基于區(qū)塊鏈技術(shù)現(xiàn)狀分析和展望

一、區(qū)塊鏈的內(nèi)涵

伴隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展下，大數(shù)據(jù)、人工智能、移動互聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、量子科技等技術(shù)對人類的生活帶來巨大的變革，同時也為企業(yè)、社會的發(fā)展帶來了重大機遇和挑戰(zhàn)，其中，區(qū)塊鏈技術(shù)的集成應(yīng)用將會對技術(shù)革新以及產(chǎn)業(yè)變革帶來巨大的影響。自2015年以來，區(qū)塊鏈的技術(shù)、理念迅速在全球火熱起來。區(qū)塊鏈起源于中本聰論文，這篇論文描述了基于區(qū)塊鏈技術(shù)的比特幣，目的是嘗試用它來解決信任的問題，從歷次金融危機的爆發(fā)足以向世人證明：中心的金融機構(gòu)難以讓人信任。此后不同學科背景的學者對區(qū)塊鏈的概念作出了不同的概述，有學者認為區(qū)塊鏈實質(zhì)上是密碼學技術(shù)重大突破在信息傳輸領(lǐng)域內(nèi)的成功應(yīng)用，核心是信任機制，并且是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的升級與進化。根據(jù)現(xiàn)有的文獻來看，目前尚未形同統(tǒng)一、公認的區(qū)塊鏈定義。根據(jù)文獻閱讀，本文提煉出區(qū)塊鏈的概念為：區(qū)塊鏈是博弈論、密碼學、軟件三者的結(jié)合，通過集體對共享的分布式數(shù)據(jù)庫的維護，從而實現(xiàn)去中心，達到數(shù)據(jù)的公開透明、可追溯、不可篡改的。區(qū)塊鏈能夠?qū)崿F(xiàn)在不需要中介的情況下完成價值、資產(chǎn)的轉(zhuǎn)移，并且可以取代了傳統(tǒng)的信用實體，能夠確認交易。區(qū)塊鏈相當大的一部分作用是改變我們在各種社會環(huán)境和層次上交換價值的方式，另一方面，區(qū)塊鏈的設(shè)計是人性假設(shè)的一個特殊框架，而這個框架很難得到普遍適用是因為我們對技術(shù)的復雜性以及知識、技術(shù)應(yīng)用的不能滿足價值傳遞的條件。

二.區(qū)塊鏈的分類

過去幾年，全球主要國家都在加快布局區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展，但是總體來說區(qū)塊鏈的研究目前還是處于起步階段，還未能有企業(yè)或組織能成熟的應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)取代傳統(tǒng)業(yè)務(wù)。但是國內(nèi)外的一些學者將區(qū)鏈技術(shù)和理念與金融、保險、電子商務(wù)、供應(yīng)鏈、醫(yī)療、共享經(jīng)濟等產(chǎn)業(yè)融合，提供關(guān)于區(qū)塊鏈的應(yīng)用場景推動了區(qū)塊鏈的發(fā)展。目前區(qū)塊鏈可分為私有鏈、共有鏈和聯(lián)盟鏈。私有鏈的本質(zhì)是一個弱中心化的系統(tǒng)，但是擁有良好的私密性。聯(lián)盟鏈具有多中心性，由若干組織或機構(gòu)共同控制，共同完成數(shù)據(jù)的記錄。公有鏈對全世界開放，任何人都可以參與系統(tǒng)，可以在任何節(jié)點讀取和發(fā)送交易，并且交易都能在區(qū)塊鏈上獲得確定。公有鏈對于一些全民參與的應(yīng)用場合，如電子商務(wù)、社交網(wǎng)絡(luò)、醫(yī)療、眾籌等。

三.區(qū)塊鏈技術(shù)的研究現(xiàn)狀

3.1區(qū)塊鏈技術(shù)的基礎(chǔ)架構(gòu)

區(qū)塊鏈技術(shù)的系統(tǒng)架構(gòu)是由六個層次組成：數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、共識層、激勵層、合約層、應(yīng)用層，數(shù)據(jù)層包含著一段時間內(nèi)的交易數(shù)據(jù)，并利用哈希算法、時間戳、鏈式結(jié)構(gòu)、非對稱加密等技術(shù)將交易數(shù)據(jù)進行封裝，不但保證了數(shù)據(jù)的安全、完整可追溯，并且可以解決了區(qū)塊鏈會出現(xiàn)的“分叉”現(xiàn)象。網(wǎng)絡(luò)層包括了分布式組網(wǎng)機制、數(shù)據(jù)傳播機制和數(shù)據(jù)驗證機制等，以公有鏈為例來說，能夠在用戶身份匿名的情況下，實現(xiàn)任何結(jié)點自由的加入和退出，并且通過P2P協(xié)議廣播消息實現(xiàn)交易信息的共享;對于應(yīng)用在企業(yè)的私有鏈來說，考慮到企業(yè)在某些數(shù)據(jù)隱私和商業(yè)機密，可以通過對結(jié)點授權(quán)的方式加入網(wǎng)絡(luò)，從而實現(xiàn)對數(shù)據(jù)資源的傳播、共享，但是其本質(zhì)是一個弱中心化的形式。共識層主要封裝各種共識算法。比特幣采用PoW共識機制，其通過算力競爭來保證系統(tǒng)的安全性和去中心性的同時，伴隨而來的是大量的電力資源的消耗、交易吞吐量受限等問題。事物的可持續(xù)運行需要一套激勵-制約機制最為保障，區(qū)塊鏈的激勵層將經(jīng)濟因素引入到區(qū)塊鏈技術(shù)體系中，包括了發(fā)行機制和分配機制。合約層包括腳本代碼、算法機制、智能合約，是在這些基礎(chǔ)上提供的可用于編寫代碼的接口，利用這些接口可開發(fā)出各種實際應(yīng)用。

3.2區(qū)塊鏈技術(shù)組成

智能合約：是一套能夠自動執(zhí)行某些手動才能完成任務(wù)的協(xié)議，允許不信任的各方在沒有可信的第三方的情況下，可以保證交易安全進行。

時間戳：是北京時間1970年01月01日08時00分00秒起至現(xiàn)在的總秒數(shù)。獲得記賬權(quán)的區(qū)塊必須在數(shù)據(jù)頭加蓋時間戳，依次來表明區(qū)塊數(shù)據(jù)寫入的時間，對數(shù)據(jù)記錄增加了時間維度，使得數(shù)據(jù)追溯更加容易，并且起到防止串改的作用。

分布式會計賬簿：可以將區(qū)塊鏈看作是公開的、分布式的、蓋時間戳的資產(chǎn)賬簿。分布式是體現(xiàn)區(qū)塊鏈的最大特點，體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點都可以記錄網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生的每一筆交易，同時允許每個節(jié)點用戶通過計算機來驗證每一筆交易的真實性。

共識機制：為解決相對獨立又相互聯(lián)系的區(qū)塊的集權(quán)與分權(quán)的矛盾，需要解決資源協(xié)作問題，為此區(qū)塊鏈需要建立穩(wěn)定、安全等不同標準的多重信任機制和激勵機制。

3.3區(qū)塊鏈目前存在的問題

（1）安全問題

安全是任何技術(shù)不可避免要面對的問題，對于區(qū)塊鏈技術(shù)來將，安全問題主要體現(xiàn)在“51%攻擊”。我們可以理解為任何組織或個體如果掌握全網(wǎng)51%的算力，就能實現(xiàn)自由的篡改和偽造數(shù)據(jù)。所以保證區(qū)塊鏈的安全體系就要依賴于網(wǎng)絡(luò)的分散性，以及隨之而來處理能力的分散性。

（2）隱私保護

網(wǎng)絡(luò)中各個節(jié)點并不能做到完全匿名，在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中我們需要考慮如何能實現(xiàn)對用戶身份、交易隱私以及用戶不愿意公開的敏感信息的保護。近年來一些國內(nèi)外的研究人員嘗試利用環(huán)簽名、零知識證明等技術(shù)來試圖實現(xiàn)隱私保護，但是依然不能克服對環(huán)簽名的偽造、支付效率低等問題。

（3）資源浪費

共識過程中算力競爭不僅造成了算力資源的浪費，同時消耗大量的電力資源，同時，區(qū)塊鏈要求重復數(shù)據(jù)的存儲會造成大量存儲資源的浪費，這些都是制約區(qū)塊鏈發(fā)展的問題。

（4）法律和監(jiān)管的不完善

時至今日，區(qū)塊鏈作為一種新興技術(shù)，至今在國際上缺乏統(tǒng)一的標準，相關(guān)的法律、法規(guī)的構(gòu)建仍然不完善，如何監(jiān)管、懲罰利用區(qū)塊鏈隱私性，進行違法犯罪活動的人體或組織是需要思考的問題。

（5）技術(shù)的存在的問題

伴隨研究的深入，大家對區(qū)塊鏈的關(guān)注越來越多。但是，區(qū)塊鏈的安全性等諸多問題逐漸顯露。第一，底層技術(shù)及架構(gòu)標準化的問題。第二，性能、容量、安全性、可擴展性等一系列技術(shù)問題。第三，數(shù)字貨幣和智能合約，如何能設(shè)計出能克服現(xiàn)有數(shù)字貨幣面對的缺點是值得思考的。第四，去中心化的難度，完全的去中心化短期內(nèi)是不能實現(xiàn)的，我們要在國家的指引和推動化實施區(qū)塊鏈技術(shù)。

四.結(jié)論

區(qū)塊鏈技術(shù)需要達成一種共識的網(wǎng)絡(luò)化的、自我維持的框架，特別是擺脫工作量證明所引發(fā)的不可能解決的散熱問題，建立一個強有力的、可編程的、廣泛可行的信用設(shè)施，我們可以利用這些設(shè)施以全新的方式組織自身，給我們帶來現(xiàn)有機構(gòu)未曾提供過的人類合作的新途徑。區(qū)塊鏈技術(shù)若能合理地運用，將會給社會帶來深刻變革，但這需要經(jīng)過不斷的循環(huán)迭代，只有通過不斷的嘗試和創(chuàng)新，才能探索出對社會及商業(yè)最有用的應(yīng)用方式。

作者簡介：

張博涵，天津工業(yè)大學經(jīng)濟與管理學院研究生，主要研究組織理論與戰(zhàn)略管理。