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基于区块链究竟可以做什么?

2019-11-12 17:17:14

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背景
这几天,随着中央政治局内部学习的讲话内容公布,区块链再一次成为了公众的焦点,不仅迅速登上了各大媒体的头版头条,带动一直低迷的比特币大涨了40%,同时也连带拉动A股区块链相关概念股的行情。一夜间,区块链仿佛又站在了最强风口上。

其实早在2015年,随着比特币的大热,区块链曾经风光一时,但是除了在金融领域以外基本上是野蛮生长的状况。然而这一次,区块链技术在政治局学习中被专门提及,而且还在理论、基础、应用人才等方面指出了发展方向。那么,被提到国家核心技术高度的区块链到底能实现什么?

区块链介绍
区块链是什么
在回答这个前,让我们先来看看什么是区块链。根据维基百科的定义,区块链是借由密码学保护内容并串连起来的记录集(又称区块)。每一个区块包含了前一个区块的加密散列、相应时间戳记以及交易数据(通常用默克尔树Merkle tree算法计算的散列值表示),这样的设计使得区块内容具有难以篡改的特性。用区块链技术所串接的分布式账本能让两方有效纪录交易,且可永久查验此交易。

以比特币为例,区块链的示意图如下:


摘自:https://commons.wikimedia.org...

由此可以看出区块链是一条只增不减且不可篡改历史的分布式账簿,每一个区块的增加都是通过一定的共识机制完成,例如比特币采用的是PoW,即由矿工验证、打包交易,通过解决数学难题来竞争写入一个新区块,理论上只有掌握了全网51%的算力才能形成有效的攻击。虽然不同的区块链诞生了不同的共识机制,但核心都是为了解决在去中心化的前提下如何保证信任(如确权、双花)的问题。从目前来看,多数共识机制还是非常有效的。

区块链的形态
根据共识机制的特点,区块链可分为三种:

1、公有链:即比特币、以太坊等数字货币使用的形式,任何人都可以参与记账,完全去中心化,账簿公开可查。这种链为了自身的安全需要一定的激励机制确保足够多的参与者,但随着“炒币”行为的兴起,缺乏监管,导致了其自身价值的剧烈波动,因此在真正解决上述问题前难以形成正规的商业化应用;


2、私有链:这种链由单一组织所有,实际上还是一个中心化的产物,只能在组织内部应用。这种方式的应用场景非常稀少,除非组织足够复杂,部门间交互低效且缺乏信任;


3、联盟链:弱中心化形式,记账人由联盟协商形成,账簿仅在联盟内共享。这种方式没有绝对的中心,通过联盟的约束力形成一定的共识基础,通过共享账簿的方式降低交易成本提升效率。个人认为在解决了数据隐私保护的情况下,联盟链才是区块链大放异彩的形态,因此本文以下均以联盟链为主展开讨论。


区块链应用
区块链的诞生最初是为了服务于比特币,但是其自身所具备的公开、不可篡改、可溯源等特点,特别是随着智能合约在区块链上引入计算能力,未来在多方参与的各种社会、经济活动中,尤其是各种确权、存证、溯源以及审计等方面将有着极其广泛的应用前景。

金融
由于区块链本身的特点,使得金融行业最先关注到区块链的价值,并进行了大量有意义的实践。

跨境支付、汇款
Ripple是最早基于区块链进行跨境转账的实践,其原理是基于xCurrent结算系统,利用ILP 协议(Interledger Protocol),通过建立银行现有账户与 ILP 分布式账本映射的方式,实现银行间通过 Ripple 网络进行快速清算。其业务模式如下:


摘自《结合区块链和稳定币的跨境支付解决方案》摘自《结合区块链和稳定币的跨境支付解决方案》

大致流程为付款人提出向境外支付,汇出行首先通过xCurrent交换KYC/AML 信息、汇款金额、手续费等信息确认;然后分别在Ripple Net上广播交易,当交易确认达成共识后,A、B银行根据其ILP账本流动性的变化分别对收、汇款人对应的实际账户进行增减操作,从而达到实时、低成本的跨境汇款的目的。目前Ripple公司只专注于Ripple Net的建设,通过统一的API简化接入,利用XRP打造更快速、低廉和稳定的支付网络。

目前除了Ripple以外,支付宝香港版AlipayHK已上线基于电子钱包的区块链跨境汇款服务,其用户可以通过区块链技术给菲律宾用户转账;Visa于2017年推出了Visa B2B Connect,一种基于区块链打造的快速、安全以及可预测的跨境支付系统;万事达也于2017年在开发者平台对外开放了基于区块链的API。

股票交易
以美国现金股票市场为例,在交易的买方客户、经纪交易商、信托/托管银行和美国存管信托和结算公司(DTCC)之间涉及大量的重复性的人工确认和对账流程,导致一笔交易不到1秒就完成,但是需要2天时间进行结算。因此如果引入区块链,预期可以大幅减少、消除交易错误,减少人工干预,据测算每年至少可以减少20亿美元;同时缩短了结算时间,也降低交易风险和减少经纪人/交易商需要为未结算、未偿交易准备的资金量。

截至目前,全世界已有多家交易所在区块链技术上进行了尝试,美国存管信托和结算公司加入由Linux基金会推出的超级账本项目(Hyper Ledger),并发表白皮书《拥抱颠覆:开发分布式总账的潜力,改善交易后环境》;德国复兴信贷等多家银行利用区块链进行了多项业务测试,如复兴信贷银行主要研究发行基于分布式账本技术的欧元商业票据,以实现商业交易流程的自动化,同时开展基于区块链的证券发行和交易的测试,证明了区块链具有明显的优势;澳大利亚证券交易所宣布将采用分布式账本技术提供股票交易后服务,取代其现有的交易后结算系统CHESS。截至2017年11月,该区块链系统已完成历时两年的概念验证及适用性测试,据预估,在股票交易后市场应用后,将会为交易所、监管者、参与者、托管人等参与方每年节省40-50亿美元。

数字货币?
今年脸书公布了将要推出基于区块链的Libra计划,目标成为一种可在全世界流通的稳定、安全的数字货币,并以此为基础提供方便、快捷、廉价的支付工具。Libra通过锚定一篮子货币确保币值稳定,从这个层面上可以看出其并非真正意义上的货币,与支付宝、微信等没有本质的区别。目前,Libra经历了多轮听证后仍未打消美国监管部门的疑虑,10月来Paypal、Ebay、Visa又纷纷退出阵营,目测Libra的前景可以说十分不明朗。

虽然Libra的发展还未可知,但无疑会进一步刺激各国在主权数字货币方面的进展。当前全球范围包括我国在内有 32 个国家提出了将本国货币数字化的计划,这当中可以说我国是走在前列的,早在2014年我国就启动了相关的研究工作。而到了今年,仅央行就多次提及“数字人民币”,预估应该是进展到了一定阶段,并且会加速相关的工作。

就目前透露出的消息来看,我国是将数字货币定位为现钞的替代品,发行体系不变,在保留人民币的属性外,不仅具有便捷、防伪、成本低等特点,在反洗钱、反逃税等方面也极具优势。数字人民币在底层的技术支撑上是否使用区块链,目前不得而知,但从流传出的中心化管理、以及至少支撑30万笔/每秒的交易量等技术要求来看,至少目前的区块链技术还难以满足要求。

房地产
房地产所具有的不动产属性也是一个与区块链形成很好的结合点的领域,特别是结合了智能合约的应用,将会极大的节约房地产(特别是跨境)交易中的成本,降低相应风险,同时也会为相关的投融资方面带来极大的便利。

Propy 便是一家基于区块链的全球性的房地产交易平台,其以支持智能合约的以太坊为区块链支持,为外国及本地买家在线买卖物业提供支持,通过邀请交易、签署协议、付款、发送报告、披露、确认结算声明、房产契约转移等步骤,在区块链上完成交易并形成契约。而且该项目已与美国南伯灵顿市政府办公室合作,实现产权文档与区块链互通,并获得一定的立法支持。虽然该项目依托以太坊,其安全性和稳定性还值得进一步观察,但在房屋交易领域是一次非常有意义的尝试。在我国,这一领域起步较晚,专注数量也比较少,多数以政府主导推动,且基本处于概念验证阶段。

不过相信随着区块链上技术升到国家核心技术的高度,必将会涌现出基于区块链的优质应用。试想一下,未来的房地产从土地、图纸设计、开发施工、建材、房屋交易、维修记录、租赁记录、抵押记录,甚至发生的重大事件都记录在一条可查询不可篡改的区块链上,这将极大的增加信息的透明度,减少“黑中介”的操作空间,同时也能极大减少交易双方的财务成本和时间成本。

安全审计
当前,多方数据的融合已经成为企业提升竞争力、效率的迫切需求,而随着隐私保护相关的法律法规的建立健全,不仅要求在数据使用过程中合法合规,而且也需要对使用过程进行记录,以便在出现问题时的追责。可以看出,区块链天然适合承担对数据使用过程进行审计日志的任务。

TalkingData在数据安全共享和区块链的探索中也进行了一些尝试,并与MIT合作展开了一个数据共享安全项目—OPAL(Open Algorithms)开放算法库,其核心思想是将公开的经过安全审查的算法移动到数据源,计算过程中原始数据不离开数据源,使用方最终只拿到聚合结果而不会看到原始数据。算法的审查和不移动数据确保不会泄露受保护的数据。

OPAL的具体流程是,首先算法提供方根据数据提供方公布的数据元数据信息设计算法,算法完成后提交给数据提供方;数据提供方审核并验证算法,确保算法不泄露原始数据或隐私,通过后保存到算法库;数据使用方每次使用时,向数据提供方提交申请,指定具体算法和数据源;数据提供方执行算法,对计算结果进行自动化的安全审计,最终将结果输出给使用方。

如前所述,区块链在OPAL中承担审计的工作,由数据提供方、算法提供方以及使用方共同参与。一方面当算法通过安全审核后会发布到区块链上防止被篡改;另一方面数据使用请求、计算结果的指纹等信息,也会以审计数据的形式发布到区块链上,而这一过程将会通过智能合约的方式自动执行,从而也能确保各方的利益。

其他领域
随着5G、物联网等技术的成熟和普及,在供应链管理、产品溯源、医疗健康、数字资产交易、版权保护、公益事业等领域,区块链的应用场景也会越来越贴近实际。

跨领域应用
在大数据时代,数据孤岛的存在严重制约了大数据所产生的价值,未来数据一定会在法律、政策允许的框架通过技术实现融合。同样的,相信不远的将来,当单一区块链成熟后,结合跨链协议形成多链融合的场景一定会出现,而且也只有这样才能真正发挥区块链的优势,服务我们的日常生产、生活。

带动相关领域发展
未来我国区块链应用的发展将聚焦在探索“区块链+”在民生领域的运用,探索数字经济模式创新,推动区块链和实体经济深度融合,推动区块链底层技术服务和新型智慧城市建设相结合等方面,因此国家也必将推出一系列政策、法规来规范指引区块链的发展,同时也会建设相应的基础设施助力区块链应用的落地。相应的,随着区块链技术的不断发展,也必将会带动其他领域的发展,最后形成互相促进、协同发展的局面。

数字ID颁发
区块链本身是具有非常好的匿名性的,参与各方仅拥有一串数字标识,但随着相关应用的落地,必然会要求和外部物理世界中的个体形成某种联系,而区块链上的信息是公开的,随着应用的深入,个体的隐私数据保护将会面对严重的挑战;在将来跨链融合的场景中,同一个个体在不同区块链上的数字标识如何形成关联也是影响跨链融合应用成败的关键因素。

因此需要国家立法并建立具有权威性的电子身份标识系统,可能是类似eID的形式,为其他区块链颁发不同的数字标识,在区块链应用中充当身份认证以及标识关联的作用。

法律法规,技术标准
当前多数区块链应用处于概念验证或者难于推广的窘境,原因之一就是缺乏法律的支持(如确权的问题),同时也有缺乏规范指引的因素,因此需要国家出台相应的法律法规明确什么可以做、什么不可以做。

区块链是资产价值流动的载体,在行业应用中处于基础设施的地位,因此也需要行业主管部门或者行业协会发挥指导和协调的作用,在整个行业范围内形成有影响力且兼顾多方利益的技术标准和应用准则。只有这样才能避免资源浪费、无效竞争,同时也有利于全体社会力量的参与,加速行业应用落地。

基础研究
区块链本身是一系列成熟技术的应用创新,在十年的发展中,鲜有实质性的技术突破,未来这种局面将会随着国家的重视程度的提高而逐步被打破。相信在数学、密码学、经济学、通信等基础理论研究中,会随着应用的发展而有一定爆发。因为这些技术是组成区块链的基础,而现有技术基础还制约着区块链向应用渗透。只有在这些领域形成突破,才有可能真正实现区块链技术的创新。

另外值得一提的是,随着不断出现的针对数字钱包、智能合约的攻击,在安全领域也需要相应的技术突破,需要建立新型的安全模型,确保区块链应用的安全。

机器学习、分布式计算、硬件
随着5G、物联网的深入发展,以及机器学习的日渐普及,区块链也将会和这些技术实现深度融合。未来的区块链网络里会存在大量的智能硬件,各种复杂业务逻辑甚至AI会以智能合约的形式在这些硬件上运行,这有别于传统的在数据中心依托高性能计算、强大存储能力以及稳定能源供应的环境,因此这也势必会激发机器学习、分布式计算等领域的创新;同时反过来也会促进底层硬件、专用计算芯片、安全芯片的研发。

人才
上述技术领域的创新离不开人,因此在人才培养、教育等方面也会有长足的发展。

结束语
国家将区块链定位为基础设施、核心技术,足见对区块链的重视程度,这无疑为区块链技术的发展带来了重大利好,同时也指明了相关应用的发展方向。可以预见,与区块链相关的议题会再度热闹起来,也会带动资金、人才、技术大量涌向区块链行业。但是,在热闹的背后必须清醒的看到,在没有很好的解决诸如利益壁垒、隐私保护、监管、法律以及投入产出比等问题前,区块链距离真正意义上的应用落地还有很长的路要走;另一方面,区块链也不是万能的,例如数据共享以及近期频发的与爬虫相关的隐私泄露,就不是仅仅靠区块链就可以解决的。

总体而论,区块链的发展前景还是非常明朗的,特别是在主席讲话中强调的一些民生领域以及应用融合的领域,假以时日,必将诞生有真正实际意义的区块链应用。


作者:TalkingData赵志刚
封面图来源于网络,如有侵权,请联系删除  

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