区块链的寒武纪大爆发

亚历山大·戴维 / Eureka的培训师和顾问 / 2016-04-25

离开摩根大通成为数字资产控股公司（Digital Asset Holdings）的首席执行官后，著名经济学家和交易员布莱斯·马斯特斯（Blythe Masters）正式开启了他以区块链为主题的全球巡回演讲。在2015年6月2日举办的“指数金融会议”（Exponential Finance Conference）期间，布莱斯表示，“金融区块链的应用价值将以万亿计。”发表这通惊人言论之后，专业数字投资公司纷纷接到电话，全部在问，“区块链技术究竟能如何助我们夺得产业支配权？”到如今，所有人都在好奇。但首先，我们需要好好了解一下比特币（Bitcoin）、以太坊协议（Ethereum protocols），以及区块链技术（blockchain technology）。

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这场区块链热潮从何而来？在众多因素中，区块链公司投资/收购的迅猛发展是主要催化剂。R3CEV区块链联盟不仅拥有60%的相关机构，市场价值也已高达6000亿美元。对于金融与保险科技产业来说，2015年是名副其实的“区块链年”，2015年10月份《经济学人》专门为此作了封面报道，在媒体圈引发了轰动。即便考虑到法律政策的收紧，整体环境依旧是有利的，尤其在欧盟，该地区对数字货币使用实行了免税政策。

一项科技的诞生

 区块链是与比特币一同诞生的，一般民众都将比特币简单地视为一种货币，但从根本上来说，它更是搭建一种计算协议主体结构的技术。相较于通常意义上的货币，比特币与传输控制/网际协议（也就是互联网）更为相似。

理论上，区块链是一份由使用者与验证程序共享的备份记录。流经此平台的信息都会被聚集在一个区块内，每个区块都代表了账簿的一页。这些区块会自动按照时间顺序堆叠在一起，为信息加盖时间戳。在创造新区块的同时，验证程序保护并封锁已有信息，包括提到上一个区块的信息。于是，在不改动其他所有链条上区块的情况下，单独篡改其中一个区块是不可能的。因此，区块链逐步成为一种可靠的审计工具，也让系统内参与者之间的信任建立得以实现。然而，在实际操作中，并不是所有区块链都能防止篡改。我们如何确保区块链上已被打上时间印章的数据永远不会被改动？为了理解答案，我们需要回顾一下区块链的源头比特币协议出现时的情形。

数十年来，众多大型帐簿都由独立的私人机构保管并存入电脑，如银行和金融机构。这种集中式管理在打击诈骗与“双花”（同时用同一笔金额货币实现多次交易）时尤为必要。封闭系统可以避免任何人工操控，譬如在账目上增加一笔巨额款项。权力高度集中虽然也有其风险，但严格的制度管控可以确保其合规性与稳定性。

区块链技术在对抗2007年金融危机的大环境中得到发展。当时银行普遍恐慌，银行间业务办理也几近停滞，人们对于金融机构的信任已经降到谷底。建立公共分类账户来确保权力分散的想法在当时特定背景下再次浮现。然而，公共记录对于欺诈的脆弱性仍无法解决。我们如何确保操作透明性的同时，保护公众对开放数据库的写入权限？

2008年11月，一位叫中本聪（Satoshi Nakamoto）的开发者提供了一个解决方案，他在一个加密的邮件组中，发表了一份《比特币：一个点对点的电子支付系统》白皮书。该文件描述了一个具有时间戳功能、需要“工作量证明”（proof-of-work）才能提供写入权限的服务器（后被开发者兼活动家哈尔·芬尼（Hal Finney）改名为“区块链”）。

七年后，这个工作量证明方法被用来保障比特币区块链中交易数据的不可篡改性。

比特币区块链

 “工作量证明”的难度与数独游戏类似，即测试非常困难，但验证却相当容易。这种操作（又名“挖矿”）是建立在共识规则以及遍布全球的验证程序（又名“矿工”）基础上的。挖矿的主要作用就是确保区块链的安全性，也就是说，确保公共数据库的安全性。

挖矿中存在一种抽奖机制，矿工们（验证程序）开发的计算能力越多，就能得到更多票据来赢得比赛。所以，比赛胜出者能按账目单位得到奖励，也就是“比特币”（首字母不大写）。而比特币协议安全性等级随着贡献者的数量增加成比例上升。账目单位与挖矿和区块链原理相组合，通过匿名参者们达成的共识，建立起一个权利分散的治理体系。

因此，只要大多数诚实矿工掌控着比恶意矿工更多的计算能力，区块链安全性就能得到很好的保障。

所有使用工作量证明的区块链在金手指攻击下可能都会脆弱不堪。这些攻击聚集起刚好超过整体能力50%的运算能力，在10分钟内随心所欲地让比特币网络上的交易活动失效，或者起效。然而现如今，比特币已经成为世界上最强大的网络，哈希速率已超过每秒1200Peta Hash（PH/s），这也意味着即使超过51%总运算力的攻击理论上可能，也需要耗费大量财力（10分钟内的攻击需要近50亿美元）。

幸运地是，比特币是一个开源项目。一个简单软件补丁就足以解决问题，让所以网络节点重启。比特币源代码是任何人都可以审核的，只要懂得编程语言如C++。因而每个人都能参与其中，修改、编译甚至重写代码来创造自己的区块链。在比特币生态系统中，有着成千上万个新区块链，它们被视为“替补”的山寨币（Altcoins）。

区块链的寒武纪大爆发

 现在，我们正经历孕育着诸多区块链的寒武纪大爆发，大量试验得以实施。如今的区块链多种多样，其特性根据项目的不同而变化。任何人都能创造自己的系统：启动条件十分简易，且不难实现。

正如我们所见，起初，一条区块链正是一个公共数据库。换言之，每个人都能阅读该信息流。这对于抵制贪污腐败可谓是极大进步，但从独立个体的角度来看，这些益处却造成了诸多障碍。

国际商用机器公司（IBM）或者数字资产控股公司这类参与者，正研究需要许可才能参与达成共识的私有区块链。尽管在微供给上分权化、全局上集中化的私有区块链已经出现，公有区块链的一些特征还是被保留下来：比如强大的体系架构，因为数据库是分散的；比如系统的永久性，因为数据是不可改变的；再比如其独一无二性，因为每个系统和总体账簿都是独一无二的。

这些特性带来了显著优势，譬如与参与者无力偿还有关的系统性风险的降低，以及由智能协议或虚拟机（图灵完备性）提供的链外资产管理，可以对服务进行优化或革新。

举个例子，银行可以使用这类技术将维护费用最小化。由于电脑技术的成熟和不断升级，私有区块链飞速发展。各大银行的研发部门都对区块链有着高度兴趣，他们单独或者通过类似R3CEV这样联盟，在所在地区法律框架下开发私有区块链雏形。

相反，公有区块链如比特币协议，能够用来确保使用非对称加密技术的数据安全：金融信息与用户身份都需要保护。公民数据仍有被国家机构或企业非法窃取的风险，就像 2014年索尼的信息被黑客入侵、2015美国公共信息泄漏那样，区块链或许能帮助政府找到解决方案。

总体而言区别在于：

-公有区块链的总体帐簿是公开的。通过使用工作量证明的方法能够确保这些区块链的安全，且需要一定的计算能力才能获得区块链的写入权限。然而，新方法如股权证明也正在测试中，此方法需要大量数字化资产来产生新区块。此外还有交易证明以及区块证明都在试验中，意在未来能将几种安保方法并列使用，或依次使用。

-私有区块链的总体帐簿是封闭的，因此也被称为“需要权限的区块链”。如今，这些区块链尚未被实现，但不难想象它们将使用的，要么是股权证明方法，要么是某种已知经鉴定的验证程序，正如美国国际商用机器公司（IBM）的公开区块链一样。这些都是企业开发、专用于某些特定用途中，比如联合征信、贸易金融、补偿或回购。这些商用区块链显然不会对一般消费者产生影响。

区块链的混合

 以上介绍并非全部。私有区块链的环境正在形成当中，其本身却已经开始分化。R3CEV联盟的首席技术官理查德·布朗（Richard Brown）表示，“区块链”这一词汇是一个涵盖广泛的概念。他提到自己的合作伙伴和同事都以为谈到的是同一件事情，但其实讨论的是完全不同的东西。与其不加区分地使用“区块链”这词，他建议使用“可共享、可复制的登记簿”：“可共享”是因为多位参与者能够翻阅或编写登记簿的不同部分；“可复制”是因为如果需要的话，每个人都能得到该登记簿的副本，而不是依靠中央权威。

然而，将所有可共享、可复制的登记簿作为私有区块链是不公平的。其中大多记录来自银行电脑记录的更新，因此只需简单采用区块链技术的某些方面。我们两年前开始发展的这些可共享、可复制登记簿，与起初的区块链有很大区别，最初版本并没有很好地开发区块链的所有潜力。因此，这很可能会成为银行、金融与保险领域长期数字化改革过渡性的一步。

公有区块链领域，在交易脚本与智能协议层面上正发生着最有趣的进展。以太智能协议项目正是个绝佳例子，除此之外还有别的项目，比如飞利浦的Streamium，让人们能观看流媒体视频，都展示了比特币技术在创建交互模型上的应用，而现有的金融平台是根本不可能实现这一点的。

正如我们所见，公有与私有区块链将会带领我们到达同一个地方：一个既有共享数据库、又能独立自主操作的世界。（阳志典/译）