基于区块链的模式有潜力更直接地连接资源的供给方和需求方,其透明、不可篡改的特性有助于减小摩擦。

有人认为区块链技术会成为新一代共享经济的基石。笔者认为,区块链在资源共享领域是否存在价值,还要看能否比传统的专业供应者或中间方形式实现更高的效率和更低的成本,同时不能损害用户体验。以 Airbnb 为代表的分享经济公司将欢迎去中心化应用,可以降低管理成本。该领域主题相对集中,设计空间大,受到大量的投资关注。

短租共享

大量提供短租服务的公司已经开始尝试用区块链来解决共享中的难题。高盛在报告《Blockchain:Putting Theory into Practice》中宣称:

Airbnb 等 P2P 住宿平台已经开始通过利用私人住所打造公开市场来变革住宿行业,但是这种服务的接受程度可能会因人们对人身安全以及财产损失的担忧而受到限制。而如果通过引入安全且无法篡改的数字化资质和信用管理系统,我们认为区块链就能有助于提升 P2P 住宿的接受程度。

该报告还指出,可能采用区块链技术的企业包括 Airbnb、HomeAway 以及 OneFineStay 等,市场规模为 30 亿 ~ 90 亿美元。

社区能源共享

在纽约布鲁克林的一个街区,已有项目尝试将家庭太阳能发的电通过社区的电力网络直接进行买卖。具体的交易不再经过电网公司,而是通过区块链执行。

与之类似,ConsenSys 和微电网开发商 LO3 提出共建光伏发电交易网络,实现点对点的能源交易。

这些方案的主要难题包括:

  • 太阳能电池管理;

  • 太阳能电池管理;

  • 电力储备系统搭建;

  • 低成本交易系统支持。

现在已经有大量创业团队在解决这些问题,特别是硬件部分已经有了不少解决方案。而通过区块链技术打造的平台可以解决最后一个问题,即低成本地实现社区内的可靠交易系统。

电商平台

传统情况下,电商平台起到了中介的作用。一旦买卖双方发生纠纷,电商平台会作为第三方机构进行仲裁。这种模式存在着周期长、缺乏公证、成本高等缺点。OpenBazaar 试图在无中介的情形下,实现安全电商交易。OpenBazaar 提供的分布式电商平台,通过多方签名机制和信誉评分机制,让众多参与者合作进行评估,实现零成本解决纠纷问题。

大数据共享

大数据时代里,价值来自于对数据的挖掘,数据维度越多,体积越大,潜在价值也就越高。一直以来,比较让人头疼的问题是如何评估数据的价值,如何利用数据进行交换和交易,以及如何避免宝贵的数据在未经许可的情况下泄露出去。

区块链技术为解决这些问题提供了潜在的可能。利用共同记录的共享账本,数据在多方之间的流动将得到实时的追踪和管理。通过对敏感信息的脱敏处理和访问权限的设定,区块链可以对大数据的共享授权进行精细化管控、规范,促进大数据的交易与流通。

减小共享风险

传统的资源共享平台在遇到经济纠纷时会充当调解和仲裁者的角色。对于区块链共享平台,目前还存在线下复杂交易难以数字化等问题。除了引入信誉评分、多方评估等机制,也有方案提出引入保险机制来对冲风险。

2016 年 7 月,德勤、Stratumn 和 LemonWay 共同推出一个为共享经济场景设计的“微保险”概念平台,称为 LenderBot。针对共享经济活动中临时交换资产可能产生的风险,LenderBot 允许用户在区块链上注册定制的微保险,并为共享的资产(如相机、手机、电脑)投保。区块链在其中扮演了可信第三方和条款执行者的角色。

贸易管理

区块链技术可以帮助自动化国际贸易和物流供应链领域中繁琐的手续和流程。基于区块链设计的贸易管理方案回味参与的多方企业带来极大的便利。另外,贸易中小手和法律合同的数字化、货物监控与检测、实时支付等方向都可能成为创业公司的突破口。

跨境贸易

在国际贸易活动中,买卖双方可能互不信任。因此需要银行作为买卖双方的保证人,代为收款交单,并以银行信用代替商业信用。

区块链可以为信用证交易参与方提供共同账本,允许银行和其他参与方拥有经过确认的共同交易记录并据此履约,从而降低风险和成本。

巴克莱银行用区块链进行国际贸易结算—— 2016 年 9 月,英国巴克莱银行用区块链技术完成了一笔国际贸易的结算,贸易金额 10 万美元,出口商品是爱尔兰农场出产的芝士和黄油,进口商是位于离岸群岛塞舌尔的一家贸易商。结算用时不到 4 小时,而传统采用信用证方式做此类结算需要 7 到 10 天。

在这笔贸易背后,区块链提供了记账和交易处理系统,替代了传统信用证结算过程中占用大量人力和时间的审单、制单、电报或邮寄等流程。

物流供应链

物流供应链是区块链一个很有前景的应用方向。供应链行业往往涉及诸多实体,包括物流、资金流、信息流等,这些实体之间存在大量复杂的协作和沟通。传统模式下,不同实体各自保存各自的供应链信息,严重缺乏透明度,造成了较高的时间成本和金钱成本,而且一旦出现问题(冒领、货物假冒等),难以追查和处理。

通过区块链,各方可以获得一个透明可靠的统一信息平台,可以实时查看状态,降低物流成本,追溯物品的生产和运送整个过程,从而提高供应链管理的效率。当发生纠纷时,举证和追查也变得更加清晰和容易。

例如,运送方通过扫描二维码来证明货物到达指定区域,并自动收取提前约定的费用;冷链运输过程中通过温度传感器实时检测货物的温度信息并记录在链等。来自美国加州的Skuchain公司创建基于区块链的新型供应链解决方案,实现商品流与资金流的同步,同时缓解假货问题。

马士基推出基于区块链的跨境供应链解决方案—— 2017 年 3 月,马士基和IBM宣布,计划与由货运公司、货运代理商、海运承运商、港口和海关当局构成的物流网络合作构建一个新型全球贸易数字化解决方案。该方案利用区块链技术在各方之间实现信息透明性,降低贸易成本和复杂性,旨在帮助企业减少欺诈和错误,缩短产品在运输和海运过程中所花的时间,改善库存管理,最终减少浪费并降低成本。马士基在 2014 年发现,仅仅是将冷冻货物从东非运到欧洲,就需要经过近 30 个人员和组织进行超过 200 次的沟通和交流。类似这样的问题都有望借助区块链进行解决。

一带一路

类似“一带一路”这样创新的投资建设模式,会碰到来自地域、货币、信任等各方面的挑战。

现在已经有一些参与到一带一路中的部门,对区块链技术进行探索应用。区块链技术可以让原先无法交易的双方(例如,不存在多方都认可的国际货币储备的情况下)顺利完成交易,并且降低贸易风险、减少流程管控的成本。

物联网

曾经有人认为,物联网是大数据时代的基础。

笔者认为,区块链技术是物联网时代的基础。

物联网也是很适合应用区块链技术的一个领域,预计未来几年会有大量应用出现,特别是租赁。物流等特定场景,都是很适合区块链技术的场景。但目前阶段,物联网自身的技术局限将造成短期内不会出现大规模应用。

典型应用场景分析

一种可能的应用场景为:物联网络中每一个设备分配地址,给该地址关联一个账户,用户通过向账户中支付费用可以租借设备,以执行相关动作,从而达到租借物联网的应用。

典型的应用包括 PM2.5 监测点的数据获取、温度检测服务、服务器租赁、网络摄像头数据调用,等等。

另外,随着物联网设备的增多、边沿计算需求的增强,大量设备之间形成分布式自组织的管理模式,并且对容错性要求很高。区块链技术所具备的分布式和抗攻击特点可以很好地融合到这一场景中。

IBM

IBM 在物联网领域已经持续投入了几十年的研发,目前正在探索使用区块链技术来降低物联网应用的成本。2015 年的年初,IBM 与三星宣布合作研发“去中心化的 P2P 自动遥测系统”(Autonomous Decentralized Peer-to-Peer Telemetry)系统,使用区块链作为物联网设备的共享账本,打造去中心化的物联网。

Filament

美国的 Filament 公司以区块链为基础提出了一套去中心化的物联网软件堆栈。通过创建一个智能设备目录,Filament 的物联网设备可以进行安全沟通、执行智能合约以及发送小额交易。

基于上述技术,Filament 能够通过远程无线网络将辽阔范围内的工业基础设备沟通起来,其应用包括追踪自动售货机的存货和机器状态、检测铁轨的损耗、基于安全帽或救生衣的应急情况监测等。

NeuroMesh

2017 年 2 月,源自 MIT 的 NeuroMesh 物联网安全平台获得了 MIT 100K Accelerate竞赛的亚军。该平台致力于成为“物联网疫苗”,能够检测和消除物联网中的有害程序,并将攻击源打入黑名单。

所有运行NeuroMesh软件的物联网设备都通过访问区块链账本来识别其他节点和辨认潜在威胁。如果一个设备借助深度学习功能检测出可能的威胁,可通过发起投票的形式告知全网,由网络进一步对该威胁进行检测并做出处理。

公共网络服务

现有的互联网能正常运行,离不开很多近乎免费的网络服务,例如域名服务(DNS)。任何人都可以免费查询到域名,没有 DNS,现在的各种网站将无法访问。因此,对于网络系统来说,类似的基础服务必须要能做到安全可靠,并且低成本。

区块链技术恰好具备这些特点,基于区块链打造的分布式DNS系统,将减少错误的记录和查询,并且可以更加稳定可靠地提供服务。

其他场景

区块链还有一些很有趣的应用场景,包括但不限于云存储、医疗、社交、游戏等多个方面。

云存储

Storj 项目提供了基于区块链的安全分布式云存储服务。服务保证只有用户自己能看到自己的数据,并号称提供高速的下载速度和 99.99999% 的高可用性。用户还可以“出租”自己的额外硬盘空间来获得报酬。

协议设计上,Storj 网络中的节点可以传递数据、验证远端数据的完整性和可用性、复原数据,以及商议合约和向其他节点付费。数据的安全性由数据分片(data sharding)和端到端加密提供,数据的完整性由可复原性证明(proof of retrievability)提供。

医疗

医院与医保医药公司,不同医院之间,甚至医院里不同部门之间的数据流动性往往很差。考虑到医疗健康数据的敏感性,笔者认为,如果能够满足数据访问权、使用权等规定的基础上促进医疗数据的提取和流动,区块链将在医疗行业获得一定的用武之地。

GemHealth 项目由区块链公司 Gem 于 2016 年 4 月提出,其目标除了用区块链存储医疗记录或数据,还包括借助区块链增强医疗健康数据在不同机构不同部门间的安全可转移性、促进全球病人身份识别、医疗设备数据安全收集与验证等。项目已与医疗行业多家公司签订了合作协议。

通信和社交

BitMessage 是一套去中心化通信系统,在点对点通信的基础上保护用户的匿名性和信息的隐私。BitMessage 协议在设计上充分参考了比特币,二者拥有相似的地址编码机制和消息传递机制。BitMessage 也用“工作量证明”机制防止通信网络受到大量垃圾信息的冲击。

类似的,Twister 是一套去中心化的“微博”系统,Dot-Bit 是一套去中心化的 DNS 系统。

投票

Follow My Vote 项目致力于提供一个安全、透明的在线投票系统。通过使用该系统进行选举投票,投票者可以随时检查自己选票的存在和正确性,看到实时记票结果,并在改变主意时修改选票。

该项目使用区块链进行记票,并开源其软件代码供社区用户审核。项目也为投票人身份认证、防止重复投票、投票隐私等难点问题提供了解决方案。

预测

Augur 是一个运行在以太坊上的预测市场平台。使用 Augur,来自全球不同地方的任何人都可发起自己的预测话题市场,或随意加入其他市场,来预测一些事件的发展结果。预测结果和奖金结算由智能合约严格控制,使得在平台上博弈的用户不用为安全性产生担忧。

电子游戏

2017年3月,来自马来西亚的电子游戏工作室Xhai Studios宣布将区块链技术引入其电子游戏平台。工作室旗下的一些游戏将支持与NEM区块链的代币XEM整合。通过这一平台,游戏开发者可以在游戏架构中直接调用支付功能,消除对第三方支付的依赖;玩家则可以自由地将XEM和游戏内货币、点数等进行双向兑换。

小结

以上介绍了大量基于区块链技术的应用案例和场景,展现了区块链以及基于区块链的分布式账本技术所具有的巨大市场潜力。

当然,任何事物的发展都不是一帆风顺的。目前来看,制约区块链技术进一步落地的因素有很多。比如如何来为区块链上的合同担保?特别在金融、法律等领域,实际执行的时候往往还需要线下机制来配合;另外就是基于区块链系统的价值交易,必须要实现物品价值的数字化,非数字化的物品很难直接放到数字世界中进行管理。

这些问题看起来都不容易很快得到解决。但笔者相信,一门新的技术能否站住脚,根本在于它能否最终提高生产力,而区块链技术已经证明了这一点。随着生态的进一步成熟,区块链技术必将在更多领域获得用武之地。

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