區(qū)塊鏈技術及其應用

白碩

摘要：分布式賬本可以借助區(qū)塊鏈技術提高賬本公信度和處理效率，絕大部分分布式賬本是區(qū)塊鏈。區(qū)塊鏈技術的應用場景可分為貨幣端、資產(chǎn)端、準金融領域及非金融領域四大類。在對區(qū)塊鏈監(jiān)管方面，要區(qū)分幣圈和鏈圈。展望未來，區(qū)塊鏈發(fā)展及應用前景廣闊。

關鍵詞：分布式記賬 區(qū)塊鏈 智能合約 虛擬貨幣

從信息互聯(lián)網(wǎng)到價值互聯(lián)網(wǎng)

（一）多邊記賬與統(tǒng)一總賬

多邊記賬模式是現(xiàn)今商業(yè)世界的主流，不同主體之間的資金往來需要分別記錄賬本，耗時、耗力去對賬，且存在偏差風險。由此產(chǎn)生了統(tǒng)一總賬記賬方式，其優(yōu)點在于采用一套記賬系統(tǒng)、多方共享，記賬邏輯清晰、關系明確且無需對賬，省時省力。但其問題在于：由誰來運行記賬系統(tǒng)？如何保證賬本準確無誤？誰來設定數(shù)據(jù)訪問權限等。維護統(tǒng)一總賬有兩種方式：集中式和分布式。集中式設有超級記賬者，總賬所涉及的各方均委托超級記賬者記錄總賬，超級記賬者無需自證。分布式記賬基于對算法的信任，大家一起來記錄總賬，當所有誠實記賬的節(jié)點超過一定比例時，就將該結果固化下來。

狹義地說，賬本記載著價值的產(chǎn)生和轉移。分布式賬本可以借助區(qū)塊鏈技術提高賬本公信度和處理效率，絕大部分分布式賬本是區(qū)塊鏈。但區(qū)塊鏈的功能遠遠超出記賬功能，還包括對事實狀態(tài)的確定等，如資產(chǎn)權屬確立。

（二）信息互聯(lián)與價值互聯(lián)

信息互聯(lián)能夠傳遞和連接，傳遞互聯(lián)的基礎是互聯(lián)互通的協(xié)議，在協(xié)議之上誕生各種應用。

通過對信息互聯(lián)網(wǎng)和價值互聯(lián)網(wǎng)進行比較，可以發(fā)現(xiàn)有以下差別：首先，在信息互聯(lián)網(wǎng)中，信息是不守恒的，信息的傳播方并不因為信息被接收方接收而損失信息，但在價值互聯(lián)網(wǎng)中，當價值由一方轉移至另一方時，價值是守恒的，在不守恒信息互聯(lián)網(wǎng)的基礎上創(chuàng)設價值守恒極具創(chuàng)新性，這也是區(qū)塊鏈的價值之一；其次，在信息互聯(lián)網(wǎng)中，信息是可撤銷、可篡改的，而價值互聯(lián)網(wǎng)依據(jù)時間不可逆原則極難篡改記錄；最后，信息互聯(lián)網(wǎng)是可編程的，區(qū)塊鏈直到基于以太坊而誕生智能合約后，價值互聯(lián)網(wǎng)中的價值才是可編程的，智能合約可以實現(xiàn)“讓價值飛一會兒”——把價值的控制權轉移給一段代碼或一段程序。

區(qū)塊鏈技術、數(shù)字貨幣與智能合約

（一）區(qū)塊鏈的三大理論支柱

區(qū)塊鏈技術有三個理論支柱：數(shù)據(jù)層面基于密碼學，系統(tǒng)層面基于分布式系統(tǒng)，網(wǎng)絡層面基于對等網(wǎng)絡。

在數(shù)據(jù)層面上，區(qū)塊鏈技術利用了密碼學中公開算法、非對稱公鑰的機制以及具有單向性及抗差分攻擊性的哈希算法。

在系統(tǒng)層面上，區(qū)塊鏈技術采用了分布式系統(tǒng)架構，遵循CAP原則2。為解決拜占庭將軍問題，即在存在不可靠或惡意記賬節(jié)點的前提下，區(qū)塊鏈技術保證了當惡意節(jié)點不超過一定比例時信息在每一個節(jié)點的正確性。

在網(wǎng)絡層面上，在分布式系統(tǒng)之下，采用對等網(wǎng)絡而非有中心服務器的網(wǎng)絡模型，“各自為政”式地傳播自認為對的信息，并根據(jù)一定規(guī)則達成共識。

（二）區(qū)塊鏈與比特幣的關系

什么是區(qū)塊鏈？通俗來講，區(qū)塊鏈是數(shù)據(jù)的“塊”，“塊”之間及“塊”內部用數(shù)學的方法勾連起來，勾連起來的數(shù)據(jù)構成了不可篡改的歷史。簡單來講，區(qū)塊鏈可借助圖1來加以理解。在圖1中，區(qū)塊內部紅色點代表歷史上數(shù)據(jù)的總代表，一旦歷史被改變，紅點將被改變。橙色代表當前發(fā)生數(shù)據(jù)的總代表，同樣也無法篡改。藍色點表示鏈接下一區(qū)塊的隨機數(shù)。區(qū)塊之間依靠嚴格的隨機數(shù)算法構建起關聯(lián)關系，該隨機數(shù)不可巧算，只能通過“算力”堆疊完成特解的計算，因此很難被攻破。進一步講，區(qū)塊鏈條越長，積累在該鏈條上的“算力”越多，攻破該鏈條至少要花費同等“算力”，因此篡改的難度就越大，越得不償失。區(qū)塊鏈就是通過這樣一種機制保證了其記錄的真實性。

從屬性來看，比特幣與黃金的相似性大于比特幣與紙幣的相似性。比特幣實質上是對建立起區(qū)塊之間關系所花費“算力”的補償。前述計算隨機數(shù)特解的過程又稱為工作量證明（POW）或“挖礦”，“挖礦”過程雖然需要堆疊算力但也具有一定的偶然性。為了維持記賬的可持續(xù)性，比特幣中設有激勵機制，節(jié)點每解出具體的一個區(qū)塊，可獲得以比特幣計價的一筆“獎勵”。該獎勵機制設有半衰期，獎勵上限為2100萬個比特幣。通過機制設計、價值引導，破壞性作弊比誠實“挖礦”要消耗大得多的工作量，得不償失，從而保證了最長的區(qū)塊鏈掌握在誠實的人手中。

一個區(qū)塊是由一個人記賬的，但不同區(qū)塊之間可能是由不同人記賬。一個區(qū)塊鏈形成一本內容有機統(tǒng)一、難以篡改的“大賬”，靠各個節(jié)點分布式維護。維護的過程既是區(qū)塊鏈各節(jié)點之間爭相納入新記賬的過程，同時也是各節(jié)點對區(qū)塊鏈內記錄信息有效性（認賬）的驗證過程。共識機制是依靠和激發(fā)群體力量篩選誠實的賬本并把它固化下來形成不可更改“歷史”的機制。比特幣采用了工作量證明（POW）模式作為其共識機制。

區(qū)塊鏈與比特幣的關系可以表述為以下三點：（1）區(qū)塊鏈是比特幣的核心技術；（2）比特幣的問題主要不是區(qū)塊鏈的問題；（3）區(qū)塊鏈作為一項偉大的創(chuàng)新技術具有重大價值。

目前，在具有影響力的區(qū)塊鏈體系中，比特幣以數(shù)字貨幣為主，以太坊以智能合約為主，Ripple以法幣兌換為主，比特股以數(shù)字權益為主。

（三）智能合約及其未來應用

智能合約是一套以數(shù)字形式定義的承諾，基于區(qū)塊鏈技術，智能合約是一段運行在虛擬機上的程序，可以將一段業(yè)務邏輯轉化為數(shù)字語言并自動執(zhí)行。它的輸入經(jīng)過基礎賬本“見證”，在合約執(zhí)行過程中受事件及既定邏輯影響改變價值的分配方式，其輸出經(jīng)過共識回寫到基礎賬本（見圖2）。

基于區(qū)塊鏈技術的智能合約應用場景廣泛。如以事件驅動的遺囑執(zhí)行、延誤險執(zhí)行，以時間驅動的抵押贖回，以條件驅動的對賭協(xié)議及信用證生效等等。以遺囑執(zhí)行為例，區(qū)塊鏈通過較為復雜的邏輯決定價值再分配，立遺囑人可以將遺產(chǎn)、分配方案放在區(qū)塊鏈上，當死亡事件以數(shù)字死亡通知書形式通知智能合約時，遺囑才能自動執(zhí)行。

智能合約具有本人自愿、規(guī)則透明、結果可驗證及價值再分配四個本質特征。

區(qū)塊鏈技術的應用場景

區(qū)塊鏈技術的應用場景可分為貨幣端、資產(chǎn)端、準金融領域及非金融領域四大類。

（一）區(qū)塊鏈技術的貨幣端應用

貨幣端應用主要包括虛擬貨幣、錨定法幣的代幣以及法定數(shù)字貨幣。虛擬貨幣沒有法定地位，是一種野生的“貨幣”。錨定法幣的代幣可以作為一種結算單位或類似結算備付金使用，如騰訊的Q幣、各類兌換券票或單用途儲值卡。法定數(shù)字貨幣是由央行發(fā)行的、具有法定地位的數(shù)字貨幣。

虛擬貨幣往往具備四化特點，即去中心化、匿名化、發(fā)行維護一體化及跨境流通自由化。去中心化意味著該貨幣登記結算沒有一個中心化的服務器，且無需中心化的機構進行運行管理，采用密碼學原理代替可信第三方中介，但去中心化不意味著沒有監(jiān)管。如果把監(jiān)管當做裁判員，虛擬貨幣不是不要裁判員，而是不要有特權的運動員。匿名化表示虛擬貨幣除“地址”外的其他信息都嚴格進行了匿名化處理。發(fā)行維護一體化是目前虛擬貨幣的一種狀況，其含義是發(fā)行源于“挖礦”，維護源于區(qū)塊確認，二者皆靠算力堆疊。未來僅有流通沒有發(fā)行的虛擬貨幣也是可以實現(xiàn)的。跨境流通自由化是目前監(jiān)管面臨的最大問題，虛擬貨幣在賬戶（地址/公鑰）之間的流動是沿著該體系自身封閉的網(wǎng)中之網(wǎng)（P2P網(wǎng)絡，也稱“對等網(wǎng)”）進行，不受國境限制。

虛擬貨幣的用途可以有多種，其中最常見的是作為支付手段、匯兌手段、資產(chǎn)計價手段使用。虛擬貨幣可以在綜合性電子商務網(wǎng)站、商家的電子商務門戶、第三方支付平臺、電子黑市等多種市場中充當一般等價物支持交換活動的開展，也可通過數(shù)字貨幣交易所進行傳統(tǒng)貨幣與虛擬貨幣的轉換，或者作為資產(chǎn)計價工具支持非公眾公司、私募股權市場和眾籌活動。近年來火熱的ICO（Initial Coin Offering）就基于此。

法定數(shù)字貨幣由央行統(tǒng)一發(fā)行和管理，具有法律效力，可以在線上流通。目前的狀況是呼之欲出，且以數(shù)字現(xiàn)金形式出現(xiàn)。法定數(shù)字貨幣一旦推出將影響深遠，可作為控制假幣、反洗錢等領域的重要工具。

（二）區(qū)塊鏈技術的資產(chǎn)端應用

在資產(chǎn)端，區(qū)塊鏈可應用于特定場景下資產(chǎn)或類資產(chǎn)的登記托管及交易結算。個人認為，區(qū)塊鏈不適合場內競價交易場景。而報價驅動類的交易，比如雙邊報價、詢價交易、協(xié)商交易等場景，因其相對離散，所以適合區(qū)塊鏈的應用。另一方面，區(qū)塊鏈可以應用于大宗、貴重資產(chǎn)及其憑證的溯源、確權。此外，區(qū)塊鏈技術可應用于數(shù)字版權、原創(chuàng)證明、數(shù)字產(chǎn)品（如數(shù)字寵物、數(shù)字裝備、隱私數(shù)據(jù)等）、積分等場景。

（三）區(qū)塊鏈技術的準金融領域應用

在準金融領域，區(qū)塊鏈技術被寄予很大期待。其中，信用證、訂單質押及供應鏈融資等貿易金融或供應鏈金融場景對區(qū)塊鏈技術的應用十分感興趣。具體而言，供應鏈金融中常見的倉單倒換、倉單質押、票據(jù)保理、訂單質押等信用交易都可以運用基于區(qū)塊鏈技術的智能合約自動完成。而當前需要人工核驗單據(jù)的信用證也可以通過智能合約實現(xiàn)自動化。信用證綁定合同要件，當電子要件有效時，系統(tǒng)自動放行。此外，當前采購供應鏈融資模式由于存在多級分銷商，商業(yè)銀行無法穿透到底層分銷商的應收賬款，而運用區(qū)塊鏈技術的可追溯性和不可篡改性則可以實現(xiàn)完全穿透式的采購供應鏈融資。

（四）區(qū)塊鏈技術的非金融領域應用

在非金融領域，區(qū)塊鏈技術也將得到極大應用。利用區(qū)塊鏈技術可追溯、不可修改等特征，公證、選舉、慈善、環(huán)保、自助式社區(qū)等領域存在的問題將得到極大改善（區(qū)塊鏈技術在各場景中的實際應用情況見表1）。

區(qū)塊鏈監(jiān)管政策觀點業(yè)態(tài)

結合前述區(qū)塊鏈應用場景的分析，我們可以將區(qū)塊鏈當前的業(yè)態(tài)分為“幣圈”和“鏈圈”兩類。幣圈集社區(qū)、平臺和代幣于一體，三種缺一不可，形成一種以虛擬貨幣為主的特定商業(yè)模式，自帶激勵，自帶營銷。而鏈圈摒棄了社區(qū)和代幣，利用平臺功能進入各類應用場景。

鏈圈一強多弱，進入公眾視野的項目并不多，而幣圈則以金融泡沫和ICO項目為代表被大眾所知。ICO項目具有一定的信息不對稱風險，純粹的詐騙型ICO項目已經(jīng)從2017年開始受到大力遏制。只有能孵化出有價值事物的嚴肅ICO項目才具有一定價值。

在對區(qū)塊鏈監(jiān)管方面，個人認為要區(qū)分幣圈和鏈圈。對鏈圈來說，在防控風險的前提下要鼓勵創(chuàng)新，增加政策扶持力度，同時加大法定數(shù)字貨幣的研究力度，從而吸引創(chuàng)新者通過鏈圈研發(fā)更多有價值的落地項目。對于幣圈要一分為二：一方面，對于嚴肅幣圈的自身應用要適度監(jiān)管，但也要加以鼓勵，因為幣圈自帶激勵，在激勵的作用下其創(chuàng)新活動要遠遠多于鏈圈。如果“一刀切”地將幣圈殺死，鏈圈也將成為無源之水，毫無生氣。另一方面，對于與資本市場疊加的高風險應用要嚴格監(jiān)管，防止金融亂象。

對于區(qū)塊鏈技術發(fā)展前景的幾個判斷

對于區(qū)塊鏈技術的發(fā)展前景，個人有如下判斷：第一，世界各國對于法定貨幣數(shù)字化的研究與推出將會提速；第二，傳統(tǒng)金融機構的某些關鍵業(yè)務將陸續(xù)采用區(qū)塊鏈技術；第三，大型產(chǎn)業(yè)集團和商業(yè)生態(tài)將采用區(qū)塊鏈技術；第四，自帶使用價值和交換價值的數(shù)字經(jīng)濟體將加速虛實結合，對接實體經(jīng)濟；第五，虛擬貨幣監(jiān)管與各項配套服務向資本市場靠攏，資本市場的成熟做法將應用于虛擬貨幣；第六，數(shù)字化平臺和社區(qū)（聯(lián)合體）會取代部分公司職能；第七，未來量子計算機的發(fā)展可能對區(qū)塊鏈技術具有顛覆性影響，但量子計算機的發(fā)展影響的不僅僅是區(qū)塊鏈技術，也會影響網(wǎng)上銀行和網(wǎng)絡交易的證券。（本文根據(jù)作者在中央國債登記結算有限責任公司“區(qū)塊鏈技術發(fā)展及其運用”講座上的發(fā)言整理，發(fā)表經(jīng)本人同意）

注：

1.本文作者系中國分布式總賬基礎協(xié)議聯(lián)盟技術委員會主任。

2.CAP原則即一致性（Consistency）、可用性（Availability）、分區(qū)容忍性（Partition Tolerance）原則的縮寫。其中，一致性指同一時刻，各個副本（節(jié)點）上的數(shù)據(jù)是同樣的；可用性指在某些副本（節(jié)點）故障場景下，仍有副本（節(jié)點）可提供服務；分區(qū)容忍性指在某些副本（節(jié)點）失聯(lián)場景下，仍有副本（節(jié)點）可提供服務。三項原則不可兼得。

責任編輯：印穎 鹿寧寧