龔四相 秦 航 王同喜
(長江大學(xué),湖北 荊州434023)
1.1 區(qū)塊(Block)。區(qū)塊是一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),由區(qū)塊頭(Block Hearder)和區(qū)塊體(Block Body)兩個(gè)部分組成。區(qū)塊頭相當(dāng)于該區(qū)塊的元信息,記錄了當(dāng)前區(qū)塊的版本號(hào)、上一區(qū)塊的哈希值、時(shí)間戳、隨機(jī)數(shù)以及Merkle Root 的哈希值等元信息。區(qū)塊體則記錄著一段時(shí)間內(nèi)某些交易的詳細(xì)信息。每個(gè)交易產(chǎn)生對應(yīng)哈希值,然后兩兩哈希值合獲得新的哈希值,最終得到Merkle Root 的哈希值。圖1 所示,交易Tx0 的哈希值Hash0 與交易Tx1的哈希值Hash1 合并之后產(chǎn)生新的哈希值Hash01,Hash01 與Hash23(由Tx2、Tx3 的haxi 值合并取哈希而得)合并再hash 而得到Merkle Root Hash。據(jù)此,只要交易中的有一個(gè)交易信息被篡改而發(fā)生變化,區(qū)塊頭中的Merkle Root Hash 就會(huì)隨之發(fā)生改變。
1.2 區(qū)塊鏈(Block Chain)。區(qū)塊鏈,即對前一區(qū)塊的區(qū)塊頭取hash,通過hash 指針將相鄰區(qū)塊進(jìn)行相連而形成的鏈。如圖2 所示,它本質(zhì)上是一個(gè)開源、去中心化的分布式數(shù)據(jù)庫,這種分布式不僅體現(xiàn)在分布式存儲(chǔ),而且體現(xiàn)在分布式維護(hù)上。這個(gè)區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)會(huì)被分布式的在多臺(tái)主機(jī)上進(jìn)行備份,當(dāng)其中某主機(jī)出現(xiàn)宕機(jī)或被攻擊和篡改數(shù)據(jù)等情況也不會(huì)影響真實(shí)的數(shù)據(jù)記錄,因?yàn)檫€有無數(shù)臺(tái)主機(jī)上有備份數(shù)據(jù)可進(jìn)行數(shù)據(jù)一致性恢復(fù)。根據(jù)區(qū)塊鏈的去中心化程度不同,可以將區(qū)塊鏈分為公鏈、私鏈、聯(lián)盟鏈3 種。公鏈:公鏈?zhǔn)峭耆ブ行幕?,去中心化程度最高,訪問權(quán)限是公開的。只要想加入這個(gè)區(qū)塊鏈,任何節(jié)點(diǎn)都可以自由的加入或退出公鏈,不受任何限制,且每個(gè)加入的節(jié)點(diǎn)都是公鏈上的一臺(tái)驗(yàn)證機(jī),每個(gè)節(jié)點(diǎn)享有平等的權(quán)利,參與全網(wǎng)的工作驗(yàn)證與利益分配。其優(yōu)點(diǎn)是保證了公平性,缺點(diǎn)是不發(fā)保證效率。常見的以公鏈為底層技術(shù)的應(yīng)用有比特幣、以太坊等。私鏈:私鏈?zhǔn)怯邢薜娜ブ行幕?,去中心化程度最低,?jié)點(diǎn)的加入受管理機(jī)構(gòu)的限制,只有通過管理機(jī)構(gòu)授權(quán)的節(jié)點(diǎn)機(jī)器才能加入。私鏈以一定的平等權(quán)換取了一定的效率,對隱私保護(hù)和監(jiān)控管理更為嚴(yán)格。常見的以私鏈為技術(shù)底層的應(yīng)用有超級賬本項(xiàng)目(Hyperledger project)、R3CEV Corda 平臺(tái)等。聯(lián)盟鏈:聯(lián)盟鏈的去中心化程度居于公鏈與私鏈之間,屬于多中心化聯(lián)盟,其共識(shí)過程通常受預(yù)選的多個(gè)節(jié)點(diǎn)的控制。聯(lián)盟鏈的各個(gè)節(jié)點(diǎn)通常也有與之對應(yīng)的實(shí)體機(jī)構(gòu)組織,通過授權(quán)之后才能加入網(wǎng)絡(luò)。這些聯(lián)盟機(jī)構(gòu)形成利益相關(guān)聯(lián)盟體,共同維護(hù)聯(lián)盟鏈的穩(wěn)定運(yùn)行。其公平性、效率、隱私保護(hù)能力等居于公鏈與私鏈之間。常見的應(yīng)用有行業(yè)聯(lián)盟,如多家金融機(jī)構(gòu)組織形成聯(lián)盟、物流行業(yè)機(jī)構(gòu)組織形成聯(lián)盟等。
圖1 區(qū)塊結(jié)構(gòu)
圖2 區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)
2.1 去中心化:去中心化是區(qū)塊鏈最重要的特點(diǎn)。在整個(gè)區(qū)塊鏈系統(tǒng)中,任何節(jié)點(diǎn)之間的權(quán)利和義務(wù)都是相等的,每個(gè)節(jié)點(diǎn)都記賬權(quán),任意兩用戶交易信息可以被獲得記賬權(quán)的節(jié)點(diǎn)記錄交易信息并上傳到公鏈,而無需中心化系統(tǒng)。
2.2 匿名性:區(qū)塊鏈可以隱藏用戶信息,別人難以將區(qū)塊鏈的上的信息與物理世界的某人聯(lián)系上,即不知道區(qū)塊鏈賬戶是誰的,也不知道與誰進(jìn)行了轉(zhuǎn)賬等。
2.3 公開透明性:對公有鏈而言,公有鏈上的所有信息,任何節(jié)點(diǎn)用戶都可以進(jìn)行訪問讀取。
2.4 不可篡改性:區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)一旦被記錄,數(shù)據(jù)將難以被篡改。因?yàn)樵谙到y(tǒng)中,每個(gè)節(jié)點(diǎn)都以其計(jì)算能力在系統(tǒng)中進(jìn)行投票,只有超過半數(shù)節(jié)點(diǎn)公認(rèn)的結(jié)果才會(huì)被承認(rèn)。當(dāng)區(qū)塊鏈系統(tǒng)遭到黑客攻擊,只要黑客攻擊的節(jié)點(diǎn)算力不超過系統(tǒng)算力的一半,那么區(qū)塊鏈系統(tǒng)的數(shù)據(jù)依舊不會(huì)被篡改。
自2008 年10 月,比特幣的創(chuàng)造者中本聰公開發(fā)表論文《比特幣:一種點(diǎn)對點(diǎn)的電子現(xiàn)金系統(tǒng)》,并提出區(qū)塊鏈這一概念以來,區(qū)塊鏈隨著比特幣、以太坊等數(shù)字加密貨幣一直備受關(guān)注。經(jīng)歷近十年的發(fā)展,區(qū)塊鏈技術(shù)及應(yīng)用上都有了較大的進(jìn)展,其發(fā)展過程主要分如下三個(gè)階段。
3.1 區(qū)塊鏈1.0 的數(shù)字貨幣階段。在該階段,區(qū)塊鏈的應(yīng)用主要圍繞數(shù)字貨幣展開。如繼比特幣之后又產(chǎn)生了以太坊、萊特幣、瑞波幣等數(shù)成千上萬中數(shù)字貨幣。目前,在我國可流通的數(shù)字貨幣就約1600 多種。
3.2 區(qū)塊鏈2.0 的智能合約階段。在該階段,區(qū)塊鏈的應(yīng)用進(jìn)一步擴(kuò)大,其應(yīng)用主要圍繞金融領(lǐng)域展開。通過將智能合約嫁接到區(qū)塊鏈上,區(qū)塊鏈在具有合約功能的金融領(lǐng)域有了大量的應(yīng)用研究。如股票、債券、私募股權(quán)等金融領(lǐng)域的應(yīng)用。
3.3 區(qū)塊鏈3.0 的社會(huì)階段。在該階段,隨著區(qū)塊鏈概念以及其“去中心化”和“數(shù)據(jù)防偽”理念的進(jìn)一步傳播,人們開始認(rèn)識(shí)到區(qū)塊鏈不僅僅能運(yùn)用在金融領(lǐng)域,還可以延伸到整個(gè)社會(huì)的任意行業(yè)中去。該階段的應(yīng)用主要圍繞社會(huì)公正與社會(huì)合作展開。如仲裁、審計(jì)及各行業(yè)之間的合作形成聯(lián)盟等應(yīng)用。
目前來講,區(qū)塊鏈在金融領(lǐng)域中應(yīng)用最成熟的當(dāng)屬數(shù)字貨幣。但除了數(shù)字貨幣,區(qū)塊鏈在支付清算、征信、證券交易等領(lǐng)域都有應(yīng)用。其應(yīng)用的顯著優(yōu)勢在于優(yōu)化業(yè)務(wù)流程、降低運(yùn)營成本、提升協(xié)同效率。整體而言,區(qū)塊鏈在金融領(lǐng)域的應(yīng)用仍然處于不斷的探索嘗試和摸索階段,可能的應(yīng)用如下。
4.1 開發(fā)以監(jiān)管機(jī)構(gòu)主導(dǎo)的法定數(shù)字貨幣。由于區(qū)塊鏈技術(shù)提供的新型架構(gòu)和記賬模式,可在不同主體之間建立起信任。據(jù)此,我們可建立以監(jiān)管機(jī)構(gòu)為主導(dǎo)的區(qū)塊鏈平臺(tái),并發(fā)行法定數(shù)字貨幣,并將所有監(jiān)管機(jī)構(gòu)(如央行、公安、工商等政府監(jiān)管部門)納入?yún)^(qū)塊鏈平臺(tái),以進(jìn)行聯(lián)合監(jiān)管。然后開放上鏈接口以讓各類持牌和未持牌的金融機(jī)構(gòu)以及消費(fèi)者上鏈。這樣可構(gòu)建國內(nèi)的數(shù)字貨幣支付清算系統(tǒng)??捎行Ы档图堎|(zhì)貨幣的使用,提高支付的安全性和便捷性。若需擴(kuò)大數(shù)字貨幣的流通范圍,可建立以各國為節(jié)點(diǎn)的區(qū)塊鏈系統(tǒng),從而建立起全球通用的數(shù)字貨幣。
4.2 跨境支付結(jié)算。在現(xiàn)有的資金的跨境支付過程中,資金每流轉(zhuǎn)一步,都會(huì)經(jīng)過SWIFT 中心化系統(tǒng)清算一次,而SWIFT中心化系統(tǒng)和代碼都是由美國CHIPS 掌控著。一旦美國要對某個(gè)國家實(shí)施經(jīng)濟(jì)制裁,該國就可能面臨被經(jīng)濟(jì)制裁的隱患。此外,相應(yīng)的兩個(gè)用戶和開戶行之間需經(jīng)過諸多環(huán)節(jié),且費(fèi)用高、時(shí)間長、效率低。而通過構(gòu)建跨境支付的區(qū)塊鏈應(yīng)用,可有效的提高交易效率并降低交易費(fèi)用。
4.3 信用評估。在金融行業(yè)的借貸業(yè)務(wù)中,通過區(qū)塊鏈技術(shù)讓銀行等具有信貸業(yè)務(wù)的機(jī)構(gòu)成為鏈中的一個(gè)重要節(jié)點(diǎn),可以實(shí)現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)的同步共享,并對借款人的信用和償還能力進(jìn)行全面評估,避免在傳統(tǒng)借貸中的存在的用戶信息不同步問題,可有效提高整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。這樣可在促進(jìn)信用體系建設(shè)的同時(shí),讓資金得到充分利用和回收。
注釋
①圖1、圖2 均來自中本聰?shù)恼撐摹侗忍貛牛阂环N點(diǎn)對點(diǎn)的電子現(xiàn)金系統(tǒng)》,并加以了修改.