公有链技术及其应用价值

韦安垒

公有链通过密码学保证交易不可篡改，利用密码学验证以及共识机制，在互为陌生的网络环境中建立共识，从而形成去中心化的信用机制。与联盟链和私有链相比，公有链的应用价值更大，并且在技术创新方向、技术应用形式、技术创新模式等方面有其独有特点。然而，在技术层面，公有链技术仍面临安全隐患，应从多方面入手，促进公有链技术更好的服务于实体经济。

特征独有 有望支撑新型商业形态

公有链是应用范围最为广泛的一类区块链，是分布式存储、共识机制、点对点通讯、加密算法等计算机技术在互联网时代的创新应用模式，公有链数据由所有节点共同维护，每个参与维护节点都能复制获得一份完整记录的拷贝，可以实现在没有中央权威机构的弱信任环境下，分布式地建立一套信任机制，保障系统内数据公开透明、可溯源和难以被非法篡改。相对于联盟链和私有链而言，公有链通常是指是无官方组织及管理机构，无中心服务器，全世界任何人、任何节点按照系统规则自由接入网络，参与交易和共识过程并开展工作，且交易等活动信息可以得到有效确认的区块链。公有链通过密码学保证交易不可篡改，利用密码学验证以及共识机制，在互为陌生的网络环境中建立共识，从而形成去中心化的信用机制。从应用价值来看，联盟链和私有链只用于某一组织或企业内部，应用范围有限且通常无法对当前的组织形式带来变革，而公有链则不同，其应用范围是全球性的，并有望支撑新型的商业形态。因此，与联盟链和私有链相比，公有链的应用价值更大，并且在技术创新方向、技术应用形式、技术创新模式等方面有其独有特点。

去中心化。从治理上来说，公有链没有中心化的组织或者机构，任意节点之间的权利和义务是均等的，公有链通过共识机制防止少数人控制整个公有链系统，因此公有链是治理去中心化。公有链是基于点对点的对等网络，从架构上来说，公有链是架构去中心化，且任一节点的损坏或者失去都会不影响整个系统的运作，系统具有极好的健壮性。

信任机制公开透明。公有链技术的信任机制是基于现代密码学、共识机制、公开透明等原理，公有链系统中的节点可以在不了解对方基本信息的条件下进行可信任的信息交换，满足了信息安全需求。这样的技术体系让用户在没有统一中心节点背书的情况下达成共识和产生信任，几乎完全消除了系统内价值交换过程中的摩擦成本，降低了系统运营成本并提高了效率。

数据记录不可篡改。由于公有链技术将系统创建以来的所有交易行为都明文记录在区块中，数据记录不能被篡改或删除，因此交易双方的信息交换活动都可以被查询和追踪。这种完全透明的数据管理体系为现有的审计查账、操作日志记录、物流追踪等提供了值得信赖的追踪捷径。

系统和数据的高可靠性。从技术角度来看，公有链本质是分布式数据库系统。通过分布式数据存储的形式，让公有链网络中的每个参与节点都能获得一份完整数据库的拷贝。公有链数据由所有节点共同维护，每个参与维护节点都能复制获得一份完整记录的拷贝。除非同时控制整个系统中超过51%的节点，否则单个节点上对数据库的修改是无效的，也无法影响其他节点上的数据内容。因此参与系统中的节点越多、计算能力越强，系统中的数据安全性越高。

业务模式的高拓展性和包容性。基于公有链技术建立起来的数据库未来有望形成若干个全球范围内的巨型数据库，人类所有的价值交换活动（包括登记、开户、支付、交易、清算等）都可以在这些数据库内完成，业务模式具有极高的拓展性和包容性。

变革数据管理方式 应用价值广泛

从技术的角度，公有链是一种整合分布式存储、共识机制、点对点通讯、加密算法等互联网应用技术的体系，可以实现数据记录、数据传播及数据存储管理方式的变革，推动了信息互联网向价值互联网的转变，公有链技术本身有望成为与超文本传输协议HTTP同等重要的价值传输协议。从市场应用的角度，公有链的去中心化、透明、不可篡改的特征从技术上解决了信任问题，在一定程度上实现了去中介化，从而有助于降低中介机构的成本。此外，公有链能够减少商业摩擦，降低信任成本，有助于经济活动开展。总的来看，可以从以下方面阐述公有链的重要应用价值。

有望实现去中介化降低中介成本。公有链是一种去中心化的分布式账本。首先，去中心化实现了点对点的交易，分布式账本保证了交易能够快速反映在每个交易参与者的账本中，实现了交易与清算的同步。因此，公有链消除了中介存在的必要性，降低了交易成本。以金融行业为例，公有链技术将对金融行业基础设施产生极大冲击。银行支付清算系统、证券清算登记系统、跨国的汇兑结算系统等中心化的系统交易费高昂且效率低下，公有链去中介化和交易清算同步能够极大提高支付清算效率。其次，公有链保证了数据记录全网公开透明和不可篡改，从技术上解决了信任问题，成为人与人之间在不需要互信的前提下进行大规模协作的有效信任工具，在一定程度上替代了信任中介，从而有助于减少信任中介的成本消耗，帮助社会削减中介成本。当前，我国银行业正在积极探索基于公有链的跨境支付系统，招商银行通过区块链技术改造的跨境直联清算已经落地，微众银行等其他金融机构正在积极推动区块链应用到跨境业务领域。2017年3月，招商银行通过首创的区块链直联跨境支付应用技术，为前海蛇口自贸片区注册企业“南海控股有限公司”通过永隆银行向其在香港同名账户实现跨境支付。

不可篡改的时间戳可解决数据追踪与信息防伪问题。公有链技术为我们的信息防伪与数据追踪提供了革新手段。在当今社会中，从假冒红酒、劣质奶源、高仿奢侈品，到会计套票、虚假财务数据乃至地下钱庄交易等，大量偽造的信息与数据充斥着整个市场。由于信息与数据在传递过程中发生了多次转手与交换，很多时候这些信息的真伪都无从考证。公有链中的数据区块顺序相连，构成了一个不可篡改的数据链条，时间戳为所有的数据信息贴上一套不可伪造的真实标签，可以实现数据交易记录全网透明、不可篡改和可追溯，有助于解决数据追踪与信息防伪问题，这对于现实生活中打击假冒伪劣产品和伪造虚假信息有着极其重要的意义。

此外，公有链技术中记录可追溯和不可篡改的特征为构建诚信社会提供了除法律法规外的一种技术工具。当前，我国高度重视社会诚信建设，2016年5月，国务院发布《国务院关于建立完善守信联合激励和失信联合惩戒制度加快推进社会诚信建设的指导意见》，强调健全社会信用体系，加快构建以信用为核心的新型市场监管体制。随着区块链技术的日趋成熟，公有链技术有助于重塑社会信任体系，降低社会经济活动信任成本，使社会管理更加高效和低成本。目前，国内少数地方政府已经开展相关试点，如广东省佛山市禅城区推出“智信城市”计划，属于全国首个探索区块链政务应用的县区；贵州省贵阳市也进行了一些社会治理应用试点。

有效解决关键数据保护和授权访问问题。以用户隐私数据保护为例，当前用户隐私数据保护面临着重大安全问题。2018年3月，Facebook公司5000万用户数据遭到泄露，引发全球对个人隐私数据保护的重大关注。用户隐私数据保护和授权访问体现在对用户数据的获取、使用和审计等方面。公有链底层技术哈希算法、加密技术以及电子签名应用能够将用户隐私数据进行映射后加密存储于区块链，任何个人和组织访问用户隐私数据的时候都需要获得该用户授权，只有经过该用户授权后，其他个人和机构才能有权利对数据进行访问和使用，且任何访问和授权都会有可审计的记录，因此，公有链可较好解决目前信息化应用突出的信息保护和授权访问问题。

灵活的可编程特性有助于规范现有市场秩序。当今社会的市场秩序仍不够规范，在进行转移资产时，无法保证所转移资产可在未来的使用过程中不偏离最初资产所规定的用途和方向。例如，政府对农业进行的补贴、慈善机构的善款被挪作他用。公有链技术的可编程特性，可以在资产或价值转移的过程中将一段代码写入智能合约，以此来规定资产未来的用途和范围，从而有效解决扶贫资金被挪用滥用、贪污侵占等问题。公有链可编程特性还可以帮助互联网以智能合约的方式与真实世界里的资产进行交互，更好的规范市场秩序。

有助于实现商业组织形态的重构和社会协作方式变革。公有链的去中心化、数据不可篡改、可追溯等特征使得公有链成为信任机器，建立了商业活动中个体与个体之间的信任，从而有助于商业活动去中介化，实现商业组织形态重构。此外，根据科斯对于企业存在原因是为降低交易成本费用的论述，基于公有链共识算法和智能合约编程构建的信任关系的交易活动有望将市场交易费用降低至趋近于零，这意味着企业这种制度安排可以不再需要，即企业将会消失。从而使得公有链作为信任机器可以实现个体与个体之间的大规模协作、自主组织、自主治理，最终形成全新的社会协作方式和商业模式，甚至是生产关系变革。

技术安全隐患 亟待解决

在技术层面，公有链仍面临一些问题：

一是性能无法满足高频交易。在区块链技术中，每个人都有一份完整账本，并且有时需要追溯每一笔记录，因此随着时间推进，交易数据超大的时候，就会触及区块链性能瓶颈，产生交易拥堵。此外，由于区块链技术在交易时有一个确认机制，实际交易行为确认有一定时间延迟，如果将目前的区块链产品用于银行大规模交易系统，交易延迟将会累积爆发，造成银行系统瘫痪。

二是技术尚不成熟，安全隐患较大。区块链技术产生时间尚短，仍面临较多的安全隐患。在算法安全方面，目前区块链的算法只是相对安全，随着数学、密码学和计算技术的发展会变得越来越脆弱。随着量子计算机等新技术的发展，未来非对称加密算法具有被破解的可能性，这也是区块链技术面临的潜在安全威胁。在智能合约方面，智能合约是部署在区块链上且可按照规则自动触发执行的数字化协议，本质上是一段程序，存在出错的可能性，甚至会引发严重安全问题。

三是密钥管理存在隐患。公有链技术一大特点就是不可逆、不可伪造，但前提是私钥是安全的。私钥是用户生成并保管的，没有第三方参与。私钥一旦丢失，便无法对账户的资产做任何操作。在实际业务中，尤其是面对普通消费者的业务中，需要将私钥和消费者的社会身份进行绑定，并且由公有链系统运营方来代替消费者保管私钥。这种情况下，密钥管理的安全问题对整个商业模式而言，已经成为一个非常重要的问题。而这个安全问题并不能通过公有链技术自身来解决，而是需要在公有链系统外部解决的。

鉴于此，笔者特提出公有链技术发展相关建议，具体如下：

一是集聚产学研用等多方资源，支持高校和科研院所建設区块链创新实验室和研究中心，密切跟踪国际公有链技术的发展前沿动向，建设基础性的公有链技术研发平台，加快推进非对称密码技术、共识算法、分布式计算与存储等核心技术的创新演进，降低公有链技术应用落地难度，促进技术的产业化。

二是加大资金投入力度，支持区块链、软件和信息技术服务、互联网企业和研究机构的联合创新，共同建立公有链技术验证环境，推动公有链技术安全验证工作。

三是鼓励第三方研究机构和第三方评价机构的建设，一方面，加大对公有链技术发展和应用的跟踪，定期发布行业发展动态，研判发展趋势，明确公有链核心技术的发展方向，研究制定公有链技术发展路线图，定期发布公有链技术创新发展与应用报告；另一方面形成专业化的第三方评价体系，及时对当前公有链技术及应用进行专业、客观、公平的评价，促进区块链行业健康有序发展。

四是支持开源公有链项目发展，引导企业加大对全球公有链共性基础技术资源的整合和利用，支持我国企业或组织主导全球公有链项目创新发展。

结语

公有链技术有着广泛的应用前景和巨大的发展价值，但现阶段仍面临一些问题，需要全社会共同努力，建议加强公共基础设施建设，培养核心技术创新能力，以提高公有链技术持续创新能力为目标，加强区块链创新载体建设，促进公有链技术更好的服务于实体经济。