区块链的现在和未来——评估分布式账本技术的多维影响

来源：创新研究

来源:中国科协创新战略研究院《创新研究报告》

第2期（总第334期）2020-1-14

一、区块链的工作原理

1．区块链的定义

区块链和其他分布式账本技术（Distributed Ledger Technologies，DLTs）都是一种新兴技术，它可以使相互之间没有特别信任的各方在对等的基础上交换任何类型的数字、数据，并且只有很少或没有第三方或中间机构的参与。

“区块链”的名字来自交易双方记录和验证的特殊方式（图1）。它其实是一个运行在多节点分布式网络或计算机的数据库（分类账），交易被传递到多节点分布式网络或计算机，再根据一组约定的规则（协商一致机制）对其进行验证。验证后，该交易将与其他交易绑定到一个区块并添加到区块链中。形成区块链的记录由网络中的每个节点或计算机共享，并不断更新和同步。作为数据库或分类账，区块链最终存储了所有在网络上执行的交易记录。

图1 区块链的工作流程

2．区块链的特征

区块链关键特征：去中心化、防篡改、透明、安全和智能合约。去中心化指在一个分布有众多节点的系统中，每个节点都具有高度自治的特征，任何一个节点都可能成为阶段性的中心，但不具备强制性的中心控制功能。防篡改使得在区块链中更改或删除交易记录非常困难。另外，在公共或开放区块链中，所有的交易都是透明可见的，而且也都有时间戳。智能合约可以使双方的协议条款得以执行，不需要人工协调或干预。

然而，区块链技术仍面临巨大挑战。如公有区块链有限的扩展性，及其导致的低交易量或在开发现有PoW（Proof of Work，工作量证明）共识机制时的高能耗。大多数参与者共谋（超过 51%），或由有限数量参与者高度独立运行网络则会带来安全风险。另一个需要进一步研究的关键问题是如何保护个人数据、敏感数据和机密数据。当某些数据集并不打算被公开，或因错误必须被修改时，区块链的技术架构便带来阻碍。

二、区块链生态系统

自2014年以来，欧盟国家内围绕区块链技术的大肆宣传受到了金融利益的影响。实际上，区块链已经超越了金融应用领域并逐步开始在其他领域激发和释放潜力，预计它将是未来10—15年产生深远影响的技术之一。近年来，初创企业数量和融资规模的快速增长见证了区块链技术的崛起。首次代币发行（Initial Coin Offerings，ICOs）推动了区块链创业生态系统的融资，风险资本流入该领域也意味着区块链业务的日益成熟。欧盟对区块链创业公司的投资从2014年的4.5亿欧元增加到2017年的39亿欧元，2018年则迅速增加到了74亿欧元。

来自美国和中国的初创企业竞争非常激烈，并处于领先地位。2018年，中国在全球区块链创业公司数量上领先，几乎是美国公司数量的两倍。然而就累计投资而言，美国则领先于中国。在欧洲各国中，英国无论在区块链初创公司数量（接近欧洲总量的50%）还是在投资数额上（约占欧洲总量的70％）均占据关键地位，德国、法国、荷兰和爱沙尼亚紧随其后。

三、欧盟的区块链政策

1．金融科技和加密资产

欧盟政策层面的主要焦点是新兴的加密资产和虚拟货币（如比特币）。2016年欧盟与欧洲议会通过了欧洲议会关于虚拟货币的决议。该决议特别强调了在资金的跨境转移等支付方面，DLTs为金融部门提供担保的潜力，并承认DLTs能够改变任何类型的数据驱动流程的能力（如记录交易和转移资产）。在承认一些机会和风险的同时，该决议指出需要加强对DLTs的监管力度，包括技术专长、建立健全的法律框架和促进DLTs的共享和包容性治理。此外，欧盟发布了《金融科技行动计划(2018年版)》（FinTech Action Plan），认为区块链技术处于发展初期阶段，过于宽泛的立法或监管行动并不适宜，因此该计划仅划定基本的技术条件，以免遏制创新。总的来说，以上决议和行动计划对DLTs的评价是积极的，主要目的是呼吁欧盟采取适当的监管方式来保障区块链，而不是扼杀创新。

2．跨部门倡议

在欧盟政策层面，区块链被认为是具有突破性的技术之一，可以应用于不同的领域：电子健康服务、电子政府、社会产品交付、能源、供应链、物联网和金融领域等。此外，在国际发展领域，区块链保障的交易有助于更好地进行人道主义救援。

自2018年4月以来，多个成员国签署了欧洲区块链伙伴关系宣言，目的是合作建立欧洲区块链服务基础设施，以支持欧洲跨境数字公共服务。并于2019年成立了可信区块链应用国际协会，将来自行业、初创企业、政府、国际组织和公众的多个利益相关者聚集在一起，积极参与区块链和DLTs项目。2018年，欧盟讨论发布了《分布式账本技术和区块链：构建对非中介化机制的信赖》和《区块链：前瞻性的贸易政策》两项决议。强调欧盟和成员国应采取一系列行动加强其在区块链领域的领导力和所有权。例如，开展和监督试点项目以检验其效益；为区块链在国际贸易上的应用制定一套指导原则；在区块链标准化和安全化的进程中发挥主导作用，包括贸易和供应链管理中的术语、开发和技术部署等。

3．融资和支持

欧盟致力于发展一个充满活力的投资者社区，增加国家层面对区块链的投资，使欧洲对初创企业更具吸引力。欧盟支持区块链和DLTs实践创新的政策包括为第三方提供一系列政策、研究项目和资金支持。2018年，欧盟发展委员会发起了“区块链和分布式分类技术为中小企业服务”的倡议，证明欧盟越来越重视区块链在欧盟工业和商业环境中的可能性，重点关注中小企业的创新能力和竞争力。欧盟为社会商品领域的区块链设立了欧洲创新委员会地平线奖，以吸引多学科参与者，利用基于DLTs的分散解决方案推动社会创新。欧盟已经向区块链相关项目拨款8300万欧元，2018—2020年可能达到3.4亿欧元。

四、区块链应用带来的转型

1．加密货币

区块链技术始于比特币的发展。创造比特币的目的是引入一种不受国家当局控制的方便的货币替代形式，它不需要金融实体的中介来处理在互联网上进行的支付。比特币的价值不受法定货币地位的支持，完全取决于信任。加密货币的一个优点是不需要中央机构，用户只需创建一个帐户就可以发送交易和交换加密货币；另一个优点是交易是通过现有的共识机制进行验证的。但是比特币和大多数加密货币一样也存在一定的风险，它们在投机活动面前高度不稳定。

2．代币和首次代币发行（ICOs）

数字代币不仅可以代表一种支付手段，还可以与支付承诺或任何其他商品或服务关联，从而发展成为一种新的金融产品和金融中介。代币用作交换媒介的数字资产，通常与区块链关联以注册这些交易。从技术上讲，由于代币是数字资产，它们通常利用区块链技术来保护交易和账本。近期分析显示，ICOs对中小企业发行人和认购代币发行的投资者也构成了重大风险。但不管怎样，ICOs成了企业重要的融资场所和正式融资系统的替代选择。

3．DLT支持的金融负债

区块链技术有望降低金融工具整个生命周期（发行、交易、结算等）的相关成本，简化交易流程，同时极大地缩短清算和结算时间。它的另一个重要优点是不一定需要使用物理文档，因为相关方可以安全地存储资产和记录交易。目前，区块链的这些优点已经引起了金融部门的兴趣，主要金融机构已经宣布他们正在试验区块链技术。

4．支付系统

区块链在金融领域的成功实施与支付系统有关，因为它可以大幅降低交易成本。区块链跨境支付的优点包括实时报告、更新位置、流动性管理、交易的完全可追溯性以及简化账户间的对账。然而，在大多数情况下该技术还没有发展到被广泛采用的程度，仅局限于小部分的参与者使用。监管方面面临的挑战还涉及消费者和投资者保护、反洗钱要求以及遵守证券法。

1．贸易和供应链

基于区块链的分布式记账系统可以促进远距离和不信任的参与者之间的无摩擦交互。区块链的技术特征保证了产品是由特定的参与者在特定的时间进行处理或发布的，而且几乎没有人有机会更改该记录。一些公司正在尝试将区块链技术整合到手机、智能标签和其他物联网设备中，扫描产品标签上的二维码，就可以在区块链中获取产品来源、生产过程、质量、有效期、批号等信息。在运输和物流部门，区块链技术可以促进许多不同参与者之间的信息交换；在食品领域，可以提供产品生产、运输和销售的准确和更新的记录。

2．智能制造

区块链可以支持在制造过程中使用数字数据，并与其他数字技术（如物联网、人工智能、机器人等）紧密集成。作为一种抗篡改的数字记录，区块链可以记录与产品相关的一系列特征，如物理质量、设计规范、使用材料、所有权、生产地点、维护历史、认证或保证。如果产品通过物联网设备或传感器全程监控，区块链还可以记录位置、可用性及状态信息。未来，区块链的智能合约特征可以最终定位最合适的生产设施，并根据可用性、价格、质量、交付或位置自主协商条款，从而节约库存、进口和物流成本，减少生态足迹，最终促进当地经济的发展。区块链技术还可以用于作为数字产品所有权的防篡改记录，有助于防止未经授权的使用、盗窃和侵权行为发生。

3．能源系统

区块链以其去中心化的特点，依靠大规模生产的能源基础设施，可以弥补集中化解决方案中长期存在的不足。区块链允许多个参与方之间进行协调，以开放和透明的方式来交易，从而促使一个分散的能源交易和供应系统的出现。区块链在能源领域的应用体现在以接近实时的方式自动管理供求流，并优化可用能源的使用。家用电器、电池、发电厂或电网上的任何点都可以实时自动地买卖能源，以达到市场的平衡。一些公司正在研发基于区块链的电力、天然气和其他交易平台，可以连接大型生产商、工厂、零售商及家庭用户。

4．数字内容

作为一个数据库或分布账本，区块链可以在多方生态系统中存储透明和防篡改的所有数据交换记录。由此创建一个共享数据库来注册所有权、许可条款和版税规则，并根据现有的协商一致机制，在全球范围内访问并由各方验证。这可以为编排和存储原始作品提供防篡改的所有权证据，从而为版权作者、所有者和用户带来益处。这也意味着第三方可以使用区块链查看一项工作的完整所有权链。

5．健康和生物制药

在卫生领域，患者、医生、医院和其他医疗服务提供者可以将电子健康记录存储在基于区块链的分散管理系统中，在该系统中，他们可以加密个人敏感信息，并仅通过适当的凭证将记录访问权限授予授权方。区块链可能会激发新的商业模式，包括隐私保护途径以及有关个性化药品、用药记录、就医记录的数据共享。但是，数据的易混淆性和安全性在该领域尤为值得关注，因此任何区块链方法都需要建立符合数据保护法规的强大隐私机制。总体而言，区块链可能会改变卫生部门数据的使用和管理方式，为所有相关人员提供更快速、安全、开放的永久记录，或者提供适当的授权。

1．土地和财产交易

在公共行政管理中，维护包含公民、税务或土地所有权记录的登记成本较高，而且容易出现人为错误。利用区块链技术，公共行政部门可以对文件和资产进行分布式注册，而不是单独集中注册。区块链技术在公共服务方面的优点包括为特定的公民提供定制服务的能力，扩大政府的信任度，以及提高自动化、透明度和可审核性。

2．身份认证管理

目前，访问在线服务或进行在线交易都依赖于公民披露相关信息或提供身份证明。公民通常被要求提供存储在集中式或政府控制的平台或数据库中的个人信息。许多这样的数据库存在安全隐患，个人信息有被盗用或泄露的风险。而区块链技术可以通过引入个人身份的所有权、管理和验证的分散模型，提供身份验证和访问管理的新方案。

3．公共利益分配

区块链系统可以通过智能合约增加分布式注册、会员管理、信息交换和自动执行等功能，进而提高公共资金的效率、透明度和可靠性。区块链系统作为分散的网络运行，可以使所有参与用户（包括公共管理者、私营运营商和普通公民）管理他们的交易，而不必依赖第三方或中介。另外，区块链系统提供的安全性和问责制度，即防篡改记录可以为从公共援助到社会转移等许多政府服务带来好处。

4．证书和认证

在教育领域，证书是用来证明一个人参加了一个教育项目或取得了特定的学习成果的有效凭证。区块链可以帮助高等教育机构对数字证书进行公证，并且可以立即信任那些证明毕业生或求职者能力的证书。最终区块链可能会对学生和毕业生的就业前景和职业生涯产生影响。

文章来源

https://ec.europa.eu/jrc/en/news/blockchain-now-and-tomorrow-assessing-impact-distributed-ledger-technologies

编译：江晓波 罗彧 曹学伟

辑部成员：张丽琴 王国强 刘薇 王达 曹学伟 苗晶良

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