近日, 我购买了一本区块链书籍《以太坊技术详解与实战》(闫莺, 郑凯, 郭众鑫编著, 机械工业出版社出版). 这本书主要介绍以太坊架构, 智能合约, 数据查询与分析, 隐私保护等以太坊相关知识. 干货比较多, 有很多体会.
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此处对这本书的 1.3 小节 "应用场景" 部分进行摘要和分析.
概述
之所以介绍这部分内容, 是因为我对区块链技术落地应用很感兴趣. 我是从 2016 年开始学习区块链技术, 从那时起, 每一年都被称为区块链元年, 似乎区块链技术马上就要取代原有技术, 颠覆一切行业. 但是, 实际上区块链技术落地并不顺利. 直到 2018 年底, 虽然已经有阿里, 腾讯等公司推出了落地应用(阿里的跨境支付, 腾讯的区块链发票), 但是依然处于初步实验阶段, 还没有在市场中占据主导地位, 更没有产生革命性应用.
更糟糕的是, 从 2016 年开始涌现的大批区块链创业公司目前陷入了倒闭潮, 区块链媒体, 公链, 智能合约, 区块链游戏, 各个在之前看似前途无限的区块链行业似乎都陷入萧条倒闭困境.
在这种情况下, 我尤其想了解区块链技术到底有什么用? 到底在哪些应用场景能发挥它的优势?
《以太坊技术详解与实战》的 1.3 小节介绍了作者对区块链应用场景的看法, 我认为写的不错, 有参考意义.
摘要分析
"不是所有的应用场景都必须用区块链解决, 那么什么样的应用适用以太坊区块链呢? 区块脸上的应用需要是跨越组织边界的, 也就是说, 在区块脸上存储流通的资产 (数据) 的所有权是属于多个机构的. 那么用区块链可解决机构间信任问题, 减少摩擦, 进而减少成本"
这段话写的很好. 区块链技术不是万能的, 不能生搬硬套到任意行业, 一定是看准区块链技术的核心优势, 然后根据场景真实需求, 决定是否采用区块链技术.
那么什么是区块链技术的核心优势了? 通常所说的数据不可窜改, 不可伪造不能算核心优势. 首先, 传统技术体系中能够实现数据不可窜改, 不可伪造的技术很多(例如数据库中的完整性约束机制, 网页防窜改技术等); 其次, 区块链技术中用于实现数据完整性的散列算法, 数字签名算法也都是已经广泛使用的传统技术.
书籍作者给出了一个较为合理的说明:"区块链技术的核心优势在于能够在跨越组织边界的条件下, 解决机构间信任问题, 减少摩擦, 减少成本". 在单一机构内部, 利用传统的中心化架构实现信任交互, 保证数据安全已经有大量成熟方案和经过实践检验的机制(例如, 银行, 军事机构等安全敏感机构采用的信息安全方案). 然而在跨组织边界的场景下, 如何实现去中介的低成本信任交互, 这是传统技术方案不能解决的痛点.
书籍作者针对区块链应用提出了 3 个典型场景:
(1)时间戳和溯源
(2)数字资产的发行和流通
(3)跨组织的数据共享
(1)时间戳和溯源
"由于区块链上数据区块是持续增长且不可篡改的, 所以历史上某个时间发生的事情可以从区块链上得到证明"
时间戳的意义在于将可以随意复制的电子数据赋予 "独一无二" 的时间属性, 提升数据的独特性. 在版权保护应用中, 如何区分哪一份文档是原版? 哪一份是抄袭, 很大程度上就是看那篇文章先发表(即时间戳排序靠前).
然而, 难点在于怎么保证 "时间戳的可靠性". 时间戳由谁签发? 时间戳存储在何地? 是否会被窜改? 这些都直接影响 "时间戳的可靠性". 图 1 是今日头条关于版权保护的说明, 图中标红部分体现了时间戳可靠性的问题.
图 1 头条号关于版权保护的说明
区块链的做法是利用 "块链" 结构, 保证每一个 "区块"(区块链中最小的数据存储单位)都有一个被全体用户认可 (通过共识机制实现) 的时间戳. 而且, 由于 "块链" 结构采用基于散列的 "迭代验证" 机制(每一个新区块都建立在对历史区块的确认基础上), 能够保证区块链上的时间戳很难被篡改.
区块链在时间戳上的优势导致其可以应用在溯源领域, 版权保护, 证书认证等应用上.
图 2 溯源例子(此图参考了书籍中对应的图)
如图 2 所示, 通过将溯源信息 (例如, 食品在处理, 加工, 运输流程等各个阶段的操作过程信息) 记录在区块链上, 能够保证数据的可靠性和高公信力.
这里需要注意: 即使在溯源行业, 区块链技术也不是都适用的, 一定要考虑 "跨组织边界" 这个条件. 如果溯源场景比较简单, 只涉及一个或少数几个机构, 则不需要区块链技术也能够实现有效溯源业务.
例如, 双飞燕牌鼠标是一个知名的鼠标产品, 提供了依靠防伪码查询真伪的功能. 用户只需要在双飞燕官网的防伪页面输入鼠标上的防伪码, 即可查询鼠标真伪. 这本质上就是一个最简单的溯源应用. 由于用户只关心鼠标是否是由官方生产(不关心鼠标的组装过程, 销售过程和快递过程), 所以只需要官方维护一个中心化数据库(存储合法的防伪编码), 就能够实现有效溯源.
图 3 双飞燕官网的防伪页面
在上述的场景中, 由于现实业务没有跨组织的需求, 所以从成本上考虑, 完全不需要使用区块链技术. 类似的溯源那场景还有很多, 包括生鲜超市中蔬菜, 肉类食品的溯源; 各种家电的防伪功能等.
所以, 区块链技术能够实现溯源需求(即利用可靠时间戳保证数据真实性), 但是是否采用区块链技术, 需要考虑现实业务是否需要跨越组织边界的溯源. 一个简单的例子: 对于疫苗等高价值, 高重要性产品, 消费者不仅需要了解疫苗的生产厂家, 还需要知道疫苗在销售, 检验, 运输等整个过程中的溯源信息. 而对于一棵白菜等低价值, 低重要性产品, 消费者可能只需要关心产地即可.
(2)数字资产的发行和流通
- "区块链使得组织, 个体, 数字资产间的流动性变得可行和可靠"
- "如在腾讯平台上可以用 Q 币买东西, 玩游戏, Q 币也可以在腾讯的用户之间流通, 但是 Q 币无法与支付宝进行流通, 因为这两家机构没有建立流通渠道"
"数字资产","加密资产","数字货币","代币","通证", 由于技术层面和监管层面的原因, 基于区块链的资产有多种多样的名字. 本质上区块链数字资产是一种由个体发行, 而由全网 (区块链网络) 用户共同维护的价值媒介物. 这种资产最大的优势是在跨越组织边界的场景中, 具有较高的公信力, 能够实现自由流通.
区块链技术被称为 "价值互联网", 就是由于区块链技术能够在无需中介的情况下实现可信, 可靠地价值转换. 一方面, 这将显著降低交易成本, 另一方面这将为价值转换需求开阔新的应用场景. 首先, 区块链技术支持低成本, 跨组织, 高可信的价值转换, 这能够改革现有的积分系统, 解决积分使用范围有限, 使用条件苛刻的痛点; 其次, 将游戏装备映射到区块链资产, 能够解决游戏装备这类虚拟资产的交易, 确权难题.
当然, 区块链技术提供了一种便捷, 低成本的价值转移方式, 但是在实际应用中是否采用区块链技术是另外一个问题. 例如, 商家采用积分的目的就是为了吸引客户群体, 他们可能根本没有意愿实现全网流通的积分. 游戏厂商可能更愿意无限制造装备进行牟利, 而不是限制自己对游戏的控制能力.
(3)跨组织的数据共享
图 4 冷链物流(此图来源于书籍)
图 4 描述了一个跨越组织架构的数据共享场景. 牛奶在运输过程中需要保证 "温度小于 8 摄氏度, 湿度大于 60%", 违法这个标准, 就要受到惩罚. 由于运输过程中存在两个物流公司, 如何可靠存储数据, 并使数据具备较高的公信力, 是一个实际场景中的难题.
"由于有两家物流公司合作运输, 数据库放在哪一家公司都难以实现数据的可靠性和公信力, 各自分别记录数据又将面临数据一致性的问题"
如摘要所述, 由于可能作为惩罚依据, 物流公司在交货时货物的温度数据就非常重要(惩罚和结算并不是现场进行, 而是在事后统一结算), 存储在任何一方都很难具备较高的公信力.
一种直观的办法是将此数据存储在第三方可信机构, 例如牛奶牧场, 或者第三方监管机构. 这种做法也是目前大多数类似场景实际使用的模式. 然而, 这种模式面临两个弊端: 首先, 引入中介机构将增加直接成本, 而且成本将随着中介层级的增多不断提升; 其次, 由于面临实际利益(惩罚导致的经济损失和声誉损失), 第三方中介机构是否公正可信, 也是需要支付的间接成本.
如果采用区块链技术, 各个物流公司以及其他相关方 (牛奶牧场, 食品物理场, 仓库, 零售商) 都作为区块链网络中的节点, 共同维护存储物流信息的账本, 就能够在所有组织之间形成公开透明, 可靠可信的物流信息, 保证物流的各个环节有序进行.
"可以把牛奶温度和湿度的要求定义在智能合约中, IOT 设备定时将温度和湿度数据以交易的形式发送到区块链的合约中, 交易的签名有 IOT 设备完成, 防止人为伪造. 当温度超过 8 摄氏度时, 合约对物流公司 2 的扣款 (事先把押金付给合约) 将自动完成, 没有纠纷"
这段内容反映了区块链技术的另外一项优势: 区块链技术体系中的智能合约技术能够实现公正, 可靠的价值自动转移, 这将减少纠纷, 提高效率." 区块链 1.0" 的核心贡献是提供了一个分布式的可信账本, 这是信息溯源, 数据共享应用的基础;"区块链 2.0" 的核心贡献是提供了一个分布式的可信 "操作系统"(由区块链网络所有节点共同维护的程序执行平台), 可以让事先约定的规则 (牛奶超过标准参数就扣钱) 以智能合约的形式部署在区块链商, 并在满足适当条件之后自动执行价值转换.
通过结合 "分布式可信数据存储" 和 "分布式协作程序执行" 的优点, 区块链技术将解决跨组织数据共享领域存在的 "数据公信力低","数据伪造和抵赖","缺乏共享激励" 等诸多核心痛点. 目前火热的区块链医疗, 区块链信用管理, 区块链保险等应用领域都是基于这种需求.
总结
《以太坊技术详解与实战》1.3 小节的内容比较深入的介绍了区块链技术适用的场景, 触及了区块链技术的核心优势, 读完很有启发.
但是, 仔细分析提到的 3 个场景, 本质上都属于 "跨越组织边界的数据共享". 溯源场景中, 如果溯源需求不需要跨组织, 那么就没有必要使用区块链技术; 数字资产场景中, 如果积分不需要跨组织, 那么 Q 币就是运行良好的数字资产. 这两类区块链应用场景都属于第三类应用场景 "跨组织的数据共享" 的一个分支.
书籍中第 3 个场景提到的区块链具备的 "分布式协作程序执行" 特征可以单独拎出来作为一个独立的应用场景. 区块链智能合约能够实现公开透明, 公正可信的程序自动执行, 将解决传统合约 (法律条文, 合同协议) 存在的执行难度高, 执行成本高的痛点. 当前区块链应用中一个普遍看好的行业 "区块链供应链金融" 就是基于这种需求.
来源: http://www.jianshu.com/p/63292ec0f6a9