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摘要：自2009年比特幣誕生以來，比特幣價格在短短幾年時間上漲了幾十萬倍。無數投機者參與到各種ICO項目中以期望獲得巨額利潤。同時，比特幣背后的區塊鏈技術的也引起了實業、學界和政府部門的的廣泛關注和擔憂。文章旨在探討如何利用區塊鏈的技術特性以解決用戶隱私、信息壟斷等信息安全方面的問題。另外文章還介紹了區塊鏈的背景知識并設想了區塊鏈在檸檬市場、共享經濟、物聯網等其他經濟領域的應用價值。最后作者探討了目前區塊鏈技術在大規模場景應用的限制因素。

關鍵詞：區塊鏈；比特幣；去中心化；信息安全；信任機制

一、互聯網2.0版本的缺陷

互聯網的前身是局域網。20世紀60年代，美國聯邦政府意圖建立基于計算機網絡上的一個可信賴和容錯的的信息交流方式而創立了APRANET。20世紀80年代，APRANET隨后變成區域性的美國科研領域和軍方界交流的局域網的支柱。第一代互聯網的設計理念是分散的參與方，扁平的管理體系，并不需要一個高于所有參與方的領導機構。在技術實施和使用準入層面上，互聯網由一系列的公開協議所構建。信息輸出和傳遞方接受相同的協議來傳遞信息。這些公開協議是一種公共物品，任何人都可以免費使用。人們并不需要支付任何公開協議許可費用。但同時互聯網1.0版本中存在著兩大致命缺陷。一是個人身份管理機制的缺位；二是沒有設計互聯網的信息存儲方式。一般是由政府背書的權威機構掌握著人們的線下身份信息，包括護照，身份證或者銀行賬戶等個人信息。同時個人信息并沒有在線下市場開放。只有政府或者銀行部門才能夠有權調用個人信息。而互聯網更像是一個開放市場，頻繁的線上交易對線上參與方的真實身份的驗證需求日益迫切。在21世紀初，為填補線上個人真實信息的空白，由私人公司把局域網打造為萬維網（即互聯網2.0版本）。在互聯網2.0時代，私人部門承擔起中間人的角色。買賣雙方通過中間人做擔保來促使線上交易能夠順利進行。舉例來說，阿里巴巴的支付寶交易機制，滴滴提供的車主與乘客的協調交易平臺和微信提供的社交平臺等。為了完成驗證過程，用戶需要無償提供個人信息給互聯網平臺，然后平臺將這些信息存儲到數據庫中。每次使用平臺服務時，用戶需要向平臺申請授權然后才能調取原本屬于自己的個人信息。在這個過程中，用戶已喪失個人數據的擁有權。另一方面，公司提供給用戶的服務是免費的，而存儲這些數據需要大型的服務器，服務運營費用較高。為了彌補運營成本，互聯網公司充分挖掘數據的商業價值以實現利益最大化。同時互聯網具有自我強化的反饋機制使得互聯網企業更容易形成寡頭壟斷。這里有三種效應決定了這種自我強化回路機制。（1）規模經濟。互聯網產品具有生產成本高和復制成本低的特征。傳統行業受到產能和資源的約束，過度擴張規模會導致成本激增。所以在傳統行業中產業規模會有一定限度，而互聯網產品的邊際成本趨近于零。生產曲線是向下傾斜的一條曲線，沒有拐點。（2）鎖定效應。用戶需要花費精力去學習如何使用新的產品。如果用戶不愿支付轉化成本，即使其他產品更具有競爭力，用戶也會被鎖定在現有體系中，而鎖定一旦產生，就會產生網絡效應。（3）網絡效應。網絡效應也稱作網絡外部性。消費者對該產品的效用評價取決于該產品的用戶數量。一般來說，互聯網產品的價值隨著用戶數量的增多而增加。網絡效應是需求方的規模經濟。需求方的規模經濟的壁壘更高，不是單純靠海量資本堆積就能打破的。這種正反饋的閉環機制使得互聯網企業更容易形成絕對壟斷。同時，互聯網巨頭在市場中更具有話語權，企業可以繞開法律監管，不加限制地使用用戶的個人數據。寄希望于企業自身的商業道德和政府干預來保護個人隱私并不能打破這種壟斷機制的內核。

二、比特幣和區塊鏈的背景介紹

1.比特幣。2008年10月SatoshiNakamoto給社區群發送了一篇名為“比特幣：一種點對點電子現金系統”的文章。在這篇文章里，他設想了一種P2P式的開源電子交易系統。在這個系統里，用戶可以使用虛擬加密貨幣即比特幣來實現支付功能。與傳統由政府信用背書的法幣不同，比特幣由其身后的區塊鏈技術背書。區塊鏈這一概念也是第一次出現在公眾視野。Satoshi設置了獎勵機制。用戶可以在系統里承擔驗證交易的真偽工作（即為比特幣生態系統做貢獻）而獲取一定數量的比特幣作為報酬。在區塊鏈上，任何人并不是通過排他性的占有整個區塊鏈來證明自己的財富價值而是根據為系統的貢獻大小來獲取財富。在以往的中心化系統里，黑客只要攻擊中心的幾臺服務器就可以獲得巨大收益。但是在區塊鏈上，任何一個節點異常都會引起相鄰子節點的拒絕接收的指令。黑客的攻擊對象是整個區塊鏈，這種攻擊方式成本巨高而且技術難度陡增。在Satoshi這一設想中，如果有更多的參與方吸引加入到維護和優化比特幣系統中，比特幣自身的安全性也會提高。

2.區塊鏈。區塊鏈是將分布式存儲、點對點傳輸、共識機制和加密算法技術相結合的一種新型技術。區塊鏈自身具有不可逆、不可篡改、可永久開放追溯以前記錄的特性。任何兩個節點之間通過共識機制來共同維護去中心化的賬本。區塊鏈包括了區塊和鏈兩部分結構。塊身用于存儲交易數據。塊頭起連接作用。塊頭記錄了前一塊表信息的哈希值和時間戳，這些信息可以用來追溯區塊的位置和上鏈時間。區塊鏈的技術框架可以分為三層：（1）協議層。協議層包括網絡層、存儲層和共識層。在網絡層P2P協議用于節點間的數據傳輸。比特幣和以太坊使用的是TCP協議，其他區塊鏈也使用了HTTP協議。存儲層保存了與交易相關的所有數據。通過存儲層的數據可以追溯到每個交易記錄。共識層解決的是拜占庭將軍問題，即錯誤子節點存在的情況下，如何保證系統的可靠性和數據的一致性。比特幣使用的工作量證明（PoW）。共識機制來解決這個拜占庭問題。PoW共識機制規定區塊只有通過一定工作計算量驗證才能加到現有鏈上。PoW使用的是非對稱的單向哈希加密算法。單向性體現在用戶可以對目標信息加密生成特定的哈希值，然而這個哈希值卻無法逆向還原為原目標信息。非對稱體現在用戶端和驗證方付出的成本不一致。驗證方很容易通過這個哈希值進行驗證而用戶節點端需要消耗掉相當多的資源來爭取區塊的記賬權。同時，SatoshiNakamotoren規定全網可信節點只有超過51%以上才認為全系統是安全的。比特幣通過機制設計增加用戶的作惡成本并激勵用戶作出維護網絡的行為。協議層保障整個區塊鏈系統的運營安全和鏈上交易的順利進行。其中加密簽名，分布式算法，數據存儲，并發處理等技術難點還需進一步的開發改進。（2）擴展層。擴展層使區塊鏈更具有實用性，其中包括行業平臺服務端、應用接口等。現有較成熟的應用層的產品是以太坊的智能合約。智能合約指的是可編程的計算機程序。多個用戶在事前根據自身需要，簽訂一份合約，合約詳細列出雙方的權利和義務。當合約的條件滿足時，程序可以自發執行合約內容。合約代碼通過P2P網絡擴散到整個區塊鏈上，相當于鏈上所有節點共同行使這份合約的監督權。（3）應用層。應用層提供的服務產品用戶可以直接接觸到。應用層維護區塊鏈整個生態。這個層面的應用產品幾乎處于空白狀態。未來應用層的產品可能會率先在金融領域中的數字加密貨幣、跨境支付、行業審計方向上展開。

三、區塊鏈的相關應用

1.數據交易市場。上文也提到，第二代互聯網企業屬于中心化管理體系，企業可以利用用戶的行為數據提高廣告效率來獲取巨額盈利。但是這種盈利模式弊端也已凸顯。與具有權威地位的互聯網企業相比，用戶在個人信息使用權方面的話語權較低。在區塊鏈上。用戶可以自己掌控個人信息。通過零知識證明，用戶在不暴露真實數據的情況下表明自己的類型完成線上交易。同時，用戶的隱私保護和數據分享并不沖突。區塊鏈可以把數據的生產端和使用端權責進行明晰分離。通過區塊鏈信息加密等技術，用戶可以把個人數據授權給數據的使用方來獲取收益。未來數據市場的研究重點將在數據的確權、授權、監管的機制設計方面展開。

2.檸檬市場。在檸檬市場中，買方沒有充分信息來確定商品的真實質量。不同質量的商品以同一價格在市場中出售。低質量的商品可以賺取市場價格和真實價格之間的信息租金。高質量產品會退出市場而低質量產品會逐漸充斥整個市場。現實中通過以下措施解來緩解逆向選擇的危害。一是商的加入。商可以提高市場中產品的最低質量而且商還提供保修車檢等服務。通過承擔成本的方式，商向外界傳遞信號表明自己的類型。另外，在長期的重復交易中。消費者會選擇行為一致的有信譽的商。二是政府干預。政府制定的法律和條款可以支持擁有優良資產的賣方進入市場同時清退市場中的最低質量水平的產品。通過機制設計可以使賣者偽裝后的收益小于不偽裝的約束收益，從而鼓勵市場中的參與人真實披露自己的真實信息。三是對消費市場進行分級。具有不同消費函數的消費者會進入到各自的分級市場。不可否認，這些措施都可以幫助降低檸檬市場的危害以使市場能夠正常運行。另一方面采取這些措施需要付出一定成本，這會導致效率低下，形成無謂損失，達不到最優的市場配置效率。而區塊鏈可以協助信息披露阻止惡意信息。每個用戶都可以分享自己擁有的信息。最終市場參與者都可以得到商品的真實信息。

3.共享經濟。共享經濟是基于點對點的服務。用戶將自己的閑置資源以有償的方式提供給陌生人使用。與熟人社會不同，陌生人的互動是非人格化的。這需要建立共同信任機制來完成陌生人之間的交易。買賣雙方依賴平臺。雙方相信平臺可以將合理分配收益并且公平裁決糾紛。但是在實際生活中，由信任引發的問題并沒有得到很好的解決同時平臺收取了相當多的交易費用。區塊鏈是“去信任化”的，或者說基于對“算法信任”的技術。區塊鏈可以很好的與共享經濟應用場景相契合。現在一些基于區塊鏈技術的的共享經濟商業產品已經落地，這包括對標Youtube的視頻網站Dtube、對標Facebook社交平臺的Akasha、停車位分享平臺Lazooz和ArcadeCity等。在電力、流量、計算、存儲、實時交通數據等方面未來也會有更多的共享經濟應用場景的出現。同時，區塊鏈共享平臺未來還會催化新的組織形態形成，打破垂直化管理體制。新組織是非中心化和非具象的。傳統公司里的職業經理人等管理者在新組織中不復存在，新組織更像是一個平臺合作模式。平臺由大家共同擁有、民主管理、沒有中間人的介入，通過既定協議（即智能合約）直接對貢獻者進行利益分配。

4.區塊鏈、物聯網和人工智能相融合。物聯網將原有相互獨立的設備連接成網絡。在物聯網中，設備里將嵌入傳感器等電子元件以使設備能夠自發記錄數據并與其他設備交換信息。物聯網可以嵌入到智能家居、健康醫療、城市管理、全球供應鏈等眾多應用領域中。原來的供應鏈涉及眾多參與方并且存在信息孤島問題。制造商只能根據過去的銷售數據來決定生產計劃。產能與需求的錯配現象在經濟市場中經常出現。這種錯配現象會導致資源的浪費。新型產業鏈會協調產業鏈的各方，實現信息的實時交流，企業制定的計劃更具有時效性。物聯網可以實時記錄并上傳相關數據當網上；區塊鏈保證了數據的真實性，供應鏈的資金流、信息流、貨物流都可以記錄在這個鏈上；云計算可以提高數據處理速度；人工智能訓練樣本數據，形成模型，幫助人們進行決策和預測。相比人，機器不受主觀因素影響，沒有生理限制、出錯率低同時機器可以做到實時監控并進行管理決策。汽車制造商還可以借助汽車傳感器上傳汽車相關的運行數據，通過數據分析，制造商可以發現其中的影響因素、制定決策、最終改善汽車的使用性能和安全性。在現實生活中，現代汽車企業使用IBM的WastonIoT平臺已成功將汽車的燃油效率提高了40%。另一方面，在汽車的消費市場中，一個汽車的使用生命過程會涉及到汽車注冊、維護、車檢、保險、所有權轉移等工作；其中政府的相關部門負責汽車的注冊，所有權更改等工作，服務商負責汽車的維護和車檢，金融機構提供保險和貸款服務。汽車在市場流轉過程涉及的參與方眾多，然而現實中并沒有良好的監管機制保障數據的真實性。保險公司、政府和買方都很難獲得汽車的真實信息。而區塊鏈可以保證信息的可溯源、追蹤和存證的能力并解決市場中的信息不對稱問題。在新型產業鏈下，信息是第一生產力，信息可以自發產生價值。

四、區塊鏈所面臨的挑戰

1.低吞吐量、低容量、高延遲。以區塊鏈產品比特幣為例。比特幣交易量達到1MB時，交易數據就會打包出塊，由全網用戶進行認證并記錄到鏈上。比特幣每秒大約能處理3筆到7筆交易而現在廣泛應用的Visa支付清算系統的交易頻率可達到每秒2000次。另外特幣使用的共識機制是工作量證明法（PoW）而且每個子節點存儲了全區所有數據。這會導致比特幣的運行低效和耗電量大不環保等問題。比特幣的低吞吐量、低容量高延遲的缺陷使其還無法實現大規模高頻交易的應用場景。比特幣的改進版本是以太坊。以太坊使用的是權益證明（PoS）的新共識機制。PoS是對貨幣所有權的證明。PoS不依賴能源消耗同時51%惡意攻擊成本更高。以太坊的系統安全性能更高。為解決上述問題，以太坊通過縮短區塊產生的間隔時間和分區來提高處理效率。每個子節點只需處理所在分區的交易而無須存儲全網所有事務。但這種分區操作也會帶來新的問題。以太坊無法實現原子量處理。如果事務涉及到多區事件，就會增加跨區工作量。所以未來還需投入大量精力來共同完善區塊鏈的底層技術。

2.比特幣作為貨幣的自身缺陷。比特幣總量固定，無法跟上流通領域對貨幣的實際需求，容易造成經濟通縮現象。二是比特幣價格波動性大，無法作為價值尺度衡量商品的價值。三是沒有監督機制。傳統的法幣由政府信用背書，中央銀行行使監督職能。比特幣無相關責任主體。四是三元悖論。三元悖論的概念最先出現在國際金融領域，指的是在開放經濟中，一國獨立的貨幣政策、固定匯率、自由進出這三個條件無法同時滿足。區塊鏈也存在類似的三元悖論即去中心化、高效和安全無法同時實現。

3.無法考證上鏈信息的真實性。區塊鏈可以保證鏈上的信息無法篡改和也可以實現全程的可追溯，但無法考證上鏈信息的真偽也無法跟蹤鏈外的交易。如果用戶在信息錄入時提交偽造的數據并以次充好，不知情的用戶在鏈上與投機用戶進行交易就會發生經濟損失。更重要的是，針對區塊鏈新技術相關的的法律法規還不健全。

五、結語

目前區塊鏈的技術研究和場景應用還處于理論探討階段。區塊鏈去中心化、不可篡改、可追溯特性使其對個人隱私泄露和現有不完美市場提供新的解決方案。同時，區塊鏈的技術還需要進一步完善。短期內區塊鏈還無法實現大規模的商業場景應用。在高并行交易，共識機制，加密方式，數據存儲，上鏈信息的驗證等方面的技術難點需要進一步的攻克解決。

作者：曹暢