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回归理性,区块链如何赋能传统行业

区块链常被喻为“价值为中心的下一代互联网”,在近十年迅猛发展。如果把2009年比特币上线背后的底层技术称为区块链1.0,2014年以来以太坊等对智能合约的支持则代表着区块链2.0的出现,而业界公司最近在提升交易速度和系统容量方面的努力,则被称为区块链3.0。每次技术更新,都帮助区块链朝着通用目的技术的方向更进一步。

然而,承诺改变世界的区块链似乎并没有从虚拟货币的圈子里走出太远,实体行业和日常生活中并没有太多区块链的身影。2017年9月在上海举行的区块链全球峰会上,以太坊创始人布特林(Vitalik Butrin)指出,区块链没有走出迈向实质性应用的关键原因,在于从业者难以抑制采摘“低挂的果实”(Low hanging fruit)的冲动。的确,在靠白皮书一夜暴富和比特币几十倍的投资回报面前,为什么要花时间去研究一个充满未知数的技术以及其应用场景呢?

看起来情形似乎在好转。大幅回落的比特币价格和日趋严厉的政府管制使得币圈浮躁略褪,而区块链落地的讨论渐多。鉴于目前区块链业界观点多于事实、理念多于实践的现状,本文采取略显保守的方式展开。首先,从区块本身的基础技术特性出发,归纳了该新兴技术的优势和代价。然后,我们解剖“麻雀”,系统剖析了英国区块链创业公司Everledger如何利用上述特征在钻石行业开展商业模式创新。基于技术和商业两方面的事实性分析,在最后一部分介绍关于区块链与实体经济结合的若干思考。

区块链技术的优势与代价

从技术上讲,区块链可被视为一种对数据读写采取特定操作方式的分布式数据库。一方面,它是一种分布式存储系统(见图1),由多个具备存储计算能力的节点构成。另一方面,它在操作方式上与传统的分布式数据库非常不同。以区块链1.0为例,在存储方式上,它不是把数据分割然后加以分布式存储,而是把完整信息存入每一个分布式存储节点,类似于复式记账在不同的账目下登记一致的信息。在数据结构上,每个节点都维护着完整的区块链(公共账本),每次写入都会记录在区块中,并指向前一区块,形成“链”。在读写权限上,传统数据库在技术上允许历史数据的更改,但数据一旦被记录进区块链将无法更改。以上特性带来了区块链独特价值,包括高韧性、可追溯和不可篡改,也带来某种程度上不可避免的代价,包括成本和速度。

优势:极高的韧性

韧性是指,当网络中一旦某个信息库出现了故障,如机房断电、受到黑客攻击或管理员操作不当等原因使得该信息库不能正常读写,该网络能够继续正常运行的能力。中心式数据库设计最为简洁有效,所有成员都统一从中心节点读写信息,而数据库一旦发生故障,整个网络都会瘫痪。为避免这一局面,目前主流的数据库设计都是多中心,即使某个存储节点出现问题,也不会引发大规模的瘫痪。区块链则直接抛开了存储中心的概念,网络的任何节点都可以存有区块按顺序链接而成的区块链,从而拥有最高的韧性。

优势:可完全追溯

得益于独特的数据结构,区块链中记录的任何交易信息都可以追溯到前一次信息。以比特币为例,A向B发出一笔50比特币的汇款,区块链不仅记录这笔交易,还可以追溯这50比特币的来源,如其中30比特币来自某一时间C对A的汇款,而另外20比特币来自另一个时间D对A的汇款。实际上,自2009年比特币诞生以来,全球所有发生过的比特币交易,以及这些交易的历史路径,都可以通过区块链查到。这些交易存储在几十万个区块中,按时间链条可上溯到创始区块(Genesis Block)。利用区块链,信息溯源不需要任何专业技术知识就一目了然。

优势:信息不可篡改

数据一经写入,区块链底层机制可确保数据无法进行任何更改。一方面,由于公共账本的存在,某个节点独自对任何一笔交易进行任何修改,都会导致与其他节点保存的记录不符,从而不被承认。另一方面,由于可溯源特性,被修改的信息如果与它上一环节的信息产生冲突,也会导致被识破。关键点在于,仅仅从节点写入数据是无效的,只有当该数据被区块链网络确认为“共识”被记入“公共账本”才有效。该过程基于区块链的前述两个特征(存储方式和数据结构),配合密码学机制,把信息篡改的难度提升到难以实现的高度。在区块链系统中,不存在更改的概念,即便用户自己有意更新,也只能选择重新生成一笔记录。

代价:存储成本高

数据的分布式存储带来高昂的存储成本。对于整个区块链网络而言,存储总量是节点(用户)总数量乘以信息量。例如存储一个1MB的信息,在一个1000人的区块链内就变成了1GB。另一方面,对于单个节点而言,由于交易量的不断攀升,对历史记录的全量存储压力也会不断增长。以比特币为例,虽然比特币每笔交易仅有字节单位的大小,但积累至今,单个全量节点的数据量已达163 GB,并且还在继续增长。可以想见,对于其他区块链应用,如果存储照片、影音等大容量文件,存储成本将是一笔巨大支出。因此目前所有区块链项目都不会将这类信息都存储于区块链本身。

代价:存储速度慢

在区块链系统写入一笔交易所需时间远长于传统数据库系统。在比特币区块链上,十分钟才形成一个新区块。一方面,一笔交易要被区块链网络的若干节点认可,即形成所谓共识,需要经过复杂的密码学算法运算,以及运算结果的串行传播,直至全网认可;另一方面,在分布式网络结构中,要确保所有节点都参与这个共识形成过程,过程的不确定性较大。比如,网络端口的网速不同,地理位置不同,必然会延长传输时间。区块链3.0技术正致力于改善上述問题,但单就存储速度而言,无论如何仍是区块链技术相对于传统中心化技术的短板。 因此,实时性敏感应用如股票交易,可能在相当长时间内无法使用区块链承载。

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