區塊鏈技術的本質與未來應用趨勢

【摘要】區塊鏈是一項戰略性、前瞻性的新興技術，將對數字時代的經濟社會發展帶來深刻的變革。本文從區塊鏈技術分析入手，意圖探求技術應用背后的經濟社會學本質屬性，提出區塊鏈是數字貨幣的底層技術、數字資產流通的信用載體、數字社會的信任機制、網絡空間價值共識共享共治的基礎協議四個判斷。基于上述基本判斷，分析區塊鏈技術的主要應用領域和發展趨勢，旨在為區塊鏈技術的應用指明方向。

【關鍵詞】區塊鏈 價值互聯網 數字貨幣 數字資產 信任機制 共識算法

【中圖分類號】TP393.4 【文獻標識碼】A

【DOI】10.16619/j.cnki.rmltxsqy.2018.12.008

區塊鏈的技術概述

從技術角度看，區塊鏈技術是一個新的互聯網技術系統，是一種構建在點對點網絡（P2P）上，利用鏈式數據結構來驗證與存儲數據，利用分布式節點共識算法來生成和更新數據，利用密碼學的方式保證數據傳輸和訪問的安全，利用由自動化腳本代碼組成的智能合約來編程和操作數據的全新的分布式基礎架構與計算范式。這是其技術本質。

為了更通俗地理解，給出一個形象化的示意，如圖1所示，第一，區塊鏈是一個分布式數據庫，部署在點對點網絡的每一個節點（計算機）上，每一個節點擁有一份完整的區塊鏈數據庫，從技術角度看，所有節點是平等的、分布式的，沒有中心化的節點。第二，每個節點上的數據庫是一條由一個個區塊所形成的鏈，第一個區塊記錄著它創立時那個時間點網絡上所有的交易數據，叫創始區塊，下一個時間段形成一個新的區塊，鏈接在創始區塊后面，如此延續，形成一個存儲著網絡上所有交易數據的長長的“區塊鏈”。第三，既然每個節點都是平等的，那么分布式網絡必須有一種機制確定由哪個節點來生成新的區塊，這個機制稱為（分布式節點）共識算法，這是區塊鏈技術的核心。第四，為了保證數據的安全性和不可篡改，區塊鏈上存儲的數據通常是加密的數據。同時區塊鏈上每一筆交易，都采用了公鑰和私鑰對稱的加密方式，公鑰是公開的用戶賬戶號，私鑰是用戶的密碼。第五，新一代區塊鏈技術引入了”智能合約“的技術，把操作區塊鏈數據的規則和程序也部署到了區塊鏈上，以實現區塊鏈操作的更加自動化。

為什么要采用這樣的技術設計？這是由其應用需求驅動的。區塊鏈技術是在2008年由中本聰在他的論文中第一次提出來的[1]，為了解決數字貨幣中最棘手的“假幣”問題，一個分布式、加密安全、不可篡改、共識驗證的區塊鏈被完美設計出來。這個技術設計成就了全球首個真正意義上的加密數字貨幣——比特幣，也為未來的數字貨幣、數字資產、數字經濟乃至數字社會的構建，提供了一種新的手段和途徑，影響將十分深遠！

區塊鏈技術的經濟社會學本質

區塊鏈是一個新的互聯網技術，它基于互聯網，也正在將互聯網帶入一個新的發展階段——價值互聯網階段。

筆者認為，從信息流的效用屬性來看，互聯網可大致分為兩類：一類是單純傳遞文字、圖片、視頻等數字內容的互聯網，筆者稱之為“信息互聯網”，另一類是能夠傳遞數字貨幣、數字資產等價值的互聯網，筆者稱之為“價值互聯網”。當前，互聯網正在從信息互聯網向價值互聯網演變。

如圖2所示，筆者認為互聯網三個字，“互”可以代表互動，“聯”可以代表鏈接和開放，“網”可以代表平等。

在信息互聯網階段，人們可以通過互聯網交流信息，實現人人互動的交流，如微信等社交網絡所實現的；數據可以在互聯網上自由開放地共享和流通；互聯網也消除了信息不對稱和信息鴻溝，遠在山村的人們也可以通過手機閱讀天下事，與地球另一端的人實時對話交流。

在價值互聯網階段，通過區塊鏈技術和價值交換協議，人們可以在互聯網上進行價值交付和交換，讓價值在互聯網上自由流動，讓每個人通過自己的能力獲得財富，最終填平財富的差距和鴻溝。這是價值互聯網的遠景！

區塊鏈技術是價值互聯網的底層基礎技術。從技術經濟學或技術社會學的角度看，區塊鏈已經超越了技術本身，將有可能成為未來數字經濟和數字社會的基礎設施。筆者認為，在經濟和社會學本質上，區塊鏈是數字貨幣的底層技術，是數字資產流通的信用載體，是數字社會的信任機制，是網絡空間價值共識共享共治的基礎協議。

區塊鏈是數字貨幣的底層技術。經濟學家吳敬鏈先生說“貨幣就是大家能夠認可的一個交換的中介物，有了這個中介物，交易的成本就能夠降低。貨幣通常有三個職能：第一個是價值的尺度，或叫作記賬的單位；第二個是交換的媒介；第三個是價值儲存的手段”[2]。研究數字貨幣，一定要透徹分析和了解貨幣的這三個職能。

區塊鏈是構建數字貨幣體系的基礎技術，有助于在互聯網上構建起貨幣的三個基本職能：能進行價值度量和記賬，能作為交換的信用載體，能進行價值儲存。區塊鏈通過一個數字化的分布式賬本進行記賬，擔當“記賬員”的計算機是通過共識算法選擇出來的。區塊鏈通過加密算法實現了數字貨幣的安全交易，是一個數字貨幣交易的載體。區塊鏈儲存的價值不可篡改。

區塊鏈對于數字貨幣的價值在于，既很好地解決了互聯網上的應用難題，在互聯網上實現了貨幣的基本職能，也在互聯網環境下帶來了全新意義。

第一，它解決了互聯網上的“重復支付”（雙花）問題。互聯網讓信息的復制和傳遞變得非常方便，但區塊鏈技術要解決的是“讓可復制的東西再變得不可復制”，這是數字貨幣提出的基本要求。在密碼學和共識機制等技術組合的保障下，貨幣交易數據變得不容易被復制，解決了數字貨幣的“雙花”問題，這是一個偉大貢獻。

第二，區塊鏈是數字貨幣的分布式賬本，可以實現點對點的直接交易，“去除”中心化的結算和清算環節，實現貨幣支付即結算、支付即清算，貨幣效率將大幅提升，成本將大幅下降。同時，智能合約的引入，讓鏈上的交易可以擺脫人為操作，若滿足合約規則就可以自動交易，將交易效率進一步提升。

第三，區塊鏈實現了全網、全歷史的貨幣交易記錄，貨幣交易透明、安全、可審計和追溯。

因此，區塊鏈將有利于在互聯網上構建起去信任的貨幣金融新體系，支持建立互聯網和網絡空間上的貨幣金融新秩序。這是區塊鏈技術對于數字貨幣的重要意義！

未來的數字貨幣，不管是各國政府的法定數字貨幣，還是被定義為“資產”的加密數字貨幣，都將不同程度地受到區塊鏈技術的影響。當前，央行法定數字貨幣的技術框架基本形成，區塊鏈是可選技術之一，實行央行和商行的雙層投放，是一個中心化的、可認證和登記的平臺，交易數據是可分析的，數字錢包是軟硬結合的移動端等。[3]萬事俱備，只欠東風，法定數字貨幣的發行值得期待。

區塊鏈是數字資產流通的信用載體。區塊鏈是數字貨幣的底層技術。推而廣之，以數字貨幣對有價值的資產進行定價，以社區化的共識為驅動，以價值交換協議為基礎，區塊鏈可以成為任何數字資產流通的信用載體。這意味著，數字貨幣、數字金融資產、數字非金融資產等所有數字資產的發行、轉移和儲藏，都可以在區塊鏈上進行。

數字化的金融資產包括數字票據、數字股權、數字債券、數字保險、數字期權、數字金融合約等。數字化的非金融資產包括數字化的知識產權、鉆石、文化遺產、房產、能源資產、智能資產、機器人、合同契約、數據資產、物聯網資產、人工智能資產、理念、思想和樂趣等，如圖3所示。任何有價值的東西都可以通過區塊鏈來數字化、資產化，并在鏈上進行發行、轉移和儲藏。

在區塊鏈上，數字資產流通的基本原理是，區塊鏈用算法和程序構建起“信用機器”和共識規則，作為數字資產的信用背書，用真正的數字貨幣給資產定價，用數字令牌（通證）實現不同資產在社區內的“證券化”，用智能合約實現數字資產的自動化交易。

區塊鏈是數字社會的信任機制。《經濟學人》雜志曾有一篇專題報道[4]，稱區塊鏈是“信任的機器”。筆者認為，區塊鏈是數字社會的信任機制。它是一個用數字化的手段、用程序和算法建立的信任機制。區塊鏈網絡上的用戶，可能都是陌生人，相互并不了解也不信任，甚至有人還意圖欺詐，但最終的交易過程是不可抵賴的，是可以被信任的，因為區塊鏈的分布式、不可篡改和共識機制等讓抵賴和造假的成本巨大。在區塊鏈所建立的信任機制中，有很多保障要素。例如，全程交易記錄有據可查，參與者會很放心；交易記錄不可篡改，保證交易真實存在，不可抵賴；多方共同驗證的共識算法用程序構建信任，使抵賴和造假成本高昂；所有節點共同參與，實現互聯網社會的某種基于算法的共治。

因此，區塊鏈是一種新的信息化機制，以往，辦公自動化系統幫助我們建立了商務流程自動化的機制，互聯網幫助我們建立了溝通自動化的機制，人工智能幫助我們建立了認知自動化的機制，區塊鏈則幫助我們建立了信任自動化的機制。這是一個偉大的創舉，人類可能因此進入了可信互聯網的時代。區塊鏈可以自動化建立一個群體、一個行業、一個興趣團體的信任關系，實現社區交易模式的自動化和商業模式的創新，社區信任所驅動的模式將是區塊鏈帶來的社會關系的變革。

在信任機制下，公有鏈會形成全社會基于共識的統一規則；各個聯盟鏈也實現了聯盟社區內的自有特點的共識和秩序；鏈與鏈相互連接，不同社群秩序之間也形成彼此適應與互補的關系。最終，在整個互聯網上構建起基于規則共識、行為共治和價值共享的信息文明新秩序。這是一個理想化的可信互聯網的圖景！

區塊鏈是網絡空間價值共識共享共治的基礎協議。筆者曾提出了一個概念，叫“區塊鏈定義世界”，在網絡空間里的任何有價值的東西都能夠被區塊鏈“定義”，這是一個價值分享的世界，如圖4所示。區塊鏈技術能支撐各類有價值資產的發行、確權、轉移和儲藏，也必然帶來基于共識共享共治的價值協作和價值交付。

這意味著跨行業、跨企業、跨組織、跨個體、跨智能體間的協作，共識和分享。例如，基于區塊鏈技術應用，人們用步行方式減少的碳排放、太陽能發電屋形成的新能源、種下一棵樹所帶來的綠色生態等這些不同價值可以實現自由定價、確權和分享。在未來的網絡空間中，區塊鏈將是萬物互聯網的賬本、大數據資產流通的重要支撐、智能體（資產）間可信任的協作空間、建立互聯網治理體系的新手段、驅動分享經濟和數字經濟發展的新引擎。[5]由于篇幅所限，不再展開論述。總之，區塊鏈是一項戰略性、顛覆性的技術變革。

區塊鏈的主要應用領域和發展趨勢

作為一名長期從事數字經濟、大數據和區塊鏈技術研究和應用的從業人員，筆者曾經為中央網信辦、工信部提供區塊鏈技術應用政策研究支撐，協助貴陽市市政府統稿完成《貴陽區塊鏈發展和應用白皮書》[6]，并在多個行業探索區塊鏈技術應用模式。筆者認為，區塊鏈技術應用要遵循區塊鏈的經濟社會學本質，具有廣泛應用前景，主要應用方向涉及六個領域。

法定數字貨幣的應用。世界各國政府都十分重視區塊鏈技術在法定數字貨幣領域的應用。2016年7月，英格蘭銀行發布《中央銀行數字貨幣中的宏觀經濟學》報告；同時在英格蘭銀行的建議下，英國倫敦大學學院的研究人員提出并開發了一個法定數字貨幣原型系統，即中央銀行加密貨幣（Centrally Banked Cryptocurrencies）——RSCoin系統。新加坡金融管理局從2015年至今一直堅持推進新加坡區塊鏈計劃（稱為“Ubin項目”），主動開展區塊鏈技術在數字貨幣的應用研究。2016年，中國政府也啟動了法定數字貨幣的研究。2017年中國人民銀行正式成立了數字貨幣研究所。截至2017年底，央行數字貨幣研究所等機構擁有的區塊鏈專利量全球領先。[7]2018年1月25日，央行范一飛副行長在其《央行發行數字貨幣的四點考慮》之中透露出很多信號，比如法定數字貨幣的雙層投放、中心化技術體系、不是M1/M2替代、智能合約審慎加載等。各國央行法定數字貨幣的研究取得了很多進展，在央行法定數字貨幣發行后，央行—商業銀行—錢包—應用場景將構成一個數字貨幣生態體系，區塊鏈技術在數字貨幣的軟硬件錢包、安全、支付、金融創新等領域將有很多應用場景。

金融行業的應用。以數字貨幣為基礎的數字金融資產共享應用將是金融行業區塊鏈應用的主要方向，例如區塊鏈技術在跨境支付、證券交易結算、聯合信貸、供應鏈金融、聯合資管、互助保險、股權眾籌等領域的應用。

在跨境支付領域，基于分布式賬本，區塊鏈技術可以大幅提升支付效率，降低支付成本。澳洲聯邦銀行與富國銀行合作，實現多區塊鏈跨境交易；新加坡金融管理局與加拿大銀行合作，通過兩家央行發行的加密貨幣來測試和開發跨境解決方案；跨境支付的龍頭SWIFT也不得不啟動實施分布式賬本技術應用平臺計劃；新興跨境支付區塊鏈平臺Ripple的網絡成員已經達到55個；招商銀行則聯手永隆銀行、永隆深圳分行，成功實現了三方間使用區塊鏈技術的跨境人民幣匯款。

在證券交易結算領域，區塊鏈技術還不能很好地用于場內交易，但在交易后結算等領域的應用已經大量出現。澳大利亞交易所已經建立了基于區塊鏈技術的交易后結算系統，成為世界上第一個將區塊鏈技術應用于交易后基礎設施的重要證券交易所。倫敦證券交易所正在研發應用于歐洲證券市場的清算、結算和交易過程的區塊鏈技術。多倫多證交所集團也積極研發基于區塊鏈的全新交易結算系統。德意志交易所集團也正實施一個以區塊鏈為基礎的證券借貸平臺。

在聯合信貸領域，利用區塊鏈技術可以實現多家金融機構業務層面的協作和產品創新。2016年，微眾銀行與華瑞銀行聯合開發了一套區塊鏈應用系統，用于兩家銀行微粒貸聯合貸款的結算、清算業務。2017年，中國工商銀行、德商行、瑞信、ING及UBS5家銀行測試區塊鏈聯合借貸。

在供應鏈金融、聯合資管、互助保險、股權眾籌等涉及多方協作的領域，區塊鏈技術也取得了很好的應用效果。2016年，澳大利亞聯邦銀行與富國銀行、棉花貿易集團通過區塊鏈及物聯網完成了一筆交易。貨物到達指定區域地點后，物聯網系統與區塊鏈協議發生數據交換，觸發智能合約的執行，給銀行支付指令，完成一筆資金支付。

非金融行業的應用。在非金融行業，區塊鏈技術的主要應用方向是資產流轉相關的行業價值鏈協作和資產共享，如互聯網資源共享、分布式能源共享、供應鏈管理、食品溯源、制造資源共享、分布式智慧農業等。

在互聯網資源共享領域，已經出現了分布式存儲、分布式內容分發網絡等應用，如Storj、Filecoin、迅雷云等提供的區塊鏈應用。

在分布式能源共享領域，LO3能源公司與西門子公司合作成立了“布魯克林微電網”，讓布魯克林區的客戶能夠通過區塊鏈向鄰居購買和銷售能源；瑞士銀行、德國電力公司萊茵集團與汽車技術公司采埃孚合作，為電動汽車提供區塊鏈電子錢包，車主可以在電力收費、停車收費、高速公路收費等領域自動完成身份驗證和支付過程。

在供應鏈管理領域，丹麥航運巨頭馬士基集團正計劃與美國IBM公司組建合資公司，通過區塊鏈技術創建一個全球貿易數字化平臺。沃爾瑪也聯合IBM和清華大學，將區塊鏈系統用于食品供應鏈管理，以中國豬肉供應和美國農產品為試點，探索區塊鏈的實際應用方式與利益。

面向公眾的公有鏈的應用。公有鏈應用主要是面向個人的資產管理和分享應用，例如圍繞個人擁有的身份管理、資產增值、學識變現、數據資產確權、數字孿生資產增值、游戲裝備增值等。公有鏈場景一般會形成社區，發行通證，作為激勵機制，并錨定數字貨幣，通證作為數字資產權證可以上市交易。

依賴其廣泛的社區用戶，公有鏈上已經出現的成功應用有預測、數字資產游戲等。Augur是一個基于以太坊的預測市場公有鏈應用，在這個平臺上，社區用戶可以對各種廣泛的議題進行預測，如“股市會到多少點”“中美貿易戰的結果是什么”等等。這是一個典型的分布式預測系統。以太貓是一個在以太坊上推出的區塊鏈數字寵物游戲，由加拿大Axiom Zen實驗室設計，自2017年11月上線后，引起社區用戶的廣泛關注，成為以太坊生態系統中單日使用率最高的應用。隨后，百度、網易等公司紛紛效仿，推出了萊茨狗、網易星球等數字資產游戲。

加密數字貨幣的應用。加密數字貨幣，如比特幣、以太坊，本身是一類數字資產或商品。加密數字貨幣的產業鏈是由挖礦芯片、礦機、礦廠、加密數字貨幣基礎鏈、數字貨幣交易所、數字貨幣錢包、數字貨幣支付、數字貨幣應用等構成的一個完整的產業鏈。當前，加密數字貨幣正從加密數字貨幣1.0（比特幣）、加密數字貨幣2.0（實現智能合約技術，以以太坊為代表）向加密數字貨幣3.0演進，這依然是一個重要的區塊鏈應用方向，但這個領域的應用應符合監管政策的要求，規避非法應用。

區塊鏈新技術的應用。面向更廣泛的商業應用，對現有區塊鏈技術提出了更高的要求。例如，需要通過技術創新來解決以往存在的交易效率低、快速支付、合約正規化、交易規則升級、共識升級、跨鏈交易、隱私保護等諸多問題，發展跨鏈技術、閃電網絡技術、POS、DPOS以及基于DAG技術的解決方案、隱私保護區塊鏈、安全區塊鏈等新技術應用。這一領域是創業公司的優勢領域，如研發側鏈的Blockstream、專注隱私保護的Zcash、專注跨鏈的Wanchain等，都是行業的佼佼者。

這六個應用方向是筆者個人比較看好的，因為它們符合區塊鏈的本質。

區塊鏈應用的問題

技術不成熟的問題。區塊鏈技術發展尚處于早期，技術很不成熟。第一，區塊鏈技術本質上是以犧牲效率來獲取公平的，其分布式架構和共識機制決定了它的交易效率瓶頸，它不能很好地支持高頻交易。第二，現有區塊鏈技術在用戶賬戶的網絡安全防護和隱私保護方面是很脆弱的。第三，現有區塊鏈技術是針對數字貨幣應用進行設計的，對更廣泛的商業應用存在很多局限性。第四，區塊鏈技術不是孤立的技術，需要與大數據、物聯網、人工智能等其他技術配套應用，仍有大量工作要做。

應用理念的問題。完全“去中心化”和分布式應用，在某種程度上，只是一種理想。這種理想與現實的商業社會和行業應用存在著很多格格不入的方面，需要巨大的協調和溝通成本，這成為區塊鏈技術應用的一個很大的障礙。因此，在現實應用中必須將“中心化“與“分布式”進行折中，實現辯證統一，尋找區塊鏈應用的最佳平衡。

數字資產炒作的問題。區塊鏈技術是數字貨幣和數字資產的底層技術，但不幸也成為數字資產炒作的工具，盡管國家明令禁止首次代幣發行（ICO），但很多區塊鏈項目仍繞過國家監管，在海外從事ICO，這些項目大多數沒有實際應用作為支撐，僅僅為了上交易所快速融資套現，被稱為“空氣幣”，對區塊鏈技術應用產生了很多不好的影響。

政策風險的問題。區塊鏈技術的主要領域在金融行業，金融行業是政府監管的重點行業，因此，很多區塊鏈技術應用必須應對監管政策的要求，在監管政策框架下進行發展。

這些問題是區塊鏈發展和應用中需要逐步解決的問題。

發展建議

針對區塊鏈發展，筆者有以下幾點建議。

第一，政府要加快建立鼓勵創新與風險防范相結合的監管政策。一方面，要大力支持金融機構、科研院所、創業公司進行區塊鏈技術創新和商業化應用，采取沙盒機制，建立試驗區、行業示范應用、試點企業，通過小范圍試點獲得成功經驗，并逐步推廣應用。另一方面，要盡快研究出臺區塊鏈技術應用監管政策，嚴厲打擊違反行為，明確允許企業在監管框架內進行業務創新，不搞“一刀切”，推進創業企業主動適應監管政策。

第二，各個行業要加快建立行業內聯盟與行業間跨界融合相結合的合作機制。區塊鏈技術是一個行業協作的信任機制，將極大地解放行業內組織間和行業間協作的生產力。各個行業要主動作為，積極擁抱區塊鏈，通過共識機制建立行業內和行業間的信任機制，大幅提升協作效率，降低協作成本，促進行業大發展。

第三，區塊鏈企業要加快建立技術創新與應用價值挖掘相結合的發展模式。在每一次技術革命中，只有那些堅持技術創新和應用價值實現的企業才能真正勝出。一方面，企業要加強技術創新，突破一些自主可控的關鍵技術。另一方面，要著力解決經濟社會發展的痛點和難點，開發出真正有市場有需求的區塊鏈應用，這才是行業發展的根本。

區塊鏈技術發展和應用的大幕才剛剛揭開，它必將為數字經濟的發展和數字社會秩序的構建做出它的貢獻！

注釋

[1]中本聰：《比特幣：一個點對點電子現金系統》，https：//bitcoin.org/bitcoin.pdf。

[2]央視《貨幣》紀錄片主創團隊：《貨幣》，北京：中信出版社，2012年。

[3]范一飛：《關于央行數字貨幣的幾點考慮》，http：//finance.caixin.com/2018-01-26/101203131.html。

[4]《經濟學人》，http：//www.economist.com/news/leaders/21677198-technology-behind-bitcoin-could-transform-how-economy-works-trust-machine。

[5]趙剛：《區塊鏈：價值互聯網的基石》，北京：電子工業出版社，2016年。

[6]《貴陽區塊鏈發展和應用白皮書》，貴陽：貴州人民出版社，2017年。

[7]《區塊鏈專利哪家強？央行領跑全球》，https：//www.sohu.com/a/226096050_164158。

責 編/刁 娜