科普:教你看懂区块链技术

未央网 作者: 王歆悦

在比特币横空出世后五年,其底层区块链技术才从小众自由派密码学专家与电脑黑客的实验,开始成为吸引高科技公司、跨国金融机构和创投基金的投资新热土。

​最新的消息的是,微软宣布联手R3区块链联盟,计划为各大银行和企业开发并测试一套新技术,进而更换掉现使用的老系统并提高其系统的工作效率。据悉,微软希望通过Azure云服务让它的合作伙伴能够扩大Blocakchain-as-a-Service的使用范围并让这一转变进程变得更快。

2015年9月,R3 CEV公司正式成立,核心职能是制定银行业区块链技术开发的行业标准,以及探索实践用例,并建立银行业的区块链组织。它的CEO是David Rutter,此君曾在大名鼎鼎的电子结算巨头毅联汇业(ICAP)担任电子经纪业务CEO,是跨境清算与结算领域的专家。

五家区块链厂商和三家云计算提供商提供的分布式分类账系统测试。

该联盟提供区块链技术的五家厂商分别是Chain, Ethereum, Eris Industries, IBM和Intel。云基础设施则由Amazon、IBM和Microsoft Corporation提供。

截至2016年初,R3共有42家金融机构成为创始伙伴,具体名单如下:花旗银行,瑞士信贷,丹麦银行、德意志银行、摩根大通、高盛、汇丰银行、荷兰ING银行,桑坦德银行、美国银行、巴克莱银行、西班牙BBVA银行,BMO金融集团,法国巴黎银行,纽约银行梅隆,加拿大帝国商业银行,澳大利亚联邦银行,意大利联合圣保罗银行,麦格理银行,三菱UFJ金融集团、瑞穗金融集团、摩根士丹利、澳大利亚国民银行,野村证券,北美信托,加拿大丰业银行,三井住友银行、加拿大皇家银行、苏格兰皇家银行、法国兴业,SEB,多伦多道明银行、瑞银(UBS),意大利联合信贷银行,美国合众银行、富国银行和西太平洋银行。

目前,R3联盟已经完成了两轮金融机构大规模参与的测试,要知道,这些银行基本囊括了世界排名前50的银行(除了中国)。按照各方分析人士的观点,R3倡导的区块链技术可能很快会使用于国际金融支付和清算领域,首先颠覆现有的支付系统。

值得点明的是,应用于金融领域只是区块链1.0。

根据区块链科学研究所创始人梅兰妮.斯万(Melanie Swan)的观点,区块链技术发展分三个阶段或领域:区块链1.0、2.0和3.0。所谓区块链1.0,就是数字货币领域的创新,如货币转移、兑付和支付系统等。2.0更多的是做一些合约方面的创新,即商业合同涉及交易方面的,比如股票、证券的登记、期货、贷款、清算结算、所谓的智能合约等。3.0则更多地对应人类的组织形态的变革上,包括健康、科学、文化和基于区块链的司法、投票。

下面就让我们来科普一下:

一、什么是区块链技术?

2008年10月31日,一个自称中本聪(Satoshi Nakamoto)的加密爱好者(或团队)创建了一个被他称为比特币的项目——“一个完全是P2P的新电子现金系统,不涉及被信任的第三方”。由于银行长期就是作为被信任的第三方存在,因此中本聪提出的比特币货币框架构想的就是一个不需要任何政府支持和银行运作的机制。

区块链在本质上是一个用于维持信息共享来源的分布式计算机网络(节点)(distributed network of computers (nodes))。每个节点通过保存一套完整历史数据库的副本,参与维护信息的安全性和准确性。

目前大多数系统背后都有一个存储电子文件的处所——数据库(Database),用户可以对文件中的数据进行新增、截取、更新、删除等操作。现有普遍采取的模式是谁负责这个系统,谁就来管理这个数据库,比如淘宝的数据库就由阿里巴巴团队来维护,微信的数据库由腾讯来维护,这些团队以外的人是没有机会来维护他们的数据库的。但区块链技术就让整个系统里每一个节点都有机会来读写这个数据库。

据区块链铅笔创始人、万象区块链实验室顾问龚鸣介绍,如果我们把数据库假设成一本账本,读写数据库就可以看做一种记账的行为,区块链技术的原理就是在一段时间内找出记账最快最好的人,由这个人来记账,然后将账本的这一页信息发给整个系统里的其他所有人。这也就相当于改变数据库所有的记录,发给全网的其他每个节点,所以区块链技术也称为分布式账本(distributed ledger)。

以区块链技术在比特币中的应用场景为例,这一账本追踪记录的就是谁拥有多少比特币。这些币本身不是实物,也不是数字文档,而是区块链分类账上的条目,所以拥有比特币实际上是拥有了区块链上的一条信息。

区块链不同于银行集中且私有的分类账,其“账本”是公开且广泛分布的,即任何人都可以下载一份拷贝。除了用户身份受到加密保护,这个系统完全透明。

区块链作为一串使用密码学方法相关联产生的数据块,每一个数据块中包含了一次比特币网络交易的信息,用于验证其信息的有效性和生成下一个区块。

按顺序把区块链组成链条能防止任何人两次使用同一个比特币。由于区块链是一个可共享的、每个人都可以检查的公开账本,不受任何单一用户的控制,这一系统不会受到任何一方的篡改。与银行分类账能够被所有者或政府更改不同,区块链的变更一定会同时更改在那一刻“矿工”们使用的所有成千上万份拷贝。由于比特币没有一个中央银行来支配,要控制整个系统,将需要某个人控制约一万个“矿工”合共计算能力的51%,这种可能性极小,也就使整个系统的安全性更有保障。

二、为什么区块链率先占领金融领域?

由于区块链技术最早来自比特币,所以最早接触和应用的多是金融机构。现在传统的金融行业中涉足最多的是银行、证券交易和登记的环节。目前医疗、供应链、物联网、游戏、政务、公正、社交、人工智能等领域的应用多处于初级或概念设立阶段。

据科技行业并购咨询机构Magister Advisors此前估计,到2017年银行在区块链开发的经费将超过10亿美元,为所有企业软件板块发展速度最快。

2015年9月建立的初创公司R3 CEV发起R3区块链联盟,至今已吸引了包括富国银行、花旗银行、德意志银行、汇丰银行、摩根士丹利、加拿大皇家银行、澳大利亚国民银行和法国兴业银行等43家巨头银行参与,着手为区块链技术在银行业中的使用制定行业标准和协议。

纳斯达克在2015年12月30日也完成了基于区块链平台的首个证券交易,对于全球金融市场的去中心化有着里程碑的意义。

除了帮助为金融交易带来高透明度、高安全性、降低欺诈风险之外,区块链技术的拥趸还提出,区块链技术还能够帮助提高效率和减少开支。去年6月西班牙桑坦德银行发布的研究报告提出,截至2022年,区块链技术通过减少跨境支付、证券交易以及合规中的成本开支,每年能为银行业节省150亿到200亿美元。

国内首个区块链项目“小蚁”的创始人达鸿飞认为,“区块链技术普及后对银行业的影响是变革性的,金融的底层基础架构会发生变化,原来有的一些角色将来可能就不需要了,有可能出现一些新的角色,所以对底层会造成很大的变化”。比如金融中有一些登记结算机构,如A股市场里的中国证券登记结算有限公司,债券市场的中债登,这一类机构完全是可以被区块链技术取代的。澳大利亚证券交易所就正在与一个叫数字资产控股(DAH)的区块链初创公司合作,由DAH提供技术为他们建造一个基于区块链技术的清算和结算系统。

三、多国政府及央行均在加大研究力度但均未落地,中国央行也提出数字货币设想

当区块链开始吸引高科技公司、跨国金融机构和知名创投基金大量投资热情之时,各国家和地区央行也纷纷针对虚拟货币与区块链技术对金融系统和监管思维的潜在影响进行研究并发表看法。

近几个月来,世界各地越来越多的央行官员开始建议区块链技术可以被用于创造更多的集中式数字货币。

中国人民银行行长周小川在今年2月接受财新周刊专访时表示,“区块链技术是一项可选的技术”,人民银行也部署了重要力量研究探讨区块链应用技术,但是“到目前为止区块链占用资源还是太多,不管是计算资源还是存储资源,应对不了现在的交易规模,未来能不能解决,还要看”。

英国央行分管货币政策的副总裁本· 布罗德本特(Ben Broadbent)今年3月在伦敦政治经济学院演讲时提出,如果区块链技术继续发展,确实可能实现价值转移与登记无需经由某个具有公信力的第三方机构(如央行)来处理。严格来讲,央行是一间业务非常单纯的银行,主要职能是管理商业银行存在中央银行的储备资产,即“中央银行货币”(Central Bank Money),也就是对中央银行的债券或央行本票。一般人对中央银行货币最熟悉的形式是在市面流通的现钞。如果民营业者利用区块链技术平台大规模推广数字货币,那么央行最有效的反制措施就是尽可能地增加中央银行货币的流通、扩大直接向央行拆借的金融与非金融机构范畴、甚至让所有个人都在央行直接开户,并立法禁止使用现钞与硬币。这样的极端情境,理论上无需区块链技术也能实现,但区块链技术可能让事情更简单。

也就是说,公办的央行数字货币与民营的银行数字货币或许都基于相同技术,但其目的与使用情境可能大相径庭。央行账户越接近一般商业银行账户,央行数字货币就越能为人民服务,在市场上就越有竞争力,甚至会出现逆周期性的特征:当出现金融危机时,存款可能会从商业银行账户流向中央银行账户。这个现象,布罗德本特认为,可能会让金融体系更安全。

据龚鸣介绍,目前各国政府和央行都还没说正式开始使用这项技术,只是都在考察它的可行性方案,包括英国政府出了一份80多页的报告,专门探讨其在各领域的可行性。

英国目前的实时全额结算系统(RTGS)不稳定,在2014年10月12日崩溃了九个小时,所以英国政府一直希望找到一套跟稳定的解决办法,所以目前正在考察区块链的系统。目前的状态是还未投入实际使用,而是在研究发行数字货币RSCoin的方案,但具体还在考察和测试中。

根据荷兰银行于3月16日发表的一份最新年度报告所透露信息,荷兰央行正在致力于开发一种被称为“DNBCoin”的内部区块链原型。荷兰央行表示,区块链技术可能会对银行现有收入模式和银行监察系统产生影响。通过新的数字货币交换方式,将有可能为银行创造新的收益,也可能降低成本,并对荷兰央行的金融监管能力产生影响。但这也尚处于研究开发阶段。

四、商业化运作处于起步阶段,全球主要财团已经在行动。

区块链,以一种通过去中心化的方式集体维护一个持续生长的数据库,为金融业的未来升级提供了一个可选的方向,也因此正吸引着全球金融巨头和投资人的目光。

根据区块链科学研究所创始人梅兰妮.斯万(Melanie Swan)的观点,区块链技术发展分三个阶段或领域:区块链1.0、2.0和3.0。所谓区块链1.0,就是数字货币领域的创新,如货币转移、兑付和支付系统等。2.0更多的是做一些合约方面的创新,即商业合同涉及交易方面的,比如股票、证券的登记、期货、贷款、清算结算、所谓的智能合约等。3.0则更多地对应人类的组织形态的变革上,包括健康、科学、文化和基于区块链的司法、投票这些。

目前区块链技术的发展和应用主要在1.0和对2.0的探索阶段。与此同时,世界各大金融机构都在紧锣密鼓地向区块链技术的研究和区块链项目投入资金,其中就包括纳斯达克、高盛、花旗银行、摩根大通、瑞士银行、道富银行、桑坦德银行、巴克莱银行等。

当然,最主要的就是前文提到的R3区块链联盟。

2015年上半年,2015年上半年,比特币公司coinbase、21 Inc和Circle接连获得美国风险投资公司Andreessen Horowitz、芯片制造商高通公司(Qualcomm)、纽约证券交易所(NYSE)、金融巨兽高盛(Goldman Sachs)等巨头公司的注资,三家创业公司共计获得2.41亿美元巨额融资。

进入2015年下半年以后,区块链概念开始兴起,传统金融巨头也开始尝试布局区块链或分布式账本项目。据统计,在2015年,非比特币区块链领域投资事件共13起,占比19%;投资额1.293亿美元,占总投资额比23%;

五、区块链可能的应用场景

德勤Rubix团队中国代表秦谊认为,区块链是一个很新的技术,它在具体商业的每一个环节能够起到什么作用,包括现有的技术能不能达到使用的效果,还在验证的过程中。同时也涉及监管的信息,包括有多少信息是能让监管者知道的,哪些是只能让交易的个人知道的,这都会体现在区块链的设计中。所以它的商业价值的体现要先创造一个商业场景,如果区块链能在这个商业场景中使用,那在这个商业场景中有多少监管的条件必须要满足,这些满足又要通过设计来实现。

以下为几个区块链技术的应用场景:

1. 全球的去中心化实时结算清算系统

美国初创公司R3 CEV把目前除中国之外几乎所有最大的43家机构团结在一起,组建了一个区块链联盟,目的是要做一个全球的去中心化的实时结算清算系统。目前,即汇款到国外,即变汇是需要通过SWIFT系统的,这个过程往往是t+1或者t+2、甚至t+3的。如果使用区块链技术,理论上就可以实现实时结算和清算,相当于一个全球的支付宝体系。

在这种理想状况下,银行是获利最大的,因为他们之后就不用通过SWIFT系统,首先是极大降低了成本,同时由于实时结算,也减少了来自对手的风险。这种全球的去中心化的实时结算清算系统能够让全球的金融体量上一个新的台阶。

2. 医疗去中心化

医疗方面,区块链最主要的应用是对个人医疗记录的保存,可以理解为区块链上的电子病历。如果把病历想象成一个账本,它是掌握在各个医院手上的,患者自己并不掌握,所以病人就没有办法获得自己的医疗记录和历史情况。就像银行的账看不到过往的交易记录一样,这对未来的就医会造成很大的困扰。但现在如果可以用区块链技术来进行保存,就有了个人医疗的历史数据,未来看病也好,对自己的健康做规划也好,就有数据可供使用,而这个数据真正的掌握者是患者自己,而不是某个医院或第三方机构。另外这些数据是有很强的隐私性的,使用区块链技术也有助于保护患者隐私。

这种应用具有去中心化的特性,更具开放性,用户能够更有自主性。它所能够实现的是一种新的组织信息的形态,每个人都掌握自己的信息,而不需要像过去把信息托管给某一个机构,由它来保管。

3. 智能锁(Slock)

德国一个初创公司Slock.it想做一个基于区块链技术的智能锁,将锁连接到互联网,通过区块链上的智能合约对其进行控制。任何一个控制锁的人可以发放一把或多把私钥,并对私钥进行复杂的定制,设定锁什么时候启用、具体什么时候开等。通过这种方式,共享经济能够被进一步去中心化,将任何能被锁起来的东西轻易租赁、分享和出售。Slock的概念更是超越了为Airbnb用户服务的范畴,想要进一步颠覆这种共享经济,让使用者能够直接向一把锁进行支付,然后打开;出租者也可以在方可走后随时更换私钥的定制,让整个体验更为方便、安全。人们也可以通过使用这一技术进行自行车、密码柜的租赁等,甚至让他人在自家门口给车充电,然后收取费用等。

链接:中本聪是谁,至今未见真人现身

中本聪是比特币协议及其相关软件BitCoin-Qt的创造者,于2008年在metzdowd.com网站的密码学邮件列表中发表了论文《比特币:一种点对点式的电子现金系统(Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System)》。论文描述了一种被他称作“比特币”的电子货币及其算法,并详细描绘了如何创建一套去中心化的、不需要建立在交易双方相互信任基础上的电子交易体系。

2009年1月,他就开发出首款比特币算法的软件,并进行了首次“采矿”(mining),获得首批50个比特币。

2010年中开始,中本聪逐渐淡出这一项目并逐渐移交给比特币社区中包括Gavin Andresen在内的重要成员。

比特币之父中本聪的身份至今未被确认。中本聪在网络上只使用英文交流,署名为罗马字形式“Satoshi Nakamoto”,从未表示过其在日语中应如何书写,这也是为什么日本媒体和中文媒体分别使用“中本哲史”和“中本聪”两种译法,二者在日语中读音一致。由于在网络上搜索中本聪这一名字时无法找到与此人相关的信息,因此大家普遍认为这是一个虚构身份,可能是一个个人也可能是一个团队。