區(qū)塊鏈：天使or惡魔

龐榮榮，鄭 韋，劉佳佳，陳紅飛

（臨沂大學(xué)物流學(xué)院，山東 臨沂 276000）

引言

截至2017年4月底，全球455家區(qū)塊鏈相關(guān)公司累計獲得融資額為19.47億美元[1]，并且區(qū)塊鏈在全球熱度持續(xù)不斷攀升[1]。因此，區(qū)塊鏈也成為目前最熱門的話題之一。

人們了解區(qū)塊鏈的過程，往往是從比特幣開始的，因為比特幣是區(qū)塊鏈技術(shù)開出的第一朵鮮花。比特幣是一種P2P形式的數(shù)字貨幣，它是依據(jù)特定算法并依靠大量的計算之后才產(chǎn)生的數(shù)字貨幣，與其他法定貨幣不同的是，它并不是由特定的貨幣機構(gòu)發(fā)行。2009年1月，中本聰建立了一個開放源代碼項目，并挖出了第一批50個比特幣，這標志著比特幣正式誕生。由此，人們對比特幣的關(guān)注日益高漲，并進而轉(zhuǎn)向關(guān)注比特幣背后的底層核心技術(shù)——區(qū)塊鏈。

一、區(qū)塊鏈簡介

1.區(qū)塊鏈的真面目。區(qū)塊鏈，即區(qū)塊（交易活動）+鏈（賬本）=區(qū)塊鏈。從數(shù)據(jù)庫的構(gòu)成來看，區(qū)塊鏈是一種分布數(shù)據(jù)庫，并且具有共享屬性。它的結(jié)構(gòu)形式具體是按照時間順序，將眾多的數(shù)據(jù)區(qū)塊以鏈條的方式，再組合成特定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。除此之外，它又采用密碼學(xué)方式，來最終保證數(shù)據(jù)的其不可篡改和不可偽造特性，最終成為去中心化、去中介、免信任的共享總賬，使得系統(tǒng)成為能夠安全存儲那些簡單的、有先后關(guān)系的、能在系統(tǒng)中自我驗證的數(shù)據(jù)。并且，這種系統(tǒng)需要集體共同維護，是一種全新的去中心化基礎(chǔ)架構(gòu)與分布式計算范式系統(tǒng)。

2.區(qū)塊鏈的類別。第一，公有區(qū)塊鏈。公有區(qū)塊鏈具有以下特點：一是最早的區(qū)塊鏈；二是應(yīng)用最廣泛的區(qū)塊鏈?，F(xiàn)如今，各大虛擬數(shù)字貨幣，如比特幣等都是基于公有區(qū)塊鏈所設(shè)計。公有區(qū)塊鏈沒有官方組織、管理機構(gòu)和中心服務(wù)器，也可以這么說，任何個體或者團體只要他們愿意，都可以作為節(jié)點以系統(tǒng)規(guī)則自由接入網(wǎng)絡(luò)且不受控制。并且，他們中的任何節(jié)點都可以發(fā)送交易，而且這些交易能夠最終獲得該區(qū)塊鏈的有效確認，任何人和組織都可以參與其共識過程。第二，私有區(qū)塊鏈。私有區(qū)塊鏈有別于公有區(qū)塊鏈，它屬于公司、個人所有，私有區(qū)塊鏈的系統(tǒng)運行規(guī)則是根據(jù)公司或個人需求而進行設(shè)定，其中僅少數(shù)節(jié)點具有讀寫權(quán)限，總賬是使用區(qū)塊鏈的技術(shù)進行記賬，與其他分布式存儲方案相類似。第三，聯(lián)盟區(qū)塊鏈。聯(lián)盟區(qū)塊鏈的地位是在公有區(qū)塊鏈和私有區(qū)塊鏈之間，聯(lián)盟區(qū)塊鏈可以在某個群體內(nèi)部指定多個預(yù)選的節(jié)點為記賬人，全部的預(yù)選節(jié)點一起決定每個塊的生成，預(yù)選節(jié)點也可以參與共識過程，然而其他的接入節(jié)點用來參與交易，但不過問記賬過程，所有人都可以通過該區(qū)塊鏈開放的API進行限定查詢。

二、區(qū)塊鏈的天使面孔

1.天使面孔一：分布式數(shù)據(jù)存儲。區(qū)塊鏈中任一節(jié)點的權(quán)利和義務(wù)都相同，可以直接實現(xiàn)端到端的信息傳輸，區(qū)塊鏈中的數(shù)據(jù)在維護方面來說，可以由這個系統(tǒng)中全部有維護功能的節(jié)點一起維護。由于使用分布式核算和存儲，存在于網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點都具有對等的權(quán)限，沒有上下級關(guān)系，區(qū)塊鏈系統(tǒng)中理論上不存在中心化的硬件或管理機構(gòu)，即具有去中心化的特征。

2.天使面孔二：信息透明性。系統(tǒng)所有用戶都有權(quán)限使用區(qū)塊鏈系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，借助于節(jié)點所具有的查詢功能，全部用戶都有權(quán)限進而查詢區(qū)塊鏈中的數(shù)據(jù)信息，并最終借助于區(qū)塊鏈系統(tǒng)進而開發(fā)出相應(yīng)的應(yīng)用程序，有效解決了傳統(tǒng)信息不對稱引發(fā)的各種問題，整個系統(tǒng)的透明度高，具有即去中介的特征。

3.天使面孔三：高度自治性。在那些以區(qū)塊鏈技術(shù)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)中，使用已經(jīng)一致的規(guī)范和協(xié)議，進而自動、安全地互換數(shù)據(jù)，并且不需人為干預(yù)，在整個系統(tǒng)中的所有節(jié)點都可以實現(xiàn)。在此背景下，網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點都具有數(shù)據(jù)交換的功能，這一特點將區(qū)塊鏈技術(shù)自由靈活的特征展現(xiàn)得淋漓盡致。

4.天使面孔四：數(shù)據(jù)不可篡改。非對稱密碼學(xué)技術(shù)是區(qū)塊鏈技術(shù)所蘊含的一門關(guān)鍵技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對交易數(shù)據(jù)進行加密。而且在理論層面上，工作量證明機制保證了數(shù)據(jù)的一致性，即不可篡改性，使得數(shù)據(jù)信息安全可靠，因此區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)展現(xiàn)了很高的可靠性和系統(tǒng)的安全性。

源于區(qū)塊鏈存在以上的諸如此類的天使面孔，因此許多領(lǐng)域都在研究如何應(yīng)用區(qū)塊鏈，如“區(qū)塊鏈+金融”“區(qū)塊鏈+能源”“區(qū)塊鏈+物聯(lián)網(wǎng)”“區(qū)塊鏈+大數(shù)據(jù)”“區(qū)塊鏈+通信”“區(qū)塊鏈+醫(yī)療”“區(qū)塊鏈+教育”“區(qū)塊鏈+物流”“區(qū)塊鏈+眾籌”等等。雖然很多機構(gòu)在抓緊研究區(qū)塊鏈，但必須看到，現(xiàn)在很多還是在技術(shù)層面理解區(qū)塊鏈，并沒有從產(chǎn)業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域角度來研究和理解。

三、區(qū)塊鏈的惡魔面孔

隨著區(qū)塊鏈概念被不斷“神化”的同時，“黑天鵝事件”卻接連不斷。2016年6月以太幣去中心化組織The DAO被黑，價值逾5 000萬美元的以太幣外溢出DAO的錢包，以太幣價格瞬間從記錄高位21.5美元跌至15.28美元，跌幅超過23%，比特幣也受影響下跌超10%[2]，這已用事實證明了區(qū)塊鏈技術(shù)不能夠完全確保交易“不被篡改”的特性。基于區(qū)塊鏈技術(shù)的幣種的安全問題受眾人質(zhì)疑，并且還有各類山寨幣充斥在我們周圍，這些傳銷幣通常以眾籌的方式發(fā)行，以高收益為誘餌，承諾項目具有高回報率，如摩根幣、維卡幣、V寶、K幣等打著區(qū)塊鏈技術(shù)旗號的“虛擬數(shù)字貨幣”，事實上卻是以詐騙斂財圈錢為目的。

1.惡魔面孔一：新標準新中心?，F(xiàn)階段，不同企業(yè)和機構(gòu)都熱衷于開發(fā)自我的區(qū)塊鏈系統(tǒng)，區(qū)塊鏈技術(shù)所表征的分布式記賬技術(shù)，有可能因為標準林立而各自為政。因此，目前全行業(yè)亟須建立統(tǒng)一標準規(guī)范。區(qū)塊鏈技術(shù)雖然實現(xiàn)了運行時的去中心，但是強化了設(shè)計時的中心化。

2.惡魔面孔二：區(qū)塊鏈資源耗費巨大。區(qū)塊鏈對資源的耗費極為巨大，其中首當其沖的便是電力資源的耗費。截至2016年初，比特幣區(qū)塊鏈的全網(wǎng)計算能力已經(jīng)達到了驚人的8×1018次運算/s，已經(jīng)遠遠超過了當時美國運行最快的計算機的運算速度。但是，我們必須認識到，區(qū)塊鏈技術(shù)的全網(wǎng)算力無法像云計算一樣，實現(xiàn)通過協(xié)同合作的方式進而對外輸出，最終產(chǎn)生價值。此外，不同個體及組織之間在挖礦能力上的較量已經(jīng)進入白熱化，因此是產(chǎn)生高額電費的直接原因。據(jù)知，一家擁有大約2 500臺礦機的挖礦工廠，每個月單論礦機運行的電費就達到了驚人的40萬元。源于所采用的工作量證明機制的緣故，雖然在資源消耗上我們耗費了大量全網(wǎng)算力，但交易速率卻依然被限制在10筆/S以內(nèi)，未能及時處理的交易只能排隊等待。區(qū)塊鏈通過廣播的形式進行它們之間的消息交互，排隊消息的廣播容易引起廣播風暴，消耗底層網(wǎng)絡(luò)的大量帶寬資源，影響網(wǎng)絡(luò)性能甚至導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)最終癱瘓。

3.惡魔面孔三：技術(shù)集成創(chuàng)新危機隱現(xiàn)。第一，隨著以新思維創(chuàng)新的數(shù)學(xué)算法，以及計算能力不斷提高（例如量子計算機的發(fā)展），這些都將使得以往認為安全的加密信息，在較短時間內(nèi)被解密的概率大大提高。第二，基于以P2P網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，大量節(jié)點的存在維持了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定和健康。價格處于高位的比特幣，加上電費便宜，因此比特幣挖礦的收益可以覆蓋成本。很多比特幣礦廠位置的選擇都經(jīng)過精心的選擇，比如很多礦機部署在小水電站周邊用以降低運營成本。但是我們也必須看到，不排除因為成本、政治或其他因素，迫使節(jié)點退出網(wǎng)絡(luò)，因此我們要防范由此可能帶來的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定性。第三，事實證明系統(tǒng)在僅擁有少數(shù)節(jié)點時工作量證明機制存在一定的風險。我們不妨可以假設(shè)有這樣一種情況，當攻擊者的算力超過全網(wǎng)算力的50%時，攻擊者便輕松實現(xiàn)51%攻擊，導(dǎo)致整個系統(tǒng)的癱瘓和失效。

4.惡魔面孔四：區(qū)塊鏈自身的問題。第一，區(qū)塊鏈的工作量證明機制構(gòu)成的本身便限制了交易速率，使得交易速率10筆/S以內(nèi)，不能與現(xiàn)在成熟的快速高效支付系統(tǒng)一樣實現(xiàn)快速交易。第二，多數(shù)的區(qū)塊鏈APP，為了實現(xiàn)物品溯源和證書公證等目的，在交易附言里添加物品和驗證信息，進一步加快了區(qū)塊鏈的膨脹速度，以至于區(qū)塊鏈的讀寫操作日益緩慢。第三，區(qū)塊鏈技術(shù)在高效低耗、安全和去中心化三者方面之間，形成了彼此之間的矛盾，使得他們之間“不可能三角”問題更加突出。

5.惡魔面孔五：用戶數(shù)據(jù)安全保護問題。區(qū)塊鏈技術(shù)必須首先面對用戶私鑰保管及維護問題。在現(xiàn)有區(qū)塊鏈技術(shù)規(guī)則下，用戶的私鑰與現(xiàn)實中的個人身份信息類似，遺失即失去，進而使得用戶身份被竊取盜用后所帶來的風險極高。因此倡議在未來，需要在安全性、便利性方面進行平衡。

四、關(guān)于區(qū)塊鏈的思考

近來，我們不得不承認有一部分組織或個人打著區(qū)塊鏈概念進而鼓吹區(qū)塊鏈的“神奇”用途，但是我們必須認識到區(qū)塊鏈并不神秘，因為它是一項已經(jīng)面世長達八年之久的技術(shù)，因此我們應(yīng)力爭在做好基礎(chǔ)性研究，更應(yīng)該理性看待這個天使，避免走上P2P、互聯(lián)網(wǎng)金融等概念炒作的老路，讓它變成禍害人間的惡魔。