區(qū)塊鏈行業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用概述

王毛路 李莉莉

本文針對區(qū)塊鏈在數(shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)交互以及數(shù)據(jù)透明可追溯等方面的特點，結(jié)合更多非金融領(lǐng)域的需求進行了相關(guān)應(yīng)用上的總結(jié)。

區(qū)塊鏈技術(shù)來源于幾種傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的創(chuàng)新設(shè)計和應(yīng)用，最早由名為“中本聰”的極客（Geek）在2008年提出。

區(qū)塊鏈（Blockchain）是指利用去中心化和去信任化的方式集體維護一個可靠數(shù)據(jù)庫的技術(shù)方案。該技術(shù)方案中參與系統(tǒng)的節(jié)點把一段時間系統(tǒng)內(nèi)全部信息交流的數(shù)據(jù)，通過密碼學(xué)算法計算和記錄到一個數(shù)據(jù)塊（block），并且生成該數(shù)據(jù)塊的指紋用于鏈接（chain）下個數(shù)據(jù)塊和校驗，系統(tǒng)所有參與節(jié)點來共同認定記錄是否真實。

技術(shù)特征

從技術(shù)內(nèi)核來看，區(qū)塊鏈本質(zhì)上是基于密碼學(xué)的分布式數(shù)據(jù)庫（賬本）。區(qū)塊鏈的三個核心技術(shù)為密碼學(xué)、P2P網(wǎng)絡(luò)、全網(wǎng)認可的分布式數(shù)據(jù)庫（賬本）。

區(qū)塊鏈具有去中介化或分散中心化、信息不可篡改、透明可追溯、保密性、自信用等特點。區(qū)塊鏈的特征和優(yōu)越性來自于其技術(shù)原理。

如圖1所示，區(qū)塊鏈的基礎(chǔ)架構(gòu)自下而上可以分為數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、共識層、激勵層、合約層和應(yīng)用層。

數(shù)據(jù)層—區(qū)塊構(gòu)造與鏈的生成

每一個區(qū)塊由區(qū)塊頭和區(qū)塊體組成，區(qū)塊頭包含版本號、前一區(qū)塊哈希（Hash）、時間戳（Timestamp）和隨機數(shù)，區(qū)塊體包含交易數(shù)量和加密的交易具體信息。為保護區(qū)塊中以及鏈傳遞時的信息安全，區(qū)塊鏈運用了密碼學(xué)原理，涉及哈希函數(shù)、非對稱加密（公鑰技術(shù)）、數(shù)字簽名。

網(wǎng)絡(luò)層—區(qū)塊鏈的工作機制

區(qū)塊鏈?zhǔn)屈c對點的去中介化結(jié)構(gòu)，每一個節(jié)點擁有記賬權(quán)和查詢鏈上信息的能力?；诠Ｋ惴ㄇ蠼猓可梢粋€新的區(qū)塊，會進行全網(wǎng)廣播，確保無重復(fù)不斷推進，從而實現(xiàn)分布式存儲。這就意味著各個節(jié)點之間無需完備的信任基礎(chǔ)。

共識層—共同維護的記錄規(guī)則

共識機制（Consensus）區(qū)塊鏈實現(xiàn)分布式自治的前提。在節(jié)點互不信任的網(wǎng)絡(luò)中，使節(jié)點達成一致的充分必要條件是每個節(jié)點出于自身利益最大化考慮，都會自發(fā)、誠實地遵守協(xié)議預(yù)設(shè)的規(guī)則，判斷每一筆交易的真實性并將判斷為真的記錄記入?yún)^(qū)塊鏈中。如果節(jié)點具有各自獨立的利益并相互競爭，則節(jié)點幾乎不可能合謀欺騙。

區(qū)塊鏈技術(shù)正式運用一套基于共識的數(shù)學(xué)算法，在機器之間建立信任網(wǎng)絡(luò)，以技術(shù)背書而非第三方信用機構(gòu)來完成全新的信用創(chuàng)造。

合約層和應(yīng)用層—底層技術(shù)上的可編程經(jīng)濟

在區(qū)塊鏈底層架構(gòu)上建立智能合約（Smart Contract），探索形成“區(qū)塊鏈+”應(yīng)用的各種場景，達到經(jīng)濟和社會效益提升的目的。這是實現(xiàn)區(qū)塊鏈價值傳遞網(wǎng)絡(luò)的最終形式，也是區(qū)塊鏈應(yīng)用的根本價值。

國內(nèi)外應(yīng)用綜述

區(qū)塊鏈技術(shù)的核心理念是分布式加密賬本，具有分布式、難以篡改、可追溯、開放性、算法式信任等特點，能夠?qū)崿F(xiàn)權(quán)益確立、交易溯源、隱私保護、自動執(zhí)行等關(guān)鍵功能，可應(yīng)用在金融、供應(yīng)鏈、公益慈善、醫(yī)療、公共服務(wù)等領(lǐng)域的保險、供應(yīng)鏈融資、溯源等不同場景。

目前，區(qū)塊鏈在各個行業(yè)的落地探索方興未艾，我國區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策環(huán)境良好、創(chuàng)業(yè)熱情較高，且技術(shù)專利數(shù)量在國際居于前列。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織已推動區(qū)塊鏈和分布式記賬技術(shù)術(shù)語、概念、參考架構(gòu)等標(biāo)準(zhǔn)的研制出臺，我國已研制發(fā)布相關(guān)團體標(biāo)準(zhǔn)，立項1項國家標(biāo)準(zhǔn)，同時實質(zhì)性參與制定國際標(biāo)準(zhǔn)。

從國際情況看，主要國家對區(qū)塊鏈技術(shù)在金融領(lǐng)域的應(yīng)用持積極態(tài)度。

作為一種全新的數(shù)據(jù)管理范式及協(xié)作模式，區(qū)塊鏈技術(shù)及其在金融領(lǐng)域的應(yīng)用得到英國、澳大利亞、俄羅斯、日本、歐盟等全球許多國家和地區(qū)的高度重視。英國金融行為監(jiān)管局（FCA）開展的監(jiān)管沙箱，。歐盟委員會2018金融及行動計劃，將區(qū)塊鏈技術(shù)納入其工作重點之一。英國、新加坡、加拿大等國家的監(jiān)管部門和中央銀行已開展區(qū)塊鏈研究或試驗。新加坡金融管理局（MAS）進行的Ubin項目，探索使用區(qū)塊鏈技術(shù)進行支付和證券的清算和結(jié)算。加拿大央行的Jasper研究項目，已完成基于區(qū)塊鏈技術(shù)處理銀行間清結(jié)算業(yè)務(wù)的探索，目前正在進行第三階段，探索DLT與外匯、證券等其他資產(chǎn)結(jié)合的潛在益處。區(qū)塊鏈在金融領(lǐng)域的應(yīng)用主要集中在證券交易、支付結(jié)算、貿(mào)易融資等場景，并開始從概念驗證逐步邁向生產(chǎn)實踐。美國納斯達克交易所推出基于區(qū)塊鏈的證券交易系統(tǒng)Linq，韓國交易所推出基于區(qū)塊鏈技術(shù)的股份公開交易平臺。澳大利亞證券交易所計劃于2020年或之后推出基于分布式賬本技術(shù)的新系統(tǒng)，取代當(dāng)前結(jié)算所電子附屬登記系統(tǒng)。IBM推出了區(qū)塊鏈全球跨境支付平臺，可幾乎達到實時跨境支付清算與結(jié)算。巴克萊銀行完成全球首個基于區(qū)塊鏈技術(shù)的貿(mào)易交易，將傳統(tǒng)需要耗時7日至10日的交易處理流程縮短至4小時內(nèi)完成。

總體來說，無論是哪一領(lǐng)域的區(qū)塊鏈應(yīng)用，無論使用的是公有鏈還是聯(lián)盟鏈技術(shù)，其本質(zhì)都是將重要的數(shù)據(jù)存儲在區(qū)塊鏈上，從而賦予數(shù)據(jù)不可篡改、不可刪除、可追溯、分布式賬本等特點，因而解決該數(shù)據(jù)在不同利益主體之間的信任問題。一言以蔽之，“內(nèi)防篡改，外防抵賴”。

不同的區(qū)塊鏈應(yīng)用案例僅僅是應(yīng)用場景不同，而它們都有共同的前提。從最早的數(shù)字貨幣，到銀行的合同存證、醫(yī)院的電子醫(yī)療檔案、版權(quán)認證、政府的公司注冊記錄、土地登記、精準(zhǔn)扶貧、電子身份存儲、食品溯源、奢侈品追溯、疫苗追溯等場景，區(qū)塊鏈的應(yīng)用都是因為成功滿足了以下兩個前置條件：

（1）數(shù)據(jù)有保持完整性和真實性的必要。

（2）數(shù)據(jù)有保持其在不同主體之間一致性的必要。

例如，數(shù)字貨幣、電子合同、醫(yī)療檔案、版權(quán)記錄、公司登記信息、土地登記信息、扶貧資金審批和撥付信息、電子身份證、食品、疫苗、奢侈品的供應(yīng)鏈信息等均滿足上述前提。且不同主體之間的信任關(guān)系越弱，區(qū)塊鏈的作用越顯著。

此外，不僅是數(shù)據(jù)本身，數(shù)據(jù)的使用記錄、調(diào)用情況等過程性數(shù)據(jù)也有存儲于區(qū)塊鏈上的必要性，正如國內(nèi)的中國保險信息技術(shù)公司項目、安吉稅易貸項目、廣州市信息中心區(qū)塊鏈基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目等，都是將這些屬于業(yè)務(wù)關(guān)鍵的過程性數(shù)據(jù)存儲在區(qū)塊鏈上，從而使數(shù)據(jù)的流通合法合規(guī)，打破數(shù)據(jù)孤島。

在應(yīng)用區(qū)塊鏈的過程中，尤其需要注意規(guī)避區(qū)塊鏈性能上的短板。目前，區(qū)塊鏈還不支持高頻的交易，即使是在聯(lián)盟鏈環(huán)境下，區(qū)塊鏈最多也只能穩(wěn)定支持每秒不超過3000筆的交易頻率。這就是為什么區(qū)塊鏈在合同存證、低頻數(shù)據(jù)調(diào)用記錄、奢侈品追溯、扶貧資金審批發(fā)放等領(lǐng)域取得成功，而在銀行交易、食品追溯、慈善募捐等領(lǐng)域表現(xiàn)不盡如人意的主要原因所在。

金融行業(yè)的應(yīng)用

區(qū)塊鏈通過在統(tǒng)一共識基礎(chǔ)上形成可信、安全、透明、公開的自運行體系，將起到降低金融業(yè)務(wù)運營成本、提高管理效率和盈利能力的效果。金融行業(yè)作為業(yè)務(wù)周期長、參與方多、涉及用戶數(shù)量大的行業(yè)，在區(qū)塊鏈所建立的可信互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下將有效地獲得信任傳遞與穿透?；诼?lián)盟鏈的技術(shù)架構(gòu)與發(fā)展規(guī)劃，主要將在票據(jù)登記、票據(jù)托管、數(shù)據(jù)交換共享、數(shù)據(jù)對外開放等領(lǐng)域發(fā)揮應(yīng)用效果。

資產(chǎn)登記

資產(chǎn)憑證作為重要數(shù)據(jù)類型，需要獲得唯一性、真實性保障。通過將資產(chǎn)憑證數(shù)據(jù)實時向區(qū)塊鏈進行固化錨定，除了能夠有效保障資產(chǎn)憑證不可篡改，后續(xù)修改也能夠?qū)v史保單信息變更進行有效追溯，不僅保護投資人合法權(quán)益，也將為金融機構(gòu)提供有效途徑。

單據(jù)托管

單據(jù)生成：在銷售、投保、投資等業(yè)務(wù)場景里，在線達成協(xié)議、通過簽署投資合同，經(jīng)金融后臺業(yè)務(wù)系統(tǒng)審核后生成有效的電子合同，存入電子憑證庫中。將加密的協(xié)議上鏈，只有業(yè)務(wù)相關(guān)方可下載解密查看，業(yè)務(wù)相關(guān)方也可授權(quán)他人查看保單。塊鏈具有不可刪除、不可更改的特性，協(xié)議變更需要生成一份新的合同加密上鏈，并與原協(xié)議形成關(guān)聯(lián)，保持合同完整性和業(yè)務(wù)連貫性。

區(qū)塊鏈保單托管能夠通過利用區(qū)塊鏈分布式賬本的特性真正實現(xiàn)托管后的數(shù)據(jù)中立、不可篡改、記錄可溯，從而獲得投資人的有效信任。

數(shù)據(jù)交換共享

通過基于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)交換服務(wù)，金融之間能夠基于投資人人有效授權(quán)，形成數(shù)據(jù)共享通道。針對惡意欺詐等行為進行行業(yè)性的聯(lián)合風(fēng)控，并實現(xiàn)監(jiān)管機構(gòu)對行業(yè)性數(shù)據(jù)的有效穿透式監(jiān)管。

基于更為精準(zhǔn)的多維數(shù)據(jù)共享，實現(xiàn)金融產(chǎn)品創(chuàng)新，建立更為定制化的產(chǎn)品定價機制與營銷策略。

行業(yè)數(shù)據(jù)對外開放

區(qū)塊鏈以密文的形式匯集用戶的業(yè)務(wù)信息和單據(jù)等核心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)記錄對應(yīng)到個人。該種對應(yīng)關(guān)系可應(yīng)用于其它相關(guān)聯(lián)的生活場景，為用戶身份驗證、信用評估、資質(zhì)校驗、數(shù)據(jù)安防等業(yè)務(wù)需求提供數(shù)據(jù)支持。

此外，基于脫敏的行業(yè)大數(shù)據(jù)，可進一步向社會開放不受特殊限制的數(shù)據(jù)，研究機構(gòu)可用以做學(xué)術(shù)課題、行業(yè)報告、趨勢分析的可信數(shù)據(jù)源，商業(yè)機構(gòu)可以此形成群體用戶畫像，分析和挖掘金融及其相關(guān)行業(yè)的需求，實現(xiàn)精準(zhǔn)營銷和產(chǎn)品業(yè)務(wù)創(chuàng)新。

物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用

目前，很多物聯(lián)網(wǎng)都是運營商企業(yè)內(nèi)部的自組織網(wǎng)絡(luò)。涉及跨多個運營商、多個對等主體之間的協(xié)作時，建立信用的成本很高。目前的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)流通匯兌到單一的中心控制系統(tǒng)，隨著設(shè)備幾何級數(shù)增長，中心化服務(wù)成本難以負擔(dān)。

用區(qū)塊鏈建立基于設(shè)備信息的分布式賬本，可以解決以下問題：

1.降低成本。區(qū)塊鏈無需中心服務(wù)器，規(guī)避昂貴的運維費用。

2.身份鑒權(quán)。區(qū)塊鏈的驗證和共識機制有助于避免非法甚至是惡意節(jié)點接入物聯(lián)網(wǎng)。

3.可證可溯。數(shù)據(jù)只要經(jīng)過共識寫入?yún)^(qū)塊鏈，就難以篡改，還能依托鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)追本溯源。

4.隱私保護。區(qū)塊鏈中所有傳輸?shù)臄?shù)據(jù)都經(jīng)過嚴(yán)格的加密處理，用戶的數(shù)據(jù)和隱私將會更加安全。

5.跨主體協(xié)作。區(qū)塊鏈的分布式對等結(jié)構(gòu)和公開透明的算法，能夠以低成本建立互信，打破信息孤島桎梏，促進信息橫向流動和多方協(xié)作。

目前在傳感數(shù)據(jù)的存證和溯源、電動汽車的即時充電、無人機的安全通信和群體智能、物聯(lián)網(wǎng)食品溯源方面都出現(xiàn)了應(yīng)用案例。

區(qū)塊鏈積分通兌

比特幣作為很成熟的區(qū)塊鏈應(yīng)用，其本身與積分相似，都是一種數(shù)字資產(chǎn)，而唯一的不同則在于比特幣依靠底層區(qū)塊鏈的公開透明以及共識機制維護，實現(xiàn)了數(shù)字資產(chǎn)的唯一性、信任性和價值性。因此，將積分按照比特幣數(shù)字資產(chǎn)的特性進行構(gòu)造能夠?qū)崿F(xiàn)透明安全可信的通兌機制，真正將積分的價值在流動中發(fā)揮出來。同時，區(qū)塊鏈不可篡改、可追溯的特性也能夠讓商家投過區(qū)塊鏈積分的流轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)獲得最為真實的用戶行為分析數(shù)據(jù)源，從而更為準(zhǔn)確地提升營銷影響力。區(qū)塊鏈以開放的加盟機制，能夠?qū)崿F(xiàn)多方在對等的前提下公平地兌換各自的積分?jǐn)?shù)字資產(chǎn)，以共識機制實現(xiàn)匯率投票，保持互相制衡的穩(wěn)定市場結(jié)構(gòu)。

結(jié)論

區(qū)塊鏈從2015年開始在全球掀起技術(shù)熱潮。一大批國際先進金融機構(gòu)和大量初創(chuàng)企業(yè)已經(jīng)開始對區(qū)塊鏈技術(shù)進行大量應(yīng)用探索和管理實踐，范圍包括征信、交易、支付、清算、證券、保險等各種金融領(lǐng)域與環(huán)節(jié)。

多個金融區(qū)塊鏈聯(lián)盟也在近期紛紛成立，包括金融區(qū)塊鏈聯(lián)盟R3、中國分布式總賬基礎(chǔ)協(xié)議聯(lián)盟（China Ledger聯(lián)盟）、金融區(qū)塊鏈合作聯(lián)盟（深圳）等。從另一角度，將區(qū)塊鏈理解為一項針對數(shù)據(jù)進行可信化處理的底層技術(shù)。

本文針對區(qū)塊鏈在數(shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)交互以及數(shù)據(jù)透明可追溯等方面的特點，結(jié)合更多非金融領(lǐng)域的需求進行了相關(guān)應(yīng)用上的總結(jié)。