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区块链技术发展回顾、现状与展望

蓝科咨询 | 聚焦国家安全战略和科技创新研究 2020/01/16 11:22

来源:中国社会科学网

自2008年问世以来,区块链技术已发展了超过十年之久。在这十多年当中,区块链由最初同数字虚拟货币绑定在一起,到逐步发展出具有独特应用和价值属性的产业链;从最初仅限于被技术社群探讨,到引发世界主要国家的关注,其发展道路逐渐明朗。2019年10月25日,习近平总书记在中央政治局第十八次集体学习时强调,要加快推动区块链技术和产业创新发展,积极推进区块链和经济社会融合发展[1]。站在新的历史节点,我们有必要重新回顾、检视和探讨区块链技术,更好地把握其应用发展,服务国家战略。

新知图谱, 区块链技术发展回顾、现状与展望

一、历史回顾:区块链的定义及由来

(一)区块链的定义

“区块链”,英文“Blockchain”或“Block Chain”,是一种由多方共同维护,使用密码学保证传输和访问安全,能够实现数据一致存储、难以篡改、防止抵赖的记账技术,也称为分布式账本技术(Distributed Ledger Technology)[2],其特点是保密性强、不可篡改和去中心化。区块链的大体运行机制如下:当网络中的任意两点进行数据交换时,该数据都会对应一个发送者和接收者,而当一个节点的数据交换积累到一定大小或条目数量之后,区块链就会自动将其打包,形成一个“块”(Block),并附上一串具有“时间戳”作用的计算机密码。实际上,网络中所有的数据交换对于所有节点都是可见,但由于发送者和接收者是的匿名性(通常也由一串代码表示),因而只有交易双方能够立刻知道彼此之间发生的交易,从而使区块链具有保密性强的特性。由于解开“时间戳”密码需要进行大量而复杂的计算机运算,因此当最终网络中有一台计算机解开该密码时,其所付出的工作量是不可伪造的,从而使区块链具有不可篡改的特性。再加上每个区块的“时间戳”包含紧邻上一个区块的信息(术语为“哈希值”),因此整个网络中的块将按照顺序自动排列,形成最长的唯一链条,称为“链”(Chain)。网络中所有节点都会寻找最长的链并与之同步,在这一过程中,网络中的所有节点都会同步到该链,也就是说网络中所有的节点具有平等的权限,整个过程不需要任何中央节点或中心数据库的运算处理,通过云计算分布式完成,杜绝了任何中心节点监控、封锁某一节点的可能,从而使区块链具有去中心化的特性。

从定义及特性可以看出,作为一种保密性强、不可篡改、去中心化的技术,区块链最适于承担类似“货币”或“账本”的职能,这也是迄今为止,区块链与经济和金融联系如此紧密的原因。

(二)区块链的由来

早在1991年,区块链的技术理念由美国人斯图尔特·哈勃(Stuart Haber)、斯科特·斯托内塔(W. Scott Stornetta)等人提出[3],其数字文档的密码时间戳理论与后来区块链所采用的方式十分一致。但第一个提出“区块链”概念并将其实际应用到“比特币”的人则是“中本聪”(Nakamoto Satoshi)。“中本聪”是化名,其真实身份至今仍然成谜,有诸多线索表明此人应当是英国人,生活在英国或美国加州。2008年1月1日,“中本聪”在Genius.com网站上发表了题为《比特币:点对点电子现金系统》的论文[4],随后又于2009年1月8日在metzdowd.com发布第一个在线比特币软件[5],其使用的基础技术就是区块链。“中本聪”本人亦是第一个使用比特币的人,他开发出了第一个比特币数字区块,即“创世区块”。在创世区块中,“中本聪”还嵌入了发行当天的《泰晤士报》头版文章标题:“2009年1月4日英国财政大臣面临银行的第二轮纾困”(The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brink of second bailout for banks)[6],以此讽刺传统货币体系的不稳定。由于比特币被设计成总数达到2100万个后就停止增加,因此无法像其它主权货币一样超发,“中本聪”认为这种机制能够从根本上防止各国不负责任的货币政策,避免普通民众的资产贬值。此后,“中本聪”于2009年5月创建了bitcoin.org网站,与其他来自计算机社区的志愿者们一道开启比特币软件的研发、更新与维护工作,区块链技术也在这一过程中不断得以完善。

迫于外界压力,2010年“中本聪”将源代码存储库和网络警报密钥的控制权移交给美国人加文·安德森(Gavin Andresen)以及其他几位贡献度较高的合作开发者[7],自己退出了比特币的运营与维护。据《福布斯》杂志报道,他拥有的比特币曾在2017年12月达到超过190亿美元的价值[8],但为了避免身份暴露却从未将这些比特币兑现。

时至今日,比特币已经更新到第18个版本,发行量逾1700万个,其维护不需要任何中央机构或设备系统,完全依靠比特币开发者和比特币矿工这两个群体,在技术和经济利益的驱动下自发完成。虽然比特币的市场价值在国际金融市场上起伏不定,具有较大的投机性,因而受到包括我国在内各国监管机构的严格管控。但是,作为其底层技术的区块链能够历经十余年经久不衰,足以证明其机制设计中存在合理成分。事实证明,区块链在传统金融机构覆盖不足的欠发达地区,以及金融监管机制不完善的广大发展中国家,能够较好地帮助实现财务透明,解决金融压抑等问题。

(三)区块链的分类

随着技术与应用的不断发展,区块链由最初狭义的“去中心化分布式验证网络”,衍生出了三种特性不同的类型,按照实现方式不同,可以分为公有链、联盟链和私有链。公有链即公共区块链,是所有人都可平等参与的区块链,接近于区块链原始设计样本。链上的所有人都可以自由地访问、发送、接收和认证交易,是“去中心化”的区块链。公有链的记账人是所有参与者,需要设计类似“挖矿”的激励机制,奖励个人参与维持区块链运行所需的必要数字资源(如计算资源、存储资源、网络带宽等),其消耗的数字资源最高,效率最低,目前仅能实现每秒100—200笔左右的交易频率,因此更适用于每个人都是一个单独的记账个体但发起频率并不高的应用场景。联盟链即由数量有限的公司或组织机构组成的联盟内部可以访问的区块链,每个联盟成员内部仍旧采用中心化的形式,而联盟成员之间则以区块链的形式实现数据共验共享,是“部分去中心化”的区块链。联盟链的记账人由联盟成员协商确定,通常是各机构的代表,可以设计一定的激励机制以鼓励参与机构维护、运行,其消耗的数字资源部分取决于联盟成员的投入,但在同等条件下低于公有链,效率则高于公有链,一般能够实现每秒10万笔左右的交易频率,适合于发起频率较高、根据需要灵活扩展的应用场景。私有链即私有区块链,完全为一个商业实体所有的区块链,其链上所有成员都需要将数据提交给一个中心机构或中央服务器来处理,自身只有交易的发起权而没有验证权,是“中心化”的区块链。其记账人是唯一的,也就是链的所有者,且不需要任何的激励机制,因为链的所有者必然承担区块链的维护任务。其消耗数字资源最低,效率最高,承载能力完全取决于链的所有者投入的数字资源,但存在中心化网络导致的单点脆弱性,需要投入大量资源用于网络安全维护,方能保障链上资金的安全。

二、现状检视:各国区块链应用与发展

(一)货币化应用

截止2018年5月,全世界已有基于区块链技术的加密货币超过1800种[10],但实际使用人数并不算多。根据剑桥大学的相关研究,2018年底全球所有使用加密数字货币的用户达到了3500万人[11],其中大部分人使用的是比特币。

去中心化的特性对于要掌控国际金融体系的西方发达国家并不友好,大部分西方国家金融监管机构、主流媒体和经济学家都不同程度地表示了反对。国际清算银行2018年6月18日发表的报告《加密货币:超越炒作》将基于区块链的加密货币描述为“高能耗、高交易成本、价格缺乏稳定性、交易所欺诈泛滥、安全防护普遍脆弱”[12];著名经济学杂志《经济学人》亦将其称作“一种不公平的货币”[13];诺贝尔经济学奖获得者保罗·克鲁格曼形容其是“自由主义意识形态下的技术神秘主义所包裹的泡沫”[14]。西方发达国家政府对于加密货币的担忧不仅限于比特币,而且还延伸到所有加密货币领域。2019年6月18日,美科技巨头“脸书”正式启动“天秤座”(Libra)全球数字稳定币项目,将最早于2020年发布面向全球的数字货币“GlobalCoin”,并将在瑞士日内瓦建立“Libra协会”以推进该项目的实施。计划甫一宣布就引发了诸多争议,美众议院民主党金融服务委员会曾致信脸书要求停止Libra项目,理由是“对隐私、国家安全、贸易和货币政策的担忧”[15];美联储主席杰罗姆·鲍威尔亦对Libra可能引起的洗钱等问题表示严重关切[16];2019年9月,法国财政部长布鲁诺·勒·梅尔表示“不会允许在欧洲开发加密货币,因为它威胁国家的货币主权”[17];包括Paypal、eBay、Visa和万事达等初期曾加入的金融机构亦已纷纷离开,理由是缺乏监管和计划可行性[18]。

由于面临诸多反对之声,加密货币在发达国家推进速度较慢,目前仅有英国伦敦市东伦敦社区与加密货币公司“空卢”合作,开发出“东伦敦社区英镑”,以解决中小企业的融资难问题[19],全球仅有5万使用者。相比于发达国家的谨慎,发展中国家对区块链货币则宽容得多,甚至将其作为国家主权货币。2016年1月11日,突尼斯政府与莫内塔斯(Monetas)公司合作,使用区块链技术开发出了数字第纳尔(eDinar),成为世界上第一个将加密货币作为国家主权货币的国家,其功能包括移动支付、电子身份证等[20]。2016年11月24日,塞内加尔政府与两家公司机构一道开发出了“数字非洲法郎”(eCFA),西非经济联盟(WAEMU)负责在科特迪瓦、贝宁、马里等其他7个国家推广使用,最终建立服务于整个西非洲的加密货币区域流通机制[21]。

(二)非货币化应用

相较于货币化应用,区块链在非货币化应用上的发展相对顺畅,阻力较少,已开发出智能合约、金融服务、物流管理、在线投票等多种不同应用场景。其中,智能合约是指利用数字区块链分布式验证和不可篡改的特点实现在线的合同签署。通过结合高级数字身份验证以及数字违约金支付系统,区块链能够较好地确保合同法律效力,利用计算机系统自动化实现合同的智能仲裁与强制执行。目前,包括IBM、以太坊等公司都推出了属于自己的智能合约服务。对此,各国金融监管层基本都对智能合约规范市场秩序的潜力表示欢迎,如美参议院联合经济委员会2018年3月针对区块链用于智能合约发表了报告,认为其具备法律可行性[22];而白俄罗斯也于2017年底通过颁布《数字经济发展法令》,成为有史以来第一个将智能合约合法化的国家[23]。

三、未来展望:区块链优势及影响

首先,区块链有助促进跨境金融安全。传统国际跨境支付需要依赖环球同业银行金融电讯协会(SWIFT)建立的国际专网,区块链利用了基于共同验证的安全机制,使其可以直接使用国际互联网来实现跨境汇款,无需经过SWIFT这样的中心化机构。从网络安全的角度来说,这种机制能够有效避免国际黑客组织或外国情报组织针对中心节点的攻击和监视,更好地维护跨境金融安全。近来,国际黑客针对SWIFT的攻击呈上升趋势。2016年2月,黑客入侵了孟加拉央行的电脑系统,试图将其在纽约联邦储备银行的9.51亿美元存款转走,最终成功盗窃了8100万美元[24]。4月,SWIFT主动向路透社等国际媒体透露了其遭到黑客攻击的详情,恶意攻击者通过金融管理后台的本地端口连接至SWIFT网络,并发送诈骗短信[25]。2017年4月,一个名为“影子经纪人”的组织发布了声称来自美国国家安全局(NSA)的文件,表明该机构监视了经由SWIFT进行的金融交易[26]。随着5G、人工智能等新技术的发展,网络攻击技术还将继续层出不穷,中心节点服务器想要完全防御所有网络攻击变得难上加难。区块链基于去中心化的设计,除非黑客同时攻击世界所有进行跨境支付的电脑,否则攻击将无法奏效,而这从现实角度是无法实现的。

其次,区块链有助促进电子政务发展。区块链已经率先在电子发票、智能合约等电子商务领域实现了应用,大大改进了传统需要依赖实体办事窗口的工商管理流程,且安全性已经在现实中得到了验证。随着我国改革开放的不断深入,区块链还将在便民利民方面发挥更大作用。如身份证、户口本、房产证、驾驶证、婚姻证明、亲属关系证明、学位学历证明等诸多繁杂的实体证明,通过区块链都能够实现电子化;在线工商注册登记、报税纳税、公积金、养老保险、医疗保险、水电燃气费等,也能够通过区块链实现在线可验证缴纳。这将大大强化中央推进“放、管、服”等改革措施的实际效果,向广大老百姓释放看得见的红利。

再次,区块链有助抑制基层腐败现象。作为一种去中心化的分布式网络验证机制,区块链适合服务于基层社区经济活动。然而现实中,基层经济活动往往伴随着权力的“微腐败”现象,各种“吃拿卡要”现象突出。在区块链公开透明的机制下,每一笔交易及与其关联的资产价值、行政程序,只要点击一下鼠标便一览无余,真正做到扎紧制度的笼子,营造出风清气正的基层制度环境。

最后,从国际政治角度来看,区块链的诞生以及在各国的应用和推广,将对国际政治带来两个不同维度的牵引力:一方面,区块链的普及将极大程度拉近发展中国家与发达国家经济之间的差距,全球数字经济在技术标准上将更容易接轨。基于共同验证的技术将更有利于民族国家之间建立互信,促进区域和全球经济一体化;另一方面,区块链的普及又有可能激化大国间的博弈,同时提升互联网巨头或非政府组织在国际政治中的分量,使得大国与大国之间,政府与非政府之间,以及民众与企业之间,均会产生社会治理领域的激烈碰撞。如何利用好区块链技术,如何规避其可能带来的国际与国内风险,如何在未来数字经济社会中找到好的立足点,将是我们从现在开始必须思考的问题。

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