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金融技术-共识机制是区块链节点就区块信息达成全网一致共识的机制

英国首相华为自拍

在高速發展同時,區塊鏈(尤其是大型公鏈)還需要面對交易性能偏低、安全性隱患、標準尚未統一、監管政策不完備等諸多技術、商業與監管方面的挑戰。這正說明技術本身仍然處在「從0到1」的初始階段。

行業方面,預計未來3-5年將以金融行業為主,逐漸向其他實體行業輻射,更切合實際的場景加速落地,行業從「1到N」發展到包括娛樂、商品溯源、徵信等。

  以上图的比特币#515056区块为例,其块头中除了包含头哈希、父哈希及默克尔根以外,还包含了以下重要信息:

區塊鏈技術對現有法律法規和監管框架帶來挑戰。形形色色的數字貨幣創造了一個觸角遍及全球每個角落的、史無前例的人造市場,遭遇了廣泛質疑。數字貨幣體系中服務提供商和用戶均為匿名,使得不法分子易於掩蓋其資金來源和投向,這為洗錢、恐怖融資及逃避制裁提供了便利。需加強國際監管協調,形成一致的監管政策。區塊鏈應用到其他商業場景上也有一系列法律和監管問題,例如如何界定智能合約的法律主體性質、如何解決金融交易的最終確認時點(finality)等等。

區塊鏈+跨境支付:加速交易,降低成本

全球貿易由包括出口商、進口商、受貨商、承攬商、運輸商、監管機關等多主體構成。其中,全球貿易90%經過海域運輸,應用消費品80%通過海域運輸。

區塊鏈是如何創造信任的?我們以「1」、「2」、「3」來總結區塊鏈的特點:

通過系統各節點的信息共享,區塊鏈可以構建一個完整的「信用分評價體系」,根據個人行為對信用的影響程度高低(例如信貸數據影響較高、非信貸數據影響較低)來評估個人的整體信用水平,並根據聯盟機構對信用評價的貢獻分配信用使用方查詢數據產生的收益,解決「信息孤島」問題。

Hyperledger超六成成員為科技公司,以技術為驅動開發應用場景更廣,包含金融、醫療、製造業、物聯網等。目前已經研發了5類分佈式賬本平台,共通特點是創建開源、分佈式賬本框架和代碼庫,以支持各個企業商業交易降低實際操作成本。包括SWTOOTH(以PoET為共識算法的模塊化平台)、IROHA(簡單基礎架構平台)、FABRIC(模塊化架構,允許即插即用)、BURROW(支持許可的智能合約機)、INDY(創建和使用獨立數字身份的工具、代碼庫和可以重用的組件)。

傳統供應鏈金融:中小企業融資難、成本高

1. 產業依舊處於早期,以金融為主逐漸從「1到N」發展

IBM與馬士基合作從鹿特丹港到新澤西紐瓦克港的運輸,期間也經過美國海關和其他機構的檢查和許可,任務總共花費兩個星期。事實上,航運公司在港口靠泊時間節省一個小時,便可節省約8萬美元成本。此次合作,馬士基時間上節省超40%,成本降低超20%。IBM區塊鏈技術提高各個環節數字化管理效率,大幅度降低紙質文件、集裝箱錯配或空置、中間環節欺詐等問題,提高資源利用率的同時優化管理結構。

跨主體:與流行的觀點認為區塊鏈將衝擊現有的商業邏輯和環境不同,我們認為,區塊鏈技術目前更適合落地于價值鏈長、溝通環節複雜、節點間存在博弈行為的場景,是對傳統信息技術的升級、對現有商業環境的優化而非顛覆。傳統信息技術(如OA、ERP)提升了企業內部的協作效率,區塊鏈技術則將協作範圍進一步擴大到跨主體,通過保持各主體間賬本的安全、透明與一致,從而切實降低各參与方的信息不對稱。

第46屆世界經濟論壇達沃斯年會將區塊鏈與人工智能、自動駕駛等一併列入「第四次工業革命」。《經濟學人》曾在2015年10月的封面文章《信任的機器》中介紹區塊鏈——「比特幣背後的技術有可能改變經濟運行的方式」。區塊鏈為什麼被稱為「信任的機器」?為何近年如此火爆?它將如何改變經濟運行的方式?如何產業化?發展前景如何?未來有哪些挑戰?

3)找到合理的隨機數后,生成區塊信息(塊頭+塊身);

區塊鏈作為對傳統信息技術的升級與補充,其發展將與其他新興信息技術相互融合、相互促進。當前區塊鏈仍處於發展初期,不僅需要政府、行業聯盟、企業合作制定技術標準和共識機制,更離不開5G、物聯網、人工智能、大數據等技術的支持。

雖然金融行業依舊是發展重點,但其他行業也快速發展,逐漸從「1到N」。據CoinDesk和CoinSchedule投融資數據統計顯示,截止到2018年3月,全球區塊鏈在金融行業投資佔比(包括VC和ICO)為17.2%,較2017年上升2.6個百分點,排為第二,通訊行業超越金融行業躍至第一。較明顯增長的還有博彩VR、交易投資、廣告服務、供應鏈和深度學習等行業。數據說明在金融行業取得經驗后,行業開始考慮與其他應用場景結合的可能性。

区块链可以视作一个账本,每个区块可以视作一页账,其通过记录时间的先后顺序链接起来就形成了“账本”。一般来说,系统会设定每隔一个时间间隔就进行一次交易记录的更新和广播,这段时间内系统全部的数据信息、交易记录被放在一个新产生的区块中。如果所有收到广播的节点都认可了这个区块的合法性,这个区块将以链状的形式被各节点加到自己原先的链中,就像给旧账本里添加新一页。

區塊鏈如何為實體經濟和金融系統「賦能」?可以總結為四點:範圍廣、跨主體、提效率、降成本。

從區塊鏈發展階段分析,大致可分為探索、準備、接受、落地、成熟這五大階段。

政策方面,區塊鏈可以增加執法透明度,探測行業信用情況,加快實體經濟革新,預計未來各國將根據自身情況不同力度地輔以政策支持。

智能合約可能是區塊鏈上最具革命性的應用。如果智能合約在區塊鏈上實現廣泛運用,經濟分工將在互聯網時代進一步細化,全球範圍內的各網絡節點將直接對接需求和生產,更廣泛的社會協同將得以實現。如果上述願景實現,區塊鏈技術與行業的結合有望迎來「從1到N」的爆發時刻,它的爆發或將不是線性的而是非線性的,區塊鏈也才可能從「信任機器」升級成為引領產業浪潮的重要「引擎」。

從全球區塊鏈相關公司融資輪次分佈情況來看,目前超95%以上融資事件處於種子輪、天使輪及A輪階段,B輪及以後只佔3%,這說明產業依舊處於早期階段。2014年後VC融資輪投數量逐步減少,平均輪投規模逐漸增加,投資者更多地將目光從數字貨幣轉移到具體應用場景的落地,說明投資者更加理性、產業逐漸進入早期階段的尾聲。

本文首發於微信公眾號:澤平宏觀。文章內容屬作者個人觀點,不代表和訊網立場。投資者據此操作,風險請自擔。

物聯網:當前區塊鏈技術僅能解決鏈上的信任問題,但對於鏈下數據的真實性與準確性幾乎無能為力。物聯網技術進一步發展后,鏈下數據的觀測、採集、處理、傳輸、更新都將實現自動化,真實性和準確性得到有力保證,區塊鏈的應用場景也將得到擴展。

為什麼區塊鏈是不可篡改的?假如我們要篡改區塊鏈中第k個區塊的數據,那麼當前區塊的頭哈希就會發生改變,由於哈希函數具有碰撞阻力,改變后的頭哈希將無法與k+1區塊的父哈希相匹配,篡改者需要繼續修改k+1區塊的父哈希,並一直修改之後每個區塊。這要求篡改者在同一時間同時入侵全球所有參与記錄的節點並篡改數據,只有重新計算被更改區塊後續的所有區塊,並且追上網絡中合法區塊鏈的進度后,並把這個長的區塊鏈分叉提交給網絡中的其他節點,才有可能被認可。在很多情況下,產生一個新區塊的難度不小,要連續產生多個區塊組成新分叉的計算難度更是驚人。在全網巨大算力的背景下,一個惡意節點要做到這點需要擁有至少全網51%的算力基礎,由於區塊鏈是一個分佈式系統,大部分節點都是相互獨立的,「51%攻擊」在現實中很難發生。

  区块可以大体分为块头(header)和块身(body)两部分。块头一般包括前一个区块的哈希值(父哈希)、时间戳以及其他信息。哈希是一类密码算法,将任意一段信息都可以通过某种加密算法表现为一串“乱码”,也就是哈希值。

對於信息流通透明方面,IBM平台對各個參与主體開放,關於物流相關的任何詳細信息,通過雙方以及多方數字簽名和憑證(Token)進行全網驗證。五大管理系統包括物流、港口、海關、供應鏈、運輸交通同時協作管理,保證所有信息電子化實時共享。實時共享的信息保證物流全流程每個環節的效率和效益,有效降低人力物力支出。

隨着數據量和徵信維度的增加,各個徵信機構只能在某一方面做到專業,例如芝麻信用有着較多的支付數據,但缺乏騰訊徵信的社交數據,在公共部門的數據也略顯不足。

2017年3月,互聯網金融平台點融網和富士康集團旗下金融平台富金通合作推出區塊鏈金融平台「Chained Finance」。Chained Finance首先將核心企業的應付賬款轉化為區塊鏈上的線上資產eAP,eAP可以在各級供應商之間流通(用於支付或用於融資取現)。當核心企業與一級供應商L1形成應付賬款並寫入區塊鏈后,L1可以任意分拆eAP並用於支付自己的供應商L2,以此類推至L3、L4等,最終eAP成為區塊鏈平台上的「商票銀票」。而線上資產eAP通過密碼學加密具有不可篡改、不可被重複支付的特性,這將有助於增進供應鏈上下游之間的互信;區塊鏈的可追溯性也保證了所有交易和流通過程的透明可見。

實際上,比特幣區塊鏈共識機制的重要環節是網絡中的每個節點都會獨立校驗新區塊,其中最重要的就是校驗新區塊中每一筆交易是否合法。如果沒有通過驗證,那麼這個新區塊將被拒絕,該礦工也就白白浪費了所有的電力和努力。

4. 區塊鏈+徵信徵信系統可以提高經濟運行效率

二是數據由所有節點共同存儲,每個參与的節點均可複製獲得一份完整記錄的拷貝。那麼這個分佈式數據庫的基本結構如何?

個人和企業的信用信息應歸個人和企業所有,現行的徵信體系,相關信息都在徵信機構手中,由此帶來數據安全和隱私問題。

股份授權證明/DPOS在這種系統中,每個幣就等於一張選票,持有幣的人可以根據自己持有幣的數量來投出自己信任的受託人,而受託人不一定需要擁有最多的系統資源。股份授權證明機制模仿了公司的董事會制度,能夠讓數字貨幣持有者將維護系統記賬和安全的工作交給有能力有時間的人來專職從事該項工作。受託人也可以通過記賬來獲得新幣的獎勵。相對於權益證明機制,股份授權證明的優勢在於記賬人數量大大縮小,並且輪流記賬,可以提高系統的整體效率,理想環境下,DPOS能夠實現每秒數十萬筆的交易數量。

5G:大型公鏈的每秒交易吞吐量有限、交易確認時間長(比特幣目前僅支持每秒7筆交易,一筆交易一般需要1個小時后確認),除了以太坊、Blockstream主導的側鏈和閃電網絡技術外,未來5G網絡大範圍商業化應用后可以大幅提升數據傳輸速度、減少網絡擁堵,大型公鏈的性能將得以提升並逐漸適用於每秒上萬筆交易的商業應用場景。

獎勵(Block Reward):系統發放給發現正確哈希值並創建新區塊的礦工的獎勵,這部分為內置代幣系統的區塊鏈獨有。目前比特幣區塊鏈獎勵為12.5個比特幣,該數字每四年減半(比特幣總量設定為2100萬個)。

本文是恆大研究院「新經濟」系列研究報告,尋找中國經濟從高速增長到高質量發展的新增長點,以及那些有望引領未來的新技術、新產業。

導致同一個客戶可能在多個徵信機構有着不同的徵信數據,存在着嚴重的「信息孤島」問題,單靠某一個徵信機構的數據無法將某一個客戶的徵信完全展現出來,導致片面的決策和風險。

在本報告的第一部分中,我們用 「1」、「2」、「3」來總結區塊鏈的特點,由此回答以上兩個關鍵問題——

密碼學原理之二:非對稱加密非對稱加密是指加密和解密使用不同密鑰的加密算法,也稱為公私鑰加密。區塊鏈網絡中,每個節點都擁有唯一的一對私鑰和公鑰。公鑰是密鑰對中公開的部分,就像銀行的賬戶可以被公開,私鑰是非公開的部分,就像賬戶密碼。使用這個密鑰對時,如果用其中一個密鑰加密一段數據,則必須用另一個密鑰解密。

Ripple:區塊鏈技術應用於跨境支付領域的新勢力

以工作量證明機製為代表的共識機制需要消耗大量的算力來產生新區塊,英國電力資費對比公司PowerCompare的研究表明,比特幣挖礦年平均耗電量已經超過159個國家的年均用電量。

在比特币区块链中,私钥代表了对比特币的控制权。交易发起方用私钥对交易(包括转账金额和转账地址)签名并将签名后的交易和公钥广播,各节点接收到交易后可以用公钥验证交易是否合法。在这个过程中交易发起方无须暴露自己的私钥,从而实现保密目的。

智能合約可能是區塊鏈上最具革命性的應用。如果智能合約在區塊鏈上實現廣泛運用,經濟分工將在互聯網時代進一步細化,更廣泛的社會協同將得以實現。世界經濟史實質上是一部工業革命推動的縱向發展與全球化推動的橫向擴張的交織歷史。工業革命推動了特定領域的分工專業化和生產規模化,最終使得生產效率大幅提高、生產成本大幅降低。全球化則是各行業產業鏈的研發設計、原料採購、生產加工組裝、品牌包裝、銷售等環節在世界範圍內實現分工協作的最終表現。與前三次工業革命不同,以互聯網為主要標誌的第四次工業革命首次推進了網絡拓撲意義上的全球化。在古典互聯網中,人們利用網絡搜索信息和資料,卻仍須依託物理世界中的公司等組織形式來建立信任、簽訂合約、組織生產和分工協作。而在價值互聯網中,素未謀面的人們通過區塊鏈來完成以上任務首度成為可能。通過智能合約的廣泛運用,區塊鏈將創造多個特定領域的線上細分市場,直接對接全球範圍內各網絡節點間的需求和生產。網絡拓撲意義上的分工協同將與地理意義上的分工協作將形成更緊密和更深層次的互補,區塊鏈也有望從「信任機器」升級成為產業浪潮的重要「引擎」。

一、 區塊鏈如何創造信任:基本結構、關鍵機制與核心性質

狹義來說,區塊鏈是一種將數據區塊以時間順序相連的方式組合成的、並以密碼學方式保證不可篡改和不可偽造的分佈式數據庫(或者叫分佈式賬本技術,Distributed Ledger Technology,DLT)。分佈式包含兩層意思:

應用區塊鏈技術于跨境支付領域相當於創建了一個跨國金融機構間的點對點網絡,匯出行和匯入行的交易需求可以直接得到匹配,大大降低了SWIFT體系中的流動性損失、資金運作和換匯成本。

在存儲方面,由於網絡中的每一個節點都有一份區塊鏈的完整副本,即使部分節點被攻擊或者出錯,也不會影響整個網絡的正常運轉。這使得區塊鏈相比傳統數據庫具有更高的容錯性和更低的服務器崩潰風險,同時由於每個節點都有一份副本也意味着所有的賬目和信息都是公開透明、可以追溯的。所有參与者都可以查看歷史賬本、追溯每一筆交易,也有權公平競爭下一個區塊的記賬權,這是傳統數據庫無法做到的。

此外,業內已經發生若干起黑客攻擊事故,給用戶造成了很大損失。例如,2016年6月,基於以太坊建立的、創造了眾籌世界記錄的區塊鏈項目The DAO遭遇了黑客攻擊,黑客利用其上智能合約的一個漏洞偷走了360萬以太幣(當時市值約5億人民幣),造成市場大面積被拋壓,引發整個區塊鏈產業的最大危機。

国际联盟:从国际联盟来看,以最为著名的R3和Hyperledger(超级账本)为例,参与成员过半来自全球著名大型银行和金融机构。但是两个联盟主攻方向有所不同,R3主攻区块链在金融领域的应用,Hyperledger侧重技术层面的拓展。

文 恆大研究院 任澤平 連一席 謝嘉琪 甘源

2. 區塊鏈三大關鍵機制:密碼學原理、數據存儲結構、共識機制

區塊鏈技術能夠廣泛服務於支付清算、票據、保險等金融領域以及供應鏈管理、工業互聯網、產品溯源、能源、版權等實體經濟領域。幾乎所有行業都涉及交易,都需要誠信可靠的交易環境作為行業健康發展的前提支撐。區塊鏈通過數學原理而非第三方中介來創造信任,可以降低系統的維護成本。對於傳統金融機構而言,對賬、清算、審計等線上環節的運營與人力成本將得以降低;對於非金融行業,區塊鏈能夠減少價值鏈各環節的信息不對稱,從而提升協作效率、降低整體交易成本;對於個體而言,陌生雙方或多方能夠跨越物理距離的限制,在網絡上安全地傳遞價值,從而創造更多供給與需求。

首先,合法的交易需要私鑰簽名,否則無法被其他節點驗證;其次,每一筆交易都是可回溯的,也就杜絕了無中生有的可能。

  从应用行业角度来看,目前行业场景多数与传统金融、银行、互联网金融结合。从国内三个最为著名的联盟:ChinaLedger、CBRA、金链盟来看,也可以很好的说明这一点。以金链盟为例,今年3月,广州仲裁委基于金链盟的“仲裁链”出具了业内首个裁决书,标志着区块链在金融放发贷款的司法应用真正落地。

不可篡改在區塊鏈中偽造、篡改賬目基本是不可能的,不可篡改也意味着數據的高度一致性和安全性,這是區塊鏈與傳統數據庫的另一主要區別。

密碼學原理之一:哈希算法哈希算法是一類加密算法的統稱,是信息領域中非常基礎也非常重要的技術。輸入任意長度的字符串,哈希算法可以產生固定大小的輸出。通俗地說,我們可以將哈希算法的輸出(也就是哈希值)理解為區塊鏈世界中的「家庭地址」。就像物理世界中我們總可以用一個特定且唯一的地址來標識一樣,我們也可以用哈希特定且唯一地標識一個區塊(如果不同區塊的哈希總是不同的,那麼我們稱這類哈希函數具有「碰撞阻力」,這是對哈希函數的基本要求),而且就像我們無法從「家庭地址」倒推出房屋結構、家庭成員等內部信息一樣,我們也無法從哈希值反推出區塊的具體內容(哈希函數的隱秘性)。

分佈式記賬與存儲在記賬方面,區塊鏈不需要依賴一個中心機構來負責記賬,節點之間通過算力或者權益公平地爭奪記賬權,這種競爭機制實際上是區塊鏈與傳統數據庫最大的主要區別之一。通過「全網見證」,所有交易信息會被「如實地記錄」,而且這個賬本將是唯一的。在傳統複式記賬中,每個機構僅保存與自己相關的賬目,但往往花費大量的中後台成本進行對賬與清算,這種低效的方式將被區塊鏈徹底變革。

為什麼區塊鏈中的交易無法被偽造?

政策方面,區塊鏈可以增加執法透明度,探測行業信用情況,加快實體經濟革新,預計未來各國將根據自身情況不同力度地輔以政策支持。

区块链技术的应用有助于进一步厘清征信数据的归属问题。当前的征信体系下,信用数据全部掌握在机构手中。区块链模式下,个人所产生的信用行为记录由机构向区块链进行反馈,并在个人的“账簿”上进行记录,向全网广播,通过共识机制进行记录,信用查询时,则需要经用户许可才能查询个人信息。

國際方面,以IBM為例,早在2014年開始布局研發Open Blockchain框架,也是Hyperledger早期代碼源。目前,IBM在食品安全全流程追溯和供應鏈物流管理都有應用平台落地。

當前徵信體系的數據歸屬錯位。

比特币区块链就是通过足够大的工作量来求解数学难题来就“谁有权记账”达成共识。“矿工”在挖矿过程中会得到两种类型的奖励:创建新区块的新币奖励,以及区块中所包含交易的交易费用(交易双方为了交易被区块链尽早记录会提供给矿工一笔交易费用作为激励)。这种算法的竞争机制以及获胜者有权在区块链上进行交易记录的机制实际上分别解决了分布式记账以及记账权归属的问题。在比特币区块链中,这一过程还起到了货币发行的作用——目前每隔10分钟,就会有挖到新区块的矿工收到12.5个比特币的奖励。

個人和企業的徵信市場主要由政府背景的信用信息服務機構和社會徵信機構主導,截至2017年5月份,我國徵信市場有138家企業徵信機構,9家個人徵信機構,其中由其餘八家持股的「百行徵信」已獲得經營牌照。

中國:我國對區塊鏈技術保持學習發展態度。國家層面,2016年12月,《中國區塊鏈技術和應用發展白皮書》發佈,同時國務院在《「十三五」國家信息化規劃》中提及,加強大數據、人工智能、區塊鏈等新技術基礎研發和前沿布局;2017年5月份,工信部發佈了我國首個區塊鏈標準《區塊鏈參考架構》,包括數據層、網絡層、共識層、應用層和激勵層。地方政府也響應號召,包括北京、貴州、廣州、浙江、香港等十八個地區逐步出台了區塊鏈政策,在人才教育、金融支持、辦公場地等給予大力扶持。以廣州為例,2017年12月,廣州出台第一部關於區塊鏈產業的政府扶植政策《廣州市黃埔區廣州開發區促進區塊鏈產業發展辦法》,整個政策共10條,核心條款包括7個方面,涵蓋成長獎勵、平台獎勵、應用獎勵、技術獎勵、金融支持等,預計每年將增加2億元左右的財政投入。

區塊鏈使貿易更簡單、更快、更透明、更安全

R3是為數不多執行多次實驗操作驗證的聯盟之一,目前已測試超過5種不同的區塊鏈技術,實驗對象即是參与成員,來評估分析每次智能合約對金融產品的發行、交易和贖回等過程產生的影響。主要工作為推出為金融領域打造的區塊鏈分佈式賬本平台—Corda,實現跨境支付等方面的應用;實施監督觀察者節點機制(Observer Node

「3」個關鍵機制:密碼學原理、數據存儲結構、共識機制。

從融資事件的數量來看,VC投資者趨向理性,更重質量投資。早期的投資偏向于數字貨幣,但是經歷了一系列技術危機——例如以太坊上的「The DAO」組織加密貨幣被盜事件,投資者開始將投資目光逐漸從數字貨幣轉移到嵌入實際應用場景的區塊鏈項目。

1. 區塊鏈+跨境支付區塊鏈的分佈式架構和信任機制可以簡化金融機構電匯的流程,縮短3-5天的結算周期,同時降低SWIFT協議的高昂手續費。

國內方面,以BAT為代表企業:阿里巴巴涉及商品溯源、公益、金融等場景;騰訊涉及遊戲、供應鏈金融、電子存證、BaaS等;百度涉及支付、資產證券化、BaaS、信貸等。儘管行業側重略有不同,但是BAT都對金融領域有區塊鏈布局,加快區塊鏈金融行業應用場景落地可能性。

「2」個核心優勢:分佈式、不可篡改;

LinkEye:區塊鏈+徵信的初步嘗試

習近平總書記指出,區塊鏈技術應用已延伸到數字金融、物聯網、智能製造、供應鏈管理、數字資產交易等多個領域。目前,全球主要國家都在加快布局區塊鏈技術發展。我國在區塊鏈領域擁有良好基礎,要加快推動區塊鏈技術和產業創新發展,積極推進區塊鏈和經濟社會融合發展。

以馬士基一項運輸案例為例,2014年,馬士基從非洲肯亞運輸牛油果和玫瑰至歐洲荷蘭,耗時1個月的跨國運輸涉及超過30個主體200多次溝通交互。每個主體每次交互都有各自文件流程,整體流程結束簽署文件厚度高達25厘米。

  从全球区块链相关公司融资轮次分布情况来看,超95%以上融资事件处于种子轮、天使轮及A轮阶段,B轮及以后只占3%,这说明目前产业依旧处于早期阶段。而2014年后VC融资轮投数量逐步减少,平均轮投规模逐渐增加,说明产业已经逐渐进入早期阶段的尾声。

企業:以科技公司與金融機構為主

對比個人與開源社區,聯盟的迅速發展引人注目,目前大多聯盟以開發聯盟鏈為主要形式。聯盟鏈可以結合公有鏈和私有鏈的優點,根據權限的不同來區分系統內所有節點,由多個中心控制。展開來說,聯盟鏈上,作者不需要展示節點的全部信息,只需要根據合約和權限展示部分可以公開的信息,在低成本、一定私密性、快速交易、良好擴展性的情況下實現部分去中心化和資源共享。

範圍廣:區塊鏈技術能夠廣泛服務於金融和實體經濟領域。幾乎所有行業都涉及交易,都需要誠信可靠的交易環境作為行業健康發展的前提支撐。區塊鏈通過數學原理而非第三方中介來創造信任,可以降低系統的維護成本。

通过SWIFT支付成本高昂。支付成本包含银行手续费、SWIFT通道费、交易延迟损失和准备金等。由于流程涉及众多,中间参与方的手续费等居高不下,从收款方到付款方的单次交易需要25-35美金的交易费用,其中因交易时间过长造成的流动性损失占比达34%,资金运作成本占比达24%。

3. 政策與態度總體而言,各國對區塊鏈技術高度重視,一方面保持鼓勵支持、積極探索的態度;另一方面加快制定規範準則,作為有效監管依據。

當前徵信體系「信息孤島」問題嚴重,信息歸屬錯位

工作量證明/POW工作量證明機制的基本步驟如下:

LinkEye是一套基於區塊鏈技術的徵信共享聯盟鏈解決方案,通過區塊鏈技術和信貸經濟模型的整合,來構建聯盟成員(金融公司)之間的徵信數據共享和服務平台。聯盟成員在借貸行為發生前,與借款人達成協議,發生失信行為將在平台公示,區塊鏈的簽名機制保證了數據的不可篡改,從而完成失信人名單共享,同時開放對外查詢接口,向社會共享數據。自2017年8月份上線以來,已有包括快惠金服,錢袋寶等在內的13家機構參与其中。

2)安全性隱患:對於大型公鏈來說,越來越多的礦工為了平滑收益曲線選擇加入礦池,從而導致算力的進一步集中。目前比特幣的前四大礦池算力之和佔比已經超過50%,使得網絡受到「51%攻擊」的威脅日益加大。對於聯盟鏈和私有鏈而言,弱中心化架構的安全性尚未得到時間的驗證。

積極布局的企業來自世界各大銀行、資管公司、諮詢公司、IT公司、投資公司等,包括富國銀行、花旗銀行、埃森哲、IBM、野村證券等。這些企業希望通過區塊鏈技術解決相關應用場景面臨的痛點。

區塊鏈去中心化、可追溯、信息對稱、安全可視等特點天然的適用於全球貿易的物流環節,以IBM區塊鏈開放物流平台為例。

權益證明在工作量證明/POW機制中,所有參与POW競賽的節點都將付出不小的經濟成本(硬件、電力、維護等),而且每次只有一個節點「勝出」,也意味着其他節點的大量資源將被浪費。為了解決資源浪費問題,權益證明機制/POS在2013年被提出並最早在Peercoin系統中被實現。

「2」大核心性質:分佈式、不可篡改;

技術發展離不開資本支持,資本投資也可以很好地反映產業發展狀況。目前從全球區塊鏈融資項目方式來看,主要有兩種方式:ICO(Initial Coin Offerings)和風險投資(VC)。ICO與傳統的股票IPO概念類似,都是首次公開發行出售股份來獲得融資,只是把股票標的物改成加密數字貨幣。

1. 「1」句話概括區塊鏈:可信的分佈式數據庫

摘要:中共中央政治局10月24日下午就區塊鏈技術發展現狀和趨勢進行第十八次集體學習。中共中央總書記習近平在主持學習時強調,區塊鏈技術的集成應用在新的技術革新和產業變革中起着重要作用。我們要把區塊鏈作為核心技術自主創新的重要突破口,明確主攻方向,加大投入力度,着力攻克一批關鍵核心技術,加快推動區塊鏈技術和產業創新發展。

其次,現階段商業匯票、銀行匯票作為供應鏈金融的主要融資工具,使用場景受限且轉讓難度較大。在實際操作中,銀行對於簽署類似應收賬款債權「轉讓通知」的法律效應往往非常謹慎,甚至要求核心企業的法人代表去銀行當面簽署,造成操作難度極大。

一是數據由系統的所有節點共同記錄,所有節點既不需要屬於同一組織,也不需要彼此相互信任;

數據存儲結構:默克爾樹默克爾樹(Merkle Tree)實際上是一種數據結構。這種樹狀數據結構在快速歸納和檢驗大規模數據完整性方面效率很高。在比特幣網絡中,默克爾樹被用來歸納一個區塊中的所有交易,其樹根就是整個交易集合的哈希值,最底層的葉子節點是數據塊的哈希值,非葉節點是其對應子節點串聯字符串的哈希。我們只需要記住根節點哈希,只要樹中的任何一個節點被篡改,根節點哈希就不會匹配,從而可以達到校驗目的。

人工智能:工作量證明機制被詬病浪費了大量電力與硬件資源,目前比特大陸等礦機生產商已經和比原鏈合作開發應用於人工智能算法的共識機制與芯片,將哈希計算轉化為應用於深度學習的矩陣計算,創造更大的經濟與社會價值。

在我們看來,分佈式與不可篡改正是區塊鏈被稱為「信任機器」的原因所在——不可篡改意味着區塊鏈總是「誠實」的,分佈式意味着區塊鏈總是「透明」的。而不論人與人之間的交往,抑或商業機構之間的交易,誠實和透明都是雙方或多方互信的基石。區塊鏈的「誠實」與「透明」,也讓它被人們寄予厚望成為互聯網的「信任機器」。

四、區塊鏈前景展望1. 技術、商業與監管挑戰儘管區塊鏈技術能夠廣泛應用於多樣化的場景,然而目前對於大型公鏈來說由於技術性能、安全性隱患、政策監管等問題仍然無法大範圍落地。這些局限在不同區塊鏈技術體系中也或多或少存在,只是程度差別。

隨機數(Nonce):用於工作量證明算法的計數器。

  《经济学人》曾在2015年10月刊的封面文章《信任的机器》中这样介绍区块链——“比特币背后的技术有可能改变经济运行的方式”。

3. 區塊鏈+供應鏈金融供應鏈金融:十萬億市場供應鏈金融一般是指利用供應鏈上核心企業的信用支持為上下游中小企業提供相關的金融信貸服務。與傳統對公信貸側重大中型企業不同,供應鏈金融能夠在掌握整條供應鏈上的商流、信息流、物流和資金流的全局圖景後為中小企業提供更快捷方便的資金融通支持。根據前瞻產業研究院的測算,到2020年我國供應鏈金融的市場規模將達15萬億左右。

「1」句話概括區塊鏈:可信的分佈式數據庫;

共識機制的選擇對區塊鏈性能(資源佔用、處理速度等)有着較大的影響,同時也會決定區塊鏈「去中心化」的程度。一般來說,區塊鏈去中心化程度越高,其性能越弱。去中心化程度和效率在多數情況下難以兼顧。

  从行业角度来看,2018年VC所投行业排名前三的是金融服务、基础设施建设和通讯,占比分别为37%、18%和13%。

對進口商、出口商、製造商來說,端到端的信息透明可以實時監管物流全流程,增加各個環節溝通效率;對港口和集裝箱集中地管理來說,提高空箱利用率和資源錯配率;對海關等檢查機關來說,信息正確提高批審效率;對運輸管理商來說,優化貨物運輸路線和日程安排。

根据制造业巨头富士康的测算,其一级供应商的融资成本可能是5%,二级供应商的融资成本为10%,三级供应商成本则达25%甚至更高,而且链条越往两端,融资金额也会越小。

父哈希指向上一個區塊的地址(頭哈希),如此遞推可以幫我們一直回溯到區塊鏈的第一個頭部區塊,也就是創世區塊(genesis block)。

區塊鏈+徵信:促進共享,數據確權

技術方面,目前聯盟鏈的共識算法、技術性能相較於大型公鏈可以更好地滿足企業對實際商業場景的落地需求,預計未來三年將大規模發展。

Ripple成立於2012年,採用聯合共識機制並由金融機構扮演做市商,從而提供去中心化的跨境外匯轉賬。銀行間的交易支付信息上傳到節點服務器后經過投票確認即可完成交易,從而節約了銀行通過SWIFT進行的對賬和交易信息確認時間,將原本1-3天左右的交易確認時間縮短到幾秒鐘,整體的跨境電匯時間縮短到1-2天。Ripple目前已經有90家金融機構成員,包括加拿大皇家銀行、渣打銀行、西太平洋(601099,股吧)銀行等,還有75家在協商中。

每個特定區塊的塊頭都具有唯一的識別符,即頭哈希值。任何節點都可以簡單地對區塊頭進行哈希計算獨立地獲取該區塊的哈希值。區塊高度是區塊的另一個標識符,作用與區塊頭哈希類似。創世區塊高度為0,然後依次類推。

傳統供應鏈金融模式下,信息不夠透明導致中小企業融資難,成本高。

2. 技術聯盟和企業隨着應用場景的需求更複雜,區塊鏈技術也變得越來越複雜。以個人、聯盟和企業為主體而開展的公有鏈、私有鏈和聯盟鏈形式,向各大應用場景輻射。其中聯盟指多機構跨區域跨行業共同協作,企業包括投資企業、科技企業、監管企業等。

儘管工作量證明機制解決了記賬權歸屬問題,那麼獲得記賬權的礦工有沒有可能「作弊」,在構造的新區塊中添加一些並不存在的交易呢?

SWIFT主要為金融機構的結算提供金融交易的電文交換業務,提供規則統一的金融行業安全報文服務和接口服務。由於跨境金融機構間系統不相通,直接結算成本高昂,同時業務佔比低以及對手方存在不確定性,很難構建直接合作關係。代理行的存在、協議的溝通以及交易信息的反覆確認使得結算周期平均需要3-5天,其中通過SWIFT進行交易確認往往需要1-2天。

日本:日本是全球態度最為積極的國家之一,在多行業推行區塊鏈場景結合。2017年4月1日,日本實施了《支付服務法案》,正式承認比特幣是一種合法的支付方式,對數字資產交易所提出了明確的監管要求。2017年6月,日本政府準備開啟所有地區房地產區塊鏈項目,將城鎮、農田和森林地區所有房地產登記到一個單一區塊鏈賬本,除此之外還包括附帶的詳細信息和房地產出售價格。日本金融服務管理局(FSA )正在開發一種由區塊鏈推動的平台,將使日本客戶能夠在多家銀行和金融機構之間即時共享個人信息。

「1」句話概括區塊鏈:可信的分佈式數據庫;

1)交易性能偏低、資源消耗過大:像比特幣之類基於工作證明機制的區塊鏈技術目前平均每10分鐘才能有一個新區塊、1個小時后才能確認交易,很難滿足高頻小額金融交易每秒萬筆以上的交易要求。

4)標準尚未統一、監管政策不夠完備:目前國內外在區塊鏈領域還沒有通用、統一的標準,將產生後續的各種應用兼容性和互聯互通問題,不利於整體效益的提高。國內外的重要聯盟如Hyperledger、R3、ChinaLedger、BCOS等等都致力於開發統一的標準,我國工信部在2016年10月制定了國家區塊鏈技術標準技術路線圖,國際標準化組織也正在努力協調製定有關標準。這項工作的推進還有待時日。

未來,區塊鏈除了自身運用側鏈、閃電網絡、跨鏈等技術外,更需要與5G、人工智能、大數據、物聯網等新興信息技術深度融合,從而提升技術性能和鏈下數據質量並減少資源浪費。

2)節點消耗自身算力嘗試不同的隨機數(nonce),進行指定的哈希計算,並不斷重複該過程直到找到合理的隨機數,這一過程也被稱為「挖礦」;

中國聯盟:據中國區塊鏈應用研究中心發佈的《中國區塊鏈行業發展報告2018》顯示,2015年至2017年,國際間成立的區塊鏈相關聯盟、論壇近200個,中國方面有ChinaLedger(中國分佈式總賬基礎協議聯盟)、金鏈盟、CBRA(中國區塊鏈研究聯盟)等近20個聯盟。

難度(Difficulty):該區塊工作量證明算法的難度目標。

權益證明類似現實生活中的股東機制,其出發點是:如果共識機制主要是用來證明誰在挖礦這件事情上投入最多,為何不簡單直接地把挖礦「算力」按比例分配給當前所有的持幣者?在工作量證明中,有更多算力的礦工會得到更多的投票權;在權益證明中,持有更多幣(以及相應的時間)的礦工將獲得更多的投票權。

1)節點監聽全網數據記錄,通過基本合法性驗證的數據記錄將進行暫存;

當前主流的共識機制包括:工作量證明/POW(Proof of Work)、權益證明/POS(Proof of Stake)、工作量證明與權益證明混合(POS+POW)、股份授權證明/DPOS(Delegated Proof-of-Stake)、實用拜占庭容錯(PBFT)、瑞波共識協議等。其中比特幣使用的是工作量證明機制。

主體之間信息離散程度高且各自存在各個自有環節中,大量的紙質作業使供應鏈缺乏透明度、協同效率低下。交易環節中大量協作與低透明度造成各主體難以及時了解貨物運輸實時狀態,容易出現資源利用率降低、運輸時間延長、貨物潛在損壞度提高、成本提高的風險。

近年來,區塊鏈成為科技界和創業圈的一大熱詞。

3. 區塊鏈兩大核心性質:分佈式、不可篡改

塊身包含經過驗證的、塊在創建過程中發生的所有價值交換的數據記錄,通過一種特殊的數據結構存儲起來,通常組織為樹形式——比如默克爾樹(Merkle Tree)。所有數據記錄在這棵樹的「葉子」節點里,一級一級往上追溯,最後歸結到一個樹根,反之通過樹根就追溯到每一筆交易詳情。

2. 前景展望:技術融合、智能合約將是未來趨勢

SWIFT形式耗時長,手續費高

聯盟:目前以科普教育、制定行業標準為主

區塊鏈+供應鏈金融:更加高效、更低成本

三、區塊鏈產業發展迅速,政策支持並且逐步規範

第46屆世界經濟論壇達沃斯年會將區塊鏈與人工智能、自動駕駛等一併列入「第四次工業革命」,顯示出區塊鏈技術的重大意義和極為廣闊的發展空間。IBM公司CEO羅睿蘭女士有一句著名的論斷:「區塊鏈對於可信交易的意義正如互聯網對於通訊的意義」(What the internet did for communications, I think blockchain will do for trusted transactions)。那麼區塊鏈是什麼?為何它被稱為「信任的機器」?

3)合適場景仍有限:與傳統商業基礎設施相比,區塊鏈技術的優點在於憑藉去中心化獲得的高效穩健、數據記錄的高度可靠、引入智能合約后的靈活和自動化。但是,許多傳統商業基礎設施在效率、穩定性、可靠性、自動化等方面目前顯示出難以克服的缺陷與故障。例如國家的支付和清結算系統、證券交易所、商業銀行等關鍵金融基礎設施的運轉穩定、良好、安全,也具有異地災備方案來保障系統的穩健性,那麼相比于要付出的改造成本,進化為區塊鏈技術系統所能提升的效益究竟有多大,即「成本-效益」分析是區塊鏈在場景落地時必須要考慮的重要因素,區塊鏈必須要找到真正具有顯著成本收益的場景。

Chained Finance目前为私有链模式,为富士康的核心企业提供相关融资服务,已经覆盖供应商150家、金额已达5亿人民币,并且最深层服务至第五级供应商,未来还会进一步拓展到汽车业和服装业。对于供应链上的中小企业而言,传统模式下融资成本高达25%以上,而在Chained Finance平台下可以核心企业资信的应收账款融资,融资成本可以降低至10%以下。

從整體規模來看,區塊鏈項目的VC融資規模增速逐漸變緩。截至2018年3月,VC累計融資約24.63億美金,同比增速降低28.5%。經歷過2013年與2014年的爆發,VC項目開始減緩。

探索、準備和接受期都處於周期的早期階段,需要大量的資本和人才支持。經過探索、準備前期鋪墊,目前主要為擴大受眾群體和場景,協力制定基礎框架和標準。隨着關注度持續增加,多次實驗試錯修正後,適合的應用場景加快落地。

總體來說,隨着資本和人才的快速湧入,我們認為適合區塊鏈應用的場景將加快落地,行業將在3-5年內更快更規範地發展。

二、區塊鏈如何為實體經濟與金融市場「賦能」:範圍廣、跨主體、提效率、降成本

徵信是依法收集、加工自然人及其他組織的信用信息,並對外提供信用報告、信用評估、信用信息諮詢等服務。徵信系統的建設對信用風險的防範和信用交易的擴大有着重要作用,從而提高整個經濟的運行效率。早在2014年,清華課題組發佈的報告中就曾測算,2012年徵信系統改善了4986億元的消費貸款質量,為銀行帶來801.6億元的收益,拉動了約0.33%的GDP增長。

韓國:韓國對區塊鏈目前持鼓勵的態度,多方位嘗試探索。2016年2月,韓國央行在報告中提出鼓勵探索區塊鏈技術。2016年2月,韓國央行在報告中提出鼓勵探索區塊鏈技術。同月,政府支持韓國唯一的證券交易所Korea Exchange(KRX)開發基於區塊鏈技術的交易平台。

下文將以跨境支付、國際航運物流等四個區塊鏈實際應用場景為例,來討論區塊鏈究竟如何為實體經濟與金融市場「賦能」。

美國:美國除了擁有最多區塊鏈項目,總的來說,美國關於區塊鏈的監管主要體現在貨幣監管、投資活動等方面。貨幣監管方面:美國監管機構將比特幣界定為「可轉化虛擬貨幣」,受《銀行安全法》監管;同時,對於比特幣可能涉及的洗錢問題則由美國金融犯罪執法網絡(the Financial Crimes Enforcement Network)執法監督。在投資活動方面:比特幣中的「挖礦」合同則屬於投資合同,屬於美國證券交易委員會(Securities and Exchange Commission)的監管範疇。另外,美國各個州對於貨幣服務的法律解釋差異較大,因此各州具有不同的監管態度。

与流行的观点认为区块链将冲击现有的商业逻辑和环境不同,我们认为,区块链技术目前更适合落地于价值链长、沟通环节复杂、节点间存在博弈行为的场景,将提升跨主体协作的效率、降低相应成本,是对传统信息技术的升级、对现有商业环境的优化而非颠覆。传统信息技术(例如OA、ERP系统)在目前企业内部的沟通协作中已经显示出足够便利与高效,区块链在这些已经建立或者可以通过线下建立信任的场景中并没有太大的应用必要。但是在跨企业、跨主体的场景中由于互信机制的缺失,目前仍然大量依赖人力物力进行沟通协作。例如当前不同机构间进行对账,往往需要从各自的信息系统中导出数据后电邮发送甚至打印后盖章邮寄,对方收到后再进行比对验证。在这种跨主体协作的场景下,区块链技术能够通过保持各主体间账本的安全、透明与一致,从而切实降低各参与方的信息不对称。

其原因在於區塊鏈可以提高金融機構間數據傳遞效率和價值,從而獲得執行時間、成本上優勢,因此在金融行業應用的潛力巨大。正因如此,更多投資機構願意投入未來商業模式相對更明晰的金融領域等行業。

流程的简化大幅降低跨境支付的成本。目前Ripple体系可以降低涉及到代理行和SWIFT所产生的流动性损失、支付费用、换汇费用以及资金运作费用。根据Ripple估算,银行间每笔交易的成本将从5.56美元下降到2.21美元,降低60%,以2016年通过SWIFT完成的30多亿次支付类报文数量计算,2016年可以节约大约100亿美元的费用。

技術方面,目前聯盟鏈的共識算法、技術性能相較於大型公鏈可以更好地滿足企業對實際商業場景的落地需求,預計未來三年將大規模發展。

共識機制共識機制是區塊鏈網絡最核心的秘密。簡單來說,共識機制是區塊鏈節點就區塊信息達成全網一致共識的機制,可以保證最新區塊被準確添加至區塊鏈、節點存儲的區塊鏈信息一致不分叉甚至可以抵禦惡意攻擊。實踐中要達到這樣的效果需要滿足兩方面條件:一是選擇一個獨特的節點來產生一個區塊,二是使分佈式數據記錄不可逆。

「分佈式」與「不可篡改」的性質保證了區塊鏈的「誠實」與「透明」,這是區塊鏈能夠創造信任的基礎。

2. 區塊鏈+全球貿易物流面臨痛點:涉及主體多、消耗時間長、信息不流暢、交易成本高

提效率、降成本:我們以四個具有代表性的應用場景為例進行分析(跨境支付、全球貿易物流、供應鏈金融、徵信),發現區塊鏈能夠融合實物流、數據流、信息流、資金流,簡化驗證、對賬、審批、清算等交易流程,從而提升效率、降低成本。在部分場景中,區塊鏈也能幫助實現數據確權、促進信息共享。

「3」個關鍵機制:密碼學原理、數據存儲結構、共識機制。

區塊鏈的發展離不開人才支撐,區塊鏈聯盟主要是給行業機構和不同背景的人員提供了專業領域交流分享的平台,推進區塊鏈技術長期發展。除了教育科普之外,聯盟更多是為了制定規範行業標準。對於目前監管法規還不規範和全面的區塊鏈行業來說,這更急需和重要。綜合已成立的聯盟,可以發現,當聯盟的觸角越多,涉及的合作者越多,對其底層技術的通用性要求就會越高。超過50%的區塊鏈聯盟都涉及底層規則搭建。

比特幣是去中心化虛擬貨幣的典型代表,是區塊鏈技術的重要應用場景之一,具備去中心化、總量有限、交易安全、信息公開的超前時代的特點。比特幣替代信用貨幣的最大障礙正是去中心化的特性,它挑戰了當前以國家信用為基礎的全球貨幣發行機制和理念,我國政府對比特幣交易活動的監管逐步趨嚴。投機需求是主導比特幣價格瘋漲的內在原因,包括變相換匯、ICO融資等交易活動。在認識到虛擬貨幣本身風險的同時,我們不能否定區塊鏈技術的創新性和發展潛力。(參考我們此前報告《比特幣:貨幣革命還是投機泡沫?》)

4)節點對外部廣播出新產生的區塊,其他節點驗證通過後,連接至區塊鏈中,主鏈高度加一,然後所有節點切換至新區塊後繼續進行下一輪挖礦。

《比特幣:貨幣革命還是投機泡沫?》

首先,當前模式下,銀行主要依賴供應鏈核心企業的控貨和銷售能力,而由於其他環節的信息不夠透明,銀行出於風控考慮往往僅願意對上游供應商(一級供應商)提供應收賬款保理業務,或對其下游經銷商(一級經銷商)提供預付款或存貨融資。這導致了二三級等供應商和經銷商的巨大融資需求無法得到滿足,不僅使得供應鏈金融的整體市場受限,更可能使得供應鏈上的中小企業因為融資受限影響生產進度和產品質量,從而傷害整個供應鏈。

行業方面,預計未來3-5年將以金融行業為主,逐漸向其他實體行業輻射,更多切合實際的場景加速落地,行業從「1到N」發展出包括娛樂、商品溯源、徵信等。

《中國獨角獸報告》《獨角獸歸來:機遇和風險》《中國發展先進製造業的國際借鑒:德國製造》

今日关键词:乔碧萝首次露脸