【微杂志】区块链技术的典型应用
作为比特币的底层技术，区块链如今已被广泛应用到各个领域中，对金融、供应链、医疗、教育、能源互联网等多个典型领域的研究揭示了未来在这些领域的研究发展方向以及面临的挑战。
目前区块链技术在金融领域方面的应用主要围绕私有链和联盟链进行实验和探索。具体包括结算清算、数字货币、跨境支付、财产保险4个领域。
2018年1月25日，由中国人民银行总行领导的基于区块链的数字票据生命周期原型系统正式投入运行，该系统构建了“线上确认，线下结算”的结算方式，利用区块链的特点建立了性能高、安全并能够实时监控的业务系统。区块链技术能够提高支付结算效率，降低交易成本，但区块链在支付结算模式下的运用存在爆炸式存储风险、数字货币的不确定性风险和系统应用风险。有专家认为我国在结算清算体系中必须谨慎推广区块链，应当待区块链在其他领域中的应用较为成熟时才考虑在金融领域逐渐推广。
过去14年，阿里生态体系内的蚂蚁金服做出了国民级应用支付宝，并在支付、微贷、保险、信用安全等领域不断完善金融生态，背靠阿里巴巴体系在电商、物流领域的丰富积累，为区块链培育好了土壤。如今，借助区块链， 蚂蚁金服的愿景，是把“信任”体系从线上的电商、支付、信贷等场景，进一步全面推进到数据、资产、物理世界的万物互联和多方协同——这和支付宝最初要解决的信任问题一脉相承。
在支付体系方面，区块链货币的主要作用是货币储备，人们日常交易的货币形式是银行券和存款货币；在货币政策方面，由于区块链货币的去中心化特征，政府对货币体系的影响很微小；在金融监管方面，区块链货币可以建立实名账户体系，确保交易的可追溯性。另外，区块链技术在数字货币领域的有效应用能够强化数字货币信用属性并且提高数字货币支付效率。
区块链技术可以将跨境支付中的传统金融机构、外汇做市商、流动性提供商等主体构建支付网关，将跨境支付中的法定货币转换为区块链网络中的数字资产，摈弃中间交易。还有专家运用仿真模拟引入区块链技术后总体会提升“一带一路”跨境支付品质，但支付安全水平会降低。
传统的保险行业一直存在严重信息不对称，以区块链技术为基础，以保险公司、投保人和政府机关为主体的平台能够防止保险领域的欺诈问题并且实施自动理赔，但目前的技术开发难度较大。我国从2016年开始陆续推出了以区块链技术为基础的保险服务。但因区块链技术的安全性、去中心化和容量存储仍然存在着“不可能三角”的悖论，区块链在保险领域的应用存在很大不确定性。
目前，区块链技术在供应链业务中的应用实验研究主要围绕快递业务、冷链物流和食品安全等领域展开。在物流快递行业实施区块系统，可以将快递的整个收发流程和责任人信息上链，利用区块链的发行代币思想和数字签名技术，实现快递行业的流程数字化并促进快递行业的实名认证政策实施。
区块链在供应链金融中的应用可以从金融和产业两个方面实现，除了结算清算和数字票据的金融活动作用，还可以在权益证明和物流运作证明上改善传统供应链金融存在的问题。供应链中的企业尤其是中小企业往往受到授信额度和授信过程繁琐的限制，区块链技术可以将整个供应链环节上链，保证各个环节中物资的可追溯性。利用数字资产和数字签名技术实施线上征信业务，就能杜绝供应链金融风险。
2018年2月，美国快递公司UPS、联邦快递FedEx、BNSF 铁路公司（归全球知名保险和多元化投资集团Berkshire H a t h a w a y所有）以及施耐德卡车运输公司Sch n e i d e r Trucking等200多家大型公司组成联盟，计划探索区块链在货运行业内的应用。该联盟旨在聚合货运公司，在测试区块链应用程序的同时制定标准框架。
欧洲第一大零售商、世界第二大国际化零售连锁集团家乐福表示，它将使用国际商业机器公司开发的区块链技术，到2022年把区块链系统的使用范围扩大到其在全球范围内的300种新鲜产品。国际商业机器公司Food Trust项目可以帮助食品业追踪和共享相关产品的种植、加工和运输信息。国际商业机器公司表示，这项技术将检查食物来源所需的时间从几天或几周缩短到了几秒钟。
国内区块链在供应链领域中的应用研究主要围绕物流、信息流以及价值流。未来，构建信息流、价值流的协同体系，促进供应链参与方信息的透明化、共享化，是区块链在供应链领域中应用研究的主要方向。例如京东已建立区块链防伪追溯解决方案，实现“全程溯源”：在生产阶段通过区块链技术由品牌商为商品记录下第一条身份信息，随后进入京东海外仓、出口报关、国际物流、进入保税仓或直邮至中国海关口岸报单清关、国内分拣、京东自有物流配送、消费者签收等环节，信息都真实且无法被篡改。
我国的医疗信息化面临隐私安全不完善、医疗信息的共享度差、患者参与度低等问题。可以利用区块链技术搭建一个医疗资源开发系统，患者可以利用公钥将所有的医疗信息上链，各医疗机构和科研机构获得患者的授权后可以使用患者的医疗数据，达到医疗数据资源的合理利用。
市场上所有的药品在生产销售环节将所有的信息都上链，就可以确保药品的合法性。区块链的应用还可以改善医疗保险现有索赔程序的繁琐环节。现有的赔付流程主要是投保人先支付再核对最后理赔，应用区块链后医院先向保险公司发出投保人保险信息的核对请求，保险公司核对后可立即向投保人支付赔偿。不少国内学者构建出了基于区块链的医疗系统模型，如利用股份授权证明的共识机制构建出医疗机构联盟服务器群和审计联盟服务器群，构建基于拜占庭容错算法的联盟式区块链系统。
国内区块链在医疗领域的应用研究相对较少。为了防止医疗私密信息的违法使用，区块链在医疗领域的应用离不开监管部门的参与，云存储技术将会解决信息爆炸而产生的存储容量不足问题。未来区块链在医疗领域的研究应当重视医疗区块链中的监管责任主体区分以及巨大的医疗数 据处理问题，前期可以先选择医疗信息化程度较高的三甲 医院加入医疗联盟链中，实现由点到线到面的医疗数据共享。
利用区块链技术搭建教育平台，教育资源的分布式管理就可以有效达到教育资源的共享，使得无法接受传统教育的学习者通过区块链教育平台同等地接受教育，获得区块教育成绩单。基于区块链的教育资源共享框架分为资源存储层、资源评估层和网络共享层，资源存储层用于资源产权保护并完善法律政策，资源评估层利用数字签名保证数据完整性和有效性，网络共享层则负责院校之间的资源库共享。利用区块链技术构建去中心化的知识库后，对于慕课、谷歌学术、维基百科等互联网资源平台，用户无须输入网址进入官方网址，就可直接通过区块链平台进行访问。
以区块链为底层协议的数字徽章认证系统能不可撤销地记录学生的学习记录，并在学习过程中以区块币的形式对学生的阶段学习成果进行奖励，激发学生内在的学习动力，最后获得数字徽章证书。为了解决教育领域信用体系缺失、招聘企业在学生的教育就业中与学校严重脱节的问题，引入区块链中的学习记录可以用来精确评估应聘者和职位的契合度。同时，区块链技术有利于将教育中的私密性信息等进行有效保护，比如学生的家庭状况、父母工作单位等，未经当事人的授权在区块链中无法访问。国内关于区块链在教育行业应用的研究也比较有限，这些研究主要围绕教育资源的共享、教育过程的激励以及教育成果的认证。但是区块链在教育领域中的使用会削弱我国学校等教育机构的职能，如何合理安排教育机构在教育区块链中的角色分配是未来值得研究的问题。另外如何将区块链用于知识版权的保护也是值得研究的，例如由“翟天临事件”引发的硕博论文造假和学术不端问题也亟待解决。
一旦有了基于区块链技术的太阳能微电网原型系统， 居民就可以通过加密数字货币在系统中出售并购买过剩电力，安装智能仪表就可用于数据共享和电力交易的管理。在整个系统中居民既是生产者又是消费者。
能源区块链主要用加密区块存储能源交易数据，共识机制来分布决策和维护数据，智能合约自动完成能源区块链上的数据传递，用于解决能源领域中的可再生能源、电力交易等问题。一套由注册机构、区域管理器和智能电表组成的系统中，所有的智能电表和区域管理器需要在注册机构进行身份注册，智能电表根据用户的产销电情况向区域管理器提出购电售电请求，区域管理器成为每个用电区域的管理中心，负责响应该区域的智能电网并和其他区域管理器进行交易。
目前我国很多企业和科研团队也开启了能源区块链的应用工程。浙江电力营销管理系统主要研究国网电力营销系统中的电子合同数据信息的保存、积分兑换等问题；能链科技碳票项目设计了基于业主、监管部门、碳交易部门和咨询机构的碳资产从开发到使用的完整流程系统；蛇口能源区块链项目建立了促进使用清洁电能的低碳环保用电需求，系统中的电子证书颁发系统可以促进用户对清洁电能的接纳。
国内关于能源互联网的区块链应用仍然处于初步探索或小范围实验阶段。基于区块链的能源互联网项目将会推进我国供给侧改革和制造业转型，使清洁能源得到迅猛发展。能源互联网的区块链应用研究除了面临区块链技术的基础问题，也面临我国不确定性的政策挑战。由于我国传统的能源行业都是垄断的，存在各个利益方的博弈，区块链的应用势必会打破原有的稳定行业生态。因此未来如何解决我国能源区块链的技术、监管和行业垄断是值得研究的问题。
区块链技术的应用领域能够扩展到人们生活的方方面面，从一首音乐的下载、一款游戏的设计、一辆汽车的租赁，到一场婚姻的举办、一项政策的实施，甚至是一座城市的建设。但是目前绝大多数研究都仍然处在理论设计阶段，或是处于小规模的实验改进阶段。区块链的安全漏洞、技术限制和监管问题仍然会影响区块链 应用未来的发展方向。
区块链最大的特点就是去中心化。在门槛较低的互联网金融领域，区块链使所有的交易信息透明化，会增加不法分子诈骗和犯罪的契机，一旦有黑客或者木马侵入区块链系统将一发不可收拾。我们应当在区块链去中心化的基 础上建立责任追溯机制和有效的监管，这样才能解决区块链的安全漏洞。
随着区块数量不断增加，区块链的容量有限意味着存储的区块数量也存在上限。而区块链的计算效率目前是有限的，在一些特殊的领域如能源互联网的应用上，区块链无法满足能源产销的实时性要求。另外，网络中的矿工需要不断进行计算，会消耗大量的电力能源。
区块链技术无法规避系统以外的风险和金融领域固有的风险，因此区块链初级阶段的发展离不开政府的保驾护航。如今，很多国家对区块链都是持谨慎保守的态度，比如我国的核心电力企业、金融企业等都是国企，完全去中心化不符合我国国情。因此，未来区块链技术应用的完全普及还有很长的一段路要走。所以，各国要从技术和制度层面制定合理的监管制度，防范新技术风险，拥抱区块链新技术。