區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀、趨勢(shì)與影響

文/鄭子彬

當(dāng)前區(qū)塊鏈技術(shù)廣受關(guān)注，被譽(yù)為引發(fā)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的重要基礎(chǔ)信息技術(shù)之一。信息技術(shù)研究分析公司Gartner連續(xù)4年（2017－2020年）將區(qū)塊鏈技術(shù)列入全球十大戰(zhàn)略科技發(fā)展趨勢(shì)。早在2016年12月，國(guó)務(wù)院印發(fā)了《“十三五”國(guó)家信息化規(guī)劃》，鼓勵(lì)針對(duì)區(qū)塊鏈等戰(zhàn)略性前沿技術(shù)進(jìn)行提前布局。2019年10月24日下午，中共中央政治局就區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)進(jìn)行第十八次集體學(xué)習(xí),習(xí)近平總書記在學(xué)習(xí)時(shí)強(qiáng)調(diào)，把區(qū)塊鏈作為核心技術(shù)自主創(chuàng)新重要突破口，加快推動(dòng)區(qū)塊鏈技術(shù)和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。發(fā)展區(qū)塊鏈技術(shù)已然成為我國(guó)信息技術(shù)領(lǐng)域的重大國(guó)家戰(zhàn)略。在此背景下，本文簡(jiǎn)要介紹區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用現(xiàn)狀、趨勢(shì)和潛在影響，并在此基礎(chǔ)上，給出幾點(diǎn)發(fā)展建議。

區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展應(yīng)用現(xiàn)狀

區(qū)塊鏈技術(shù)是比特幣等加密數(shù)字貨幣的支撐技術(shù)，自比特幣上線以來，區(qū)塊鏈技術(shù)已經(jīng)走過10年的發(fā)展歷程。當(dāng)前，區(qū)塊鏈技術(shù)在國(guó)內(nèi)外發(fā)展迅速，呈現(xiàn)出諸多特點(diǎn)。

1.基礎(chǔ)關(guān)鍵問題研究不斷深入

區(qū)塊鏈技術(shù)是一項(xiàng)綜合技術(shù)，涉及到多項(xiàng)傳統(tǒng)技術(shù)。共識(shí)機(jī)制和可擴(kuò)展性是區(qū)塊鏈的基礎(chǔ)關(guān)鍵問題。共識(shí)機(jī)制是保證區(qū)塊鏈不同節(jié)點(diǎn)一致性的關(guān)鍵技術(shù)。比特幣采用的工作量證明機(jī)制通過大量耗費(fèi)系統(tǒng)中各節(jié)點(diǎn)的算力來保護(hù)過萬個(gè)節(jié)點(diǎn)共識(shí)的穩(wěn)定，而比特幣過于耗電、吞吐率較低也成為其一直被詬病的缺點(diǎn)。因此，為了克服上述缺點(diǎn)，眾多共識(shí)機(jī)制被相繼提出，如以太坊的權(quán)益證明機(jī)制，通過代幣的數(shù)量來決定獲得記賬權(quán)的概率。除此以外，傳統(tǒng)分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)領(lǐng)域的容錯(cuò)算法，經(jīng)過改進(jìn)后也被移植到區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，例如超級(jí)賬本Fabric采用的PBFT算法，通過節(jié)點(diǎn)多階段投票實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間的共識(shí)；又如臉書Libra的改進(jìn)版尤物協(xié)議，通過聚合簽名、增加主節(jié)點(diǎn)負(fù)載的方式減小網(wǎng)絡(luò)的總體流量負(fù)載。以上的共識(shí)算法，都是在去中心化、可擴(kuò)展性、安全性中進(jìn)行取舍，從而適應(yīng)特定區(qū)塊鏈場(chǎng)景的需要。盡管眾多機(jī)構(gòu)、學(xué)者提出了不同的共識(shí)機(jī)制算法，但目前區(qū)塊鏈共識(shí)機(jī)制的研究還需要繼續(xù)進(jìn)行更加深入的探索。

可擴(kuò)展性是一種衡量計(jì)算處理能力的技術(shù)指標(biāo)，高可擴(kuò)展性代表在系統(tǒng)擴(kuò)展成長(zhǎng)過程中，系統(tǒng)的性能指標(biāo)也不會(huì)受到較大的影響，通過很少的改動(dòng)就能實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)處理能力的線性增長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)高吞吐量和低延遲?？蓴U(kuò)展性是推動(dòng)區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵基礎(chǔ)問題。根據(jù)技術(shù)種類不同，提高可擴(kuò)展性分為L(zhǎng)ayer0、Layer1、Layer2三類技術(shù)手段。Layer0指點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)間的優(yōu)化，如bloXroute使得區(qū)塊在現(xiàn)有的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中傳播得更快，變相地提高了整個(gè)區(qū)塊鏈的吞吐量和響應(yīng)速度。Layer1指對(duì)區(qū)塊鏈本身數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、共識(shí)機(jī)制的優(yōu)化，其中最為有代表性的是分片技術(shù)，如以太坊分片技術(shù)，將區(qū)塊鏈交易分散到不同的分片鏈上執(zhí)行從而提高吞吐率；另外還有ELASTICO安全分片協(xié)議、OmniLedger的一種兩階段客戶端驅(qū)動(dòng)的“鎖/解鎖”協(xié)議、RapidChain與 Monoxide的完全分片協(xié)議。Layer2指區(qū)塊鏈鏈下的優(yōu)化方案，最著名的是閃電網(wǎng)絡(luò)，即在多個(gè)節(jié)點(diǎn)間通過密碼學(xué)方法建立支付通道，用戶通過連接到開啟通道的節(jié)點(diǎn)即可實(shí)現(xiàn)鏈下結(jié)算，并保障用戶鏈上資產(chǎn)的安全。

2.應(yīng)用安全隱私問題日益成為關(guān)注焦點(diǎn)

區(qū)塊鏈技術(shù)是基于傳統(tǒng)技術(shù)的新型應(yīng)用模式，具有許多新的特點(diǎn)，如分布式、匿名性等。在應(yīng)用中，這些新的特點(diǎn)帶來諸多新的問題，其中區(qū)塊鏈的安全性和隱私保護(hù)是用戶關(guān)注的焦點(diǎn)。區(qū)塊鏈的安全性來源于共識(shí)機(jī)制、加密算法等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的加密傳輸、難以篡改和可溯源?？傮w上看，區(qū)塊鏈系統(tǒng)的安全問題可能發(fā)生在三個(gè)不同的層次：一是網(wǎng)絡(luò)層，即底層點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的安全，如在公有鏈系統(tǒng)中，通過“女巫攻擊”即偽造多個(gè)節(jié)點(diǎn)與特定節(jié)點(diǎn)通訊的方式，可以攻擊特定節(jié)點(diǎn)使其不能正常工作。二是共識(shí)層，即共識(shí)機(jī)制本身的安全，如工作量證明區(qū)塊鏈系統(tǒng)中存在的51%算力攻擊，通過獲取大量算力控制特定時(shí)段網(wǎng)絡(luò)區(qū)塊的打包。三是智能合約層，即區(qū)塊鏈上智能合約代碼的漏洞，最為著名的是以太坊TheDAO事件，該智能合約被黑客攻擊竊取了價(jià)值數(shù)千萬美元的加密貨幣。面對(duì)以上不同的安全問題，研究人員從網(wǎng)絡(luò)層、共識(shí)層角度進(jìn)行優(yōu)化，并開發(fā)智能合約檢測(cè)工具對(duì)合約安全進(jìn)行審計(jì)，從而保障區(qū)塊鏈系統(tǒng)的安全。

區(qū)塊鏈系統(tǒng)中的隱私保護(hù)問題是區(qū)塊鏈應(yīng)用中的另一個(gè)關(guān)鍵問題。用戶隱私問題既包括用戶身份的保密，也包括用戶行為內(nèi)容的隱藏和用戶數(shù)據(jù)的保護(hù)。盡管區(qū)塊鏈具有匿名性的特點(diǎn)，但是惡意的參與者還是可以通過公開信息來跟蹤、窺探用戶的隱私信息。目前常見的用戶隱私保護(hù)措施有多種：一是通過零知識(shí)證明保護(hù)交易的隱私性。零知識(shí)證明實(shí)質(zhì)上是一種涉及兩方或多方的協(xié)議，證明者向驗(yàn)證者證明并使其相信自己知道或擁有某一消息，但證明過程不能向驗(yàn)證者泄漏任何關(guān)于被證明消息的信息，如Zcash區(qū)塊鏈。二是通過隱蔽地址保證交易發(fā)送者的地址間的不可鏈接性。如在XMR區(qū)塊鏈中，每次發(fā)送者要發(fā)起一筆交易時(shí)，先利用接收者的公鑰信息計(jì)算出一個(gè)一次性臨時(shí)中間地址，然后將金額發(fā)送到這個(gè)中間地址，接收者再利用自己的公私鑰信息找到那筆交易進(jìn)行花費(fèi)，攻擊者也無法對(duì)真實(shí)的發(fā)送者、接收者做任何關(guān)聯(lián)。三是通過環(huán)簽名技術(shù)保證交易接收者的不可追蹤性。簽名時(shí)將簽名者的公鑰和另外一個(gè)公鑰集合進(jìn)行混合，然后再對(duì)消息進(jìn)行簽名，這樣對(duì)于簽名驗(yàn)證者（任何人都可以驗(yàn)證）來說，無法區(qū)分混合后集合中哪一個(gè)公鑰對(duì)應(yīng)的是真正的簽名者。四是多方安全計(jì)算技術(shù)與聯(lián)邦學(xué)習(xí)技術(shù)的應(yīng)用，通過同態(tài)加密、聯(lián)邦學(xué)習(xí)等算法，在不泄漏數(shù)據(jù)隱私的前提下完成對(duì)數(shù)據(jù)的計(jì)算、比較、分析等。

3.應(yīng)用創(chuàng)新展現(xiàn)新的特點(diǎn)

在區(qū)塊鏈應(yīng)用方面，展現(xiàn)出了加密貨幣創(chuàng)新與聯(lián)盟鏈落點(diǎn)并重的新特點(diǎn)。區(qū)塊鏈技術(shù)由比特幣發(fā)展而來，憑借去中心化、難以篡改、可追溯、可匿名的特性，受到了學(xué)術(shù)界和業(yè)界的廣泛關(guān)注。一方面，隨著區(qū)塊鏈智能合約平臺(tái)以太坊的誕生，催生了匿名幣、穩(wěn)定幣等眾多加密數(shù)字貨幣。盡管這些加密貨幣被部分參與者用于洗錢、非法交易、市場(chǎng)炒作等場(chǎng)景中，但這并不能阻止區(qū)塊鏈展現(xiàn)其在應(yīng)用領(lǐng)域的巨大潛力。另一方面，以超級(jí)賬本Fabric為首的開源聯(lián)盟鏈平臺(tái)在諸多產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟中具有多項(xiàng)代表性應(yīng)用。例如，同行業(yè)中通過構(gòu)建供應(yīng)鏈金融區(qū)塊鏈，打通同行各方的應(yīng)收賬款，通過銀行的介入放款，提升企業(yè)融資效率；又如，利用區(qū)塊鏈可溯源的特性，雄安新區(qū)實(shí)現(xiàn)房屋租售的信息上鏈及溯源，提升信息的透明性。以上統(tǒng)稱為基于區(qū)塊鏈的分布式商業(yè)應(yīng)用，它們的特點(diǎn)是在多個(gè)參與方之間通過區(qū)塊鏈實(shí)現(xiàn)共享業(yè)務(wù)、共通數(shù)據(jù)、去中介化以及提升對(duì)賬效率。

發(fā)展趨勢(shì)與影響分析

區(qū)塊鏈技術(shù)當(dāng)前仍處于發(fā)展初期，但已經(jīng)展現(xiàn)出多方面的發(fā)展?jié)摿?。首先，區(qū)塊鏈技術(shù)有望成為實(shí)現(xiàn)價(jià)值互聯(lián)的全新信息化基礎(chǔ)設(shè)施。隨著區(qū)塊鏈技術(shù)在各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用落地，區(qū)塊鏈技術(shù)將成為個(gè)人與企業(yè)信息上鏈、資產(chǎn)上鏈、交易上鏈、各類服務(wù)上鏈的重要支撐，進(jìn)而發(fā)展成一種重要的社會(huì)信息化基礎(chǔ)設(shè)施?；阪溕细郊拥母黝怲oken，實(shí)現(xiàn)基于區(qū)塊鏈的價(jià)值互聯(lián)與流轉(zhuǎn)。此外，區(qū)塊鏈技術(shù)成為打通“數(shù)據(jù)孤島”，提升社會(huì)效率的重要信息技術(shù)。在大數(shù)據(jù)時(shí)代，數(shù)據(jù)成為重要的資產(chǎn)。然而，“數(shù)據(jù)孤島”問題成為數(shù)據(jù)發(fā)揮價(jià)值的“攔路虎”。區(qū)塊鏈技術(shù)結(jié)合多方安全計(jì)算、隱私保護(hù)等密碼學(xué)手段，成為打通“數(shù)據(jù)孤島”，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在保護(hù)用戶隱私前提下的融合計(jì)算的重要支撐工具?！皵?shù)據(jù)孤島”的打通，將極大地釋放數(shù)據(jù)的價(jià)值，實(shí)現(xiàn)社會(huì)效率的提升。

其次，區(qū)塊鏈技術(shù)將有利于重構(gòu)信任格局、重塑行業(yè)形象，提升政府部門服務(wù)管理能力。一方面，當(dāng)前在某些領(lǐng)域存在公眾對(duì)企業(yè)、行業(yè)等信任不足的問題，制約行業(yè)的發(fā)展。區(qū)塊鏈技術(shù)方便追溯、很難篡改等特征，結(jié)合其他輔助手段，可能在未來部分領(lǐng)域重構(gòu)社會(huì)信任關(guān)系格局，將公眾對(duì)企業(yè)的信任，轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)有政府監(jiān)管、群眾可參與的區(qū)塊鏈技術(shù)的信任，重塑行業(yè)形象，打造行業(yè)發(fā)展新機(jī)遇。另一方面，除了在商業(yè)上的應(yīng)用，區(qū)塊鏈在政府部門的流程優(yōu)化上，也存在較大的結(jié)合空間。對(duì)政府部門來說，安全保障是一切技術(shù)手段、執(zhí)行政務(wù)和各項(xiàng)工作正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)條件，其中包括通信安全、數(shù)據(jù)安全、信息安全等。而區(qū)塊鏈技術(shù)可以對(duì)鏈上信息提供溯源依據(jù)，從而確保網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)和信息可信、可靠。區(qū)塊鏈有望成為推進(jìn)國(guó)家治理體系和治理能力現(xiàn)代化的一項(xiàng)有力抓手。

第三，區(qū)塊鏈技術(shù)將變革中介行業(yè)，推動(dòng)各種新業(yè)態(tài)誕生。部分中介行業(yè)存在的主要原因是打造中心化平臺(tái)，利用信息不對(duì)稱賺取利潤(rùn)。隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展和民眾對(duì)技術(shù)的理解、接受，區(qū)塊鏈技術(shù)基于去中心化的特點(diǎn)，結(jié)合人工智能等技術(shù)，將首先取代部分低價(jià)值中介行業(yè)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)中介行業(yè)的變革。而圍繞區(qū)塊鏈平臺(tái)，將誕生新的業(yè)務(wù)場(chǎng)景和服務(wù)模式。而從監(jiān)管的角度看，區(qū)塊鏈技術(shù)將革新法律行業(yè)，更新監(jiān)管模式。事實(shí)上，區(qū)塊鏈分布式、不可篡改、可追溯等特征已成功應(yīng)用于司法存證，隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展和行業(yè)應(yīng)用的推廣，未來法律行業(yè)面臨全新的證據(jù)形式。圍繞區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)的法律服務(wù)將成為法律行業(yè)的重要組成部分。而隨著鏈上數(shù)據(jù)的累積，基于區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)的各類監(jiān)管、取證將成為未來國(guó)家監(jiān)管的重要一環(huán)。現(xiàn)有監(jiān)管體系結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)將誕生全新監(jiān)管模式，促進(jìn)社會(huì)進(jìn)步。發(fā)展、豐富面向區(qū)塊鏈技術(shù)的監(jiān)管手段，創(chuàng)新監(jiān)管模式將成為重要研究課題。

最后，區(qū)塊鏈技術(shù)有可能催生超主權(quán)貨幣，沖擊法定貨幣體系。從金融屬性上看，當(dāng)前市場(chǎng)中大多數(shù)加密貨幣（如比特幣等）更像是一個(gè)投資品（或者收藏品）而不是貨幣，因此對(duì)法定貨幣體系的影響有限。但是，近期提出的超主權(quán)穩(wěn)定幣（例如Libra等）存在沖擊法定貨幣的風(fēng)險(xiǎn)：一是跳過外匯管制等監(jiān)管政策，外部資金可以直接通過加密貨幣進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)資金也可以通過加密貨幣流入國(guó)外；二是丟失重要的交易數(shù)據(jù)以及貨幣流通信息，由于加密貨幣具有去中心化以及隱私性等特點(diǎn)，監(jiān)管機(jī)構(gòu)將喪失監(jiān)管資金流向的能力；三是加密貨幣作為獨(dú)立于主權(quán)貨幣之外的身份進(jìn)入國(guó)際金融體系，可能會(huì)破壞當(dāng)前各國(guó)的博弈平衡，對(duì)國(guó)際金融體系造成深遠(yuǎn)的影響。

總結(jié)與建議

當(dāng)前，區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展尚處于初級(jí)階段，雖然技術(shù)上仍存在諸多不足之處，但已展示出廣闊的應(yīng)用前景。從技術(shù)上看，各種制約應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)正不斷被研究突破，用戶關(guān)心的核心問題正逐步解決；從發(fā)展趨勢(shì)的角度看，區(qū)塊鏈技術(shù)有望發(fā)展成為實(shí)現(xiàn)價(jià)值互聯(lián)的全新信息化基礎(chǔ)設(shè)施，重構(gòu)社會(huì)信任格局、重塑行業(yè)形象，變革諸多行業(yè)、推動(dòng)各種新業(yè)態(tài)誕生，催生超主權(quán)貨幣、沖擊法定貨幣體系。

在發(fā)展區(qū)塊鏈技術(shù)成為我國(guó)信息技術(shù)領(lǐng)域重大戰(zhàn)略的背景下，為了促進(jìn)我國(guó)區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展，占領(lǐng)技術(shù)制高點(diǎn)，可采取多方面對(duì)策。首先，需培育自主可控區(qū)塊鏈系統(tǒng)，確立區(qū)塊鏈生態(tài)優(yōu)勢(shì)。目前，在區(qū)塊鏈公有鏈中掌握領(lǐng)先地位的是比特幣、以太坊，聯(lián)盟鏈生態(tài)中處于領(lǐng)先地位的是由IBM主導(dǎo)研發(fā)的超級(jí)賬本Fabric。我國(guó)需要大力推動(dòng)國(guó)產(chǎn)的、安全可控的區(qū)塊鏈系統(tǒng)研發(fā)與應(yīng)用，對(duì)標(biāo)國(guó)外先進(jìn)區(qū)塊鏈系統(tǒng)，并推動(dòng)國(guó)產(chǎn)區(qū)塊鏈在國(guó)內(nèi)的開源與應(yīng)用，豐富國(guó)產(chǎn)區(qū)塊鏈的應(yīng)用生態(tài)，確立生態(tài)優(yōu)勢(shì)，才可與國(guó)際上的知名區(qū)塊鏈系統(tǒng)直接競(jìng)爭(zhēng)。其次，平衡各方利益，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟改革。當(dāng)前，區(qū)塊鏈聯(lián)盟鏈雖然在各產(chǎn)業(yè)中均有一定應(yīng)用，但距離取代原有商業(yè)模式仍有巨大距離。國(guó)家可出臺(tái)相關(guān)政策，從政府的角度扶持成立產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，促進(jìn)以聯(lián)盟區(qū)塊鏈為代表的商業(yè)模式更快推進(jìn)，政府牽頭平衡各方利益，從而推動(dòng)產(chǎn)業(yè)改革。再次，加強(qiáng)監(jiān)管力度，防范金融風(fēng)險(xiǎn)。區(qū)塊鏈技術(shù)與數(shù)字貨幣代表新興技術(shù)發(fā)展方向，而新興技術(shù)需要由監(jiān)管力量來引導(dǎo)其發(fā)展。一方面，可引入多方力量共同參與監(jiān)管沙盒建設(shè)，并以監(jiān)管沙盒為依托，鼓勵(lì)各類新興技術(shù)創(chuàng)新，積累和豐富面對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù)的各類監(jiān)管手段與技術(shù)。另一方面，需嚴(yán)厲打擊披著區(qū)塊鏈“外衣”的各類騙局。最后，加強(qiáng)科普宣傳，鼓勵(lì)建設(shè)開源社區(qū)，形成良好的區(qū)塊鏈發(fā)展社會(huì)氛圍。當(dāng)前，由于個(gè)別參與者利用區(qū)塊鏈技術(shù)的名義進(jìn)行非法融資、市場(chǎng)炒作、詐騙等活動(dòng)，導(dǎo)致區(qū)塊鏈這項(xiàng)新興技術(shù)在公眾心目中留下了負(fù)面印象。政府部門、科研教育機(jī)構(gòu)、新聞媒體應(yīng)加強(qiáng)區(qū)塊鏈的科普宣傳，鼓勵(lì)學(xué)術(shù)界、業(yè)界和社會(huì)公眾開展相關(guān)討論，以提高國(guó)民對(duì)新興技術(shù)的認(rèn)識(shí)，促進(jìn)普通民眾對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù)的理解和接受，從而推動(dòng)區(qū)塊鏈在各行業(yè)應(yīng)用。另一方面，開放源代碼是技術(shù)發(fā)展的重要手段。當(dāng)前國(guó)內(nèi)區(qū)塊鏈技術(shù)產(chǎn)品雖然有一部分是開源的，但是大部分仍為閉源商業(yè)軟件，這其中固然有其合理性，但也限制了技術(shù)發(fā)展創(chuàng)新的速度。國(guó)家可鼓勵(lì)區(qū)塊鏈開源社區(qū)的發(fā)展，如向開源社區(qū)提供一定經(jīng)費(fèi)、籌辦開源社區(qū)交流活動(dòng)等，促進(jìn)區(qū)塊鏈技術(shù)的開源和創(chuàng)新。