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2019年,习近平总书记在中央政治局第十八次集体学习时指出:把区块链作为核心技术自主创新重要突破口,加快推动区块链技术和产业创新发展。由此也点燃了全社会对区块链技术的兴趣。区块链有哪些重要的应用?疫情中暴露出的不足,能否用区块链解决?央行数字货币与区块链有什么关系?

5月7日,人人链合伙人、清华大学X-Lab区块链实验室创新导师崔伟做客“金融科技在线大讲堂”,就上述问题带来分享。本期活动由清华大学金融科技研究院区块链研究中心主办,未央网联合主办。以下整理来自嘉宾分享实录:

疫情防控中亟需解决的问题

中国在此次疫情防控最初期展现出了一些问题和需求,比如:

  • 对传染病病例和异常案例的监测、报警;
  • 对捐献物资的追溯、调配;
  • 对捐献资金的追溯、管理;
  • 跨地域、跨层级的信息共享等。

区块链技术作为一项新兴技术,为这些难题提供了可能的解决方案。

区块链溯源:从交子到中本聪

人们普遍认为,区块链是在2008年一篇署名中本聪的论文中首次提出的,但区块链的诞生离不开前人在IT、金融领域的探索。1000多年前的北宋年间,经济发达,人们为了交易方便发行了世界上第一种由公权力担保的纸币:交子。这开创了信用货币的先河,对世界产生深远的影响。但同时,纸币的发行也为经济打开了潘多拉魔盒,导致许多经济问题。1976年,哈耶克在论文《货币的非国家化》中提出,消除通货膨胀,或者说解决中心化的货币机制导致的问题,必须要实现货币的自由竞争。1999年,互联网的兴起让弗里德曼看到了消除通货膨胀的机会,他提出可以发明“自动货币发行机器”来消除通货膨胀。2008年的次贷危机带来了更深刻的反思,人们开始思考经济危机的根本原因是否是金融寡头、财团垄断了货币、财富,以及,该如何解决这样的问题。

经济理论的探索与实践产生了货币去中心化的探索,而技术领域同样在一步步地去中心化:1984年CNU联盟成立、1991年Linus发明开源的Linux系统,2008年GitHub诞生,这些事件推动了互联网的共享与开源。

在社会组织形式上,去中心化也在发生,社会组织形式正在从平台化向网络化、节点化进行转变。10年、20年以前我们在交流的时候,很注重一个人的平台、单位、组织,这是一个人的重要标签,但如今,人的平台化标签减弱了,角色减弱了。

经济学、IT技术、社会形态三个维度在去中心化、分布式上产生的一系列转变,最终引出了区块链的诞生。2008年10月1号,中本聪发布了比特币白皮书,这是一种点对点式的电子信息系统。之后,中本聪开发出了相应的客户端程序并放到互联网上。也许中本聪本人没有想到这个技术会引起如此巨大的轰动,但实际上从那天起,整个加密货币作为区块链的一个应用分支,整体规模已经达到2000多亿美元,比特币占了其中的68%。而加密货币实际上只是区块链的一部分应用,区块链更广阔的应用,比如上文提到的疫情防控应用,早已超越了加密货币的范围。

区块链的核心原理

1.去中心化

什么叫做去中心化?举一个测体温的例子:传统的测体温方式是,老师建立一个微信群,每个家长在群里报孩子的体温,老师做统一的记录,上报学校。这就是传统的中心化方式,它的优点明显:效率高,方便快速。然而也有相应的问题:老师很有可能在某些环节出错。这就是所谓的单一故障点(single point of view),或无意失误,或恶意篡改的可能性都非常大。为什么说2008年的经济危机直接导致了区块链诞生,因为当时很多人认为是居于中心垄断位置的金融机构控制了数据、金融甚至货币,所以人们希望产生一种全新的金融形式。

有没有别的方式?中本聪提出了一个主意。群里没有老师怎么办?怎么保证老师记录的一定准确?那就是群里60个成员,每一个成员同时记录,60个家庭的手机里面都存了一份体温。这样一个人想要篡改体温,就要同时修改60部手机的记录,难度极大。而目前比特币有上万个节点,想要同时修改所有节点,几乎不可能。

这就是去中心化。存储是分布的,体温记录在所有人的手机上,多地备份。同时,所有人都有能力去维护同一个数据库,承担一样的责任。

2.数据不可篡改

数据数据不可篡改有两层理解。

第一,上文提到的,数据分布式存储,篡改数据必须修改所有节点,可能性微小。

第二,为了让修改难度更进一步,区块链产生了第二种机制。仍然以记录体温为例,每天60个成员同时记录一次体温,每一次记录便将数据记录在一个区块当中,下一次记录时,则要首先将上一个区块数据结果的“指纹”录入,接着再记录今天的数据。这就意味着,如果有人修改了昨天的数据,那么这个“指纹”便会发生改变,从而就无法与今天的区块对应上,如果一定要篡改,就要同时篡改昨天之后的每一天的数据,并且每次篡改都要同时篡改60个人记录的数据。这对算力要求极高,可能性微乎其微。

3.非对称加密

以转账为例,我们需要转账给某人,但没有他的微信和支付宝,只有地址,我们就会选择把现金放在信封里面寄给他。首先我们会盖上自己的戳,以证明是自己寄出的,为了防止邮差在中间把信封拆开,把钱拿走,我们会对这个信封加密,将密码告诉对方,对方收到便可打开,这便是对称加密。可是在交易中,我们没有对方的联系方式,无法将密码告知对方,这时便可将密码设置为对方的私钥,对方通过自己的私钥便可以打开信封拿到钱,而无需我们告知的密码。在这个过程中,系统通过自己的公钥和对方的私钥来确定交易,任何人都没有办法拦截。这便是非对称加密。

4.挖矿

交易不产生货币。每个比特币,都是通过挖矿这种活动所产生的。为了鼓励人们主动记账,中本聪决定给记账的人发奖励,这就是“比特币”的由来。以体温的例子,老师让所有人来做数学题,谁第一个做出来,谁就可以参与到记录体温的工作中。同时,为了鼓励大家计算,老师会给解出题目的成员发放奖励,解题的过程,就是挖矿。为了保证节点之间的同步,新区块的添加速度不能太快,区块链的发明者中本聪故意让添加新区块很困难,只有通过极其大量的计算,才能得到当前区块的有效哈希值,从而把新区块添加到区块链。

5.共识算法

仍然以记录体温为例,60个人中,如何避免有人记录错误?中本聪为此提出了“共识算法”。 如果一个节点的区块链与另外一个节点的不同,这就意味着冲突。解决这个问题的办法就是“最长的有效的链”应当获得认可。换句话说,网络上最长的链就是事实上的标准链。利用这种算法,我们可以在我们网络中的所有节点中达成共识。

以上便是区块链的各种机制,其优点是实现了去中心化交易,信息不可篡改,完全匿名;缺点则包括数据冗余,挖矿工作过度消耗能源,多节点机制导致信息网络延迟。

区块链的趋势与展望

1.央行数字货币

区块链为数字货币提供了一种解决方案,是央行数字货币的技术路径之一。央行数字货币的作用是取代M0(流通于银行体系之外的现金),没有利息,采用央行-商行双重体制,避免冲击现有金融体系。然而,前文提到区块链具有信息网络延迟,交易处理耗时过长的缺点,可能无法满足我国数字货币的需求,不会成为我国央行数字货币的实现路径。

2.物资追溯+区块链

区块链可以用来建立全程可跟踪、可追溯、可审核的捐赠物资追溯链,这个是一个切实存在的需求。雄安集团和趣链科技公司合作建立了一个小程序,将捐赠过程全程上链。捐赠者将捐赠信息上链,其中包括物品资质、证书、价值、应用范围等;随后物流企业将物流信息上链,接收方将接受信息上链,以视频、照片等形式全部流程作为附件上链。

3.医疗信息、认证信息共享、流通+区块链

通过消除信息孤岛,无缝连接不同的组织机构,以共同的标准规范,将信息上链。比如,人人链通过结合区块链的心理健康咨询服务,利用区块链确保咨询信息的安全性和保密性。这并不是一个全新的概念,之前也有过早期尝试。腾讯、阿里等企业都做了大量研究、尝试。疫情爆发使得这方面的应用得到了加速,我们现在可以实现从社区到定点医院,再到疾控中心、慈善机构、保险公司、政府机构等等之间信息的通畅流通,而且是在不同层级、不同地域之间。

4.病例分析、报警+区块链

非典过后,我国就已经建立了完善的疫情信息系统,但此系统人工确认的时间太长,审批繁琐、不透明,表面上系统很好,从发现到申报到中央可以很快完成,但这次疫情却没有发挥作用。而区块链则通过分布式的处理方式来避免人为干预,将各地医院、疾控中心、传染病患者病例全部上链,根据特定的智能合约来进行报警,以帮助人们迅速对任何可能造成重大公共危机的传染病作出反应。

区块链在各行各业的应用还有很大的想象空间,但有一点是需要强调的:我们必须从需求、问题出发,不应为了用新技术而用新技术,而应该是用它来解决切实存在的问题,区块链只有在适合解决的问题面前才能够发挥作用。这个逻辑,必须摆正。

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