區(qū)塊鏈基礎技術及其潛在應用探討

鐘華平

摘 要：區(qū)塊鏈（Blockchain）是一種在對等網(wǎng)絡環(huán)境下，通過透明和可信規(guī)則，構建不可偽造、不可篡改和可追溯的塊鏈式數(shù)據(jù)結構，實現(xiàn)和管理事務處理的模式。文章根據(jù)多年的實踐及研究經(jīng)驗，簡單探討區(qū)塊鏈基礎技術及其潛在應用。

關鍵詞：區(qū)塊鏈；基礎技術；管理；網(wǎng)絡環(huán)境

工信部指導中國區(qū)塊鏈技術和產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇發(fā)布的《中國區(qū)塊鏈技術和應用發(fā)展白皮書2016》這樣解釋：廣義來講，區(qū)塊鏈基礎技術是利用塊鏈式數(shù)據(jù)結構來驗證與存儲數(shù)據(jù)、利用分布式節(jié)點共識算法來生成和更新數(shù)據(jù)、利用密碼學的方式保證數(shù)據(jù)傳輸和訪問的安全、利用由自動化腳本代碼組成的智能合約來編程和操作數(shù)據(jù)的一種全新的分布式基礎架構與計算范式。近期興起的瑞波（Ripple）、以太坊（Ethereum）等區(qū)塊鏈基礎技術，將區(qū)塊鏈推向了應用研發(fā)階段，應用領域涉及銀行和支付、人工智能、保險、共享經(jīng)濟、醫(yī)療、能源管理等領域。

1 區(qū)塊鏈基礎技術特點

區(qū)塊鏈是比特幣的底層技術，但其本質上是一個記賬系統(tǒng)。這個記賬系統(tǒng)有別于傳統(tǒng)的復式簿記，是一個分布式的記賬系統(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。新的交易由一個用戶發(fā)起，但是交易信息會被同時寫入多個賬薄中，而不需要一個中心控制賬簿。

（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是一個加密過程，所以驗證已經(jīng)記錄的交易是非常容易的。

（3）Programmability。有些區(qū)塊鏈可以儲存程序代碼，這些程序代碼可以自動生成交易記錄，當條件滿足時可以自動觸發(fā)交易，又叫作“智能合約”（Smart Contract）。區(qū)塊鏈基礎技術將對財務記錄的生成、維護和更新方式產(chǎn)生深遠的影響，并大大優(yōu)化金融服務業(yè)。

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

區(qū)塊鏈是一個去中心化的按時間順序和安全地記錄事務的數(shù)據(jù)庫[1]。一筆交易可以像比特幣這樣的加密貨幣（并且對比特幣進行研究是了解區(qū)塊鏈架構的基礎）。區(qū)塊鏈事務可以進一步表示對像以太坊（Ethereum）等系統(tǒng)的價值轉移。這種價值可能是一種服務、一種產(chǎn)品，或者是一種智能合同形式的批準。

2 區(qū)塊鏈基礎技術價值

區(qū)塊鏈基礎技術是一種在對等網(wǎng)絡環(huán)境下，通過透明和可信規(guī)則，構建不可偽造、不可篡改和可追溯的塊鏈式數(shù)據(jù)結構，以實現(xiàn)和管理事務處理的模式。因此其具有以下4種潛在用途：（1）記錄價值交換；（2）管理智能合約；（3）將智能合同結合形成一個組織；（4）某些數(shù)據(jù)的存在證明（例如，提供一個安全備份的數(shù)字標識）。

區(qū)塊鏈基礎技術使得用戶的一切信息證明都準確無誤且不能篡改地記錄在其中，任何人都沒有權利去改動；只要抓住區(qū)塊鏈基礎技術的特點，就會變得容易理解。區(qū)塊鏈基礎技術因此能應用于銀行和支付、人工智能、保險等領域。

3 區(qū)塊鏈基礎技術潛在的應用

區(qū)塊鏈正在改變商業(yè)和技術的方式，這項技術正在成熟，它從簡單的價值儲存變成快速的創(chuàng)造價值。事實上，它使許多行業(yè)變得更有效率。

3.1 銀行和支付

正因為安全和去中心化特性，金融服務是區(qū)塊鏈基礎技術的第一個應用領域。運用區(qū)塊鏈基礎技術能解決支付、資產(chǎn)管理、證券等多個領域存在的痛點。

現(xiàn)階段商業(yè)貿易的交易支付、清算都要借助銀行體系。這種傳統(tǒng)的通過銀行方式進行的交易要經(jīng)過開戶行、對手行、清算組織、境外銀行（代理行或本行境外分支機構）等多個組織及較為繁冗的處理流程。在此過程中每一個機構都有自己的賬務系統(tǒng)，彼此之間需要建立代理關系；每筆交易需要在本銀行記錄，與交易對手進行清算和對賬等，導致整個過程花費時間較長、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行端到端支付，不涉及中間機構，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)塊鏈基礎技術構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、任意幣種的實時支付清算服務，跨境支付將會變得便捷和低廉。

在支付領域，區(qū)塊鏈基礎技術的應用有助于降低金融機構間的對賬成本及爭議解決的成本，顯著提高支付業(yè)務的處理效率[2]。另外，區(qū)塊鏈基礎技術為支付領域帶來的成本和效率優(yōu)勢，使金融機構能更好處理以往因成本過高而被視為不現(xiàn)實的小額跨境支付，有助于實現(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)塊鏈公司提供免費服務，以便從用戶那里獲取數(shù)據(jù)。此外，這些服務利用客戶的行為來訓練人工智能算法。然而，這些公司對用戶數(shù)據(jù)是壟斷的。它們收集、使用并存儲在自己的服務器中。

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。在這里，人工智能系統(tǒng)可以一起學習和成長。它給了任何人提供數(shù)據(jù)的能力。因此，他們可以訓練自主系統(tǒng)和機器學習模型。這個強大的網(wǎng)絡將會把被稱為代理的參與者聚集在一起。從那里，他們可以幫助培訓人工智能[3]。與此同時，他們受到了激勵。

3.3 保險

全球保險市場建立在信任管理的基礎上，區(qū)塊鏈是管理信任的新方式，可以用來驗證保險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)塊鏈基礎技術的發(fā)展，未來關于個人的健康狀況、發(fā)生事故記錄等信息可能會上傳至區(qū)塊鏈中，使保險公司在客戶投保時可以更加及時、準確地獲得風險信息，從而降低核保成本、提升效率。區(qū)塊鏈的共享透明特點降低了信息不對稱，還可降低逆向選擇風險；而其歷史可追蹤的特點，則有利于減少道德風險，進而降低保險的管理難度和管理成本。

3.4 共享經(jīng)濟

共享經(jīng)濟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)濟的信任障礙。電子商務等交易行為是基于買家和賣家之間建立信任為基礎的商業(yè)模型，而區(qū)塊鏈基礎技術的應用和分散化信任允許個人之間直接互聯(lián)、共享和交易，它是一個真正能夠實現(xiàn)對等交易和共享經(jīng)濟的平臺。

區(qū)塊鏈與共享經(jīng)濟總體看來，在政策、行業(yè)巨頭、創(chuàng)業(yè)者和資本的共同推動下，區(qū)塊鏈將會以更快的速度向前飛躍，在區(qū)塊鏈的推動下，共享經(jīng)濟將真正在各個領域爆發(fā)，給全社會帶來更多普惠價值。

3.5 醫(yī)療

另一個依賴大量保留系統(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)之一是缺乏儲存分析數(shù)據(jù)的平臺，由于基礎設施落后，也經(jīng)常會受到黑客攻擊。

區(qū)塊鏈基礎技術可以讓醫(yī)院安全地存儲醫(yī)療記錄等數(shù)據(jù)，并讓授權的專業(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確性和速度。

現(xiàn)有的健康記錄和用于存儲和共享醫(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。最復雜的部分是系統(tǒng)之間的互操作性。在轉換醫(yī)療系統(tǒng)時，患者很難轉移他們的健康歷史，找到這些記錄需要花費大量的時間和資源，這阻礙了醫(yī)生提供最佳護理的時間安排。

利用區(qū)塊鏈基礎技術，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。每位參與者都可以訪問全球可用的帶時間戳和安全的數(shù)據(jù)存儲[4]。這個結果對醫(yī)療行業(yè)來說具有不可估量的價值。

3.6 能源管理

目前電網(wǎng)交易的運行需要各種角色的存在，包括生產(chǎn)商、運營商、經(jīng)銷商和供應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，售電部門和消費者可以實現(xiàn)“直連”。三者之間的關系通過所謂的“智能合同”實現(xiàn)約束，“智能合同”本質上就是一種特殊的計算機協(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，可以實現(xiàn)對每位消費者的電力需求進行預測性計算，同時，電廠也可以基本精確地給出供給量預期。生產(chǎn)預期值與消費預期值通過網(wǎng)絡中心進行高效計算調配。這種應用模式可能會反過來對分布式電力行業(yè)帶來革命性的變化。原本無法動態(tài)交易的家庭分布式設備在未來都有機會接入到一個大的網(wǎng)絡中?？偟膩碚f，“區(qū)塊鏈+電力”可為電力系統(tǒng)帶來信任，激發(fā)商業(yè)模式創(chuàng)新、提升網(wǎng)絡安全，使整個電力系統(tǒng)生態(tài)更加安全高效。

4 結語

綜上所述，本文針對區(qū)塊鏈基礎技術及其潛在的應用探討，從3個方面即區(qū)塊鏈基礎技術特點、區(qū)塊鏈基礎技術價值、區(qū)塊鏈基礎技術潛在的應用，簡單探討了區(qū)塊鏈基礎技術及其潛在應用。

[參考文獻]

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

[2]中國檢驗檢疫學會.中國區(qū)塊鏈技術和產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇標準（CBD-Forum-001—2017）[S/OL].（2017-05-16）[2018-06-08].http：//www.3mbang.com/p-174715.html.

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

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

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