天機閣：解析“美國國際戰略研究中心”提出的10個區塊鏈問題
本文是針對美國國際戰略研究中心（the Center forStrategic and International Studies , CSIS）的報告《HarnessingBlockchain for American Business and Prosperity》（利用區塊鏈技術實現美國的商業與繁榮，編者譯）所作出的解析。作為下一代極具變革性的新興技術，美國智庫的態度如何呢？又提出哪些具有戰略性的發展問題與建議呢？
值得一提的是，報告初始就指出研究的是區塊鏈技術如何解決複雜的商業問題，而強調不關心BTC或其他以區塊鏈技術做支撐的加密貨幣，可見在目前監管尚不明確的情況下，談加密貨幣色變的現象依然常見。
1. 區塊鏈改變現有商業的10個案例
報告介紹了區塊鏈目前的10個主要應用場景：
（1）跟蹤全球供應鏈中的產品；
區塊鏈幫助沃爾瑪追蹤產品的來源地、所有的運輸過程，效率的到顯著提高，芒果的追蹤時間從過去的6天18小時26分鐘降到了最低2秒。歐洲的航空巨頭Airbus公司使用區塊鏈來分析它的供應商和飛機的來源，上鍊的零部件資料可以由維修人員讀取，這使得航空公司能夠維護飛機，並擁有更好的記錄，保障乘客準時到達目的地。此外區塊鏈還能用於驗證多個國家供應的產品的原產地鏈。
防偽溯源是區塊鏈技術的典型應用場景，對於商品流通的資訊跟蹤、查詢、驗證、防偽等均有較好的促進作用，能顯著提升部分環節的效率。但是，區塊鏈的作用僅能體現在鏈上，對於鏈下由人操作的部分則無法覆蓋。
（2）確保3D列印的質量並進行跟蹤；
區塊鏈技術通過幫助解決3D列印產品的質量、來源、智慧財產權等問題從而加速3D列印的應用。使用區塊鏈技術對生產過程和產品上的資料進行編碼和加密，從而建立安全資料流，資料內容包括誰生產了特定的部件、在哪裡、什麼時候以及如何製作(如用什麼材料製作)。這反過來又使製造商要保證和核實產品的質量，篩選出盜版產品，跟蹤零件的來源問題，在必要時迅速召回。技術公司Cubichain Technologies、美國海軍部門、通用電氣等企業或政府部門均在這一應用場景有所實踐。
（3）建立個性化的、終生的“一站式商店”醫療記錄；
醫療保健區塊鏈可以跟蹤任何一個人的完整的病史，如藥物、疾病、受傷，以及與跨醫療體系、醫生、藥房和醫療計劃的交易，並能夠授權患者控制自己的資料。區塊鏈也可以轉移保險支付：當診所確認病人已得到治療，並防止欺詐或不準確的索賠時，智慧合約可以自動觸發保險條款。一些初創公司，如英國的Medicalchain、區塊鏈公司Gem、麻省理工學院等企業高校均在嘗試這方面的應用。
（4）簡化貿易物流；
傳統貿易涉及到的進出口的相關手續繁雜，整個鏈條的各個參與者需要大量的紙質檔案互動，溝通成本高。區塊鏈可以優化該系統。Maersk和IBM建立了一個平臺，將班輪、倉庫、貨代、港口、海關、出口商、進口商和貿易金融銀行等業務整合到貿易生態系統，在運行於區塊鏈的資料交換平臺上相互操作。
（5）便利和保障海關貿易；
區塊鏈已經在許多海關部門進行了測試，包括在英國、韓國、新加坡、哥斯大黎加、墨西哥、祕魯和東非15國集團。2017年，美國海關為區塊鏈開發了14個用例，目前正在測試和評估。區塊鏈對英國尤其有用：當英國離開歐盟關稅同盟時，它的關稅申報數量將從5500萬增加到2.5億以上(非歐盟貿易加上歐盟貿易，之前不需要海關檔案)，這是英國目前的軟體程式不能完全處理的。區塊鏈可以提供幫助：它可以跟蹤產品到它們的源頭，幫助確定貨物的原產地和適當的關稅，如註定要加入歐盟的一攬子關稅。對於英國28個邊境機構，需要分析諸如食品以及安全和智慧財產權合規之類的進口產品，可以安全透明地實時共享區塊鏈條目。
（6）防止投票舞弊，保障選民的身份；
區塊鏈安全性和身份保護功能可以減少欺詐，促使選民相信他們的投票是匿名的，
提高投票率，讓選舉立即產生結果。使用這項技術，選民也許能夠做到用智慧手機掃描他們的拇指，然後在選舉日的通勤途中投票。如果每個人都通過區塊鏈投票，沒有人可以投票兩次。投票的記錄是不可侵犯的，每一個投票點會立即記錄每一個投票的ID。
（7）為農民觸發農作物保險；
針對特定農民的需求定製的農作物保險通常非常貴，區塊鏈技術可以通過確定觸發條件並自動執行來降低成本。例如，農民可以為極端天氣投保，如果極端天氣影響了收成，基於區塊鏈的保險合約將會立即識別這一點，並支付農民的索賠。
（8）建立一個能源生產者和使用者的網路；
幾十年前，有些公司引進了智慧電網，為能源生產者和需求者提供中介服務。現在，區塊鏈可以優化智慧電網，為能源生產者和消費者提供一個區中介的能源交易平臺。TenneT公司和位於布魯克林的初創公司LO3 Energy公司均在嘗試這一業務。
（9）建立能獨立執行的智慧城市；
區塊鏈現在可以放大物聯網對城市執行的影響。例如，迪拜有一個在城市服務中實施區塊鏈的試點。迪拜計劃到2020年，在超過1億份年度政府檔案中使用區塊鏈，包括所有簽證申請、賬單支付和許可證續簽。
（10）當貨物到達外國買家時自動支付出口商；
區塊鏈通過允許交易雙方訪問相同的資料以及實時數字化檔案來改變現有的國際貿易的資訊不對稱的問題。不需要跨越不同實體的不同資料庫儲存相同文件的多個副本，當與智慧合約相連的感測器標記的貨物到達時，買方給賣方匯款將自動觸發。
其實，除了報告中列舉的幾個應用場景，區塊鏈在金融、版權、遊戲、人工智慧等領域還有諸多的適用場景。但作為與區塊鏈技術密不可分的加密貨幣，很多時候被人為的割裂。此外，即使技術本身，目前也在不斷迭代更新，伴隨的問題也是引起人們的不少爭議。
2. 區塊鏈行業目前面臨的10個問題及解析
2.1. 區塊鏈上的資料真的真實和不可篡改嗎？
作為區塊鏈核心特徵之一的“不可篡改”特性真的能夠實現嗎？而且“不可篡改”真的是百利而無一害嗎？
報告指出，區塊鏈並非完全不可更改，並給出了區塊鏈的3個弱點：
（1）進入區塊鏈系統的入口。區塊鏈可能存在“單點失敗”的情況，因此需平衡安全性和可訪問性，對於佈滿區塊鏈應用的城市，一方面需要設計層層的密碼、以加密的格式儲存資料來控制入口，另一方面需要滿足政府官員能夠方便檢視資料。另外，區塊鏈管理者需要保護非結構化的資料的同時允許編輯其中的一部分。
（2）可能被黑客攻擊，51%的鏈被想要篡改結果的人控制。
（3）存在了幾個世紀的“垃圾中有垃圾”問題，區塊鏈的價值取決於鏈上的資料，輸入到區塊鏈上的資料有可能不準確或者存在詐騙資料，一種解決方案是用感測器來取代人輸入資料。
所謂51%攻擊，就是利用採用算力作為競爭條件的特點，採用算力優勢撤銷自己已經發生的付款交易。如果有人掌握了50%以上的算力，就能夠比其它人更快地找到開採區塊需要的那個隨機數，因此它實際上擁有了決定哪一個區塊的絕對有效權利。從技術層面分析，51% 的攻擊雖然是可以實現的，但對於BTC等已經建立龐大網路的最早期的加密貨幣而言，成本非常高，這也是為什麼BTC發展至今10年網路依然穩定。但對於其他山寨幣，風險則更大。
此外，攻擊者單純發動51%攻擊是沒有直接收益的，必須和具體的賣空、假充值掛鉤的，具體來說，往往是為了雙花某一筆交易。攻擊者攻擊一下就不攻擊了。持續攻擊成本很大，一旦得手就會停止攻擊；二是社群可以釋出緊急布丁，給區塊鏈加上check point，社群緊急約定攻擊者的區塊鏈無效。所以，51%攻擊有很多應對辦法，不會是一個區塊鏈的世界末日。
2.2. 誰擁有並維護區塊鏈？以及誰對出現的問題和損失負責？
既然區塊鏈是一個分散的使用者社群，誰來維護它呢?它不應該和網站一樣需要人調節和維護嗎？
對於許可鏈，例如聯盟鏈和私有鏈，不需要代幣等激勵措施激勵人們管理，有一個管理整個網路的經理。由於網路中的使用者較少，協調成本相對較低。但是這樣的網路容易受到安全方面的挑戰，且隨著網路使用者數量的增加，協調成本將會增加。
對於聯盟鏈和私有鏈，由於它們還是一個非常中心化的組織，驗證的節點由這個組織自己認定，因此管理模式與傳統的中心化機構沒有很大區別。但是對於公有鏈，沒有統籌整個網路系統的領導者，僅靠代幣的激勵來協調不同的利益群體，這無疑增加了整個生態的不穩定性。目前區塊鏈行業發展處於非常早期，除了BTC的去中心化治理髮展得較為成熟以外，ETH、EOS等公鏈治理中，創始人開發團隊則佔據著非常核心的作用，是公鏈“規則的制定者”，整個生態雖然實現了局部去中心化，但在戰略發展方向上，創始人依然發揮舉足輕重的地位。因此筆者認為，區塊鏈的去中心化只能是一個不斷趨近的終極目標，從專案誕生到成熟，其去中心化程度應該不斷增強，如下圖所示。專案開發初期，創始人及其開發團隊對整個生態起絕對的引導作用，隨著專案生態的成熟、參與人數不斷增多，原始的開發團隊則應逐漸淡化自己的引導作用。整個網路維護需由生態上所有的開發者、使用者等共同決定。而對於最後網路出現的問題，則只能由所有參與者一起承擔。
圖區塊鏈專案的中心化程度與發展階段關係示意圖
2.3. 智慧合約真的智慧嗎？
智慧合約真的是智慧的思考者、能夠洞察合約執行的情況嗎？還是它們只是簡單的、不假思索的程式碼執行者？有兩個原因相信後者仍然是事實。首先，智慧合約就像合約作者設計的那樣聰明。合約作者對於合約執行所做的語義假設與合約系統本身的意義有所差異，合約作者需要理解他們使用的語義如何被智慧契約解釋。
智慧合約還沒有那麼智慧的第二個原因是它們的條目可以被作惡者操縱，比如締約方或者向區塊鏈過去交易賬本新增交易記錄的礦工。一項研究表明，ETH智慧合約中有3.4%容易受到黑客攻擊。
智慧合約確實能優化很多中間程式，但就目前的產業實踐來看，還遠遠稱不上智慧。一份合格的智慧合約，應該包括一切可能發生的情況。因為智慧合約的核心要義就是“即使在最陰暗的環境中，也要做出最公正的裁決”。
以太坊與比特幣之間的區別在於，以太坊是圖靈完備的，通過該平臺可以實現種類更多、條款更復雜的合約，當然這樣做的代價是，複雜的合約內容使其變得更加難以分析。通常情況下，複雜度與發生漏洞的機率是成正比的；複雜度越高，發生漏洞的機率就越大。
對於以太坊提出的理念“程式碼即法律”，然而程式碼因自身的漏洞招致黑客攻擊使其還不足以形成“法律”的權威，因此和傳統需要政府信任背書，律師、法庭等中介機構協調相比，目前的合約還顯得過於粗糙。
2.4. 區塊鏈上有身份盜竊嗎？
社交媒體賬戶中有3%都是虛假的，因此能夠在區塊鏈上創造假的賬戶嗎？區塊鏈上的身份會被竊取嗎？
傳統的中心化系統由於集中管理資料存在安全隱患、可能被盜，區塊鏈能夠解決盜竊問題。區塊鏈可以為每個人設定一個ID，提供儲存個人身份資訊的資料庫。但也隨之帶來另外一個問題：使用者可以刪除自己在區塊鏈上的資料嗎？原則上，區塊鏈需遵守和網際網路一樣的隱私保護法，例如歐盟的一般資料保護條例(GDPR)有一個“被遺忘的權利”原則，使用者可以在這個原則下詢問網際網路服務提供者從搜尋結果中刪除其資料。對於健康、財務和其他敏感資料的所有者請求將全部或部分資料將從區塊鏈中刪除。區塊鏈上的資料被設計為不可變的，因此目前還不知道如何解決上述問題。
區塊鏈可以為使用者建立一個數據不可篡改的個人資料庫，但是如何滿足使用者“篡改”的需求呢？這或許就是區塊鏈技術發展的一個悖論，對於使用者的需求，我們可能需要從上鍊的標準以及許可權管理角度進行展開。
2.5. 區塊鏈可以互相連線嗎？
一個區塊鏈以一種方式記錄實體或使用者的資料，而另一個區塊鏈以另一種方式記錄相同實體或使用者的相同資料。一個支離破碎的系統中，多個賬簿彼此不相連，就會形成一個“營運孤島”的世界，或者稱“資料孤島”。使用者需要同時註冊多個系統才能因為不同的目的和不同的人進行交易。
針對不同鏈的價值傳遞需求，跨鏈技術是關鍵，能有效銜接不同的聯盟鏈或者私有鏈，促進區塊鏈向外拓展和連線。目前主流的跨鏈技術有公證人機制（Notary schemes）、側鏈/中繼（Sidechains/relays）、雜湊鎖定（Hash-locking）、分散式私鑰控制（Distributed private key control）等。
2.6. 區塊鏈如何與鏈下資料庫相連？
如果一方的資料和文件在鏈下，而另一方的資料和文件在鏈上，那麼雙方能否進行互動呢？在公司的資料庫中，公司一半在區塊鏈上的資料可否與另一半的資料進行互動呢？
這些挑戰是眾所周知的，而且正在得到解決。例如，可以在鏈上和鏈下資料庫中執行相同的查詢和分析。風險是從區塊鏈上導到鏈下的資料不再不可竄改，研究人員認識到資料安全以及彙集、轉換和優化鏈上和鏈下資料集是重大挑戰。
2.7. 區塊鏈能給洗錢提供便利嗎？
洗錢是一個巨大的全球性問題，金額高達1-2萬億美元，約佔全球GDP總額的2%- 5%。銀行和有關部門正在進行反擊，每年花費大約80億美元來打擊腐敗問題。全世界的銀行都需要做KYC驗證。
由於區塊鏈的匿名特性、特別是匿名幣的出現，BTC被很多人詬病成為洗錢的工具。然而BTC的匿名僅僅是鏈上的匿名，人與鏈的互動，BTC與法幣的互動均會留下痕跡，並不是如很多媒體宣傳的那麼“無法無天”。BTC每筆交易都需要對應地址的轉移，而地址的交易記錄均可以查詢。此外，BTC與法幣進行兌換這一環節是鏈下進行，仍逃不過監管，如果交易中任意一方的現實身份暴露，那麼這筆交易裡的所有參與方都難以逃脫追索。
2.8. 區塊鏈會消耗完世界上所有的能源嗎
BTC有驚人的能源需求，運營比特幣一年需要愛爾蘭一年的能源消耗。因為BTC的POW共識機制需要礦工挖礦來進行交易驗證。有人擔憂隨著網路的增加以及BTC價值的上漲，能源需求將會快速增長。其實礦工自身有動機阻止這種事情發生，區塊鏈的可擴充套件性受到可用性、能源成本以及礦商自身財力的限制。目前的替代方案是POS共識機制，POS機制通過持幣者的持幣數量選擇驗證者。
其實可以看到除了早期以BTC為首的一批加密貨幣，目前絕大多數區塊鏈專案已經考慮到了POW的弊端，在不斷創新共識機制，避免對能源的過度消耗。因此區塊鏈還不足以對能源造成如此巨大的消耗。
2.9. 區塊鏈會搶走我們的工作嗎
對於區塊鏈，如果人們可以彼此直接交易，那麼區塊鏈對銀行、律師等中介有什麼影響呢？區塊鏈不太可能成為就業殺手，它將像任何技術一樣，通過改變公司的業務和收入模式來改變工作的本質。
人工智慧大火時也會不斷有人問這樣的問題，我們一方面享受科技給我們帶來的便利，另一方面，又擔心科技將我們取代。區塊鏈最大的挑戰不是技術本身，而是改變傳統的利益分配模式。區塊鏈的技術能夠去掉某些中介環節，打破中心化機構對很多資源的壟斷，進而改變利益格局，這也是區塊鏈最具革命性意義的一點。
2.10. 美國在區塊鏈行業的發展處於落後嗎？
從全球來看，美國的區塊鏈行業還處於起步階段，德勤(Deloitte)在2018年對金融服務、醫療保健、科技行業、電信、製造業和其他行業的1053名高管進行了調查，只有14%的美國受訪者認為區塊鏈運用在他們的生產當中，相比之下，中國有49%，墨西哥有48%，英國有40%，加拿大為36%。計劃也很滯後:41%的美國公司計劃在區塊鏈投資100萬美元或更多，中國有85%，加拿大有74%，英國有72%，墨西哥有65%。
根據矽谷洞察釋出的《區塊鏈中美髮展白皮書》來看，就ICO數量而言，北美與亞洲不相上下，從融資額來看，北美以78.5億遙遙領先。因此，作為北美主要國家的美國，完全沒有落後，相反，很多方面還處於領先地位。
圖片來源：矽谷洞察
圖片來源：矽谷洞察
參考資料：
《Harnessing Blockchain for American Business and Prosperity》
https://forex.hexun.com/2018-06-17/193222543.html
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1606478434369770769&wfr=spider&for=pc
天機閣簡介：天機閣（LD Research）成立於2018年7月2日，是一家致力於探索科技未知，以人類發展為動力，以“BASE Research for Solving Real Problems”為宗旨的研究院。
天機閣以BASE戰略為核心，深入聚焦區塊鏈（Blockchain）、人工智慧（AI）、資訊保安（Security）領域的基礎技術和創新性研究，打造服務未來生活的應用生態（Ecosystem）。天機閣以產學研轉化為抓手，在全球設立多個研發機構，其團隊成員均來自加州大學、UIUC、浙江大學、谷歌、華為、高盛、魅族等國內外頂尖高校和科技公司，具有強大的科研和工程能力。