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第2章 区块链:实现 亚当·斯密之梦的“石中剑”
这节在解决什么:第2章 区块链:实现亚当·斯密之梦的“石中剑”
怎么迁移到自己的系统:每一个时代都有一些远远走在前端的人,这些人不仅“无中生有”地创造新事物,而且总在“不破不立”地构建新规则,他们因此被称为“天才”,普通人可能连其背影都看不清楚。而最近出现在人们视野的一些模糊背影之中,望月新一(Satoshi Nakamoto)和中本聪(Shinichi Mochizuki)格外令人瞩目,因为“据说”创造了区块链(Blockchain)和比特币,他们的名字被传得神乎其神(专栏2-1)。
提醒:如此神奇的区块链,简单地说,就是一种去中心化的、由各节点参与的分布式数据库系统。区块链可以理解为一种公共记账的机制(技术方案)。它并不是一款具体的产品,其基本思想和核心理念在于通过建立一组互联网上的公共账本,由网络中所有的用户共同在账本上记账与核账,用以保证信息的真实性和不可篡改性。把这种技术或模式称为区块链,是因为它是用一串密码学方法相关联产生的数据块,而每一个数据块中包含过去一段时间内的所有交易信息,用于验证其信息的有效性并产生下一个区块。
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望月新一与中本聪
这节在解决什么:每一个时代都有一些远远走在前端的人,这些人不仅“无中生有”地创造新事物,而且总在“不破不立”地构建新规则,他们因此被称为“天才”,普通人可能连其背影都看不清楚。而最近出现在人们视野的一些模糊背影之中,望月新一(Satoshi Nakamoto)和中本聪(Shinichi Mochizuki)格外令人瞩目,因为“据说”创造了区块链(Blockchain)和比特币,他们的名字被传得神乎其神(专栏2-1)。
怎么迁移到自己的系统:如此神奇的区块链,简单地说,就是一种去中心化的、由各节点参与的分布式数据库系统。区块链可以理解为一种公共记账的机制(技术方案)。它并不是一款具体的产品,其基本思想和核心理念在于通过建立一组互联网上的公共账本,由网络中所有的用户共同在账本上记账与核账,用以保证信息的真实性和不可篡改性。把这种技术或模式称为区块链,是因为它是用一串密码学方法相关联产生的数据块,而每一个数据块中包含过去一段时间内的所有交易信息,用于验证其信息的有效性并产生下一个区块。
提醒:2008年,中本聪在其论文“Bitcoin:A Peer-to-Peer Electronic Cash System”(比特币:一种点对点的电子现金系统)中首次提出了区块链的概念。作为区块链及比特币的创始人,中本聪不仅掌握着这一新兴领域最核心的技术,还拥有约100万个比特币的巨额财富(截至2016年,1个比特币价格约8000元人民币)。然而,由于“中本聪”本身就是笔名,外加其行踪颇为诡谲,谁都没见过他本人,这种“神龙见首不见尾”的状态大大引发了人们对其身份的好奇与猜测。目前,有两位人士被认为是中本聪的疑似真身。
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奔跑的比特币
这节在解决什么:仅从区块链的定义来看,那是相当晦涩。要想更好地理解技术及其影响,可先通过比特币来初步了解区块链。应该说,比特币是与区块链绑定在一起同时诞生的,也是目前区块链最成功的应用。比特币是一种P2P(点对点)形式的电子货币,它不需要特定的机构(中央银行)来发行,而是由计算机程序(算法)生成。这种电子货币可以在网络中进行点对点的支付,即从发行到流通,比特币都是去中心化的运作模式,这与传统货币有本质上的区别。
怎么迁移到自己的系统:比特币采用的去中心化存储是区块链的核心理念
提醒:在传统的金融交易中,银行是交易体系的中心。每个用户的信息和资金都由银行统一集中管理,存储在银行的中心数据库中。当用户甲对另一个用户乙发起交易时,必须经历以下流程(见图2-2)。
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无处不在的中心化体系
这节在解决什么:可见,去中心化是区块链最重要的特征。然而,在现实生活中却存在大量中心化体系,包括政府部门、银行、媒体、学校、电子商务网站等。这些中心化体系大量存在的原因在于:第一,受不完善的信用、契约、制度等因素影响,市场失灵(market failure)的现象经常会发生,完全竞争市场几乎不能实现;第二,人与人之间的交流、交易主要依托信息和资金,而信息的收集往往需要消耗大量成本,资金的往来则需要可靠的信用背书。在信息流通和信用保障不够便利的时代,用户之间直接的点对点沟通缺乏技术支撑,安全和效率都是短板,这时具有鲜明中心化特征的中介组织便应运而生了。
怎么迁移到自己的系统:中介组织通常表现为以一个或几个企业(机构)组成的中心节点,通过专业化、大批量地搜集处理,将所有的信息或资金汇聚其中,进行交换或交易。在法律、监管机构以及市场机制的约束下,交易信息和资金的安全性与可靠性能够得到保障——所以我们常说要“相信政府、相信大银行、相信大企业”。同时,由于中介组织集聚了所有信息与资金,在为用户提供便利服务的同时,会收取一定的平台或中介费用作为收益。中介组织可以从中获益也是整个中心化体系得以维持的前提。
提醒:中心化体系具备一些优点:第一,中心化系统交易效率高。由于将信息和资金汇集到中心节点进行批量处理,在高速计算机服务器与大数据技术的帮助下,可同时处理上万笔交易。第二,中心化系统商业模式成熟、交易较为便利。中介组织通过牵线信息和货币交易可以获得可观收益,因此其就具备较强的动力去保障交易的稳定,不断提高交易服务质量。
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为什么要去中心化
这节在解决什么:两点之间直线最短,人与人之间最有效率的联系方式应该是直接沟通。具体而言,中心化体系存在很多不容忽视的问题。
怎么迁移到自己的系统:不同中心之间的互联成本较高。在中心化的体系中,资源都掌握在各中心手中,而各中心的运作模式与管理体系并不相同,打通各中心的成本就非常高。
提醒:中心化体系缺乏透明。对普通用户而言,中心化体系的实际运作模式就像“黑箱”一样,各中介组织对用户开放的仅是最简单的输入输出环节,中间过程一般用户都一无所知。交易安全完全依赖于中介组织的能力与意愿,存在诸多隐患。相对于将分散在全球各地的数据而言,集中存储在中介组织的数据更容易遭到恶意篡改和破坏。
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拜占庭将军问题
这节在解决什么:我们可以通过一个故事——拜占庭将军问题——进一步解读区块链技术的基本原理。
怎么迁移到自己的系统:拜占庭位于如今土耳其的伊斯坦布尔,曾是东罗马帝国的首都。古时拜占庭罗马帝国国土辽阔,每个军队都分隔很远,将军与将军之间只能靠信差传消息。某天,拜占庭帝国想要进攻一个强大的敌国,为此派出了10支军队去包围这一敌国。敌国军事实力虽不比拜占庭帝国强大,但也足以抵御5支常规拜占庭军队的同时袭击。基于一些原因,这10支军队不能集合在一起单点突破,必须在分开的包围状态下同时攻击。其中任一支军队单独进攻都毫无胜算,除非有至少6支军队同时袭击才能攻下敌国。这些军队分散在敌国的四周,依靠通信兵相互通信来协商进攻意向及进攻时间。困扰这些将军的问题是,他们不确定军队中是否有叛徒,叛徒可能擅自变更进攻意向或者进攻时间。在这种状态下,拜占庭将军们能否找到一种分布式的协议来使得他们能够实现远程协商,从而赢取战斗?对此,数学家们设计出了一种方案来解决该问题:任何一支军队的将军在接到其他将军的信息后,盖上自己的印章再转给除向自己发信息之外的其他军队,这样的信息连环周转可以让将军们在不找出叛徒(找叛徒成本较高且效率较低)的情况下达成共识。
提醒:将拜占庭将军问题延伸到现实生活中,就可以抽象为:在信息网络化的大背景下,当需要与不熟悉的对手方进行价值交换活动时,人们如何做才能防止不会遭受恶意欺骗,从而做出准确的决策。若将问题进一步延伸到算法领域,可抽象为:在缺少可信任的中央节点和可信任的通道的情况下,分布在网络中的各个节点应如何达成共识。区块链技术则正可以解决这一问题——它提供了一种无须信任单个节点,还能创建共识网络的方法。
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区块链的安全法则
这节在解决什么:完备可追溯、去中心化和去信用化是区块链技术的三大特点。区块链所有的核心技术均围绕这三大问题设计。
怎么迁移到自己的系统:区块链的结构设计保证了其记录数据完备可追溯
提醒:顾名思义,区块链是由“区块+链”构成。区块(block),是指存放已记录数据的文件,里面按时间先后顺序记录了已发生的所有价值交换活动。每个区块均由三部分构成:本区块的ID(本区块大小、生成时间等所有信息)、所有交易单(每一笔交易的详细情况)与在其前后的区块ID(前后区块中所有价值交换信息经过算法压缩后形成的一个字符串)。区块的生成时间由系统设定,通常情况下平均每几分钟便会生成一个区块。
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区块链的应用不只是比特币
这节在解决什么:尽管比特币是区块链技术最著名也是最成功的应用,但区块链的用途非常广阔。我们甚至可以认为,区块链具备颠覆一切行业的可能性!近年来,区块链应用已经从第一代的比特币,进化到了第二代的支付清算、证券交易、医疗、物流、政务服务、博彩娱乐等多个领域(见图2-10)。
怎么迁移到自己的系统:由于区块链可摒弃中转银行的角色,实现点到点快速且成本低廉的支付,因此在支付清算尤其是跨境支付行业有着显著的优势。通过区块链平台,不但可绕过中转银行,减少中转费用,还因区块链安全、透明、低风险的特性,提高了跨境汇款的安全性与清算速度,大大加快了资金利用率。未来,银行与银行之间也可不再通过第三方,而是通过区块链技术打造点对点的支付方式。据麦肯锡测算,区块链技术在B2B跨境支付与结算业务中的应用将可使每笔交易成本从约26美元下降到15美元,其中约75%为中转银行的支付网络维护费用,25%为合规、差错调查以及外汇汇兑成本,成效非常可观。
提醒:证券交易市场是非常适合区块链技术的应用领域。传统的证券交易需要经过中央结算机构、银行、证券公司和交易所这四大机构协调工作,才能完成股票交易,不仅效率低,而且成本高。引入区块链后,就可独立地完成一条龙式服务。尤其对于私人股权交易而言,只需要一个可靠的系统来记录股权归属并进行股权交易,却不需要具备很强的交易处理能力,区块链技术的特点正好符合这样的需求。目前,美国纳斯达克与英国伦敦证券交易所均在私人股权交易领域开始试水区块链应用。纳斯达克在2015年10月正式推出了它的区块链平台NasdaqLinq。通过NasdaqLinq进行股权交易的用户们将享有一种“数字化”的所有权。Linq给予一个让人容易看懂的历史发行记录,使用户们的记录更容易地进行审核,并在发行治理和所有权转让方面赋予他们更多的权限。今后,在性能问题解决之后,股票等交易频率较高的金融资产也可能将迁移到这类公开的平台上交易。
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阴影与糟点
这节在解决什么:有光就有影。尽管区块链实现了堪称“革命性”的技术突破,但质疑声亦不绝于耳。区块链的缺点主要集中在技术落地时的硬件问题上。
怎么迁移到自己的系统:区块链技术的交易速度与区块副本数量呈负相关,区块节点越多,交易速度越慢。目前,比特币每秒最多只能执行7笔交易,即使是技术相对领先的Hyper Ledger方案每秒也只能执行200~300笔交易,这与中心化体系的运算处理速度相去甚远。银行和第三方支付公司的集中化系统具备每秒执行几万笔交易的能力(Visa最新的实验室测试数据是5.6万笔/秒,2015年“双11”支付宝的处理峰值是8.59万笔/秒。根据支付宝提供的数据,2016年“双11”开始后的第9分39秒,支付峰值再度刷新纪录,1秒钟多达12万笔,是2015年的1.4倍。),区块链技术要达到类似的能力需要软硬件的突破性发展作支撑。
提醒:区块链网络的稳定运营需要一定量的节点保持接入到网络中。然而,节点的运行有一定成本,这就需要有合理的激励机制来吸引节点参与,确保交易被记录和维护。目前,这种激励机制并未形成,节点的参与更多地是靠自愿或随机性,并未形成一个有序的规则。
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大国必争之地
这节在解决什么:区块链离我们到底有多远?这取决于广大企业介入该技术的积极性。不同公司介入区块链有着不同目的:对于软件和服务提供商而言,使用区块链可以为传统客户提供更好的产品,在力争获取竞争优势的同时,避免因技术变化而淘汰出局;对于传统平台型公司而言,使用区块链可以巩固自身的商业模式,避免被新技术带来的商业模式颠覆;对于创新企业而言,使用区块链可以寻求新技术带来的颠覆式创新机会。因此,鉴于区块链的广泛适用性,多数企业都将有积极使用的动力。英国、美国、日本等发达国家政府与金融机构正“热火朝天”地参与其中,力争通过占领区块链技术先机巩固其国际金融中心的地位。可以预见,区块链的全面普及将会很快到来,实现亚当·斯密之梦也不再遥远。
怎么迁移到自己的系统:与欧美等发达国家相比,我国对区块链的关注较为滞后。2016年1月,在央行数字货币研讨会上,央行宣布考虑发行数字货币,这是政府层面首次发声。2016年4月,由中证机构间报价系统股份有限公司等11家机构共同发起的区块链联盟——中国分布式总账基础协议联盟China Ledger宣告成立。该联盟的成立是期望能够开发出更多符合中国的政策法规、国家标准、业务逻辑和使用习惯的底层区块链基础设施。目前,国内对区块链的认知多数还停留在比特币上,在其他领域中应用极少。随着“互联网+”战略的加快实施,未来我国区块链产业也有望逐步培育起来,甚至成为全球最大的市场之一。
提醒:进入2016年,比特币价格的再度暴涨吸引了诸多眼球。有人认为由于总量有限,以后“挖矿”产量越来越少,比特币具备稀缺价值,还有较大升值潜力。对此,我们认为,要冷静判断比特币的现状与未来趋势。