區塊鏈技術與流通業融合發展的機制設計

許貴陽 副教授 依紹華 研究員

（中國社會科學院財經戰略研究院 北京 100836）

區塊鏈的發展歷史

（一）比特幣的出現

比特幣被視為目前區塊鏈技術最廣泛、最深刻、最重要的應用。比特幣最初是一種加密貨幣的形象展示在世人面前，其最初的用意是建立一套去中心化的、不受各類政府組織干預的貨幣體系。2008 年由美國次貸危機后，現代貨幣體系再次受到廣泛關注，傳統金融體系遭受嚴峻挑戰，這樣的背景被后人看作是比特幣及其背后思想產生的根源。比特幣雖然是目前最為成功的加密貨幣，但是包括中本聰在內的眾多密碼學家和經濟學家們基于密碼學，對加密貨幣的嘗試和討論卻開始于20 世紀70 年代，比特幣的出現代表了區塊鏈的技術演進歷程。

（二）區塊鏈技術的演化

區塊鏈技術的雛形最早始于二十世紀70 年代中期的非對稱加密技術，1976 年，威特菲爾德·迪菲（Whitfield Diffie）與馬蒂·赫爾曼（Marty Hellman）共同發明了非對稱加密技術，這個被稱作公私鑰加密（PPKC）體系的非對稱加密技術成為了商業應用的重要技術基礎。截止至今，非對稱加密技術已經成為區塊鏈技術的底層核心構成要件。1977 年RSA 算法由羅納德·李維斯特（Ron Rivest）等三位學者共同提出并得到廣泛應用。1982 年，戴維·喬姆（David Chaum）最早提出把加密技術用在數字現金上，他設計并提出了具有私密性的密碼學網絡支付系統，這可以被看作是區塊鏈在價值傳輸方面的首次嘗試，也是區塊鏈的技術雛形。戴維·喬姆認為，在現實生活中的現金交易十分容易，但在數字世界里，情況開始復雜起來，因為代表價值傳輸的是數字文件，而基于電子文件的基本特性，該數字文件可以被無數次完美的無損復制和傳播，這與價值傳輸的唯一性產生了矛盾，即同樣一個代表一定價值的數字文件可以同時發送給第二人、第三人，直至無數人，這就出現了區塊鏈技術演進中需克服的第一個重大技術問題，即如何解決雙重支付（Double Spending）的問題。戴維·喬姆創造性的采用密碼學上的盲簽（Blind Signature）方案完美地解決了雙重支付問題，這個思路是近現代史上第一個真正意義上的電子貨幣方案，但該方案并未大規模的商業化實踐，其主要原因在于它必須有一個所有參與者都信任的中心化服務器來進行對這些數字文件的驗證。1983 年理查德·斯托曼發起了GNU 項目，其圍繞這個項目建立了自由軟件基金會。1991 年，斯圖爾特·哈珀與W·斯科特·斯托爾內塔提出了將數據庫加入時間戳的設想，而這樣的設計思路此后被應用至區塊鏈系統。這是區塊鏈發展歷程中時間戳概念的首次出現。直至今日，雖然區塊鏈技術仍在不斷演化，但是可以預見，時間戳的要素不僅是當前區塊鏈技術中不可或缺的關鍵，而且還將長期的成為關鍵因素之一。1997 年，基于前人研究成果基礎上的區塊鏈技術已經有了較為豐富的發展，最有代表的學者與成果包括戴維與B 幣（B-Money）、亞當·巴克與哈希現金（HashCash）、尼克·薩博與比特黃金（bit gold）、哈爾·芬尼與工作量證明（POW）等，這些成果的誕生也成為了現如今區塊鏈技術體系的重要構成部分。2008 年，中本聰首次提出比特幣的出現是參考借鑒了眾多前人的研究成果，其中就包括亞當·巴克的哈希現金和華裔密碼學家戴維的B 幣。知名計算機科學家尼克·薩博提出了比特黃金的方案，該方案已經成為現在區塊鏈技術系統2.0 階段中的智能合約（smart contract）前身，其指出智能合約是區塊鏈處理交易的核心方式，區塊鏈應用的實質可被看成一個個智能合約的組合。著名密碼學家哈爾·芬尼的工作量證明機制也是區塊鏈技術體系里的重要構成要件，他在2004 年設計并公布了一種電子貨幣，該種電子貨幣采用了工作量證明機制（POW）。

上述學者研究角度不同，具體設想也不盡相同，但他們的共同努力指向了同一個事實，即讓計算機進行計算從而“創造”電子現金。基于工作量證明和全網絡“挖礦”的設計邏輯，去中心化的核心特征成為區塊鏈技術體系的首要特點，直至今日去中心化網絡和分布式賬本成為了區塊鏈技術體系的核心要件。

區塊鏈的技術原理

區塊鏈是一種點對點的網絡系統，其是一種包括密碼學、博弈論、共識機制等多種技術在內的系統性集成創新。區塊鏈技術提供了一種在非信任網絡中進行信息與價值傳遞和交換的可靠通道。作為區塊鏈技術的具體應用，比特幣的出現完整地體現了區塊鏈技術的技術原理，在某種程度上，想要認識區塊鏈的技術原理首先要厘清比特幣的技術原理。從整體上來看，區塊鏈的技術原理可以分為三層，具體如圖1 所示。這三層分為應用層、應用協議層和通用協議層。第一層為區塊鏈系統的應用層，即代表比特幣這種電子現金；第二層應用協議層指的是比特幣協議（bitcoin protocol），其主要功能是發行比特幣和處理點對點之間的比特幣轉移；第三層是通用協議層，即為比特幣區塊鏈（bitcoin blockchain），即指的是以去中心化和分布式為主要特點的區塊鏈網絡。從演化過程來看，區塊鏈技術體系歷經了三次演化，其呈現了非常鮮明的特點，第一個階段是以比特幣為代表的各類數字貨幣的出現和廣泛應用，第二個階段是以區塊鏈智能合約為代表的區塊鏈技術的完善和發展，第三個階段是區塊鏈在各行業的推廣和落地。比特幣協議層主要指的是實現去中心化的點對點電子現金的發行和轉賬功能，類比現實貨幣系統，可以說，這一層的角色相當于中央銀行（發行貨幣）與銀行（處理轉賬）等金融機構。

在區塊鏈技術系統三個層次中，比特幣協議是關鍵一層，它又被進一步細分為五個方面，它對應的是比特幣協議和比特幣區塊鏈兩個部分。在這個五層架構中，比特幣協議層又被細分為激勵層、共識層和應用層。在設計比特幣系統時，中本聰創造性地引入了激勵機制，其采用工作量證明（proof-of-work，POW）共識機制，讓全網計算機節點在計算競爭中完成貨幣的發行和記賬功能，這也完成了區塊鏈賬本和去中心網絡的運行和維護，從而形成了一個完整的循環。這一過程具體表現為：礦機挖礦（算力競爭）通過完成去中心化記賬（運轉系統）獲得一定數量比特幣的經濟激勵（經濟獎勵）。比特幣技術體系中的工作量證明共識機制是關鍵一環，其連接了上層應用與下層技術。在其上的層次為電子現金的發行、轉賬、防偽，在其下的層次和去中心網絡的節點達成一致，以更新分布式賬本。

從整體上來看，區塊鏈的技術原理可以描述為：區塊鏈是一個公開開放的分布式虛擬賬本，并且區塊鏈中每一個節點平等，整個網絡無中央管理者，任一用戶可以通過共識機制為下一個節點上傳數據信息。區塊鏈的最大特點是全網平等公開的去中心化參與，一旦鏈接成功，數據難以篡改且所有節點的數據保持一致。對于用戶來說，區塊鏈的技術要求比較低。區塊鏈最核心的是權屬，權屬包括權益和責任，區塊鏈中的權屬關系是通過密碼來實現，只要保護好密碼，就可以參與到區塊鏈行業或產品的使用中。作為包括分布式存儲技術、共識機制和加密算法等眾多技術打包的綜合體，區塊鏈技術在流通業必然有著廣泛地應用前景。

圖1 區塊鏈系統的三個層次

區塊鏈技術與流通業融合發展的機制設計

（一）政府推動機制

2019 年10 月24 日中共中央政治局的第十八次集體學習，在區塊鏈發展史上具有重要的里程碑意義。此次集體學習不僅代表我國在區塊鏈技術的應用領域走在了世界前列，同時也為區塊鏈全行業的規范發展和實踐應用創造了良好的政策氛圍。這次集體學習不僅為區塊鏈產業的生態發展指明了方向，更將有力的推動了全社會對區塊鏈的廣泛應用和全民共識的形成。由此，我國區塊鏈產業將會進入新的發展階段，人才集聚效應將會顯現，業態發展將會更加成熟，產業亂象將會得到有效遏制，區塊鏈與實體經濟的融合發展將會進入嶄新的歷史時期。

區塊鏈不僅僅是一項技術，其在個人層面是一種思維方式，在企業和組織層面是一種商業模式和全新的資源配置形態，在國家和政府層面是一種全方位的變革。區塊鏈技術的根本用途將是通過區塊鏈技術與實體經濟進行深度融合，從而通過積極推動行業實踐落地和應用場景的實施和豐富，進而助力產業轉型升級和效率提升。在區塊鏈技術的具體應用中，我國已走在了世界前列，區塊鏈電子發票已經上線運行，并且取得了很好的效果，其顯著降低了參與企業的運行成本和涉稅風險。除此之外，區塊鏈技術的應用已經逐漸拓展至傳統金融、供應鏈金融、政務信息和民生服務等多個領域，通過發揮其分布式數據、迅速校驗、不可篡改等技術特點，能夠顯著幫助企業和各類組織優化業務流程、降低交易成本、提升協同效率，從而推動我國數字經濟發展進入新的階段。

區塊鏈技術與現代流通業融合發展的政府推動機制主要表現在三個方面：第一，政策助力區塊鏈產業發展。我國對區塊鏈技術的探索表示支持態度，國家和各省區相繼出臺了多項支持和推進區塊鏈產業發展的政策，區塊鏈技術作為一項重點的前沿基礎性技術，已經獲得了各級政府和全社會的一致認可。很多城市為了吸引區塊鏈企業落戶當地產業園區，甚至專門針對區塊鏈初創企業落戶、企業稅收減免、高層次專業人才落戶、購房補貼以及生活補助出臺了相應的扶持政策；第二，區塊鏈相關企業數量快速增加、規模不斷成熟。在過去的十年間，全國范圍內區塊鏈相關的企業數量增長迅速，其數量從不足20 家增加至數千家；第三，各地爭相布局區塊鏈產業園。近年來，隨著園區經濟的崛起，各地都在或已經進行區塊鏈相關的產業園區規劃和建設。國內數十家區塊鏈產業園區中，規模在3 萬平方米以下園區數量最多，占比達到53%。其中1 萬平方米以下規模的園區占比為21%，1～3 平方米規模的園區占比為32%，規模在6 萬平方米以上的園區占比為26%。從投資規模來看，投資規模在1 億元以下的區塊鏈產業園區數量最多，占比達46%，投資規模在1～10 億元區間的產業園區占比為36%，投資規模超過10 億元以上的園區數量最少，其占比僅為18%。

綜上所述，中央和各級政府針對區塊鏈技術和現代流通業融合發展正在或即將出臺一系列政策措施，同時也對現代流通業的構建和區塊鏈的技術應用標準指出了明確方向，這些都為兩者融合提供了重要保證。

圖2 區塊鏈技術演進路線

（二）技術支撐機制

在區塊鏈技術與流通業融合發展的過程中，技術支撐機制尤為重要。區塊鏈技術特有的去中心化網絡、分布式記賬和不可篡改等特點，其能夠極好的與我國現代流通業發展進行貼合，但是兩者融合過程中仍然存在一些問題需要解決。

首要問題是區塊鏈技術系統的演化路線問題。區塊鏈的底層技術可以看作是伴隨比特幣的出現而出現的，在過去的十多年里，區塊鏈技術系統的底層技術沒有發生重要變化，但隨著區塊鏈技術的普及和區塊鏈技術的實踐落地，其不斷出現了新的問題，區塊鏈技術在底層技術之上的延伸和演化變得十分必要和緊迫。從技術角度來說，區塊鏈技術系統在原理上大致由兩部分組成，即代碼和區塊，其中代碼是編程問題，區塊則是數據的代表。區塊鏈技術系統的演化主要是由代碼完善實現的，那么在區塊鏈技術系統底層代碼發生變更之后，有兩種情況，即區塊運行基本規范不變和變化。如果區塊運行基本規范發生變化，其對應兩種情況，即舊版本的代碼可以識別和不能識別，也就是能夠向下兼容以及向上兼容的問題。同時，每次代碼變動都有出現三種情況，即區塊規范無變化、區塊規范變化向下兼容、區塊規范變化向上兼容，具體如圖2 所示。第一種情況，即沒有分叉，第二種情況，為軟分叉，而第三種情況，為硬分叉。硬分叉的向上兼容，也就是新老版本不兼容，新增加的區塊規范不能被老版本所識別，因此新老版本可以分別出塊，形成兩條獨立鏈條。

從技術本身來說，區塊鏈技術系統的擴展和演化是由底層代碼的變化來實現的，而底層代碼的任何變動是由去中心化的網絡節點共同維護的，任何代碼的變動，定會經過詳細的實現討論、測試、論證以及很多技術專家的審查。代碼本身是可靠的，不存在代碼技術層面和工程管理上的問題。區塊鏈3.0 的時代已經到來，隨著區塊鏈技術的不斷應用，對底層代碼技術的革新需求必將更加迫切，此時要提高作為底層平臺的區塊鏈技術的包容性能和并行處理能力，從而真正達到大用戶量的商用級別水準，這能夠提升區塊鏈的網絡處理能力，以應對大規模的交易。同時，從提升用戶體驗的角度出發，也需要通過底層代碼的優化和更新來提高區塊鏈的運算和確認的速度。

綜上所述，以“互聯網+”和區塊鏈的底層技術構建現代流通業將是通過區塊鏈技術系統為現代流通業賦能的根本保證。“互聯網+”和區塊鏈技術的逐步應用，突破了流通業傳統產業鏈條內部的技術邊界，促進了產業融合和業態創新，通過開放式的技術信息平臺，有效地解決了傳統流通業發展中的各種頑疾。

（三）風險分擔機制

在區塊鏈技術體系與現代流通業融合發展的過程中，為了達到區塊鏈技術更好地為流通業賦能的效果，應該考慮從頂層設計上建立科學高效的風險分擔機制。科學高效的風險分擔機制將為現代流通業中區塊鏈技術系統的落地應用提供有力保障，其風險分擔機制包括：第一，在區塊鏈技術落地應用于現代流通業時，需要流通產業鏈上下游各利益主體將物流、信息流、資金流和訂單流等運營和交易數據以某種方式上鏈，在此過程中，可以采用試點方式來推進，達到以點帶面、允許試錯的穩步推進效果。具體來說，將現代流通業鏈條中信息化程度較高、可以多方驗證、對全局聯動作用較小的某些環節和流程首先上鏈，在落地應用過程中檢測漏洞和形成經驗，而后再逐步推廣，最終達到控制風險的效果；第二，基于區塊鏈技術系統的獨有特性，在現代流通業區塊鏈實踐的過程中，應該由政府或行業相關部門制定相關的規章條例，適當控制和避免在初期出現的節點算法集中的情況出現，去中心化網絡和分布式賬本的特點應該在全網節點上鏈之前的不穩定期得到維護和保證，以真正地去中心化網絡切實保證上鏈數據的不可篡改。這是區塊鏈技術系統在流通業應用落地前期需要主要防范的問題之一；第三，在區塊鏈應用于現代流通業時，應盡快推動流通業區塊鏈技術落地的標準和應用界限，并注意區塊鏈技術在流通業和金融業等其他行業之間的應用界限。從技術本身來說，區塊鏈技術無論應用于流通業還是金融業，其在底層技術、節點環境和上鏈數據等方面都是相同的。雖然技術是相同的，技術實現的過程也是真實的，但是上鏈數據自身的真實性和由區塊鏈技術形成的判斷結果仍然可能會存在風險，這個風險應該在區塊鏈技術的應用初期給予限定在行業范圍內，謹防跨界跨行業傳播。同時，不同地域和不同行業地位的流通業各利益主體之間應該在技術研發、技術應用和數據維護等多個方面與其他地區和其他生態圈內企業建立幫扶和指導關系，從而確保在區塊鏈技術系統框架下多方互動、共同發展、實現共贏，營造各類市場主體的共同參與的良好局面。