區塊鏈技術應用研究及未來發展趨勢展望

伍賽特

（上海汽車集團股份有限公司，上海 200438）

區塊鏈（Blockchain）一詞由兩個詞根組成：一是“區塊”（Block），二是“鏈”（chain），這兩個詞根從數據的形態上對區塊鏈技術進行了表述。以賬本方式來比喻，全民參與記賬的方式（區塊鏈技術）把賬本（區塊鏈數據庫）中需要存儲的賬（數據）分成了不同的賬頁（區塊），每個賬頁之間通過特定的信息按時間順序首尾相連，呈現一個完整的賬鏈條、一套完整的賬數據。

1 區塊鏈概述

1.1 區塊

一張賬頁（區塊）可分為兩大部分：賬頁頭（區塊頭）和賬頁體（區塊體）。賬頁頭（區塊頭）里面存儲著上一張賬頁（區塊）的唯一標識（時間戳+哈希值），本賬頁體（區塊體）的唯一標識（時間戳+哈希值）等。賬頁體（區塊體）存儲著本賬頁（區塊）的交易詳情[1-2]、數據記錄。

1.2 鏈

區塊和區塊之間的鏈接方式主要如下。賬本（區塊鏈）由多個相連的賬頁（區塊）構成，第一頁被最早構建的賬頁（區塊）稱為創世塊，擁有一個唯一的賬頁面的序號（時間戳+哈希值）。

第一頁就像生活中的賬本扉頁背面，只有一個面、一頁序號。除創世區塊外，每賬后續建立的賬頁（區塊）都包含兩個頁面的序號（兩個時間戳+哈希值），一個是前序賬頁（區塊）的序號（時間戳+哈希值），承接前序賬頁（區塊）[3-4]，另一個是該賬頁（區塊）自身的序號（時間戳+哈希值），通過各個賬頁序號（時間戳+哈希值）間的前后指向順序，所有賬頁（區塊）按序相連，構成了整個賬本（區塊鏈）。

1.3 確保賬本（區塊鏈）的連續性、完整性和嚴謹性、防篡改性

為實現該目的，可使每一張賬頁（區塊）上記錄的交易是上一張賬頁（區塊）形成之后、該賬頁（區塊）被創建前發生的所有交易詳情（價值交換活動）。由此，保證了賬本（區塊鏈）的連續性、完整性。

2 區塊鏈在物聯網中的應用

通過運用區塊鏈技術，物聯網可以在物聯網中的設備之間實現安全、可靠的通信方式。區塊鏈在這個模型中，會完成對金融交易消息交換的處理。通過利用智能合約，以及模擬雙方之間的協議，實現設備的消息交換。比如，可讓遠處的傳感器與灌溉系統直接通信，從而能夠根據作物上檢測到的條件控制好水的流動，通過在物聯網設備商部署區塊鏈技術，同時也可以在設備之間快速、有效地建立互信和交易網絡，推動物聯網設備之間進行對等的信息交換或交易。

去中心化的數據信息流動，能將相關信息快速、準確地進行關聯，將碎片化的信息重整合為系統化的信息，從而更準確地反映客觀環境的運行狀態[5]，推動業務和應用的創新，為物聯網發展開辟更加廣闊的新空間。

盡管區塊鏈和物聯網的融合前景廣闊，但也不能忽視當前正處于區塊鏈發展的初期階段，二者融合的過程中還存在一些需要克服的障礙。比如，共識模型、驗證交易的計算成本與能耗等。但隨著區塊鏈和物聯網的不斷發展，這些障礙終將被一一克服，因此有著更廣闊的應用前景。

3 區塊鏈與大數據的融合

信息技術的飛速發展，讓現實世界以閃電般的速度被數據化；地圖軟件將整個地球表面的地理信息變成數據呈現在人們眼前；社交媒體記錄著數億人每天的生活和社交軌跡；健康管理APP將人們的心跳、睡眠等各種生理數據記錄下來。

大數據時代，數據開放、共享和流通是數據資源價值發揮的關鍵。但是，由于互聯網上缺乏數據源追溯、個人隱私保護和數據確權等機制[6]，給數據價值發掘帶來了巨大挑戰，而區塊鏈的出現，將給大數據時代的數據開放、共享交易和流通等帶來關鍵支撐，具體在以下幾方面得以體現。

3.1 打破數據孤島

建立數據間信任和合作關系，大數據需要不斷收集巨量數據，但當前各種數據被不同平臺擁有，屬于信用孤島。比如，一個人的數據信息，被其使用的多個社交化軟件僅各擁有一部分，而非全部。要想打通數據間的連接、實現數據間的共享，有著較高難度。區塊鏈的去中心化、數據不可篡改、永久可追溯的特性，可以經由全網的分布記賬、自由公證，構建出針對數據的“信任機制”，形成共識數據庫，從而打破數據孤島，強而有力地支持各行各業對數據的共享及對數據價值的發掘。

3.2 保證數據正確性

區塊鏈上所有數據的采集、交易、流通的每一步運行軌跡都有存儲，為數據分析結果的正確性和數據挖掘的效果提供了保障。

3.3 保護用戶隱私、維護數據安全

大數據時代，用戶數據極易泄露是一大難題。區塊鏈上，所有節點平等，用戶通過智能合約，可以對數據使用范圍進行精細化授權，同時可選擇數據公開、身份匿名形式，從而保護了用戶隱私、維護了數據安全。

3.4 數據可隨時追溯

區塊鏈的數據一經存檔，很難篡改。因此，可以對大數據通過哈希算法進行處理，并加以時間戳。日后當需要驗證原始數據的真實性時，只需對相應數據作同樣的處理，就可根據所得出的相同答案，確定數據未被篡改。這樣，每當有新數據，都無須重復處理歷史數據，只需要處理新增數據，由此可以顯著降低大數據分析的工作量，提升其工作效率。

3.5 基于區塊鏈的大數據交易平臺

數據資產的注冊、確權和交易，需要一個具有較高價值的載體得以實現，區塊鏈作為目前價值互聯網最成功的載體，是數據資產極為適合的交易平臺。經由區塊鏈搭建的數據交易平臺，數據提供者在完成數據確權后，交由系統完成驗證，并形成去中心化的數據列表，使所有節點均可進行查閱、下載與應用。

當交易雙方達成合作時，交易信息將被上傳至區塊鏈，被所有節點記錄和保存，以確保交易的安全可靠。與此同時，區塊鏈智能合約也將使數據交易更加智能，交易雙方的合約在條件滿足時自動執行[7]，以實現數據的買賣、租賃、借用和交換等。

3.6 大數據平臺所需的數據源高地

區塊鏈的每一個區塊實質都是信息豐富的數據塊，其可溯性讓每一個系統數據都能得到采集、交易、流通等各個環節的全流程監控。這些鏈中的數據當之無愧是高質量、實用性強的數據源，隨著區塊鏈的發展，越來越多基于區塊鏈的數據庫將被建立。由此，區塊鏈將成為各個大數據平臺搶占的數據源高地。

經過融合，區塊鏈上的數據將更有價值，大數據的壁壘也將一一得以突破。當所有數據都正確、可共享、可流通、可追溯時，其對經濟乃至整個社會各個方面都會帶來難以估量的益處。

4 區塊鏈的未來應用與發展趨勢

4.1 構建新一代互聯網體系

區塊鏈構建在互聯網之上，隨著該系統的擴展和完善，其本身會逐漸成為構建上層去中心化應用的一個基礎服務層，成為新一代互聯網的重要基石。

第一，區塊鏈是新一代互聯網的分布式賬本系統，是一種對互聯網上的各種數據資產及其處理這些數據資產的互聯網事務進行記錄、加密和認證的基礎結構。數據資產全生命周期的事務被分布式記錄[8]。事務的安全性由點對點的計算機網絡上的密碼學算法保證，在將事務永久保存在分布式數據庫（區塊）之前，需要對其驗證。一旦驗證完畢，其將是共享的、匿名的、防篡改的，并且易于查詢。

第二，如果說上一代互聯網建立了計算機之間數據傳輸的可達、可信和可靠，那么區塊鏈技術則首次在互聯網上建立了“信任”。互聯網被區塊鏈劃分出一個“信任”的連接層，可用于記載、驗證和轉移數據資產和經濟價值，價值互聯網和可信互聯網將名副其實。雖然必須承認人與人之間、人類組織之間彼此有隔閡、猜忌和不信任，但區塊鏈將進一步保證新一代的互聯網是人類共同可以信任的信息基礎設施。

第三，區塊鏈不僅僅是數字貨幣、智能合約、智能資產的分布式系統，隨著物聯網（Internet of Things）的發展，實物也被賦予智能，區塊鏈就是萬物的賬本（Ledger of Things），將成為萬物互聯的基礎服務層。隨著人工智能、物聯網、大數據等技術的發展，即使萬物具備了像人一樣的智能，區塊鏈也能確保其安全運行。對萬物而言，這是一個可信任的網絡，一個共建秩序的網絡。

第四，區塊鏈的信任基礎是通過密碼學算法的背書而建立起來的，能讓人們在互聯網世界里實現信息共享的同時，又保護參與者的個人隱私。

在區塊鏈中，特別是在公共區塊鏈中，任何數據記錄只屬于互聯網本身，不屬于任何中心化的機構，這保證了互聯網在真正意義的“去中心化”道路上又邁出了堅實的一步，有希望讓人類共同的互聯網在更深遠的意義上成為人類共同的家園。

4.2 區塊鏈將改變企業組織

隨著互聯網經濟、分享經濟、智能制造等新經濟的發展，企業的組織結構發生了巨大的變化。第一個趨勢是企業組織結構逐漸扁平化和柔性化[9]。過去，自上而下的垂直型組織結構，層級越來越多，管理和溝通成本越來越高，對商業環境的響應越來越慢。在互聯網時代，“大象跳舞”確實顯得笨拙和不適應。企業組織結構的扁平化和柔性化是大勢所趨，事業部制、內部市場化等都是在扁平化和柔性化變革方面的有益嘗試。

第二個趨勢是企業組織結構逐漸開放化。消費者逐漸參與到企業的經營中，通過企業社區、電商平臺等媒介，消費者表達著對產品和服務的需求、滿意度和服務體驗，消費者參與到產品設計，轉化為產銷者（Prosumer=Producer+Consumer）。合作伙伴和供應商也和企業緊緊地聯系在一起，上下游產業鏈演化為產業生態，大企業成為一個平臺，小企業成為依附平臺的一個又一個創新應用，數據則成為彼此的紐帶。

第三個趨勢是企業組織結構逐漸互聯網化、智能化、虛擬化。移動辦公、智能制造、電子商務、網上服務、互聯網正成為企業業務與管理活動的基礎設施，數據正成為企業運作的基礎資源，“互聯網+業務”正成為企業的基本商業模式，企業組織結構的互聯網化和虛擬化也是必然趨勢。一個APP可以是一個企業，一個社群，此時企業的組織形態已經不重要了，只要擁有用戶，就能成就一個商業模式。區塊鏈將成為下一代價值互聯網的基石，也將深刻影響企業的組織方式。從數字貨幣、智能合約到萬物互聯網資產，每一個資產的轉移都構筑在區塊鏈上，企業的組織結構也將區塊鏈化。

未來的變化主要如下。首先，一大批中心化的中介機構將不再存在，其業務將讓位于區塊鏈。其次，企業的記賬、審計、對賬等職能將逐漸弱化，甚至消失。智能合約的重要性越發突出，且合約確定將自動執行，不受股東或者任何第三方的控制，合約的達成將異常重要。所以，專業的區塊鏈數據服務公司和律師事務所的價值將進一步凸顯，地位也越發重要。

去中心化應用將成為趨勢，個人對個人的共享經濟模式有了更大的發展。企業組織結構也將呈現兩極分化，一類是大型區塊鏈平臺企業，另一類是眾多小而美的小微企業，甚至就是一個人，區塊鏈將改變組織的未來形態。

4.3 區塊鏈平臺模式

商業模式是利益相關方的交易結構和價值交付模式。區塊鏈是一個分布式賬本技術，是一個公共平臺，其能為平臺相關利益方提供很多普遍價值，例如，去中心化、去信任、安全、不可篡改、歷史數據全記錄、多方共識等，也能夠為平臺相關利益方提供更加個性化的應用價值。區塊鏈將成為一個平臺，基于區塊鏈的商業模式將會層出不窮。

區塊鏈是一個架構在點對點網絡上的分布式系統，本身就是一個數字貨幣、智能合約或數字化資產的支撐平臺，因此平臺模式是一個重要的商業模式，正如比特幣平臺、彩色幣平臺、以太坊平臺等，其基本商業模式就是提供區塊鏈平臺，建立生態體系，為大量用戶提供區塊鏈的各類基礎服務和未來的增值服務。

5 結束語

區塊鏈作為當前信息技術的主要發展方向之一，已受到了社會各界的廣泛關注與使用，隨著相關技術理論與制度體系的不斷完善，其應用領域將得到進一步深化與推廣。