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        區(qū)塊鏈技術(shù)理論與實踐階段性研究及展望

        2019-12-04 01:47:08徐倩倩
        軟件導(dǎo)刊 2019年10期
        關(guān)鍵詞:比特幣區(qū)塊鏈

        徐倩倩

        摘要:區(qū)塊鏈技術(shù)的迅速發(fā)展引起了社會各界廣泛關(guān)注,相關(guān)研究與日俱增。依據(jù)區(qū)塊鏈技術(shù)自身發(fā)展路徑,將已有研究劃分為兩個階段:第一階段為對區(qū)塊鏈技術(shù)及其應(yīng)用的簡單探索,第二階段為區(qū)塊鏈技術(shù)在金融及其它非金融領(lǐng)域的具體應(yīng)用。通過對比不同階段研究內(nèi)容,得到結(jié)論:未來區(qū)塊鏈技術(shù)研究將落腳于底層技術(shù)更新、應(yīng)用具體化探索及實際問題解決等。

        關(guān)鍵詞:區(qū)塊鏈;比特幣;分布式賬本;區(qū)塊鏈金融

        DOI:10.11907/rjdk.191041開放科學(xué)(資源服務(wù))標(biāo)識碼(OSID):

        中圖分類號:TP301文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-7800(2019)010-0001-04

        1研究背景

        1.1研究背景及意義

        區(qū)塊鏈最早于美國學(xué)者中本聰發(fā)表的《比特幣:一種點對點的電子現(xiàn)金系統(tǒng)》(Satoshi Nakamoto,2008)一文中以“工作量證明鏈”形式被提出。作為比特幣的底層應(yīng)用技術(shù)之一,區(qū)塊鏈技術(shù)憑借其自身顛覆式的優(yōu)勢受到社會各界廣泛關(guān)注,相關(guān)研究文獻數(shù)量呈直線上升。據(jù)中國知網(wǎng)文獻統(tǒng)計,區(qū)塊鏈領(lǐng)域研究學(xué)科分布主要為金融,其次為計算機軟件以及計算機應(yīng)用、信息經(jīng)濟與郵政經(jīng)濟、投資、證券等。金融、投資及證券等非計算機學(xué)科研究數(shù)量的后來居上,表明學(xué)術(shù)界對區(qū)塊鏈的關(guān)注已從底層技術(shù)層面上升到社會應(yīng)用層面,因此對相關(guān)研究進行文獻綜述顯得十分重要。但已有綜述或依賴于文獻分析軟件,或僅停留在內(nèi)容闡述方面,未能真正揭示區(qū)塊鏈技術(shù)研究的階段性變化。基于上述現(xiàn)狀,本文研究的創(chuàng)新點及意義在于通過對相關(guān)文獻的總結(jié)梳理,提出有關(guān)區(qū)塊鏈技術(shù)研究的不同階段,勾畫出已有研究的整體發(fā)展脈絡(luò),通過交叉對比得到未來有關(guān)區(qū)塊鏈技術(shù)研究的整體走向及趨勢。

        1.2研究階段性劃分及依據(jù)

        Melanie Swan(2015)在其著作《Block Chain:Blueprintfor A New Economy》中依據(jù)區(qū)塊鏈自身技術(shù)發(fā)展路徑,將區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展劃分為區(qū)塊鏈1.0、區(qū)塊鏈2.0以及區(qū)塊鏈3.0時代。該劃分結(jié)果不僅在理論上得到了眾多學(xué)者認可,而且在區(qū)塊鏈技術(shù)實際發(fā)展過程中也得到了一定驗證。在閱讀文獻過程中,筆者發(fā)現(xiàn)目前有關(guān)區(qū)塊鏈技術(shù)的總體研究趨勢與Swan的技術(shù)劃分路徑不謀而合。

        因此,本文將目前已有研究劃分為兩個階段:第一階段為針對區(qū)塊鏈技術(shù)基礎(chǔ)的理論鋪敘以及對其簡單應(yīng)用的探索研究,該部分研究重點包括區(qū)塊鏈技術(shù)基本含義及其典型特征、運行原理及區(qū)塊鏈技術(shù)自身存在的缺陷;第二階段是針對區(qū)塊鏈技術(shù)在金融及其它社會應(yīng)用層面的研究,是區(qū)塊鏈技術(shù)社會化推廣應(yīng)用的結(jié)果。本文將區(qū)塊鏈技術(shù)在金融領(lǐng)域的應(yīng)用與其它領(lǐng)域應(yīng)用劃分為同一研究階段的原因?qū)⒃谖恼碌谌糠诌M行說明。

        2第一階段:區(qū)塊鏈技術(shù)基礎(chǔ)理論及簡單應(yīng)用探索

        2.1區(qū)塊鏈技術(shù)基礎(chǔ)理論歸納

        2.1.1內(nèi)涵解釋:機構(gòu)定義及學(xué)者觀點

        目前并未形成有關(guān)區(qū)塊鏈的統(tǒng)一定義,維基百科將其定義為“以一種可驗證的方式對發(fā)生的交易信息進行永久性記錄,并基于此形成的分布式賬本”。百度百科認為區(qū)塊鏈?zhǔn)菍Ψ植际綌?shù)據(jù)儲存、點對點信息傳輸機制、共識機制及其它計算機技術(shù)的一種創(chuàng)新應(yīng)用模式,其本質(zhì)是去中心化數(shù)據(jù)庫。

        國內(nèi)相關(guān)文獻中已有定義既有將區(qū)塊鏈從本質(zhì)上歸為一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),也有將其定義為數(shù)據(jù)庫、賬簿、計算范式或協(xié)議。無論哪一種定義方式都承認了區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)記載的本質(zhì)屬性。

        2.1.2相關(guān)特征描述

        區(qū)塊鏈技術(shù)之所以具有重要的研究意義,其根本原因在于其技術(shù)本身具有的明顯優(yōu)勢:去中心化、不可篡改、可追溯性、安全、公開透明等。但同時也有學(xué)者對區(qū)塊鏈技術(shù)具有的優(yōu)勢提出不同看法:首先,對于區(qū)塊鏈技術(shù)最為突出的“去中心化”特征,部分學(xué)者認為其本質(zhì)上是一種“換中心”,而非“去中心”。區(qū)塊鏈技術(shù)實現(xiàn)了運行時的“去中心”,但強化了設(shè)計時的“中心化”,并且實際應(yīng)用過程中“礦池”的出現(xiàn)也使區(qū)塊鏈技術(shù)的“中心化”趨勢愈加明顯;謝輝、王健從技術(shù)安全及應(yīng)用安全兩個角度提出一定見解,認為區(qū)塊鏈技術(shù)層面的安全性并不能保證其應(yīng)用過程中的安全。目前部分基于區(qū)塊鏈技術(shù)開發(fā)應(yīng)用出現(xiàn)的安全問題,提醒人們在進行上層應(yīng)用設(shè)計時應(yīng)當(dāng)充分重視應(yīng)用本身的安全問題。陳一稀基于傳統(tǒng)貨幣銀行學(xué)著名的“三元悖論”理論,提出區(qū)塊鏈技術(shù)的“不可能三角”,即區(qū)塊鏈技術(shù)無法同時實現(xiàn)“去中心化”、“高效低能”以及“安全性”,因此應(yīng)結(jié)合具體場景的應(yīng)用要求對三者進行權(quán)衡取舍。

        2.1.3區(qū)塊鏈技術(shù)運行原理及核心技術(shù)

        區(qū)塊鏈技術(shù)并不是一種嶄新技術(shù),而是對目前已有技術(shù)的集合創(chuàng)新,包括P2P網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、哈希算法、Merkle樹、時間戳、工作量證明機制、非對稱加密技術(shù)等。首先,區(qū)塊鏈技術(shù)涉及的核心技術(shù)與運行過程是其特征表現(xiàn)及研究的底層意義所在,也是對其進行應(yīng)用拓展的理論基石;其次,目前有關(guān)區(qū)塊鏈技術(shù)運行原理及其核心技術(shù)的描述多基于比特幣這一具體應(yīng)用場景。比特幣是目前有關(guān)區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用探索中較早落地且最為成熟的應(yīng)用場景,也是區(qū)塊鏈技術(shù)的起源,有關(guān)區(qū)塊鏈技術(shù)運行原理及核心技術(shù)能夠在比特幣中得到較好解釋。雖然目前各國對于比特幣態(tài)度不一,袁勇、王飛躍認為比特幣現(xiàn)有機制、模式對未來區(qū)塊鏈技術(shù)在其它領(lǐng)域的應(yīng)用拓展能夠提供有益借鑒,而區(qū)塊鏈技術(shù)在新領(lǐng)域的開發(fā)運用也會反過來促進比特幣體系現(xiàn)有問題的解決。比特幣與區(qū)塊鏈技術(shù)之間存在著協(xié)同發(fā)展、相互促進的良性發(fā)展趨勢,而非競爭關(guān)系。

        2.2區(qū)塊鏈技術(shù)簡單應(yīng)用探索

        第一階段中針對區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用探索相對于第二階段而言,主要著重于區(qū)塊鏈技術(shù)整體發(fā)展方向及其階段性劃分,而不是針對某個領(lǐng)域的具體應(yīng)用進行深入探索,相關(guān)研究雖然缺乏一定深度,但為第二階段的深入研究奠定了理論基礎(chǔ),很好地把握了區(qū)塊鏈技術(shù)整體發(fā)展方向及脈絡(luò)。

        美國學(xué)者Melanie Swan于2015年提出區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用階段劃分,即區(qū)塊鏈1.0、區(qū)塊鏈2.0以及區(qū)塊鏈3.0時代。我國部分學(xué)者在其研究中采納了該劃分方式,并對區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展展開了初步探索,如蔣潤祥、林小馳、張苑等。之后有學(xué)者根據(jù)研究需要,將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用按照金融領(lǐng)域、非金融領(lǐng)域進行簡單劃分,也有學(xué)者將其籠統(tǒng)概括為數(shù)字貨幣、數(shù)據(jù)儲存、數(shù)據(jù)鑒證、金融交易、資產(chǎn)管理以及選舉投票。

        2.3區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展面臨問題

        目前區(qū)塊鏈技術(shù)落地發(fā)展面臨的主要問題既包括區(qū)塊鏈技術(shù)本身的問題,也包括宏觀環(huán)境壓力(對部分問題的分析以區(qū)塊鏈技術(shù)在比特幣中的應(yīng)用為依據(jù))。

        區(qū)塊鏈技術(shù)自身發(fā)展存在的問題包括體系運行效率問題、安全問題、應(yīng)用問題及涉及的資源浪費問題。楊曉晨、張明認為區(qū)塊鏈技術(shù)安全問題正是由其突出的去中心化與匿名性的優(yōu)勢特征所致,未來在對其改進過程中必須究其根本,也即從原理上重新進行場景化設(shè)計。針對這一觀點,已有學(xué)者進行了探索創(chuàng)新,例如閔新平、李慶忠等認為以比特幣為代表的非許可鏈實現(xiàn)了完全意義上的去中心化民主自治,但其存在的效率問題等使區(qū)塊鏈技術(shù)難以在數(shù)字化資產(chǎn)管理領(lǐng)域落地實施,并基于此提出許可鏈多中心動態(tài)共識機制,設(shè)計了主體區(qū)塊與全局區(qū)塊,通過實驗驗證了該機制下交易的效率性及安全性。

        區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展面臨的宏觀環(huán)境壓力包括相關(guān)法律法規(guī)監(jiān)管、政府對經(jīng)濟發(fā)展的宏觀調(diào)控能力、社會民眾對區(qū)塊鏈技術(shù)的接受程度及未來區(qū)塊鏈技術(shù)落地發(fā)展可能存在的人才缺乏問題等.具體內(nèi)容如表1所示。

        3第二階段:區(qū)塊鏈技術(shù)在金融及其它領(lǐng)域具

        體應(yīng)用探索

        依照區(qū)塊鏈自身的技術(shù)發(fā)展路徑,區(qū)塊鏈2.0時代是區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展的中間階段,也是區(qū)塊鏈技術(shù)從數(shù)字貨幣領(lǐng)域到金融領(lǐng)域,再到其它社會化領(lǐng)域應(yīng)用普及的過渡性階段。多數(shù)學(xué)者認為目前區(qū)塊鏈技術(shù)正處于區(qū)塊鏈2.0時代的初期發(fā)展階段,但近年來學(xué)術(shù)界針對區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用研究出現(xiàn)了多領(lǐng)域并行的情形,既有研究相對成熟的金融領(lǐng)域,也有其它應(yīng)用領(lǐng)域如能源、教育等。但無論是哪個階段的研究都未得到真正意義上的實施,所謂的顛覆性技術(shù)實質(zhì)上并未對已有社會格局產(chǎn)生影響。因此,在本文研究中將有關(guān)區(qū)塊鏈技術(shù)2.0時代及3.0時代的學(xué)術(shù)研究統(tǒng)一歸為第二階段。

        3.1區(qū)塊鏈技術(shù)在金融領(lǐng)域的應(yīng)用探索

        區(qū)塊鏈技術(shù)對于金融業(yè)而言意味著一場前所未有的革命。首先,金融自身發(fā)展就是一個去中心化與去中介化的脫媒過程,這與區(qū)塊鏈技術(shù)倡導(dǎo)的本質(zhì)化理念是一致的;其次,依托于區(qū)塊鏈技術(shù),金融能夠無限接近于其本質(zhì)——信用。現(xiàn)有技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)的僅是改良已有經(jīng)營模式,而非顛覆式的體系重構(gòu),依托區(qū)塊鏈技術(shù)交易,雙方能夠在無需第三方信任機構(gòu)證明的前提下展開交易活動,實現(xiàn)全球范圍內(nèi)的價值轉(zhuǎn)移。

        我國作為正在崛起的金融大國,必須從技術(shù)研發(fā)投入到基礎(chǔ)設(shè)施布局、行業(yè)監(jiān)管等方面進行積極部署,作好充分準(zhǔn)備。目前我國學(xué)術(shù)界關(guān)于金融區(qū)塊鏈的研究主題主要集中在以下4點:①區(qū)塊鏈技術(shù)在金融領(lǐng)域的綜合應(yīng)用研究;②數(shù)字貨幣體系構(gòu)建探索;③區(qū)塊鏈技術(shù)對互聯(lián)網(wǎng)金融發(fā)展的影響;④銀行業(yè)發(fā)展面臨的沖擊及機遇分析。研究內(nèi)容整體包括以下幾方面:相關(guān)內(nèi)涵探討、區(qū)塊鏈金融發(fā)展驅(qū)動機制、顛覆式效應(yīng)研究及區(qū)塊鏈金融發(fā)展過程中的競爭博弈機制研究。另外在落實發(fā)展過程中,孫國茂認為必須明確其發(fā)展的基礎(chǔ)邏輯,也即利用我國金融業(yè)的內(nèi)在誘導(dǎo)因素及其外在客觀條件,積極引導(dǎo)區(qū)塊鏈技術(shù)與我國社會發(fā)展基本理念相匹配。以我國倡導(dǎo)的“一帶一路”建設(shè)為例,王娟娟先后探索了區(qū)塊鏈技術(shù)指引下的“一帶一路”區(qū)域新零售發(fā)展模式,驗證了區(qū)塊鏈技術(shù)在“一帶一路”區(qū)域物流領(lǐng)域?qū)嵤┑南嚓P(guān)理論及實踐可能性,并提出相應(yīng)發(fā)展策略,深度剖析區(qū)塊鏈技術(shù)在“一帶一路”支付領(lǐng)域的應(yīng)用并運用仿真模型進行效應(yīng)預(yù)測。因此,積極引導(dǎo)區(qū)塊鏈技術(shù)與我國社會發(fā)展趨勢相結(jié)合是其未來研究的根本目的及意義。

        3.2區(qū)塊鏈技術(shù)在其它領(lǐng)域應(yīng)用探索

        除金融領(lǐng)域外,物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、通信、物流等領(lǐng)域也開展了區(qū)塊鏈技術(shù)相關(guān)研究并取得了一定研究成果。以區(qū)塊鏈技術(shù)在能源領(lǐng)域運用為例,首先是關(guān)于區(qū)塊鏈技術(shù)在能源領(lǐng)域運用的場景探索,如張寧、王毅等認為區(qū)塊鏈技術(shù)特性與能源互聯(lián)網(wǎng)的基本理念相吻合,并探討了區(qū)塊鏈技術(shù)在能源領(lǐng)域應(yīng)用的4個基本場景,處于同等研究階段的還有王安平&范金剛、顏擁&趙俊華以及楊德昌&趙肖余等。之后,基于前一階段的探索式分析,部分學(xué)者對其作進一步的框架構(gòu)建與定性分析,例如曾鳴、程俊等提出并構(gòu)建了基于區(qū)塊鏈技術(shù)的能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中分布式?jīng)Q策及協(xié)同自治運行的機制框架;邰雪、孫宏斌等利用數(shù)學(xué)模型對能源互聯(lián)網(wǎng)中區(qū)塊鏈體系交易效率影響因素進行定性與定量分析,并進一步運用仿真模型進行驗證,很好地支撐了模型分析所得結(jié)論,為之后區(qū)塊鏈技術(shù)在能源領(lǐng)域的運行體系構(gòu)建提供了方法參考。另外,丁偉、王國成等認為區(qū)塊鏈技術(shù)在能源領(lǐng)域應(yīng)用的最大問題仍是安全問題,具體包括私鑰丟失、隱私泄露及協(xié)議攻擊3個方面。

        從基本應(yīng)用場景描述到具體運行機制設(shè)計、模型構(gòu)建及存在問題分析,筆者認為能源領(lǐng)域是目前區(qū)塊鏈技術(shù)在除金融領(lǐng)域外其它領(lǐng)域中,探索較為充分、發(fā)展路徑較為明確的領(lǐng)域,突破了表層探索式研究,可為區(qū)塊鏈在其它領(lǐng)域的應(yīng)用提供借鑒參考。

        4階段性研究對比及展望

        從第一階段區(qū)塊鏈技術(shù)具體理論介紹及簡單應(yīng)用探索,到第二階段區(qū)塊鏈技術(shù)在金融領(lǐng)域及其它領(lǐng)域的廣泛探索,筆者通過分析得到以下結(jié)論:

        (1)第一與第二階段研究內(nèi)容存在一定交叉性,即重合點,具體體現(xiàn)在區(qū)塊鏈技術(shù)基礎(chǔ)理論研究即基本內(nèi)涵解釋、特征描述,以及區(qū)塊鏈技術(shù)底層核心技術(shù)及其存在的問題。但第一階段側(cè)重于技術(shù)性知識普及,內(nèi)容解釋較為詳細,文獻作者多為具有計算機科學(xué)等相關(guān)學(xué)科背景的學(xué)者,而第二階段對相關(guān)理論的介紹主要用于為應(yīng)用場景創(chuàng)建及描述作鋪墊,研究者學(xué)科背景也具有多元化特征。在下一階段研究中,相關(guān)概念性知識將基本成型,且更多研究將結(jié)合不同應(yīng)用場景進行區(qū)別化解釋。同時,作為創(chuàng)新性應(yīng)用技術(shù),基于區(qū)塊鏈技術(shù)存在的問題,對其基礎(chǔ)原理及核心技術(shù)的創(chuàng)新也將成為下一階段研究重點之一。

        (2)兩個階段研究內(nèi)容的主要差異體現(xiàn)在對區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用探討上,如前文所述,第一階段研究重點在于前景總述及整體展望,第二階段對區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用探討則結(jié)合了不同行業(yè)具體場景。筆者認為在下一階段區(qū)塊鏈技術(shù)研究中,相關(guān)應(yīng)用仍是其研究的著力點,但研究重點會從探索式分析轉(zhuǎn)向理性化模型構(gòu)建。本著理論指導(dǎo)實踐的原則,區(qū)塊鏈技術(shù)能否實現(xiàn)真正意義上的落地發(fā)展將與未來研究走向密不可分。

        針對區(qū)塊鏈技術(shù)第一、第二階段研究的重合點及差異點,筆者進行了詳細對比,結(jié)果如表2所示。

        5結(jié)語

        本文在總結(jié)目前區(qū)塊鏈技術(shù)相關(guān)研究,提出階段性研究思路,且對不同階段進行對比分析之后,得出區(qū)塊鏈技術(shù)研究下一階段的著力點及整體研究走向。筆者認為未來區(qū)塊鏈技術(shù)研究若在未對其深入理解的前提下,單純依據(jù)區(qū)塊鏈技術(shù)相關(guān)特性即將其盲目引入其它領(lǐng)域,不僅不會推動區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展,或解決該領(lǐng)域問題,還會造成研究資源的浪費以及錯誤的理論發(fā)展導(dǎo)向。同時,不同學(xué)科背景的學(xué)者可以通過學(xué)術(shù)合作方式,使區(qū)塊鏈技術(shù)與其它領(lǐng)域的結(jié)合更加具有可行性。

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