區塊鏈在公共事業領域的應用與發展

李健

【摘要】區塊鏈技術能夠起到促進數據共享、優化業務流程、降低運營成本、提升協同效率、建設可信體系等作用，其應用目前已延伸到數字金融、物聯網、智能制造、供應鏈管理、數字資產交易等多個領域。在公共事業領域，區塊鏈技術具有巨大應用潛力。文章通過梳理區塊鏈發展歷程及技術特點，以教育、醫療、公共衛生、文化、電力、政府基本社會保障、交通等公共事業具體領域為例，分析區塊鏈技術如何緩解當前相關領域的困境，介紹區塊鏈技術在這些領域的應用現狀以及一些實際案例。但由于區塊鏈技術還未成熟，需適時關注其發展動態，把握發展機遇，謹慎對待在研發與應用中仍然存在的一些風險。

【關鍵詞】區塊鏈技術? 公共事業? 發展優勢? 風險

【中圖分類號】TP311.13? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標識碼】A

【DOI】10.16619/j.cnki.rmltxsqy.2020.05.006

當今世界，國家的科技實力是大國力量的重要體現。作為下一代互聯網的關鍵技術，區塊鏈技術的戰略地位舉足輕重，其發展能夠從國際和國內兩個角度塑造國家競爭力，成為綜合國力和科技實力的一個象征。因此，區塊鏈技術的研發成為各國的必爭之地。不少國家和地區紛紛出臺規劃和具體措施，推動區塊鏈技術的進一步發展。

區塊鏈的定義

區塊鏈分為公有區塊鏈（公有鏈），行業區塊鏈（聯盟鏈）和私有區塊鏈（私有鏈）三類，分別針對不同的現實需要。

區塊鏈（公有鏈/聯盟鏈/私有鏈）是由若干個有時間順序、包含交易信息的區塊從后向前有序鏈接起來的數據結構。由多方（任意節點/預選節點/特定節點）共同維護，使用密碼學保證傳輸和訪問安全，能夠實現一致存儲、難以篡改、防止抵賴的記賬技術，也稱分布式賬本技術。

區塊鏈本質上是分布式總賬，基于少數服從多數的原則，采用算法（共識模型）提供一個可信任的環境，確保節點的交換數據過程和交換歷史記錄不被篡改;節點的數據會同步到經過共識的最新數據;整體節點維護的數據本身客觀反映了交換歷史。

區塊鏈的起源、發展與技術特點

上個世紀80年代，數字貨幣開始出現并逐步發展。2008年，《比特幣：點對點的電子現金系統》，又稱《比特幣白皮書》，作者匿名“中本聰”將其發表在密碼學網站。中文翻譯版最早將原文中的“chain of blocks”譯為區塊鏈。至此比特幣現世，區塊鏈也開始逐漸走進大家的視野。區塊鏈與比特幣關系密切，但起初人們更加關注比特幣這一數字貨幣的發展狀況。2013年，人們逐漸意識到比特幣在沒有中心化運營和管理的情況下運轉良好，大家才開始關注支撐比特幣系統的關鍵要素——區塊鏈技術。作為區塊鏈的首例應用，比特幣系統的良好發展態勢，使專家人士看到作為比特幣底層技術和基礎架構的區塊鏈的無限可能，或可將其應用到更廣闊的空間。

區塊鏈技術可以應用在不同領域。區塊鏈與產業結合的應用模式，克服了原行業的發展劣勢，將行業特色與區塊鏈技術優勢緊密聯系在一起，形成新的特點及行業優勢，以嶄新的面貌出現并參與到社會行業的發展進程中來。

區塊鏈有以下幾個顯著特點：去中心化、開放性、自治性、匿名性、信息可溯源、信息不可篡改。以下結合聯盟鏈描述其具體特點：

去中心化。區塊鏈使用分布式核算和存儲，不存在中心化的硬件或管理機構，預選節點的權利和義務均等。

開放性。交易各方的私有信息被加密外，行業區塊鏈的數據由預選節點寫入，其他節點可以通過公開的接口限定查詢區塊鏈數據。

自治性。區塊鏈采用基于協商一致的規范和協議（比如一套公開透明的算法）使得整個系統中的節點能夠在去信任的環境中自由安全地交換數據。

匿名性。由于節點之間的交換遵循固定的算法，由算法保證實現，其數據交互是無需信任的（區塊鏈中的程序規則會自行判斷活動是否有效）。

信息可追溯。區塊鏈是保存歷史交易數據的分布式數據庫，通過調動節點的參與積極性，實現多節點無差別記錄，從而確保數據的安全性、可靠性和可追溯。其機制就是設定后面一個區塊關聯前面一個區塊的一個哈希值，僅當識別了前面的哈希值才能連接，以此形成一條完整的鏈。

信息不可篡改。信息一旦經過驗證并添加至區塊鏈將會永久存儲，因此區塊鏈的數據穩定性極高。

各行業可以依照客觀情況，切實結合行業自身發展特點，適當引入區塊鏈技術，克服自身行業當前發展的桎梏與不足，探索基于區塊技術下的應用模式，努力為市場注入新鮮活力，為相關行業帶來新的發展機會，進而促進科技與社會的進步。

我國對區塊鏈的態度及政策發展

各國政府對區塊鏈發展持不同態度，多數國家重視區塊鏈技術在實體經濟中的應用，少數國家對區塊鏈技術及加密貨幣持“積極擁抱”的態度，部分國家對加密貨幣明確了監管政策。例如，澳大利亞、韓國、德國、塞浦路斯、阿聯酋、馬耳他等國家發展區塊鏈產業，并制定了產業總體發展戰略;美國、中國、韓國、英國、澳大利亞、法國、瑞士、芬蘭等國家陸續制定了區塊鏈監管方面的法規。

我國對區塊鏈技術表現出濃厚興趣并顯現出積極發展的態勢。從2008年比特幣誕生以來，我國政府就密切關注區塊鏈領域，期間也頒布了相關的政策法規，對區塊鏈的發展起到了相當程度的推動作用。

2019年10月24日，習近平總書記在中央政治局第十八次集體學習時對區塊鏈作出四點指示：一要把區塊鏈作為核心技術自主創新重要突破口;二要加強區塊鏈標準化研究，提升國際話語權和規則制定權;三要推動區塊鏈和實體經濟深度融合;四要把依法治網落實到區塊鏈管理中，推動區塊鏈安全有序發展。

目前，針對防疫物資捐贈過程中存在的信息不對稱、不透明和公信力不足等問題，由中國互聯網金融協會指導發起，北京大學信息科學技術學院區塊鏈研究中心、博雅正鏈（北京）科技有限公司開發建設了“博雅醫鏈”戰“疫”醫療物資捐贈存證公益平臺。平臺免費為捐贈與受贈雙方提供物資確認、可信存證，信息查詢等服務，區塊鏈技術的分布式、防篡改、可溯源等特性提高了平臺捐贈信息的透明度與公信力，為社會各界提供了公開透明、可追溯、可反饋的監督途徑，這是用區塊鏈技術保證信任的又一力證。

文化領域。互聯網、大數據等科學技術的興起促進了文化產業的數字化進程。互聯網為文化和文藝作品提供了多樣化的推廣平臺，提升了作品的傳播速度，擴展了作品的影響范圍。但在數字文化產業迅猛發展的同時，一些平臺和人員在沒有經過授權的情況下肆意流轉非原創作品，這種侵權行為損害了原創作者的權利和相關利益，擾亂了文化產品發展傳播的網絡市場秩序。

專利版權確權在一定程度上保護了創作者的經濟利益和法律權益，具有重要的現實意義。在專利版權確認過程中，區塊鏈技術保障申請者和專利的具體信息在時間和內容上是加密且不可篡改的。具體表現：1）在專利確權過程中區塊鏈技術能夠為作者的相關工作留下合理、可靠、精確的證明，有效限制造假情況的發生;2）作品確權上鏈后，每次有效下載操作都將被記錄，保障創作者的合法收益，同時也可以為版權轉讓提供便利;3）利用區塊鏈技術來聲明所有權，針對任何數字形式類型的藝術作品，發行可編號的限量版作品。

區塊鏈技術在數字文化產品確權中的應用提高了認證的效率，降低了認證的成本，保障了原創作者及作品的合法利益，可擴展應用在專利、合約、遺囑、學歷證明等相關領域。類似地，可推廣至公民信息確認領域。可以建立公民信息數據庫，沿著生命成長歷程將公民的個人信息進行驗證上鏈，確認公民有關權益，在處理社會事件時將簡化政府工作流程，提高行政效率。區塊鏈信息數據庫可為個人信用系統提供充分而有力的史料支撐，有助于建成完整、合理、有序的信用體系。例如，農民工子女入學需要的一系列證明;國家各銀行對于公民的信用評估等。

電力（能源）領域。2019年12月7日，北京市人民政府和國務院發展研究中心主辦的“2019全球能源轉型高層論壇”在北京舉行，此次大會“區塊鏈技術在能源領域的應用”成為一大新話題、新亮點。通過區塊鏈技術，能源交易將向世界各地的所有消費者開放，以加密貨幣支付作為安全保障，而合同將僅僅是數字——智能合約。所有的交易都被數千個“證人”驗證，每筆交易都將以防篡改的方式被永久記錄。

以電力系統為例。在交易和供電模模式上：傳統的電力能源交易依賴第三方銀行機構，交易環節多、流程耗時長、效率低;電力系統供電時需從中心的發電廠輸送至個人用戶處，中間流程造成電力損耗，交易成本較大。在數據存儲方式上：電力系統的所以相關用戶信息和交易記錄采用中心化存儲方式，數據安全系數低;數據庫受到攻擊時，無法保障數據安全、交易安全和用戶隱私。

在區塊鏈模式下，電力生產者，售電部門和消費者三者之間的關系通過“智能合同”約束各方。“區塊鏈+電力”模式中，數據存儲方式是分布式管理用戶數據信息及相關交易記錄，安全共享數據。在交易和供電模式上電力系統各節點相互獨立且平等的，分別進行決策，點對點進行能源交易，減少電力損耗，降低資源成本和交易成本。所有交易公開，交易節點可以匿名，保證用戶隱私及交易安全。交易數據可溯源，增強了交易各方的相互信任，提升網絡安全，促使區塊鏈電力系統生態良性循環發展。

政府基本社會保障。政府部門在運行過程中會出現工作效率低下，不夠透明，滋生腐敗等現象。區塊鏈技術可以助力政府系統，抑制管理系統中的官僚作風，提高政務透明度及政府運行過程中的效率;確保數據真實性，推動政府數據開放;促進跨部門的數據交換和共享，推進政府治理、公共服務、社會治理、城市管理等領域的發展。

例如，在雄安新區，從建設的每一棟樓、種下的每一棵樹到每一位建設者的工資，都有區塊鏈的影子。區塊鏈技術讓勞務工人的勞務工資實現了透明撥付。截止至2019年10月，區塊鏈資金管理平臺累計為11萬人次建設者按時發放工資;推出首例“區塊鏈+訂單融資”產品，合作銀行成功授信400萬元;實現項目工程、租地補償一鍵撥付;上鏈企業約1700多家，管理資金近30億元。

社會愛心人士會自發組織募捐幫扶活動，以協同宏觀政策完善社會救助體系。但目前社會上一些求助信息真假難辨、善款流向不明、捐贈監管體制不夠完善，進展狀況信息披露不足、信任機制不可靠等現象也時有發生。愛心捐款遲遲無法作用至弱勢群體，一面是社會公眾慷慨解囊、守望相助獻出自己的愛心，一面是善款流程不清、去向不明。這些問題亟需解決，且問題解決速度將決定社會健康發展的程度。

區塊鏈技術“去中心化、可追溯、不可篡改”的特點，可以幫助大家建立信任機制。分布式賬戶技術保證信息安全可信，追溯過程確保愛心捐款精準到達受捐者手中，讓每一份捐贈真實、有據可查，保護隱私的同時增強了互聯網公益的可信度、真實度。

2016年7月31日，螞蟻金服首席技術官程立在2016互聯網金融外灘峰會上宣布，螞蟻金服嘗試將區塊鏈應用于公益場景，與中華社會救助基金會合作，在支付寶愛心捐贈平臺上線區塊鏈公益籌款項目“聽障兒童重獲新聲”，讓很多人第一次明白區塊鏈技術在公益場景中，能發揮何種作用。另外，一些國際援助基金會等慈善機構，現已采用了區塊鏈技術。安全的、透明的分布式賬戶技術，切實保證公益事業精準、透明、高效作用至需要人群。

交通領域。2019年3月，杭州地鐵聯合支付寶推出了基于區塊鏈技術的電子發票。乘坐杭州地鐵的顧客通過杭州地鐵App、支付寶即可一鍵完成掃碼、過閘支付、開票和報銷的全流程。整個流程實現無紙化、無人化，更為便捷、環保，減少了高峰期間乘客滯留車站、排隊領取發票，影響通行效率等情況。未來，“基于區塊鏈的電子發票系統”將會進一步研究應用于全國公交、出租車、機場大巴等各大交通網絡中，讓全國人民出行更綠色、更高效。

結語

技術限制。雖然區塊鏈技術正在快速發展，且在公共事業中應用潛力巨大，部分應用已比較成熟，但還有其他應用仍需進一步研發和推進。受時代發展制約和科技的限制，區塊鏈的發展仍有不足之處，如區塊技術不夠靈活、擴展性不足等。當下應著眼于解決阻礙區塊鏈發展的主要矛盾，尋求新的發展。如區塊鏈系統的加密算法是安全哈希算法，亟須結合現實情況整合當前零知識證明、全同態加密等前沿技術，落實更新符合現實情況的區塊鏈技術;區塊鏈本身的性能問題導致吞吐量和存儲帶寬的矛盾;比特幣區塊鏈網絡每秒3～7筆的處理能力無法滿足整個金融體系的支付結算需求，應當匹配與之相適應的硬件設施并研究其內在沖突，積極研究并尋找適用的解決方法等。

風險。區塊鏈技術的發展依然面臨著一些風險。“去中心化”的特點將會帶來一定的監管難題，如果全然沒有國家把控方向，一旦失去監管，別有用心之人便可趁虛而入。分布式賬本導致數據存儲量激增，也是一定程度上的信息冗余，造成嚴重的資源浪費。“信息不可篡改”，在原生數據出錯的情況下，由于其不可更改的特性，使得錯誤信息無法及時被修改。“信息公開通明”，區塊鏈技術的首要特征是不可逆轉，不可捏造，但條件是“私鑰安全”。在區塊鏈上，所有信息公開透明，每個節點都有一份完整的數據備份，但數據保密技術完全由私鑰決定，私鑰一旦泄露或者丟失，將會有不可預知的風險。故而我們在關注區塊鏈良好發展前景的同時，應注意其在發展過程中的不足及可能造成的風險。

宏觀建議。區塊鏈是一項具有戰略意義的新興前沿技術，我國應當把握時機，發揮優勢、適宜發展、加速發力，搶占技術制高點。我國擁有良好的社會市場秩序，社會與經濟發展環境穩定，能為區塊鏈技術的創新研發提供較好的開發環境;巨大的市場潛力也有利于形成規模效應，形成領先優勢。在充分發揮優勢之余，我國還應當首先建立健全區塊鏈技術研發與應用相關政策與法律體系，明確區塊鏈的技術范圍與可接受程度。其次，要培養區塊鏈專業人才，把握好技術與人的關系。要大力發展技術，更要匹配高水準的技術人才。最后，區塊鏈技術應用范圍很廣，存在與許多行業結合的可能性，但是由于區塊鏈的技術限制，我們應注重強化區塊鏈基礎理論研究，提升原始創新能力，努力走在區塊鏈領域的前沿。

在可編程數字化經濟崛起的時代，要激發區塊鏈技術的發展潛力，一方面應切實解決當前數據加密技術、存儲和吞吐量等技術問題，同時考慮制訂整套與之相適應的監管準則和技術標準。區塊鏈技術是一把雙刃劍，并非是處理問題的“萬能鑰匙”，帶來機遇的同時會伴隨一定的風險和挑戰，不能不顧實際情況生搬硬套。除了區塊鏈所依賴的技術，研究者更應該綜合關注區塊鏈以外的點和面，注重解決現下的技術難點，克服研究發展瓶頸，揚長避短、趨利避害，促進區塊鏈技術在全社會范圍內的可持續發展。

（本文系國家自科基金重點項目“基于網絡生態的智慧供應鏈金融模式研究”的成果，項目編號：71932002;北京工業大學經濟與管理學院博士研究生王歡對本文亦有貢獻）

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責 編/張 曉