区块链技术及应用价值

据了解,区块链技术的这些理念和特征充分体现了“开放式”“自主化”的互联网特征,甚至更为超前。中本聪在发明比特币背后的区块链数据结构时,其实是对技术发展和社会趋势有着很深的洞见。今天网络社会、共享经济、共享金融发展,那些众包、众筹、众创、互助甚至是“众治”商业模式和社会模式不断涌现,平等、开放、共享、民主理念正深入人心,并成为社会趋势。如何解决更多参与者参与机制、治理机制、数据信息传导、资源分配、权利和利益分配,区块链提供了一套系统的技术解决方案。因此区块链暗合社会和技术发展的趋势,通过系统共享、开放互通实现价值传递,这是今天这一技术受到高度关注的核心原因。越来越多机构纷纷开发和尝试区块链在支付清算、资产交易、智能合约和治理投票等场景的广泛应用。从系统研究看,目前区块链技术在金融场景大规模应用还存在很多问题。一是,去中心化的设计和理念过于理想化,目前没有金融机构推动,很难大规模运用,但目前如何解决金融机构参与动力是一个问题;二是,目前工作量法通过挖矿形成共识机制进行记账,导致算力和电力巨大浪费,权益法通过授权代理进行验证记账也大多需要代币,都不适应支持秒级、海量大规模的交易;三是,目前加密机制采用私钥唯一验证方式,是难以满足监管部门对金融交易多种身份交叉验证需求;四是,在比特币交易中,完全封装在链上进行,但在智能合约、版权交易、众筹等交易中,资产确认、交易实际依赖法律确认甚至线下确权登记;五是,哈希函数位数一定,高频大规模交易可能超过容量导致失效。上述存在瓶颈大多是比特币背后的区块链数据结构的瓶颈,随着区块链应用场景的探索和丰富,一些机构开始开发其他区块链协议,比如以太坊(Ethereum)、瑞波(Ripple)、Stellar、Eris等,共识机制、身份验证、封装等瓶颈问题基本都可以得到解决。另外,区块链技术中是否是“去中心化”“去中介化”,随着应用展开,人们也对这一问题认识更为理性。“去中心化”“去中介化”可能只是理想的终极状态,但区块链技术在实际应用中和监管、法律、社会组织现实将会有很多结合,技术层面将会存在很多中间状态。因此,区块链形态上“私有链”“联盟链”将会成为前期的主要运用形态,完全的“公有链”除了比特币应用外,目前还不能成为成熟的应用。

写在前面

使用比特币和以太坊的区块链架构为实例,详细描述区块链技术的基础架构、基本原理以及核心技术。比特币和以太坊是
2种具代表性的区块链技术应用,一个是区块链技术的起源,另一个是区块链2.0
的代表应用,市面上其他使用区块链技术的数字货币大都与之雷同,所以,比特币和以太坊的基础架构是研究学习区块链技术的重要实例。比特币和以太坊的基础架构如图
1 所示。

区块链不是一项新技术,而是一个新的技术组合。其关键技术包括P2P动态组网、基于密码学的共享账本、共识机制、智能合约等技术;

图 1
中虚线表示的是以太坊与比特币的不同之处。总体来说,数字货币的区块链系统包含底层的交易数据、狭义的分布式账本、重要的共识机制、完整可靠的分布式网络、网络之上的分布式应用这几个要素。底层的数据被组织成区块这一数据结构,各个区块按照时间顺序链接成区块链,全分布式网络的各个节点分别保存一份名为区块链的分布式账本,网络中使用
P2P
协议进行通信,通过共识机制达成一致,基于这些基础产生相对高级的各种应用。在该架构中,不可篡改的区块链数据结构、分布式网络的共识机制、工作量证明机制和愈发灵活的智能合约是具代表性的创新点。

科技史上大部分创新都是与生产力有关的,提升效率,让人做更少工作,让机器做更多工作;区块链带来的最主要的颠覆却是生产关系上的;

1 底层数据

互联网实现了信息的传播,区块链实现了价值的转移;区块链可以看作是“价值互联网”的基础协议,类似于“信息互联网”的HTTP协议,二者都是建议在TCP/IP协议之上的应用层协议;

在区块链系统中,底层数据并不是存储在区块链中的数据,这些原始数据需要进一步加工才能被写入区块内。底层数据最根本的是交易记录,其他的数据只是为了对消息记录进行封装。

区块链并不是一个全能技术,在某些应用领域里相比传统技术并不具备明显的技术优势,因此创业者及投资机构都需要考虑技术适用性问题;

交易数据:交易数据是带有一定格式的交易信息,以比特币为例,一条比特币交易信息应包含以下字段:4
B 的版本信息,用来明确这笔交易参照的规则;1~9 B
的输入计数器,表示被包含的输入数量;变长字节的输入,表示一个或多个交易输入;1~9
B
的输出计数器,表示被包含的输出数量;变长字节的输出,表示一个或多个输出;4
B 的时钟时间,表示一个 UNIX 时间戳或区块号。

区块链底层技术及协议层可能出现几家平台型公司;但大部分投资机会在于应用层,即基于行业应用的“区块链+”项目。

时间戳:时间戳被用来加盖在区块头中,确定了区块的写入时间,同时也使区块链具有时序的性质,时间戳可以作为区块数据的存在性证明,有助于形成不可篡改不可伪造的分布式账本。更为重要的是,时间戳为未来给予区块链技术的互联网和大数据增加了时间维度,使通过区块数据和时间戳来重现历史成为可能。

9月4日央行等7部委下发的《防范代币发行融资风险公告》将ICO定义为非法融资,不论机构和个人都不建议参与此类项目。

SHA256
算法:区块链不会直接保存明文的原始交易记录,只是将原始交易记录经过散列运算,得到一定长度的散列值,将这串字母与数字组成的定长字符串记录进区块。比特币使用双
SHA256 散列函数,将任意长度的原始交易记录经过 2 次 SHA256
散列运算,得到一串 256 bit
的散列值,便于存储和查找。散列函数具有单向性、定时性、定长性和随机性的优点。单项性指由散列值无法反推得到原来的输入数据(理论上可以,实际几乎不可能),定时性指不同长度的数据计算散列值所需要的时间基本一样,定长性指输出的散列值都是相同长度,随机性指
2 个相似的输入却有截然不同的输出。同时,SHA256
函数也是比特币所使用的算力证明,矿工们寻找一个随机数,使新区块头的双
SHA256
散列值小于或等于一个目标散列值,并且加入难度值,使这个数学问题的解决时间平均为
10 min,也就是平均每 10 min 产生一个新的区块。

Part One:区块链基础知识

Merkle 树:Merkle
树是区块链技术的重要组成部分,将已经运算为散列值的交易信息按照二叉树形结构组织起来,保存在区块的块体之中。
Merkle
树的生成过程:将区块数据分组进行散列函数运算,将新的散列值放回,再重新拿出
2 个数据进行运算,一直递归下去,直到剩下唯一的“Merkle
根”。比特币采用经典的二叉 Merkle 树,而以太坊采用了改进的 Merkle
Patricia
树。Merkle树的优点:良好的扩展性,不管交易数据怎么样,都可以生成一颗
Merkle 树;查找算法的时间复杂度很低,从底层溯源查找到 Merkle
根部来验证一笔交易是否存在或合法,时间复杂度为 lb
N,极大降低运行时的资源占用;使轻节点成为可能,轻节点不用保存全部的区块链数据,仅需要保存包含
Merkle 根的块头,就可以验证交易的合法性。

&区块链和区块链技术

2 分布式记账本

“区块链就像一台魔法计算机,任何人都能够上传程序并自我执行,程序执行前和执行后的所有状态都公开可见,密码经济学为程序严格按照协议执行提供了机制保障。”——Vitalik
Buterin

这里使用分布式记账本来代替区块链,是为了区别狭义的区块链和广义的区块链技术,前者是分布式记账本这一时序链式数据结构,后者是个完整的带有数学证明的系统框架。狭义的区块链结构如图
2 所示:

狭义来讲,区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构, 并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本(分布式数据库)。

图二.png

广义来讲,区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算范式。

每个区块分为块头和块体两部分,所有区块按照时序相链接,形成狭义上的区块链。

如何理解上述定义呢?

区块头:区块头的内容有上一区块头的散列值、时间戳、当前 PoW
计算难度值、当前区块 PoW 问题的解,以及 Merkle
根。以比特币为例,具体的数据格式为:4 B
的版本字段,用来描述软件版本号;32 B的父区块头散列值;32字节的 Merkle
根;4 B 的时间戳;4 B 的难度目标;4 B 的 Nonce
。区块头设计是整个区块链设计中极为重要的一环,区块头包含了整个区块的信息,可以唯一标识出一个区块在链中的位置,还可以参与交易合法性的验证,同时体积小(一般不到整个区块的千分之一),为轻量级客户端的实现提供依据。

1)   一个分布式的链接账本,每个账本就是一个“区块”;

区块体:区块体包含了一个区块的完整交易信息,以 Merkle
树的形式组织在一起。如图 2 所示,Merkle
树的构建过程是一个递归计算散列值的过程,以图中为例,交易 1 经过 SHA256
计算得到 Hash 1,同样算得 Hash 2,将 2 个散列值串联起来,再做 SHA256
计算,得到
Hash12,这样一层一层地递归计算散列值,直到最后剩下一个根,就是 Merkle
根。可以看到,Merkle
树的可扩展性很好,不管交易记录有多少,最后都可以产生 Merkle 树以及定长的
Merkle 根。同时,Merkle树的结构保证了查找的高效性,N 个叶子节点的 Merkle
树最长查找路径长度为 lb N,这种高效在大交易规模中异常明显。

2)   基于分布式的共识算法来决定记账者;

链式结构:除了创世区块以外,所有区块均通过包含上一区块头的散列值的方法构成一条区块链。同时,由于包含了时间戳,区块链还带有时序性。时间越久的区块后面所链接的区块越多,修改该区块所花费的代价也就越高,这里借用一个形象的比喻,区块链就好比地壳,越往下层,时间越久远,越稳定,不会轻易发生改变。区块链在增加新区块的时候,有很小的概率发生“分叉”现象,即同一时间挖出
2
个符合要求的区块。对于“分叉”的解决方法是延长时间,等待下一个区块生成,选择长度最长的支链添加到主链,“分叉”发生的概率很小,多次分叉的概率基本可以忽略不计,“分叉”只是短暂的状态,最终的区块链必然是唯一确定的最长链。创世区块:每一个区块链都有一个特殊的头区块,不管从哪个区块开始追溯,最终都会到达这个头区块,即创世区块。这里不得不提到比特币的创世区块,它在北京时间
2009 年 1 月 4 日 02:15:05
被中本聪生成,是比特币诞生的里程碑,也是数字货币的新纪元。中本聪在比特币创世块中留下了一句话“The
Times 03/Jan/2009 Chan-cellor on brink of second bailout for
bank”,是当天的头版文章标题。中本聪的引用,既是对该区块产生时间的说明,也是对旧有银行系统面对金融危机脆弱表现的冷嘲。

3)   账本内交易由密码学签名和哈希算法保证不可篡改;

3 组网方式和核心机制

4) 
 账本按产生的时间顺序链接,当前账本含有上一个账本的哈希值,账本间的链接保证不可篡改;

狭义的区块链,即分布式账本的内容上面已经介绍完毕,将这个账本用起来才是区块链技术的关键所在。基于分布式账本之上的区块链网络,采用对等式网络——P2P
网络(peer-to-peer net-work)将所有节点连接在一起,设计 PoW
或其他共识机制使无信任基础的双方在不需要第三方的情况下建立互信,使用广播的方式传播交易信息,加上激励机制来保证节点提供算力以维持整个网络的顺利运行。

5)   所有交易在账本中可追溯。

P2P 网络:区块链网络的去中心化来自于采用 P2P
组网方式,网络中每个节点均地位对等且以扁平式拓扑结构相互连通和交互,不存在任何中心化的特殊节点和层级结构,每个节点均会承担网络路由、验证交易信息、传播交易信息、发现新节点等工作。

&区块链特征

广播机制:区块链网络公布交易信息的方式是广播,生成交易信息的节点先将信息广播到相连接的节点,节点验证通过后就会再进行广播,信息会以极快的方式被全网中的节点接收。实际上,并不需要全部节点都保留这条交易信息,只要保证大多数节点接收到,就可以认为交易通过。如果这条交易信息有问题,如交易者的余额不足以支付,接收到错误消息的节点验证不通过,就会废弃该交易数据,不会对它再进行广播。新区块的生成也是通过广播来确认的,找到满足条件的随机数后进行广播,记过验证后确认新区块的记账权,生成新的区块,全网进行同步,将该块添加到主链上。

区块链是一种共享的分布式数据库技术。尽管不同报告中对区块链的介绍措辞都不相同,但以下4个技术特点是共识性的。

共识机制:分布式网络的核心难题是如何高效地达成共识,就好比现有的社会系统,中心化程度高的、决策权集中的社会更容易达成共识,像独裁和专制,但是社会的满意度很低;中心化程度低的、决策权分散的社会更难达成一致,像民主投票,但是整个社会的满意度更高。“任何基于网络的数据共享系统,都最多拥有以下
3 条中的 2 条:1) 数据一致性 对数据更新具备高可用性
能容忍的网络分区”,即 CAP 理论,分布式网络已经带有了 P,那么C 或 A
只能在两者中选择一条。如何在一致性和可用性之间进行平衡,在不影响实际使用体验的前提下还能保证相对可靠的一致性,是研究共识机制的目标。早期的比特币采用高度依赖节点算力的
PoW
机制来保证比特币网络分布式记账的一致性,随着各种竞争币种的发行,更多相似的共识机制得以出现,PoS
就是一种基于 PoW 并且进行改进的共识机制。

1)去中心化(Decentralization):区块链由众多节点组成一个端到端的网络,不存
在中心化的设备和管理机构,任一节点停止工作都会不影响系统整体的运作。图2的左侧描述了当今金融系统的中心化特征,右侧描述的是正在形成的去中心化金融系统;

PoW 共识机制:PoW
机制是由中本聪所设计的适用于比特币系统的共识机制,其核心思想是通过引入分布式节点的算力竞争来保证数据一致性和共识的安全性。在比特币中,所有参与“挖矿”的节点都在遍历寻找一个随机数,这个随机数使当前区块的区块头的双
SHA256
运算结果小于或等于某个值,找到符合要求的随机数的节点获得当前区块的记账权,获得一定数额的比特币作为奖励。另外,引入动态难度值,使求解该数学问题所花费的时间在
10 min 左右。PoW
共识机制具有十分重要的意义,将比特币的发行、交易和记录完美地联系起来,同时还保证了记账权的随机性,确保比特币系统的安全和去中心化。GHOST(Greedy
Heaviest Observed Subtree)协议:GHOST 协议是为了解决比特币使用
PoW算力竞争引起的高废块率带来的算力浪费问题。废区块指的是在新块广播确认的时间里“挖”出的符合要求的区块。GHOST
协议提出在计算最长链时把废区块也包含起来,即在比较哪一个区块具有更多的工作量证明时,不仅有父区块及其祖先区块,还添加其祖先区块的作废后代区块来计算哪个块拥有最大的工作量证明。在以太坊中,采用了简化版
GHOST
协议,废区块只在五代之间参与工作量证明,并且废区块的发现者也会收到一定数量的以太币作为奖励。

2)
  去信任(Trustless):系统中所有节点之间通过数字签名技术进行验证,无需信任也可以进行交易,只要按照系统既定的规则进行,节点之间不能也无法欺骗其它节点;

PoS 共识机制:PoW 共识机制有明显的缺点,算力资源被过多地浪费掉,PoS
共识机制是为了解决 PoW 的缺陷而提出的替代方案。PoS
本质上是采用权益证明来代替 PoW
的算力证明,记账权由最高权益的节点获得,而不是最高算力的节点。权益证明就是资源证明,拥有最多资源的节点挖矿的难度最小。以太坊目前采用的仍然是
PoW,但是正在开发的下一版本将会转为 PoS 共识机制。

3)
  集体维护(CollectivelyMaintain):系统是由其中所有具有维护功能的节点共同维护的,系统中所有人共同参与维护工作;

激励机制:激励机制是区块链技术中的重要一环,以比特币为例,开采出新的区块的节点会得到一定数量的比特币和记账权,记账权使节点在处理交易数据的时候得到交易费用。比特币的交易费用基于自愿原则,提供交易费用的交易会被优先处理,而不含交易费用的交易会先放在交易池中,随时间的增加而增加其优先级,最终还是会被处理。激励机制保证了整个区块链网络的保持向外扩张,促使全节点提供资源,自发维护整个网络。以比特币为例,目前整个比特币网络的算力已经达到
800 000 000 Gh/s,超过了全球Top 500
超级计算机的算力总和,想要对整个比特币网络做出影响几乎不可能。

4)
 可靠数据库(ReliableDatabase):系统中每一个节点都拥有最新的完整数据库拷贝,单个甚至多个节点对数据库的修改无法影响其他节点的数据库,除非能控制整个网络中超过51%的节点同时修改,这几乎不可能发生。区块链中的每一笔交易都通过密码学方法与相邻两个区块串联,因此可以追溯到任何一笔交易的前世今生。

4 区块链节点

简化起见,上图展示了6处保留数据库副本的节点;在3个交易序列中,前2个交易的数据和签名得到了所有6个节点的验证,但第三个交易的位置5没有通过验证,将被其它节点的“一致意见”更改。

在最初的区块链网络设计中,不存在任何中心化的特殊节点和层级结构,每个节点完全对等,承担着网络路由、验证交易信息、传播交易信息、发现新节点等工作。但是实际上物理设备是存在明显性能差距的,以比特币网络为例,可作为节点的设备有个人计算机、服务器、专为比特币挖矿设计的矿机,以及移动端,它们提供的算力相差了几个数量级,并且存储空间也不同。目前市面上可见的移动端存储空间最大不过
100 GB 左右,而存有全部数据的区块链数据总量已经超过60
GB,想要将移动端作为全节点无疑是不现实的。于是有了全节点和轻型节点,全节点是传统意义上的区块链节点,包含有完整的区块链数据,支持全部区块链节点的功能。全节点通常是高性能的计算设备,比特币刚面世时依靠
CPU 来提供算力,后来使用 GPU,发展到现在是专门设计将SHA256
算法固化到硬件的矿机,算力成几何增长趋势。轻型节点是依靠全节点存在的节点,不用为区块链网络提供算力,只保存区块链的区块头,由于区块头包含了
Merkle
根,可以对交易进行验证。轻型节点多为移动端,如智能手机、平板电脑、移动计算机等。

&区块链分类

5 智能合约

以参与方分类,区块链可以分为公有链、联盟链和私有链;从链与链的关系来分,可以分为主链和侧链。

区块链技术的智能合约是一组情景——应对型的程序化规则和逻辑,是部署在区块链上的去中心化、可信息共享的程序代码。签署合约的各参与方就合约内容达成一致,以智能合约的形式部署在区块链上,即可不依赖任何中心机构自动化地代表各签署方执行合约。智能合约具有自治、去中心化等特点,一旦启动就会自动运行,不需要任何合约签署方的干预。智能合约的运行过程如下。智能合约封装预定义的若干状态、转换规则、触发条件以及对应操作等,经过各方签署后,以程序代码的形式附着在区块链数据上,经过区块链网络的传播和验证后被记入各个节点的分布式账本中,区块链可以实时监控整个智能合约的状态,在确认满足特定的触发条件后激活并执行合约。智能合约对区块链有重要的意义,智能合约不仅赋予了区块链底层数据可编程性,为区块链2.0
和区块链 3.0
奠定了基础;还封装了区块链网络中各节点的复杂行为,为建立基于区块链技术的上层应用提供方便的接口,拥有了智能合约的区块链技术前景极为广阔。例如,对互联网金融的股权招募,智能合约可以记录每一笔融资,在成功达到特定融资额度后计算每个投资人的股权份额,或在一段时间后未达到融资额度时将资金退还给投资人。还有互联网租借的业务,将房屋或车辆等实体资产的信息加上访问权限控制的智能合约部署到区块链上,使用者符合特定的访问权限或执行类似付款的操作后就可以使用这些资产。甚至与物联网相结合,在智能家居领域实现智能自动化,如室内温度湿度亮度的自动控制、自动门允许特定的人进入等。现有水平的智能合约及其应用本质逻辑上还是根据预定义场景的“IF-THEN”类型的条件响应规则,能够满足目前自动化交易和数据处理的需求。未来的智能合约应具备根据未知场景的“WHAT-IF”推演、计算实验和一定程度上的自主决策功能,从而实现由目前“自动化”合约向真正“智能”合约的飞跃。

1)公有链(Public Blockchain)

6 上层应用

公有链通常也称为非许可链(Permissionless
Blockchain),无官方组织及管理机构,无中心服务器,参与的借点按照系统规格自由接入网路、不受控制,节点间基于共识机制开展工作。

前文系统地介绍了区块链技术,有了一个比较全面的系统性概念之后,可以更为深入地研究基于区块链技术的上层应用。目前的区块链应用都具有相似的架构,各家的重心在于研发不同的上层应用。比特币是经典区块链应用,所使用的区块链技术十分具有研究学习价值。然而,比特币本身作为一种数字货币来说存在局限性,虽然可以用很低的成本开发出其他的数字货币(实际市面上存在很多类似的竞争币),但是很难开发出除了数字货币之外的应用。以太坊是另一个使用区块链技术的产品,不仅在底层解决了区块链原有的一些问题,更是把区块链技术进行封装,降低区块链和具体上层应用的耦合性。以太坊提供功能强大的智能合约语言来进行上层应用的设计,开发者们通过部署智能合约可以方便快捷地开发区块链应用。以太坊的最终目标是将所有节点连接起来,成为一台拥有恐怖算力的虚拟机,虚拟机上运行着各种各样的分布式应用,彻底改变现有的网络架构。

公有链是真正意义上的完全去中心化的区块链,它通过密码学保证交易不可篡,同时也利用密码学验证以及经济上的激励,在互为陌生的网络环境中建立共识,从而形成去中心化的信用机制。在公有链中的共识机制一般是工作量证明(PoW)或权益证明(PoS),用户对共识形成的影响力直接取决于他们在网络中拥有资源的占比。

综述

公有链一般适合于虚拟货币、面向大众的电子商务、互联网金融等B2C、C2C或C2B等应用场景,比特币和以太坊等就是典型的公有链。

自 2009 年到 2018 年,区块链技术已经走过了 9 个春秋,经历了区块链 1.0
时代,目前处于区块链2.0,正在向区块链3.0 稳步迈进。区块链1.0
更适合被称作狭义区块链技术的时代,其代表为比特币;区块链2.0
是功能强大的智能合约时代,可以实现更为高级更为复杂的功能,大大扩宽区块链技术的应用场景;至于区块链3.0,是将区块链技术的去中心化和共识机制发展到新的高度、影响全人类意识形态的时代。目前,受到较多关注的研究方向是去中心化自治社会,这是一个从去中心化应用逐渐发展到去中心化自治组织/公司,最后实现
DAS
的发展方向。区块链技术天然契合分布式社会系统的概念,其中每个节点都将作为分布式系统中的一个自治的个体,随着区块链生态体系的逐步完善,自治节点通过更为复杂的智能合约参与各种
Dapp,形成特定组织形式的DAO 和 DAC,最终形成 DAS。

2) 联盟链(Consortium Blockchain)

联盟链是一种需要注册许可的区块链,这种区块链也称为许可链(Permissioned
Blockchain)。联盟链仅限于联盟成员参与,区块链上的读写权限、参与记账权限按联盟规则来制定。整个网络由成员机构共同维护,网络接入一般通过成员机构的网关节点接入,共识过程由预先选好的节点控制。由于参与共识的节点比较少,联盟链一般不采用工作量证明的挖矿机制,而是多采用权益证明(PoS)或PBFT(Practical
Byzantine Fault Tolerant)、RAFT等共识算法。

一般来说,联盟链适合于机构间的交易、结算或清算等B2B场景。例如在银行间进行支付、结算、清算的系统就可以采用联盟链的形式,将各家银行的网关节点作为记账节点,当网络上有超过2/3的节点确认一个区块,该区块记录的交易将得到全网确认。联盟链对交易的确认时间、每秒交易数都与公有链有较大的区别,对安全和性能的要求也比公共链高。

由40多家银行参与的区块链联盟R3和Linux基金会支持的超级账本(Hyperleder)项目都属于联盟链架构。目前国内有影响力的区块链联盟——中国分布式总账基础协议联盟(ChinaLedger)、中国区块链研究联盟、金链盟(金融区块链联盟)等——也都在致力于开发联盟区块链项目。

3)私有链(Private Blockchain)

私有链建立在某个企业内部,系统的运作规则根据企业要求进行设定。

私有链的应用场景一般是企业内部的应用,如数据库管理、审计等;在政府行业也会有一些应用,比如政府的预算和执行,或者政府的行业统计数据,这个一般来说由政府登记,但公众有权力监督。私有链的价值主要是提供安全、可追溯、不可篡改、自动执行的运算平台,可以同时防范来自内部和外部对数据的安全攻击,这个在传统的系统是很难做到的。

4)侧链(Side chain)

侧链是用于确认来自于其它区块链的数据的区块链,通过双向挂钩(TwoWay
Peg)机制使比特币、Ripple币等多种资产在不同区块链上以一定的汇率实现转移。

所谓“多种资产在不同区块链上转移”其实并不会实际发生。以比特币为例,侧链的运作机制是,将比特币暂时锁定在比特币区块链上,同时将辅助区块链上的等值数字货币解锁;当辅助区块链上的数字货币被锁定时,原先的比特币就被解锁。

侧链进一步扩展了区块链技术的应用范围和创新空间,使区块链支持包括股票、债券、金融衍生品等在内的多种资产类型,以及小微支付、智能合约、安全处理机制、真实世界财产注册等;侧链还可以增强区块链的隐私保护。

&区块链产业链

区块链产业链主要包括基础网络层、中间协议层及应用服务层。

1)基础网络层

基础网络层由数据层、网络层组成,其中数据层包括了底层数据区块以及相关的数据加密和时间戳等技术;网络层则包括分布式组网机制、数据传播机制和数据验证机制等。

2)中间协议层

中间协议层由共识层、激励层、合约层组成,其中共识层主要包括网络节点的各类共识算法;激励层将经济因素集成到区块链技术体系中来,主要包括经济激励的发行机制和分配机制等;合约层主要包括各类脚本、算法和智能合约,是区块链可编程特性的基础。

3) 应用服务层

应用服务层作为区块链产业链中最重要的环节,则包括区块链的各种应用场景和案例,包括可编程货币、可编程金融和可编程社会。

Part Tow:区块链核心技术

区块链技术:指多个参与方之间基于现代密码学、分布式一致性协议、点对点网络通信技术和智能合约编程语言等形成的数据交换、处理和存储的技术组合。

&数据层:设计账本的数据结构

1)   核心技术之:区块 + 链

从技术上来讲,区块是一种记录交易的数据结构,反映了一笔交易的资金流向。系统中已经达成的交易的区块连接在一起形成了一条主链,所有参与计算的节点都记录了主链或主链的一部分。

每个区块由区块头和区块体组成,区块体只负责记录前一段时间内的所有交易信息,主要包括交易数量和交易详情;区块头则封装了当前的版本号、前一区块地址、时间戳(记录该区块产生的时间,精确到秒)、随机数(记录解密该区块相关数学题的答案的值)、当前区块的目标哈希值、Merkle数的根值等信息。从结构来看,区块链的大部分功能都由区块头实现。

概括来看,一个区块包含以下三部分:交易信息、前一个区块形成的哈希散列、随机数。

交易信息是区块所承载的任务数据,具体包括交易双方的私钥、交易的数量、电子货币的数字签名等;前一个区块形成的哈希散列用来将区块连接起来,实现过往交易的顺序排列;随机数是交易达成的核心,所有矿工节点竞争计算随机数的答案,最快得到答案的节点生成一个新的区块,并广播到所有节点进行更新,如此完成一笔交易。

2)   核心技术之:哈希函数

哈希函数可将任意长度的资料经由Hash算法转换为一组固定长度的代码,原理是基于一种密码学上的单向哈希函数,这种函数很容易被验证,但是却很难破解。通常业界使用y
=hash(x)的方式进行表示,该哈希函数实现对x进行运算计算出一个哈希值y。

常使用的哈希算法包括MD5、SHA-1、SHA-256、SHA-384及SHA-512等。以SHA256算法为例,将任何一串数据输入到SHA256将得到一个256位的Hash值(散列值)。其特点:相同的数据输入将得到相同的结果。输入数据只要稍有变化(比如一个1变成了0)则将得到一个完全不同的结果,且结果无法事先预知。正向计算(由数据计算其对应的Hash值)十分容易。逆向计算(破解)极其困难,在当前科技条件下被视作不可能。

3)   核心技术之:Merkle树

Merkle树是一种哈希二叉树,使用它可以快速校验大规模数据的完整性。在区块链网络中,Merkle
树被用来归纳一个区块中的所有交易信息,最终生成这个区块所有交易信息的一个统一的哈希值,区块中任何一笔交易信息的改变都会使得Merkle
树改变。

4)   核心技术之:非对称加密算法

非对称加密算法是一种密钥的保密方法,需要两个密钥:公钥和私钥。

公钥与私钥是一对,如果用公钥对数据进行加密,只有用对应的私钥才能解密,从而获取对应的数据价值;如果用私钥对数据进行签名,那么只有用对应的公钥才能验证签名,验证信息的发出者是私钥持有者。

因为加密和解密使用的是两个不同的密钥,所以这种算法叫做非对称加密算法,而对称加密在加密与解密的过程中使用的是同一把密钥。

&网络层:实现记账节点的去中心化

5)   核心技术之:P2P网络

P2P网络(对等网络),又称点对点技术,是没有中心服务器、依靠用户群交换信息的互联网体系。与有中心服务器的中央网络系统不同,对等网络的每个用户端既是一个节点,也有服务器的功能。国内的迅雷软件采用的就是P2P技术。

P2P网络其具有去中心化与健壮性等特点。

a)去中心化:网络中的资源和服务分散在所有结点上,信息的传输和服务的实现都直接在结点之间进行,可以无需中间环节和服务器的介入。

b)健壮性:P2P架构天生具有耐攻击、高容错的优点。由于服务是分散在各个结点之间进行的,部分结点或网络遭到破坏对其它部分的影响很小。

&共识层:调配记账节点的任务负载

6)   核心技术之:共识机制

共识机制,就是所有记账节点之间如何达成共识,去认定一个记录的有效性,这既是认定的手段,也是防止篡改的手段。目前主要有四大类共识机制:PoW、PoS、DPoS和分布式一致性算法。

PoW(Proofof Work,工作量证明)

PoW机制,也就是像比特币的挖矿机制,矿工通过把网络尚未记录的现有交易打包到一个区块,然后不断遍历尝试来寻找一个随机数,使得新区块加上随机数的哈希值满足一定的难度条件。找到满足条件的随机数,就相当于确定了区块链最新的一个区块,也相当于获得了区块链的本轮记账权。矿工把满足挖矿难度条件的区块在网络中广播出去,全网其他节点在验证该区块满足挖矿难度条件,同时区块里的交易数据符合协议规范后,将各自把该区块链接到自己版本的区块链上,从而在全网形成对当前网络状态的共识。

优点:完全去中心化,节点自由进出,避免了建立和维护中心化信用机构的成本。只要网络破坏者的算力不超过网络总算力的50%,网络的交易状态就能达成一致。

缺点:目前比特币挖矿造成大量的资源浪费;另外挖矿的激励机制也造成矿池算力的高度集中,背离了当初去中心化设计的初衷。更大的问题是PoW机制的共识达成的周期较长,每秒只能最多做7笔交易,不适合商业应用。

PoS(Proofof Stake,权益证明)

PoS机制,要求节点提供拥有一定数量的代币证明来获取竞争区块链记账权的一种分布式共识机制。如果单纯依靠代币余额来决定记账者必然使得富有者胜出,导致记账权的中心化,降低共识的公正性,因此不同的PoS机制在权益证明的基础上,采用不同方式来增加记账权的随机性来避免中心化。例如点点币(Peer
Coin)PoS机制中,拥有最多链龄长的比特币获得记账权的几率就越大。NXT和Blackcoin则采用一个公式来预测下一记账的节点。拥有多的代币被选为记账节点的概率就会大。未来以太坊也会从目前的PoW机制转换到PoS机制,从目前看到的资料看,以太坊的PoS机制将采用节点下赌注来赌下一个区块,赌中者有额外以太币奖,赌不中者会被扣以太币的方式来达成下一区块的共识。

优点:在一定程度上缩短了共识达成的时间,降低了PoW机制的资源浪费。

缺点:破坏者对网络攻击的成本低,网络的安全性有待验证。另外拥有代币数量大的节点获得记账权的几率更大,会使得网络的共识受少数富裕账户支配,从而失去公正性。

DPoS(DelegatedProof-Of-Stake,股份授权证明)

DPoS很容易理解,类似于现代企业董事会制度。比特股采用的DPoS机制是由持股者投票选出一定数量的见证人,每个见证人按序有两秒的权限时间生成区块,若见证人在给定的时间片不能生成区块,区块生成权限交给下一个时间片对应的见证人。持股人可以随时通过投票更换这些见证人。DPoS的这种设计使得区块的生成更为快速,也更加节能。

从某种角度来说,DPOS可以理解为多中心系统,兼具去中心化和中心化优势。

优点:大幅缩小参与验证和记账节点的数量,可以达到秒级的共识验证。

缺点:选举固定数量的见证人作记账候选人有可能不适合于完全去中心化的场景。另外在网络节点数少的场景,选举的见证人的代表性也不强。

分布式一致性算法

分布式一致性算法是基于传统的分布式一致性技术。其中有分为解决拜占庭将军问题的拜占庭容错算法,如PBFT(拜占庭容错算法)。另外解决非拜占庭问题的分布式一致性算法(Pasox、Raft),详细算法本文不做说明。该类算法目前是联盟链和私有链场景中常用的共识机制。

优点:实现秒级的快速共识机制,保证一致性。

缺点:去中心化程度不如公有链上的共识机制;更适合多方参与的多中心商业模式。

综合来看,
POW适合应用于公链,如果搭建私链,因为不存在验证节点的信任问题,可以采用POS比较合适;而联盟链由于存在不可信局部节点,采用DPOS比较合适。

&激励层:制定记账节点的”薪酬体系”

7)   核心技术之:发行机制和激励机制

以比特币为例。

比特币最开始由系统奖励给那些创建新区块的矿工,该奖励大约每四年减半。刚开始每记录一个新区块,奖励矿工50个比特币,该奖励大约每四年减半。依次类推,到公元2140年左右,新创建区块就没有系统所给予的奖励了。届时比特币全量约为2100万个,这就是比特币的总量,所以不会无限增加下去。

另外一个激励的来源则是交易费。新创建区块没有系统的奖励时,矿工的收益会由系统奖励变为收取交易手续费。例如,你在转账时可以指定其中1%作为手续费支付给记录区块的矿工。如果某笔交易的输出值小于输入值,那么差额就是交易费,该交易费将被增加到该区块的激励中。只要既定数量的电子货币已经进入流通,那么激励机制就可以逐渐转换为完全依靠交易费,那么就不必再发行新的货币。

&合约层:赋予账本可编程的特性

8)   核心技术之:智能合约

智能合约是一组情景应对型的程序化规则和逻辑,是通过部署在区块链上的去中心化、可信共享的脚本代码实现的。通常情况下,智能合约经各方签署后,以程序代码的形式附着在区块链数据上,经P2P网络传播和节点验证后记入区块链的特定区块中。智能合约封装了预定义的若干状态及转换规则、触发合约执行的情景、特定情景下的应对行动等。区块链可实时监控智能合约的状态,并通过核查外部数据源、确认满足特定触发条件后激活并执行合约。

Part Three:区块链行业应用

在《区块链:新经济蓝图及导读》一书中,作者MelanieSwan按照应用范围和发展阶段将区块链应用划分为区块链1.0、2.0、3.0。其中:

区块链1.0支撑虚拟货币应用,也就是与转账、汇款和数字化支付相关的密码学货币应用,比特币是区块链1.0的典型应用;

区块链2.0支撑智能合约应用,合约是经济和金融领域区块链应用的基础,区块链2.0应用包括了股票、债券、期货、贷款、抵押、产权、智能财产和智能合约,以太坊、超级账本等是区块链2.0的典型应用;

区块链3.0应用是超越货币和金融范围的泛行业去中心化应用,特别是在政府、医疗、科学、文化和艺术等领域的应用。

&1.0:数字货币

目前区块链技术最广泛、最成功的运用是以比特币为代表的数字货币。近年来数字货币发展很快,由于去中心化信用和频繁交易的特点,使得其具有较高交易流通价值,并能够通过开发对冲性质的金融衍生品作为准超主权货币,保持相对稳定的价格。

自比特币诞生以后,已经陆续出现了数百种的数字货币,围绕着数字货币生成、存储、交易形成了较为庞大的产业链生态。以比特币为例,参与机构主要可分为基础设施、交易平台、ICO融资服务、区块链综合服务等四类。

&2.0:泛金融应用

区块链应用于金融领域有着天生的绝对优势,用互联网语言来说,这是区块链的基因决定的。主观来看,金融机构在区块链应用的探索上意愿最强,需要新的技术来提高运营效率,降低成本来应对整个全球经济当前现状。客观来看,金融行业市场空间巨大,些许的进步就能带来巨大收益。金融行业是对安全性、稳定性要求极高的行业,如果区块链在金融领域应用得以验证,那么将会产生巨大的示范效应,迅速在其他行业推广。IBM在2016年发布的报告中指出,2017年会有14%的金融市场机构和15%的银行会采用区块链技术商用解决方案,65%的银行在三年内会采用区块链技术。

在金融领域,除去数字货币应用,区块链也逐渐在跨境支付、供应链金融、保险、数字票据、资产证券化、银行征信等领域开始了应用。

1)跨境支付

该领域的痛点在于到账周期长、费用高、交易透明度低。以第三方支付公司为中心,完成支付流程中的记账、结算和清算,到账周期长,比如跨境支付到账周期在三天以上,费用较高。以PayPal为例,普通跨境支付交易手续费率为4.4%+0.3美元,提现到国内以美元进账,单笔一次35美元,以人民币进账为1.2%的费用。

区块链去中介化、交易公开透明和不可篡改的特点,没有第三方支付机构加入,缩短了支付周期、降低费用、增加了交易透明度。在这一领域,Ripple支付体系已经开始了的实验性应用,主要为加人联盟内的成员商业银行和其他金融机构提供基于区块链协议的外汇转账方案。国内金融机构中,招商银行落地了国内首个区块链跨境支付应用,民生银行、中国银联等也在积极推进。

2)数字票据

该领域痛点在于三个风险问题。操作风险:由于系统中心化,一旦中心服务器出问题,整个市场瘫痪;市场风险:根据数据统计,在2016年,涉及金额达到数亿以上的风险事件就有七件,涉及多家银行;道德风险:市场上存在”一票多卖”、虚假商业汇票等事件。

区块链去中介化、系统稳定性、共识机制、不可篡改的特点,减少传统中心化系统中的操作风险、市场风险和道德风险。

目前,国际区块链联盟R3联合以太坊、微软共同研发了一套基于区块链技术的商业票据交易系统,包括高盛、摩根大通、瑞士联合银行、巴克莱银行等著名国际金融机构加入了试用,并对票据交易、票据签发、票据赎回等功能进行了公开测试。与现有电子票据体系的技术支撑架构完全不同,该种类数字票据可在具备目前电子票据的所有功能和优点的基础上,进一步融合区块链技术的优势,成为了一种更安全、更智能、更便捷的票据形态。在国内,浙商银行上线了第一个基于区块链技术的移动数字汇票应用,央行和恒生电子等也在测试区块链数字票据平台。

3) 征信管理

该领域的痛点在于:数据缺乏共享,征信机构与用户信息不对称;正规市场化数据采集渠道有限,数据源争夺战耗费大量成本;数据隐私保护问题突出,传统技术架构难以满足新要求等。

在征信领域,区块链具有去中心化、去信任、时间戳、非对称加密和智能合约等特征,在技术层面保证了可以在有效保护数据隐私的基础上实现有限度、可管控的信用数据共享和验证。国内目前中国平安在开展区块链征信方向的探索,创业公司如LinkEye、布比区块链等也在这一领域进行尝试。

4)资产证券化

这一领域业务痛点在于底层资产真假无法保证;参与主体多、操作环节多交易透明度低出现信息不对称等问题,造成风险难以把控。数据痛点在于各参与方之间流转效率不高、各方交易系统间资金清算和对账往往需要大量人力物力、资产回款方式有线上线下多种渠道,无法监控资产的真实情况,还存在资产包形成后,交易链条里各方机构对底层资产数据真实性和准确性的信任问题。

区块链去中介化、共识机制、不可篡改的特点,增加数据流转效率,减少成本,实时监控资产的真实情况,保证交易链条各方机构对底层资产的信任问题。

目前,欧美各大金融机构和交易所都在开展区块链技术在证券交易方面的应用研究,探索利用区块链技术提升交易和结算效率,以区块链为蓝本打造下一代金融资产交易平台。在所有交易所中,纳斯达克证券交易所表现最为激进。其目前已正式上线了FLinq区块链私募证券交易平台。此外,纽交所、澳洲交易所、韩国交易所也在积极推进区块链技术的探索与实践。国内多家金融机构、百度、京东、蚂蚁金服等也在积极推进基于区块链技术的资产证券化业务,其中百度金融先后与华能信托、长安新生等落地了国内首单区块链技术支持证券化项目和区块链技术支持交易所ABS项目。

5)供应链金融

这一领域的痛点在于融资周期长、费用高。以供应链核心企业系统为中心,第三方增信机构很难鉴定供应链上各种相关凭证的真伪,造成人工审核的时间长、融资费用高。

区块链去中介化、共识机制、不可篡改的特点,不需要第三方增信机构鉴定供应链上各种相关凭证的真实性,降低融资成本、减少融资的周期。

国内上市公司易见股份与IBM合作发布了国内首个区块链供应链金融服务系统
“易见区块“;宜信、点融网与富金通、群星金融等机构也推出了相关应用。

6)保险业务

随着区块链技术的发展,未来关于个人的健康状况、事故记录等信息可能会上传至区块链中,使保险公司在客户投保时可以更加及时、准确地获得风险信息,从而降低核保成本、提升效率。区块链的共享透明特点降低了信息不对称,还可降低逆向选择风险;而其历史可追踪的特点,则有利于减少道德风险,进而降低保险的管理难度和管理成本。

目前,英国的区块链初创公司Edgelogic正与Aviva保险公司进行合作,共同探索对珍贵宝石提供基于区块链技术的保险服务。国内的阳光保险于2016年采用区块链技术作为底层技术架构,推出了“阳光贝”积分,成为国内第一家落地区块链应用的保险公司。中国平安、众安保险、中国人寿等多家保险公司也在推进区块链技术应用落地。

&3.0:区块链 + 行业应用

随着区块链技术在金融领域应用的不断验证,其技术优势在其他行业领域也逐渐体现出价值。目前,医疗健康、IP版权、教育、文化娱乐、通信、慈善公益、社会管理、共享经济、物联网等领域都在逐渐落地区块链应用项目,“区块链+”正在成为现实。

1)区块链 + 医疗

医疗领域,区块链能利用自己的匿名性、去中心化等特征保护病人隐私。电子健康病例(EHR)、DNA钱包、药品防伪等都是区块链技术可能的应用领域。IBM在去年的报告中预测,全球56%的医疗机构将在2020年前将投资区块链技术。

目前,国外如飞利浦医疗、Gem
等医疗巨头和Google、IBM等科技巨头都在积极探索区块链技术的医疗应用,也有Factom、BitHealth、BlockVerify、DNA.Bits、Bitfury等区块链技术公司参与其中。国内,阿里健康与常州市合作了医联体+区块链试点项目,众享比特、边界智能等区块链技术创业公司也在布局相关项目。

2)区块链 + 物联网

物联网是一个非常宽泛的概念,如果将通信、能源管理、供应链管理、共享经济等涵盖在内,区块链技术的物联网应用将成为一个非常重要的应用领域。

场景一:供应链管理

现代企业的供应链不断延长,出现零碎化、复杂化、地理分散化等特点,给供应链管理带来了很大的挑战。核心企业对于供应链的掌控能力有限,同时对假冒商品的追溯和防范也存在很大的难度。作为一种分布式账本技术,区块链能够确保透明度和安全性,也显示出了解决当前供应链所存在问题的潜力。

应用层面,IBM在16年就推出了一个区块链供应链服务,客户可以在云环境中测试基于区块链的供应链应用来追踪高价值商品,区块链初创企业Everledger 就使用了该项服务来推动钻石供应链实现透明度。在国内IBM也与易见股份合作了“易见区块链应用”,用于医药供应链及供应链金融领域。微软推出的区块链供应链项目Project
Manifest也已经吸引了13家合作伙伴,行业涉及汽车零部件件、医疗设备等。

初创型区块链公司仍然是区块链供应链项目落地的主体,国外如Skuchain主要开发区块链供应链的解决方案,解决贸易融资当中的痛点,实现无纸化;Everledger主要开发钻石防伪的区块链应用;Chronicled利用区块链技术来帮助验证收藏类运动鞋; BlockVerify主打药品的追踪溯源等。

在国内,除了上述提到的易见供应链应用外,众安科技推出了一项基于区块链技术的鸡养殖追踪系统;区块链初创公司食物优提供了一套基于区块链技术的农场供应链客户系统,已对接全球500多家农场,在提供验证溯源服务的同时,还会提供基于物联网的农业大数据分析,精准营销获客等服务,以增加服务附加值;唯链(VeChain)开发了一个基于区块链技术的透明供应链平台,与Chronicled类似,也是从奢侈品流通溯源入手,已经和10多个行业客户展开合作。等等。

场景二:共享经济

共享经济是“去中心化”的典型例子。如Airbnb对接了有闲置房屋或者床位的房东和租房者,Uber、滴滴对接了闲置的汽车和乘客,摩拜、ofo提供的共享单车,等等。但共享经济始终面临的一大问题便是信用缺失。区块链技术可以很好的解决这个问题,区块链去中介化、共识机制、不可篡改的特点能有效解决人与人之间信任基础薄弱、个人信用体系不健全等阻碍共享经济发展的因素。

基于以上特点,在共享经济领域,Airbnb、Uber和滴滴、摩拜和ofo都在主动拥抱区块链,希望借助区块链技术提升效率、降低成本。创业公司中,赑特数字科技推出了运行在区块链上的物联网智能锁系统,以此切入共享经济领域。

场景三:能源管理

分布式能源的发展带来的一个问题是微电网的管理以及与现有的中央电网之间如何平衡。区块链具有分布式账本和智能化的合约体系功能,能够将能源流、资金流和信息流有效地衔接,成为能源互联网落地的技术保障。

在国外,欧洲能源巨头TenneT、Sonnen、Vandebron也在与IBM合作运用区块链技术,将分布式弹性能源整合至电网,以确保供电平衡。纽约初创LO3
Energy和ConsenSys合作,由LO3
Energy负责能源相关的控制,ConsenSys提供区块链底层技术,在纽约布鲁克林区实现了一个点对点交易、自动化执行、无第三方中介的能源交易平台,实现了10个住户之间的能源交易和共享。

国内也有一家能源区块链初创企业Energo
Labs,提供基于微电网和区块链的P2P清洁能源生产和交易平台及解决方案,目前在菲律宾已经有落地的试点项目,另外在澳大利亚和泰国也设立了分公司。另外,能链众合打造的能源区块链实验室也在开发适用于能源环保行业的区块链分布式账本以及企业级区块链应用。

除了上述提到的三大应用场景,区块链技术在物联网领域还可应用于充电桩共享、工业互联网、智能家居等领域,不一而足,本文不再展开讨论。

3)区块链 + IP版权&文化娱乐

互联网流行以来,数字音乐、数字图书、数字视频、数字游戏等逐渐成为了主流。知识经济的兴起使得知识产权成为市场竞争的核心要素。但当下的互联网生态里知识产权侵权现象严重,数字资产的版权保护成为了行业痛点。

区块链去中介化、共识机制、不可篡改的特点,利用区块链技术,能将文化娱乐价值链的各个环节进行有效整合、加速流通,缩短价值创造周期;同时,可实现数字内容的价值转移,并保证转移过程的可信、可审计和透明,有效预防盗版等行为。

目前,区块链行业致力于解决版权问题的项目已为数不少,国外如Blockai帮助艺术工作者在区块链上注册作品版权;Mediachain针对图像作品进行认证和追溯;Ascribe进行知识产权登记;Decent发布了一个去中心化的数字版权管理解决方案,等等。

在国内,海螺区块链与“猪八戒网”合作完成了基于海螺链构建的OneFair平台和猪八戒网的对接;亿书则瞄准的是数字出版行业,做一个集写作、出版、分享为一体的综合平台;ETChain泛娱链打造IP数字资产交易平台;国内首个获得虚拟货币交易许可的区块链资产交易平台——黑石区块链也将IP作为第一批交易品种。另外像YOYOW、纸贵科技、物链、知产链IPChain等创业公司也都在涉足IP版权领域。

4)区块链 + 公共服务&教育

在公共服务、教育、慈善公益等领域,档案管理、身份(资质)认证、公众信任等问题都是客观存在的,传统方式是依靠具备公信力的第三方作信用背书,但造假、缺失等问题依然存在。区块链技术能够保证所有数据的完整性、永久性和不可更改性,因而可以有效解决这些行业在存证、追踪、关联、回溯等方面的难点和痛点。

应用层面,如普华永道与区块链技术公司Blockstream、Eris合作提供基于区块链技术的公共审计服务;BitFury与格鲁吉亚政府合作落地区块链技术土地确权;蚂蚁金服区块链公益项目;索尼基于区块链的教育信息登记平台,和数软件针对教育行业的区块链项目,等等。

综合来看,作为一项基础类技术,区块链在众多具备分布式、点对点交易、去信任等特点的行业领域都有极大的应用价值,现阶段整个区块链产业生态仍处于起步阶段,各行业应用大多还有待探索和试验,各行各业的应用不一而足,本文不再展开讨论。有兴趣的朋友可以进一步研究,也欢迎交流。

Part Four:区块链领域的投资思考

Q:数字货币或挖矿类项目的投资机会

就比特币而言,经过了7、8年发展,比特币已经是目前最成熟的区块链体系,围绕其生态相关的项目对于早期投资而言基本上已经过了时间窗口,市面上的交易平台已经有很多成熟的渠道(据统计,比特币在国内三大交易平台成交超过80%),新平台机会很小;矿机制造商也有临近上市的。宏观而言,比特币POW验证的模式瓶颈明显,未来相关业务是否会继续存在是个问题。对于VC机构而言,围绕比特币生态相关的项目投资价值已经比较低。9月4日,央行等7部委下发了《防范代币发行融资风险公告》,禁止代币融资交易平台从事法定货币与代币、“虚拟货币”相互之间的兑换业务,这一领域的投资机会也基本关闭了。

Q:ICO的投资价值与风险

ICO(Initial Crypto-Token
Offering),首次加密代币发行,源自股票市场的首次公开发行(IPO)概念,是区块链项目首次发行代币。

具体来讲,ICO就是区块链项目通过发行代币向投资者众筹,而项目运营的情况将会反映在代币的价值上,这样投资者和创业团队就都能享受到代币带来的收益。可以说,ICO使得开源IT社区里,第一次有了针对开发者的激励机制。

对于区块链这样的早期技术,退出周期很长,而参与ICO,投资代币能够获得投资资金的流动性。因此,国内外有一些机构成立专门投资ICO的基金,或直接以ICO的方式募集基金来投资ICO项目。但对于大多数基金机构而言,ICO项目的风险依然过高,估值定价、资金管控等都不透明。9月4日下发的《防范代币发行融资风险公告》明确界定ICO为非法融资,宣告了ICO的死刑。这一领域不论是机构投资者还是个人投资者,都不建议参与。

Q:底层技术类项目的发展

国内做底层技术的公司,一类是基于以太坊智能合约进行的修改和优化;一类是基于自定义的加密算法、共识机制等研发的区块链协议。从整个业态来看,像比特币、以太坊这种底层技术平台是开源的,
因此对做底层技术及协议层的公司来说,不管是基于国外开源代码改进还是自己重新架构,都需要找到一个可持续的商业模式。

通常来说,技术类公司的发展选择有两种:一种是建系统、搭平台、布局生态;另一种是技术输出,帮助客户做应用。有理想的公司都希望做成开放式平台,吸引各类开发者、创业者来开发自己的应用。但搭平台前期比较难产生收入,投入高周期长,以前只能找VC投资,现在还可以依靠ICO融资,但风险依然很大,而且必然面临巨头的竞争,孰输孰赢很难预料。

如果从应用切入,前期的投入少、门槛低,如果场景无缝衔接,很快就能变现。但这种“技术提供商”的模式很容易把自己变成一个劳动密集型的公司,实现规模化发展压力大;比较理想的状态是将应用模块很好地产品化,与集成厂商合作推广行业应用。

国内很多区块链创业公司往往选择同时涉足技术服务和平台两种模式。通过技术服务快速实现技术落地和盈利,支持平台研发;通过平台来布局未来,同时也能获得更好的市场估值。

目前区块链底层协议的成熟度和稳定性都还有很大欠缺,这也给优秀的技术团队提供了更大的发展空间。长期来看,掌握底层核心技术研发及优化能力的团队更有机会成长为底层技术和协议开发的平台公司,基于对性能和安全性及应用场景的不同需求开发公有链或联盟链,然后上面生长嫁接出很多不同行业的应用。我们认为这种平台应该是具备特定的行业属性或者功能属性的。

Q:区块链应用场景的挖掘

区块链本质上是通过数学密码学解决了人与人之间价值交互的信任及公平性问题,是对现有互联网技术的升级补充。所以从这个意义上来说,它会对非常多的行业产生非常大的影响。

但并不是所有行业都适合应用区块链技术。如何分析区块链应用场景呢?我们可以参照以下的逻辑:

第一,一个好的区块链技术应用场景一定会涉及到多个信任主体,大家需要有去信任中介的方式来合作。

第二,一定是主体之间有比较强的合作关系,这是商业的需要。

第三,目前的区块链技术还只能用于中低频交易,是否可以满足交易需求。

第四,商业模式一定要完备、可持续。

从上述逻辑来看,金融、供应链管理、交通运输、能源管理、电子政务等都是适合区块链融合应用的领域。另外,区块链领域的应用大体上可以分两大类。一类是用区块链的技术解决现今用其他技术已经解决的一些问题,但区块链技术能更好地降低成本或者提升效率;另一类是用区块链解决之前已有技术不能解决的问题。目前的区块链应用还是以第一类为主。

Q:区块链会不会是个泡沫?

目前有一个误区,认为各种电影、音乐、图片、大数据都可以运行在区块链上,事实上短期内是不太可能的。目前主流公有链技术区块都还是几MB级别容量,如果把很多数据写进区块,区块链的大小会短期内膨胀到无法存储。如果把比特币区块链比喻成DOS系统,那么以太坊类的支持智能合约的就像windows95/98。所以就不难理解为什么说区块链技术有很大潜力,但是目前还处在比较早期。

从Gartner发布的2017年技术成熟度曲线来看,区块链正在从期望膨胀期进入幻灭期,市场泡沫依然存在,但也已经出现了以太坊、超级账本、Open
Blockchain等可商业化的底层协议,行业应用逐渐增多。对于一种新兴技术,我们往往会在短期内高估它的价值,但在长期的时间轴线上又往往会忽视它的影响,因此,对于区块链技术我们始终抱有一种谨慎而乐观的态度,多关注行业内的创业公司,你会发现改变随时都在发生。

&
区块链目前仍是一项进化中的技术,虽然近期比特币及ICO监管问题给区块链生态带来了极大的负面影响,但整个区块链生态仍在持续进化和完善中。我们将持续关注这一领域的发展,也欢迎感兴趣的朋友一同交流!

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来源:怪诞笔记