區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用研究及未來發(fā)展趨勢(shì)展望

伍賽特

（上海汽車集團(tuán)股份有限公司，上海 200438）

區(qū)塊鏈（Blockchain）一詞由兩個(gè)詞根組成：一是“區(qū)塊”（Block），二是“鏈”（chain），這兩個(gè)詞根從數(shù)據(jù)的形態(tài)上對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù)進(jìn)行了表述。以賬本方式來比喻，全民參與記賬的方式（區(qū)塊鏈技術(shù)）把賬本（區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)庫）中需要存儲(chǔ)的賬（數(shù)據(jù)）分成了不同的賬頁（區(qū)塊），每個(gè)賬頁之間通過特定的信息按時(shí)間順序首尾相連，呈現(xiàn)一個(gè)完整的賬鏈條、一套完整的賬數(shù)據(jù)。

1 區(qū)塊鏈概述

1.1 區(qū)塊

一張賬頁（區(qū)塊）可分為兩大部分：賬頁頭（區(qū)塊頭）和賬頁體（區(qū)塊體）。賬頁頭（區(qū)塊頭）里面存儲(chǔ)著上一張賬頁（區(qū)塊）的唯一標(biāo)識(shí)（時(shí)間戳+哈希值），本賬頁體（區(qū)塊體）的唯一標(biāo)識(shí)（時(shí)間戳+哈希值）等。賬頁體（區(qū)塊體）存儲(chǔ)著本賬頁（區(qū)塊）的交易詳情[1-2]、數(shù)據(jù)記錄。

1.2 鏈

區(qū)塊和區(qū)塊之間的鏈接方式主要如下。賬本（區(qū)塊鏈）由多個(gè)相連的賬頁（區(qū)塊）構(gòu)成，第一頁被最早構(gòu)建的賬頁（區(qū)塊）稱為創(chuàng)世塊，擁有一個(gè)唯一的賬頁面的序號(hào)（時(shí)間戳+哈希值）。

第一頁就像生活中的賬本扉頁背面，只有一個(gè)面、一頁序號(hào)。除創(chuàng)世區(qū)塊外，每賬后續(xù)建立的賬頁（區(qū)塊）都包含兩個(gè)頁面的序號(hào)（兩個(gè)時(shí)間戳+哈希值），一個(gè)是前序賬頁（區(qū)塊）的序號(hào)（時(shí)間戳+哈希值），承接前序賬頁（區(qū)塊）[3-4]，另一個(gè)是該賬頁（區(qū)塊）自身的序號(hào)（時(shí)間戳+哈希值），通過各個(gè)賬頁序號(hào)（時(shí)間戳+哈希值）間的前后指向順序，所有賬頁（區(qū)塊）按序相連，構(gòu)成了整個(gè)賬本（區(qū)塊鏈）。

1.3 確保賬本（區(qū)塊鏈）的連續(xù)性、完整性和嚴(yán)謹(jǐn)性、防篡改性

為實(shí)現(xiàn)該目的，可使每一張賬頁（區(qū)塊）上記錄的交易是上一張賬頁（區(qū)塊）形成之后、該賬頁（區(qū)塊）被創(chuàng)建前發(fā)生的所有交易詳情（價(jià)值交換活動(dòng)）。由此，保證了賬本（區(qū)塊鏈）的連續(xù)性、完整性。

2 區(qū)塊鏈在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用

通過運(yùn)用區(qū)塊鏈技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)可以在物聯(lián)網(wǎng)中的設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)安全、可靠的通信方式。區(qū)塊鏈在這個(gè)模型中，會(huì)完成對(duì)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(xié)議，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的消息交換。比如，可讓遠(yuǎn)處的傳感器與灌溉系統(tǒng)直接通信，從而能夠根據(jù)作物上檢測(cè)到的條件控制好水的流動(dòng)，通過在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備商部署區(qū)塊鏈技術(shù)，同時(shí)也可以在設(shè)備之間快速、有效地建立互信和交易網(wǎng)絡(luò)，推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備之間進(jìn)行對(duì)等的信息交換或交易。

去中心化的數(shù)據(jù)信息流動(dòng)，能將相關(guān)信息快速、準(zhǔn)確地進(jìn)行關(guān)聯(lián)，將碎片化的信息重整合為系統(tǒng)化的信息，從而更準(zhǔn)確地反映客觀環(huán)境的運(yùn)行狀態(tài)[5]，推動(dòng)業(yè)務(wù)和應(yīng)用的創(chuàng)新，為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展開辟更加廣闊的新空間。

盡管區(qū)塊鏈和物聯(lián)網(wǎng)的融合前景廣闊，但也不能忽視當(dāng)前正處于區(qū)塊鏈發(fā)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(shí)模型、驗(yàn)證交易的計(jì)算成本與能耗等。但隨著區(qū)塊鏈和物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，這些障礙終將被一一克服，因此有著更廣闊的應(yīng)用前景。

3 區(qū)塊鏈與大數(shù)據(jù)的融合

信息技術(shù)的飛速發(fā)展，讓現(xiàn)實(shí)世界以閃電般的速度被數(shù)據(jù)化；地圖軟件將整個(gè)地球表面的地理信息變成數(shù)據(jù)呈現(xiàn)在人們眼前；社交媒體記錄著數(shù)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(shù)據(jù)記錄下來。

大數(shù)據(jù)時(shí)代，數(shù)據(jù)開放、共享和流通是數(shù)據(jù)資源價(jià)值發(fā)揮的關(guān)鍵。但是，由于互聯(lián)網(wǎng)上缺乏數(shù)據(jù)源追溯、個(gè)人隱私保護(hù)和數(shù)據(jù)確權(quán)等機(jī)制[6]，給數(shù)據(jù)價(jià)值發(fā)掘帶來了巨大挑戰(zhàn)，而區(qū)塊鏈的出現(xiàn)，將給大數(shù)據(jù)時(shí)代的數(shù)據(jù)開放、共享交易和流通等帶來關(guān)鍵支撐，具體在以下幾方面得以體現(xiàn)。

3.1 打破數(shù)據(jù)孤島

建立數(shù)據(jù)間信任和合作關(guān)系，大數(shù)據(jù)需要不斷收集巨量數(shù)據(jù)，但當(dāng)前各種數(shù)據(jù)被不同平臺(tái)擁有，屬于信用孤島。比如，一個(gè)人的數(shù)據(jù)信息，被其使用的多個(gè)社交化軟件僅各擁有一部分，而非全部。要想打通數(shù)據(jù)間的連接、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)間的共享，有著較高難度。區(qū)塊鏈的去中心化、數(shù)據(jù)不可篡改、永久可追溯的特性，可以經(jīng)由全網(wǎng)的分布記賬、自由公證，構(gòu)建出針對(duì)數(shù)據(jù)的“信任機(jī)制”，形成共識(shí)數(shù)據(jù)庫，從而打破數(shù)據(jù)孤島，強(qiáng)而有力地支持各行各業(yè)對(duì)數(shù)據(jù)的共享及對(duì)數(shù)據(jù)價(jià)值的發(fā)掘。

3.2 保證數(shù)據(jù)正確性

區(qū)塊鏈上所有數(shù)據(jù)的采集、交易、流通的每一步運(yùn)行軌跡都有存儲(chǔ)，為數(shù)據(jù)分析結(jié)果的正確性和數(shù)據(jù)挖掘的效果提供了保障。

3.3 保護(hù)用戶隱私、維護(hù)數(shù)據(jù)安全

大數(shù)據(jù)時(shí)代，用戶數(shù)據(jù)極易泄露是一大難題。區(qū)塊鏈上，所有節(jié)點(diǎn)平等，用戶通過智能合約，可以對(duì)數(shù)據(jù)使用范圍進(jìn)行精細(xì)化授權(quán)，同時(shí)可選擇數(shù)據(jù)公開、身份匿名形式，從而保護(hù)了用戶隱私、維護(hù)了數(shù)據(jù)安全。

3.4 數(shù)據(jù)可隨時(shí)追溯

區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)一經(jīng)存檔，很難篡改。因此，可以對(duì)大數(shù)據(jù)通過哈希算法進(jìn)行處理，并加以時(shí)間戳。日后當(dāng)需要驗(yàn)證原始數(shù)據(jù)的真實(shí)性時(shí)，只需對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)作同樣的處理，就可根據(jù)所得出的相同答案，確定數(shù)據(jù)未被篡改。這樣，每當(dāng)有新數(shù)據(jù)，都無須重復(fù)處理歷史數(shù)據(jù)，只需要處理新增數(shù)據(jù)，由此可以顯著降低大數(shù)據(jù)分析的工作量，提升其工作效率。

3.5 基于區(qū)塊鏈的大數(shù)據(jù)交易平臺(tái)

數(shù)據(jù)資產(chǎn)的注冊(cè)、確權(quán)和交易，需要一個(gè)具有較高價(jià)值的載體得以實(shí)現(xiàn)，區(qū)塊鏈作為目前價(jià)值互聯(lián)網(wǎng)最成功的載體，是數(shù)據(jù)資產(chǎn)極為適合的交易平臺(tái)。經(jīng)由區(qū)塊鏈搭建的數(shù)據(jù)交易平臺(tái)，數(shù)據(jù)提供者在完成數(shù)據(jù)確權(quán)后，交由系統(tǒng)完成驗(yàn)證，并形成去中心化的數(shù)據(jù)列表，使所有節(jié)點(diǎn)均可進(jìn)行查閱、下載與應(yīng)用。

當(dāng)交易雙方達(dá)成合作時(shí)，交易信息將被上傳至區(qū)塊鏈，被所有節(jié)點(diǎn)記錄和保存，以確保交易的安全可靠。與此同時(shí)，區(qū)塊鏈智能合約也將使數(shù)據(jù)交易更加智能，交易雙方的合約在條件滿足時(shí)自動(dòng)執(zhí)行[7]，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的買賣、租賃、借用和交換等。

3.6 大數(shù)據(jù)平臺(tái)所需的數(shù)據(jù)源高地

區(qū)塊鏈的每一個(gè)區(qū)塊實(shí)質(zhì)都是信息豐富的數(shù)據(jù)塊，其可溯性讓每一個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)都能得到采集、交易、流通等各個(gè)環(huán)節(jié)的全流程監(jiān)控。這些鏈中的數(shù)據(jù)當(dāng)之無愧是高質(zhì)量、實(shí)用性強(qiáng)的數(shù)據(jù)源，隨著區(qū)塊鏈的發(fā)展，越來越多基于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)庫將被建立。由此，區(qū)塊鏈將成為各個(gè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)搶占的數(shù)據(jù)源高地。

經(jīng)過融合，區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)將更有價(jià)值，大數(shù)據(jù)的壁壘也將一一得以突破。當(dāng)所有數(shù)據(jù)都正確、可共享、可流通、可追溯時(shí)，其對(duì)經(jīng)濟(jì)乃至整個(gè)社會(huì)各個(gè)方面都會(huì)帶來難以估量的益處。

4 區(qū)塊鏈的未來應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)

4.1 構(gòu)建新一代互聯(lián)網(wǎng)體系

區(qū)塊鏈構(gòu)建在互聯(lián)網(wǎng)之上，隨著該系統(tǒng)的擴(kuò)展和完善，其本身會(huì)逐漸成為構(gòu)建上層去中心化應(yīng)用的一個(gè)基礎(chǔ)服務(wù)層，成為新一代互聯(lián)網(wǎng)的重要基石。

第一，區(qū)塊鏈?zhǔn)切乱淮ヂ?lián)網(wǎng)的分布式賬本系統(tǒng)，是一種對(duì)互聯(lián)網(wǎng)上的各種數(shù)據(jù)資產(chǎn)及其處理這些數(shù)據(jù)資產(chǎn)的互聯(lián)網(wǎng)事務(wù)進(jìn)行記錄、加密和認(rèn)證的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)資產(chǎn)全生命周期的事務(wù)被分布式記錄[8]。事務(wù)的安全性由點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的密碼學(xué)算法保證，在將事務(wù)永久保存在分布式數(shù)據(jù)庫（區(qū)塊）之前，需要對(duì)其驗(yàn)證。一旦驗(yàn)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(lián)網(wǎng)建立了計(jì)算機(jī)之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)目蛇_(dá)、可信和可靠，那么區(qū)塊鏈技術(shù)則首次在互聯(lián)網(wǎng)上建立了“信任”?；ヂ?lián)網(wǎng)被區(qū)塊鏈劃分出一個(gè)“信任”的連接層，可用于記載、驗(yàn)證和轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)資產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，價(jià)值互聯(lián)網(wǎng)和可信互聯(lián)網(wǎng)將名副其實(shí)。雖然必須承認(rèn)人與人之間、人類組織之間彼此有隔閡、猜忌和不信任，但區(qū)塊鏈將進(jìn)一步保證新一代的互聯(lián)網(wǎng)是人類共同可以信任的信息基礎(chǔ)設(shè)施。

第三，區(qū)塊鏈不僅僅是數(shù)字貨幣、智能合約、智能資產(chǎn)的分布式系統(tǒng)，隨著物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things）的發(fā)展，實(shí)物也被賦予智能，區(qū)塊鏈就是萬物的賬本（Ledger of Things），將成為萬物互聯(lián)的基礎(chǔ)服務(wù)層。隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的發(fā)展，即使萬物具備了像人一樣的智能，區(qū)塊鏈也能確保其安全運(yùn)行。對(duì)萬物而言，這是一個(gè)可信任的網(wǎng)絡(luò)，一個(gè)共建秩序的網(wǎng)絡(luò)。

第四，區(qū)塊鏈的信任基礎(chǔ)是通過密碼學(xué)算法的背書而建立起來的，能讓人們?cè)诨ヂ?lián)網(wǎng)世界里實(shí)現(xiàn)信息共享的同時(shí)，又保護(hù)參與者的個(gè)人隱私。

在區(qū)塊鏈中，特別是在公共區(qū)塊鏈中，任何數(shù)據(jù)記錄只屬于互聯(lián)網(wǎng)本身，不屬于任何中心化的機(jī)構(gòu)，這保證了互聯(lián)網(wǎng)在真正意義的“去中心化”道路上又邁出了堅(jiān)實(shí)的一步，有希望讓人類共同的互聯(lián)網(wǎng)在更深遠(yuǎn)的意義上成為人類共同的家園。

4.2 區(qū)塊鏈將改變企業(yè)組織

隨著互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)、分享經(jīng)濟(jì)、智能制造等新經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，企業(yè)的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大的變化。第一個(gè)趨勢(shì)是企業(yè)組織結(jié)構(gòu)逐漸扁平化和柔性化[9]。過去，自上而下的垂直型組織結(jié)構(gòu)，層級(jí)越來越多，管理和溝通成本越來越高，對(duì)商業(yè)環(huán)境的響應(yīng)越來越慢。在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，“大象跳舞”確實(shí)顯得笨拙和不適應(yīng)。企業(yè)組織結(jié)構(gòu)的扁平化和柔性化是大勢(shì)所趨，事業(yè)部制、內(nèi)部市場(chǎng)化等都是在扁平化和柔性化變革方面的有益嘗試。

第二個(gè)趨勢(shì)是企業(yè)組織結(jié)構(gòu)逐漸開放化。消費(fèi)者逐漸參與到企業(yè)的經(jīng)營中，通過企業(yè)社區(qū)、電商平臺(tái)等媒介，消費(fèi)者表達(dá)著對(duì)產(chǎn)品和服務(wù)的需求、滿意度和服務(wù)體驗(yàn)，消費(fèi)者參與到產(chǎn)品設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)化為產(chǎn)銷者（Prosumer=Producer+Consumer）。合作伙伴和供應(yīng)商也和企業(yè)緊緊地聯(lián)系在一起，上下游產(chǎn)業(yè)鏈演化為產(chǎn)業(yè)生態(tài)，大企業(yè)成為一個(gè)平臺(tái)，小企業(yè)成為依附平臺(tái)的一個(gè)又一個(gè)創(chuàng)新應(yīng)用，數(shù)據(jù)則成為彼此的紐帶。

第三個(gè)趨勢(shì)是企業(yè)組織結(jié)構(gòu)逐漸互聯(lián)網(wǎng)化、智能化、虛擬化。移動(dòng)辦公、智能制造、電子商務(wù)、網(wǎng)上服務(wù)、互聯(lián)網(wǎng)正成為企業(yè)業(yè)務(wù)與管理活動(dòng)的基礎(chǔ)設(shè)施，數(shù)據(jù)正成為企業(yè)運(yùn)作的基礎(chǔ)資源，“互聯(lián)網(wǎng)+業(yè)務(wù)”正成為企業(yè)的基本商業(yè)模式，企業(yè)組織結(jié)構(gòu)的互聯(lián)網(wǎng)化和虛擬化也是必然趨勢(shì)。一個(gè)APP可以是一個(gè)企業(yè)，一個(gè)社群，此時(shí)企業(yè)的組織形態(tài)已經(jīng)不重要了，只要擁有用戶，就能成就一個(gè)商業(yè)模式。區(qū)塊鏈將成為下一代價(jià)值互聯(lián)網(wǎng)的基石，也將深刻影響企業(yè)的組織方式。從數(shù)字貨幣、智能合約到萬物互聯(lián)網(wǎng)資產(chǎn)，每一個(gè)資產(chǎn)的轉(zhuǎn)移都構(gòu)筑在區(qū)塊鏈上，企業(yè)的組織結(jié)構(gòu)也將區(qū)塊鏈化。

未來的變化主要如下。首先，一大批中心化的中介機(jī)構(gòu)將不再存在，其業(yè)務(wù)將讓位于區(qū)塊鏈。其次，企業(yè)的記賬、審計(jì)、對(duì)賬等職能將逐漸弱化，甚至消失。智能合約的重要性越發(fā)突出，且合約確定將自動(dòng)執(zhí)行，不受股東或者任何第三方的控制，合約的達(dá)成將異常重要。所以，專業(yè)的區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)服務(wù)公司和律師事務(wù)所的價(jià)值將進(jìn)一步凸顯，地位也越發(fā)重要。

去中心化應(yīng)用將成為趨勢(shì)，個(gè)人對(duì)個(gè)人的共享經(jīng)濟(jì)模式有了更大的發(fā)展。企業(yè)組織結(jié)構(gòu)也將呈現(xiàn)兩極分化，一類是大型區(qū)塊鏈平臺(tái)企業(yè)，另一類是眾多小而美的小微企業(yè)，甚至就是一個(gè)人，區(qū)塊鏈將改變組織的未來形態(tài)。

4.3 區(qū)塊鏈平臺(tái)模式

商業(yè)模式是利益相關(guān)方的交易結(jié)構(gòu)和價(jià)值交付模式。區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€(gè)分布式賬本技術(shù)，是一個(gè)公共平臺(tái)，其能為平臺(tái)相關(guān)利益方提供很多普遍價(jià)值，例如，去中心化、去信任、安全、不可篡改、歷史數(shù)據(jù)全記錄、多方共識(shí)等，也能夠?yàn)槠脚_(tái)相關(guān)利益方提供更加個(gè)性化的應(yīng)用價(jià)值。區(qū)塊鏈將成為一個(gè)平臺(tái)，基于區(qū)塊鏈的商業(yè)模式將會(huì)層出不窮。

區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€(gè)架構(gòu)在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)上的分布式系統(tǒng)，本身就是一個(gè)數(shù)字貨幣、智能合約或數(shù)字化資產(chǎn)的支撐平臺(tái)，因此平臺(tái)模式是一個(gè)重要的商業(yè)模式，正如比特幣平臺(tái)、彩色幣平臺(tái)、以太坊平臺(tái)等，其基本商業(yè)模式就是提供區(qū)塊鏈平臺(tái)，建立生態(tài)體系，為大量用戶提供區(qū)塊鏈的各類基礎(chǔ)服務(wù)和未來的增值服務(wù)。

5 結(jié)束語

區(qū)塊鏈作為當(dāng)前信息技術(shù)的主要發(fā)展方向之一，已受到了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注與使用，隨著相關(guān)技術(shù)理論與制度體系的不斷完善，其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒌玫竭M(jìn)一步深化與推廣。