區塊鏈技術、發展及其前景探究

張艷軍

[摘 要]比特幣創始人中本聰因非主權貨幣和競爭發行貨幣的理念催生了比特幣，而區塊鏈誕生于比特幣的思想。最近兩年，由于其根植于信息時代并體現出解決現實問題的可行性、便利性和高效性，區塊鏈技術正在被世界各國加大研究投入并推出了很多實際的應用場景，如游戲、物聯網、供應鏈、審計、政府治理、征信管理、分享經濟、版權等，體現出公有鏈、私有鏈以及聯盟鏈三種形式。要正確認識區塊鏈技術及其開發應用過程中的一些問題，積極研究、開發并完善區塊鏈適用的領域，及早開始底層技術研究，努力開創區塊鏈美好的明天。

[關鍵詞]比特幣;區塊鏈;哈希值;以太坊;應用場景

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2020.23.166

1 區塊鏈起源

區塊鏈是“區塊”和“鏈”的結合，該概念的提出起源于一個叫中本聰的筆名及其提出的比特幣概念。

1.1 中本聰其人

中本聰自稱日裔美國人，但真實身份未知。2008年中本聰在P2P foundation網站上發表了一篇名為《比特幣：一種點對點式的電子現金系統》的論文。2009年，中本聰發布了首個比特幣軟件，并正式啟動了比特幣金融系統。2010年，中本聰逐漸淡出比特幣金融系統并將項目移交給比特幣社區的其他成員。目前，美國承認比特幣并已經批準設立比特幣期貨交易。

1.2 比特幣

世界各國都有各自的貨幣作為主權國存在的體現，1976年著名經濟學家哈耶克出版了《貨幣的非國家化》一書，提出了非主權貨幣和競爭發行貨幣的理念。中本聰借助非主權貨幣的理念和信息技術、數學科學等構建了一種全球自由流動、不受政府監管和控制的數字加密貨幣，這就是比特幣。比特幣的設立目標是打通全球貨幣支付體系，世界各國可以通過比特幣進行支付交易，給貿易全球化帶來了效率和便捷。如中本聰的論文題目一樣，比特幣是一種點對點的電子現金系統，其解決了如下的問題。

1.2.1 貨幣的發行

比特幣是一種新型貨幣，對世界金融系統起到很好的補充作用，未來是否成為全球化的通用貨幣還看世界經濟、信息技術的發展而定，以及世界各國政府對經濟全球化及比特幣的所持態度。

1.2.2 去中心化點對點快速交易

無須第三方公正的交易，提高了支付效率。

1.2.3 風險極低的全球支付的不可逆可信系統

非匿名真實記錄每一筆對大眾公開透明的不可更改的交易，以此提供交易擔保，且擔保手續費極低甚至為零。

總之，比特幣的本質就是數字貨幣，是一種試圖等價于黃金硬通貨的數字硬通貨幣。伴隨著信息技術發展，各國對比特幣態度的漸顯重視，比特幣如果在世界上取得共識，就會被逐步推廣應用。

1.3 比特幣的基本技術理念與比特幣網絡

比特幣基本技術理念包括密碼學匿名現金系統Ecash、哈希現金（Hashcash）、工作量證明系統（POW）、數學文件安全協議、點對點交易和交易記錄不可更改、可追蹤交易等。比特幣網絡是為支持比特幣在世界發行及流通的點對點電子金融交易系統，使得在線支付直接由一方發起并支付給另一方而不需要通過傳統金融機構。比特幣采用了基于國際互聯網的P2P網絡架構。比特幣P2P網絡中的各個節點相互對等，根據所提供的功能不同，各節點可能具有不同的分工。每個比特幣節點都是路由、區塊鏈數據庫、挖礦、錢包服務等功能的某種集合。

1.4 區塊鏈及其技術

在中本聰的原始論文中，記錄交易的“區塊”和“鏈”這兩個字是被分開使用的，2009年1月3日第一個序號為0的創世區塊誕生。2009年1月9日出現序號為1的區塊，并與序號為0的創世區塊相連接形成了鏈，標志著區塊鏈的誕生。在“區塊”和“鏈”被廣泛使用時被合稱為“區塊-鏈”，到2016年才被變成一個詞——“區塊鏈”。區塊鏈技術就是起源于比特幣誕生的底層技術。

比特幣本身對數字貨幣來說有其深刻的意義，但幾乎所有人只把比特幣看作是具備很強金融屬性的數字黃金。世界各國對比特幣的態度起起落落，目前也尚未達到深刻共識的程度。但起源于比特幣底層技術的區塊鏈技術日益受到世界各國重視。區塊是一個一個的存儲單元，記錄了一定時間內各個區塊節點全部的交流信息。各個區塊之間通過隨機散列實現鏈接，后一個區塊包含前一個區塊的哈希函數值，隨著信息交流的擴大，一個區塊與一個區塊相繼接續，形成的結果就叫區塊鏈。

比特幣技術解決了點對點信息傳遞的可靠新、真實性、安全性及不可逆性、無須第三方參與等問題，基于比特幣技術的思想而延伸拓展的區塊鏈技術得到了蓬勃發展，應用場景也逐步拓展到現實生活中的各個領域。所以，有人稱為比特幣網絡是區塊鏈1.0版本，隨著比特幣網絡思想的發展而形成的區塊鏈網絡還有區塊鏈2.0版本（如以太坊）、3.0版本（如GGC全球游戲網）等。比特幣不完全等同于區塊鏈，比特幣局限于金融領域，而區塊鏈雖起源于比特幣但卻拓展了很多應用領域。新的技術總是伴隨著爭論并在爭論中發展，類似普及應用前的二維碼技術說明，實踐才是檢驗真理的唯一標準。

2 以太坊區塊鏈平臺應用案例

以太坊與比特幣類似，也是運行在計算機網絡中的一個軟件，但以太坊是一個區塊鏈的平臺系統，類似手機的安卓或ISO系統可以在該平臺上開發各種應用App，或者類似桌面窗口操作系統可以在該平臺上開發如Office等各類應用程序。以太坊創設有以太幣，但只在以太坊平臺交易或支付，而比特幣可以在現實生活中用來購買商品或服務。以太坊的設立思想源自于比特幣卻超越了比特幣明顯的金融屬性。

2.1 以太坊的由來

以太坊是1994年出生于加拿大籍俄羅斯黑客維塔利克·布林特創造的區塊鏈基礎設施，將智能合約引入區塊鏈在貨幣領域以外的應用，從而開啟了區塊鏈的2.0時代。比特幣就金融屬性來說是很完美的，但不足之處也是比特幣創立時就已經決定了的，如用戶無法定義另外的符號（比如公司股票等），實現不了除金融屬性以外的更高級應用，而以太坊能解決比特幣擴展性不足的問題。

以太坊對區塊鏈技術的重要貢獻是智能合約。作為一個公共區塊鏈平臺，用戶可利用平臺工具再開發各種去中心化的應用（即智能合約）進行各種交易，且沒有欺詐、審查或第三方監管。智能合約的可塑性和通用性很高，能提供的業務多種多樣，如儲蓄賬戶、用戶自定義的子貨幣等。以太坊最終目的是希望能將傳統的經濟來往、文化生活和社交都去中心化。

2.2 以太坊的功能

以太坊功能主要包括：①提供開發各種應用的平臺工具;②支持點對點的支付方式;③提供以太幣以募集或交易或以其他代幣進行置換;④二級市場的投機交易等。

2.3 以太坊的實際應用

以太坊目前有200多個應用在平臺上運行。下面是以太坊的一些應用場景。

（1）波蘭銀行巨頭Alior使用以太坊區塊鏈認證客戶的文件。當Alior的客戶收到一份文件時，可以通過鏈接到該文件在公共區塊鏈上的位置來驗證其真實性。即客戶可以驗證所涉及的文件實際上是銀行以確切的措辭發出的。Alior區塊鏈主管說：“我們可以清楚地知道帶有給定哈希值的文檔是在哪個以太坊區塊發布的，如果我們知道區塊號碼，我們還知道時間戳，我們知道該文檔是在一段時間前發布的，在這段時間內沒有被修改，我們可以證實它沒有在我們的服務器上被替換。”

（2）蘇格蘭皇家銀行的結算交易機制。該銀行用以太坊的分布式記賬和智能合約平臺創立結算交易機制，用于全國的支付系統。文檔驗證到點對點服務正在被越來越多的銀行使用。

（3）摩根大通計劃用以太坊上創建一個私人區塊鏈用于洗亂派生性金融產品及交易記錄以保護交易者的隱私，尋求在保護隱私與信息公開之間求得平衡。

3 區塊鏈分類與應用方向

根據用戶需求及不同的場景應用，區塊鏈可以分為公有鏈（Public Blockchain）、私有鏈（Private Blockchain）以及聯盟鏈（Consortium Blockchain）三大類，三者之間的區別在讀寫權限與去中心化的程度。

3.1 公有鏈

公有鏈的核心就是“公有”，是指全世界任何人均可在公有鏈上進行數據讀取、交易或競爭新區塊的記賬權等。公有鏈的節點運行在互聯網上， 公有鏈上的各個節點可以自由加入和退出網絡，網絡中不存在任何中心化的服務端節點。公有鏈由于其公共開放的特性，任何人均可訪問同時無法進行篡改等，所以吞吐量較低（TPS），交易過程較為緩慢，很難適用到目前的商業場景中。公有鏈去中心化的程度最高，比特幣、以太坊采取的都是公有鏈。

3.2 私有鏈

私有區塊鏈的核心是“私有”， 用戶必須取得許可權限才能在私有鏈上進行數據讀取、交易等操作。可以將私有鏈理解為一個弱中心化或者多中心化的系統。與公有鏈相比，由于參與節點有嚴格限制且數量少，私有鏈達成共識的時間相對較短、交易速度更快、效率更高、成本更低。螞蟻金服是私有鏈的應用典型代表。

3.3 聯盟鏈

聯盟鏈，是指有若干組織或機構共同參與管理的區塊鏈，每個組織或機構控制一個或多個節點，共同記錄交易數據且只有這些組織和機構能夠對聯盟鏈中的數據進行讀寫和發送交易。聯盟鏈一般是半公開的，只有預先指定的幾個節點才能獲取到記賬權，其他加入的節點僅有交易權利。聯盟鏈其實也屬于廣義私有鏈的范疇，也具有相對成本較低、效率較高的特征。微眾銀行是聯盟鏈的代表之一。

根據不同的應用場景，綜合考慮速度及效率、去中心化與安全性問題，合理選擇公有鏈、私有鏈或聯盟鏈的區塊鏈技術才是正確之道。

4 方興未艾的區塊鏈技術落地應用

基于P2P網絡、良好傳播機制和驗證機制區塊鏈技術日益受到世界各國、各行業的重視。目前，區塊鏈技術正在快速探索的領域除金融和游戲外，還包括物聯網、供應鏈、審計、政府治理、征信管理、分享經濟、版權等方面，平臺的搭建有日益增多的趨勢。

凡是有復雜供應鏈的企業，都開始展現出對于區塊鏈技術的濃厚興趣。例如沃爾瑪積極推動區塊鏈供應鏈解決方案，借此對食品和藥品進行跟蹤;星巴克利用區塊鏈供應鏈確保咖啡豆供應的合法來源;百威母公司利用區塊鏈加強其供應鏈最后一公里——農民的管理。

在科技行業，無論是BAT、迅雷、京東，還是IBM、微軟、Facebook都已經進軍區塊鏈行業。如基于螞蟻區塊鏈，浙江十幾家醫院做到了票據的流轉，對用戶而言，去醫院看病，病歷在醫院內部甚至跨醫院之間都是電子的，費用查詢及報銷事務等便利快捷。全國三家互聯網法院（杭州、北京、廣州）建立了基于區塊鏈的司法存證鏈，把很多證據，特別跟版權相關的證據存到鏈上去，法院能夠基于區塊鏈的證據迅速做出判決。區塊鏈在云計算、醫療健康與慈善事業等領域也逐見落地應用。

可以說，各行各業都在探索區塊鏈應用場景的可行性，加速思考和擁抱區塊鏈技術，以解決現實運作過程中產生的問題。區塊鏈正從數字貨幣的底層技術，延伸到未來社會中可能無處不在的“信任機器”。脫胎于比特幣的區塊鏈技術，憑借公開、透明、不可篡改性的屬性，一定會方興未艾。

5 區塊鏈技術及其開發應用上的一些認識問題

5.1 比特幣的投機交易問題

比特幣投機交易類似商品本身與商品期貨，比如白糖本身是日常消費品，但白糖期貨卻是另外一回事。參與白糖期貨交易的散戶或許90%血本無歸，但期貨投機交易的問題不能視為比特幣本身的問題。比特幣設計的出發點是很好的，但比特幣期貨則是另外一回事，投機交易很多時候反映的是人性及博弈問題，不能因為比特幣期貨交易帶來的巨大風險就否定比特幣的思想，進而否定起源于比特幣思想的區塊鏈技術。

5.2 比特幣與世界貿易的愿景

比特幣被限制在金融領域的作為漸見影響，比特幣金融要取得很大的發展，與世界各國對經濟全球化及比特幣的認識及態度有很大關系。如果經濟全球化得到繼續發展，世界各國認可并力推比特幣，則比特幣可以得到更大的發展;如果世界各國不能正確理解比特幣，比特幣發展則步履艱難。但是，新興技術都是在爭論中發展的，源自比特幣思想的區塊鏈技術也一定擁有很好的未來，并對世界貿易產生巨大影響。

5.3 比特幣與區塊鏈的區別與傳承

比特幣在金融領域是取得成效的，比特幣概念也誕生于金融領域，而誕生比特幣思想的區塊鏈也正在其他領域得到應用和發展，將區塊鏈與比特幣嚴格割裂開來的認識是錯誤的。事實上，科學發展的基本道理告訴我們，技術的發展是在繼承中發揚光大的。區塊鏈起源于比特幣，但又不能等同于比特幣看待，少點爭論，注重開發利用，為社會創造實實在在的便利和效率是區塊鏈技術得到發展的根本出發點。認為區塊鏈本身就是金融的思想會對區塊鏈技術在其他領域的開發應用帶來困惑。

5.4 比特幣與區塊鏈技術的教育

好產品需要大眾參與才有未來，這需要區塊鏈技術表現出在實際運用中的魅力，才能被大眾及企業所接受。人們缺乏對區塊鏈技術的正確理解，不清楚區塊鏈如何起作用，或者簡單認為區塊鏈是解決一切問題的妙方，而認識的另一極端就是區塊鏈技術所做的東西就是一騙局，這些都是不正確的，需要進一步深化與引導比特幣與區塊鏈技術的大眾教育。

5.5 區塊鏈技術研究的宏觀方向

區塊鏈的應用不能只看帶著新技術噱頭的各種開發，要看開發應用帶來的效果、成本與產出及是否能解決實際問題。區塊鏈不能走向歧路，變成某種集資工具，進而對人民的生活和工作帶來困擾。區塊鏈技術的愿景是美好的，很多細節需要在實施中逐步完善，未來或許還會涌現新的思路和設想方案，應該持開放的態度，參與區塊鏈建設并持續努力開創區塊鏈美好的明天。

對于我國來說，要積極研究、開發、完善區塊鏈適于應用的領域，同時筆者的研究也不能偏重于應用層面，一定要研究底層開發技術，及早開始基礎研究，以防西方的技術封鎖，預防未來一旦起爭端，類似中興和華為的事件再次上演。

參考文獻：

[1]唐塔普斯科特，亞力克斯·塔普斯科特.區塊鏈革命：比特幣底層技術如何改變貨幣、商業和世界[M].北京：中信出版社，2016.

[2]張健.區塊鏈：定義未來金融與經濟新格局[M].北京：機械工業出版社，2016.