區(qū)塊鏈基礎(chǔ)技術(shù)及其潛在應(yīng)用探討

鐘華平

摘 要：區(qū)塊鏈（Blockchain）是一種在對(duì)等網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，通過透明和可信規(guī)則，構(gòu)建不可偽造、不可篡改和可追溯的塊鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)和管理事務(wù)處理的模式。文章根據(jù)多年的實(shí)踐及研究經(jīng)驗(yàn)，簡(jiǎn)單探討區(qū)塊鏈基礎(chǔ)技術(shù)及其潛在應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：區(qū)塊鏈；基礎(chǔ)技術(shù)；管理；網(wǎng)絡(luò)環(huán)境

工信部指導(dǎo)中國(guó)區(qū)塊鏈技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇發(fā)布的《中國(guó)區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展白皮書2016》這樣解釋：廣義來(lái)講，區(qū)塊鏈基礎(chǔ)技術(shù)是利用塊鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)驗(yàn)證與存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、利用分布式節(jié)點(diǎn)共識(shí)算法來(lái)生成和更新數(shù)據(jù)、利用密碼學(xué)的方式保證數(shù)據(jù)傳輸和訪問的安全、利用由自動(dòng)化腳本代碼組成的智能合約來(lái)編程和操作數(shù)據(jù)的一種全新的分布式基礎(chǔ)架構(gòu)與計(jì)算范式。近期興起的瑞波（Ripple）、以太坊（Ethereum）等區(qū)塊鏈基礎(chǔ)技術(shù)，將區(qū)塊鏈推向了應(yīng)用研發(fā)階段，應(yīng)用領(lǐng)域涉及銀行和支付、人工智能、保險(xiǎn)、共享經(jīng)濟(jì)、醫(yī)療、能源管理等領(lǐng)域。

1 區(qū)塊鏈基礎(chǔ)技術(shù)特點(diǎn)

區(qū)塊鏈?zhǔn)潜忍貛诺牡讓蛹夹g(shù)，但其本質(zhì)上是一個(gè)記賬系統(tǒng)。這個(gè)記賬系統(tǒng)有別于傳統(tǒng)的復(fù)式簿記，是一個(gè)分布式的記賬系統(tǒng)（Distributed Ledger），ICAEW稱之為“Universal Entry Bookkeeping”。

區(qū)塊鏈的主要特征是：（1）Propagation。其賬簿系統(tǒng)由多個(gè)相同、等效的賬簿組成，所有參與人可以共享這些賬簿。新的交易由一個(gè)用戶發(fā)起，但是交易信息會(huì)被同時(shí)寫入多個(gè)賬薄中，而不需要一個(gè)中心控制賬簿。

（2）Permanence。所有的交易記錄是永久性的，不能被篡改，也不能被消除；由于交易記錄過程同時(shí)是一個(gè)加密過程，所以驗(yàn)證已經(jīng)記錄的交易是非常容易的。

（3）Programmability。有些區(qū)塊鏈可以儲(chǔ)存程序代碼，這些程序代碼可以自動(dòng)生成交易記錄，當(dāng)條件滿足時(shí)可以自動(dòng)觸發(fā)交易，又叫作“智能合約”（Smart Contract）。區(qū)塊鏈基礎(chǔ)技術(shù)將對(duì)財(cái)務(wù)記錄的生成、維護(hù)和更新方式產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，并大大優(yōu)化金融服務(wù)業(yè)。

安全是區(qū)塊鏈基礎(chǔ)技術(shù)的一大特點(diǎn)，主要體現(xiàn)在兩方面：（1）分布式的存儲(chǔ)架構(gòu)，節(jié)點(diǎn)越多，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的安全性越高；（2）其防篡改和去中心化的巧妙設(shè)計(jì)，使人很難不按規(guī)則修改數(shù)據(jù)。

區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€(gè)去中心化的按時(shí)間順序和安全地記錄事務(wù)的數(shù)據(jù)庫(kù)[1]。一筆交易可以像比特幣這樣的加密貨幣（并且對(duì)比特幣進(jìn)行研究是了解區(qū)塊鏈架構(gòu)的基礎(chǔ)）。區(qū)塊鏈?zhǔn)聞?wù)可以進(jìn)一步表示對(duì)像以太坊（Ethereum）等系統(tǒng)的價(jià)值轉(zhuǎn)移。這種價(jià)值可能是一種服務(wù)、一種產(chǎn)品，或者是一種智能合同形式的批準(zhǔn)。

2 區(qū)塊鏈基礎(chǔ)技術(shù)價(jià)值

區(qū)塊鏈基礎(chǔ)技術(shù)是一種在對(duì)等網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，通過透明和可信規(guī)則，構(gòu)建不可偽造、不可篡改和可追溯的塊鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)和管理事務(wù)處理的模式。因此其具有以下4種潛在用途：（1）記錄價(jià)值交換；（2）管理智能合約；（3）將智能合同結(jié)合形成一個(gè)組織；（4）某些數(shù)據(jù)的存在證明（例如，提供一個(gè)安全備份的數(shù)字標(biāo)識(shí)）。

區(qū)塊鏈基礎(chǔ)技術(shù)使得用戶的一切信息證明都準(zhǔn)確無(wú)誤且不能篡改地記錄在其中，任何人都沒有權(quán)利去改動(dòng)；只要抓住區(qū)塊鏈基礎(chǔ)技術(shù)的特點(diǎn)，就會(huì)變得容易理解。區(qū)塊鏈基礎(chǔ)技術(shù)因此能應(yīng)用于銀行和支付、人工智能、保險(xiǎn)等領(lǐng)域。

3 區(qū)塊鏈基礎(chǔ)技術(shù)潛在的應(yīng)用

區(qū)塊鏈正在改變商業(yè)和技術(shù)的方式，這項(xiàng)技術(shù)正在成熟，它從簡(jiǎn)單的價(jià)值儲(chǔ)存變成快速的創(chuàng)造價(jià)值。事實(shí)上，它使許多行業(yè)變得更有效率。

3.1 銀行和支付

正因?yàn)榘踩腿ブ行幕匦?，金融服?wù)是區(qū)塊鏈基礎(chǔ)技術(shù)的第一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。運(yùn)用區(qū)塊鏈基礎(chǔ)技術(shù)能解決支付、資產(chǎn)管理、證券等多個(gè)領(lǐng)域存在的痛點(diǎn)。

現(xiàn)階段商業(yè)貿(mào)易的交易支付、清算都要借助銀行體系。這種傳統(tǒng)的通過銀行方式進(jìn)行的交易要經(jīng)過開戶行、對(duì)手行、清算組織、境外銀行（代理行或本行境外分支機(jī)構(gòu)）等多個(gè)組織及較為繁冗的處理流程。在此過程中每一個(gè)機(jī)構(gòu)都有自己的賬務(wù)系統(tǒng)，彼此之間需要建立代理關(guān)系；每筆交易需要在本銀行記錄，與交易對(duì)手進(jìn)行清算和對(duì)賬等，導(dǎo)致整個(gè)過程花費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)、使用成本較高。與傳統(tǒng)支付體系相比，區(qū)塊鏈支付可以為交易雙方直接進(jìn)行端到端支付，不涉及中間機(jī)構(gòu)，在提高速度和降低成本方面能得到大幅的改善。尤其是跨境支付方面，如果基于區(qū)塊鏈基礎(chǔ)技術(shù)構(gòu)建一套通用的分布式銀行間金融交易系統(tǒng)，可為用戶提供全球范圍的跨境、任意幣種的實(shí)時(shí)支付清算服務(wù)，跨境支付將會(huì)變得便捷和低廉。

在支付領(lǐng)域，區(qū)塊鏈基礎(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用有助于降低金融機(jī)構(gòu)間的對(duì)賬成本及爭(zhēng)議解決的成本，顯著提高支付業(yè)務(wù)的處理效率[2]。另外，區(qū)塊鏈基礎(chǔ)技術(shù)為支付領(lǐng)域帶來(lái)的成本和效率優(yōu)勢(shì)，使金融機(jī)構(gòu)能更好處理以往因成本過高而被視為不現(xiàn)實(shí)的小額跨境支付，有助于實(shí)現(xiàn)普惠金融。

3.2 人工智能

這已經(jīng)不是秘密了，數(shù)據(jù)是新“石油”。這是區(qū)塊鏈如何提高行業(yè)效率的主要例子之一。區(qū)塊鏈公司提供免費(fèi)服務(wù)，以便從用戶那里獲取數(shù)據(jù)。此外，這些服務(wù)利用客戶的行為來(lái)訓(xùn)練人工智能算法。然而，這些公司對(duì)用戶數(shù)據(jù)是壟斷的。它們收集、使用并存儲(chǔ)在自己的服務(wù)器中。

區(qū)塊鏈創(chuàng)業(yè)公司可以創(chuàng)建分散的數(shù)據(jù)和人工智能市場(chǎng)。在這里，人工智能系統(tǒng)可以一起學(xué)習(xí)和成長(zhǎng)。它給了任何人提供數(shù)據(jù)的能力。因此，他們可以訓(xùn)練自主系統(tǒng)和機(jī)器學(xué)習(xí)模型。這個(gè)強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)將會(huì)把被稱為代理的參與者聚集在一起。從那里，他們可以幫助培訓(xùn)人工智能[3]。與此同時(shí)，他們受到了激勵(lì)。

3.3 保險(xiǎn)

全球保險(xiǎn)市場(chǎng)建立在信任管理的基礎(chǔ)上，區(qū)塊鏈?zhǔn)枪芾硇湃蔚男路绞剑梢杂脕?lái)驗(yàn)證保險(xiǎn)合同中的許多類型的數(shù)據(jù)，比如被投保人的身份。

隨著區(qū)塊鏈基礎(chǔ)技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)關(guān)于個(gè)人的健康狀況、發(fā)生事故記錄等信息可能會(huì)上傳至區(qū)塊鏈中，使保險(xiǎn)公司在客戶投保時(shí)可以更加及時(shí)、準(zhǔn)確地獲得風(fēng)險(xiǎn)信息，從而降低核保成本、提升效率。區(qū)塊鏈的共享透明特點(diǎn)降低了信息不對(duì)稱，還可降低逆向選擇風(fēng)險(xiǎn)；而其歷史可追蹤的特點(diǎn)，則有利于減少道德風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而降低保險(xiǎn)的管理難度和管理成本。

3.4 共享經(jīng)濟(jì)

共享經(jīng)濟(jì)最重要的問題之一就是信用問題，區(qū)塊鏈卻能輕松解決用戶的信任問題，打破了共享經(jīng)濟(jì)的信任障礙。電子商務(wù)等交易行為是基于買家和賣家之間建立信任為基礎(chǔ)的商業(yè)模型，而區(qū)塊鏈基礎(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用和分散化信任允許個(gè)人之間直接互聯(lián)、共享和交易，它是一個(gè)真正能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)等交易和共享經(jīng)濟(jì)的平臺(tái)。

區(qū)塊鏈與共享經(jīng)濟(jì)總體看來(lái)，在政策、行業(yè)巨頭、創(chuàng)業(yè)者和資本的共同推動(dòng)下，區(qū)塊鏈將會(huì)以更快的速度向前飛躍，在區(qū)塊鏈的推動(dòng)下，共享經(jīng)濟(jì)將真正在各個(gè)領(lǐng)域爆發(fā)，給全社會(huì)帶來(lái)更多普惠價(jià)值。

3.5 醫(yī)療

另一個(gè)依賴大量保留系統(tǒng)，即將受到影響的行業(yè)就是醫(yī)療。醫(yī)院面臨的挑戰(zhàn)之一是缺乏儲(chǔ)存分析數(shù)據(jù)的平臺(tái)，由于基礎(chǔ)設(shè)施落后，也經(jīng)常會(huì)受到黑客攻擊。

區(qū)塊鏈基礎(chǔ)技術(shù)可以讓醫(yī)院安全地存儲(chǔ)醫(yī)療記錄等數(shù)據(jù)，并讓授權(quán)的專業(yè)人員或患者分享數(shù)據(jù)。這將提高數(shù)據(jù)安全性，甚至有助于提高診斷的準(zhǔn)確性和速度。

現(xiàn)有的健康記錄和用于存儲(chǔ)和共享醫(yī)療數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，是支離破碎的、不安全的、效率低下的。最復(fù)雜的部分是系統(tǒng)之間的互操作性。在轉(zhuǎn)換醫(yī)療系統(tǒng)時(shí)，患者很難轉(zhuǎn)移他們的健康歷史，找到這些記錄需要花費(fèi)大量的時(shí)間和資源，這阻礙了醫(yī)生提供最佳護(hù)理的時(shí)間安排。

利用區(qū)塊鏈基礎(chǔ)技術(shù)，提供者、患者和研究人員將數(shù)據(jù)上傳到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)。每位參與者都可以訪問全球可用的帶時(shí)間戳和安全的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)[4]。這個(gè)結(jié)果對(duì)醫(yī)療行業(yè)來(lái)說(shuō)具有不可估量的價(jià)值。

3.6 能源管理

目前電網(wǎng)交易的運(yùn)行需要各種角色的存在，包括生產(chǎn)商、運(yùn)營(yíng)商、經(jīng)銷商和供應(yīng)商各自完成自己的工作。各種角色的人以這樣或者那樣的方式相互聯(lián)系。

在區(qū)塊鏈模式下，電力生產(chǎn)者，售電部門和消費(fèi)者可以實(shí)現(xiàn)“直連”。三者之間的關(guān)系通過所謂的“智能合同”實(shí)現(xiàn)約束，“智能合同”本質(zhì)上就是一種特殊的計(jì)算機(jī)協(xié)議，用以約束能源產(chǎn)銷各方[5]。值得一提的是，通過智能電表，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)每位消費(fèi)者的電力需求進(jìn)行預(yù)測(cè)性計(jì)算，同時(shí)，電廠也可以基本精確地給出供給量預(yù)期。生產(chǎn)預(yù)期值與消費(fèi)預(yù)期值通過網(wǎng)絡(luò)中心進(jìn)行高效計(jì)算調(diào)配。這種應(yīng)用模式可能會(huì)反過來(lái)對(duì)分布式電力行業(yè)帶來(lái)革命性的變化。原本無(wú)法動(dòng)態(tài)交易的家庭分布式設(shè)備在未來(lái)都有機(jī)會(huì)接入到一個(gè)大的網(wǎng)絡(luò)中。總的來(lái)說(shuō)，“區(qū)塊鏈+電力”可為電力系統(tǒng)帶來(lái)信任，激發(fā)商業(yè)模式創(chuàng)新、提升網(wǎng)絡(luò)安全，使整個(gè)電力系統(tǒng)生態(tài)更加安全高效。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文針對(duì)區(qū)塊鏈基礎(chǔ)技術(shù)及其潛在的應(yīng)用探討，從3個(gè)方面即區(qū)塊鏈基礎(chǔ)技術(shù)特點(diǎn)、區(qū)塊鏈基礎(chǔ)技術(shù)價(jià)值、區(qū)塊鏈基礎(chǔ)技術(shù)潛在的應(yīng)用，簡(jiǎn)單探討了區(qū)塊鏈基礎(chǔ)技術(shù)及其潛在應(yīng)用。

[參考文獻(xiàn)]

[1]工信部.中國(guó)區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展白皮書[C].北京：中國(guó)區(qū)塊鏈技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇，2016.

[2]中國(guó)檢驗(yàn)檢疫學(xué)會(huì).中國(guó)區(qū)塊鏈技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇標(biāo)準(zhǔn)（CBD-Forum-001—2017）[S/OL].（2017-05-16）[2018-06-08].http：//www.3mbang.com/p-174715.html.

[3]貴陽(yáng)市人民政府.貴陽(yáng)區(qū)塊鏈發(fā)展和應(yīng)用[EB/OL].（2017-02-10）[2018-06-08].http：//www.sohu.com/a/126543390_353595.

[4]鄒軍，張海寧.區(qū)塊鏈技術(shù)指南[Z].社會(huì)化協(xié)作知識(shí)共享平臺(tái)，2017-05-12.

[5]新浪網(wǎng).5分鐘保證能看懂的區(qū)塊鏈簡(jiǎn)史：解讀這場(chǎng)技術(shù)革命的前世今生[EB/OL].（2018-01-12）[2018-06-08].http：//tech.sina.com.cn/i/2018-01-11/doc-ifyqnick8243210.shtml.