作者 cecbc區塊鏈專委會受聘專家、中國科學院大學經濟與管理學院教授、博士生導師、中國科學院大學數字經濟與區塊鏈研究中心主任 魏先華教授
（一）什麼是區塊鏈技術
比特幣區塊鏈技術是支撐比特幣的一系列技術與管理方法的總稱。區塊鏈技術是在比特幣區塊鏈技術基礎上推廣發展起來，包括防篡改的加密技術，實現去中心化並形成共識的機制，促使全員參與的激勵辦法等。
理解比特幣支付的實現過程是學習區塊鏈技術的捷徑。
傳統電子支付的實現是依賴中心化機構（如支付寶後面的螞蟻金服的支付子公司，微信支付後面騰訊的支付支公司）的賬務系統，透過控制每個賬戶的餘額來實現電子支付。賬戶系統是傳統支付的關鍵。
下面我們看看比特幣支付是如何實現的？
比特幣支付系統如何防篡改
比特幣支付在沒有中心化機構服務的前提下，採用的是把比特幣支付的所有交易全部記錄下來。實現的方法是每個參與者都把與自己有關的交易，經過電子簽名並打上時間戳後全部發給所有其他的參與者，每個參與者收到所有其他參與者發來的交易後，先驗證其他參與者的電子簽名，再把這段時間的所有交易按照時間戳的順序，以及如下區塊鏈的方式連結每個交易：
每個參與者在這段時間內的所有交易都用這種區塊鏈的形式組織資料，這個雜湊值是前一個交易資料、時間戳和以前的雜湊值等資訊的雜湊值，因為雜湊函式的巧妙設計，如果交易資料等資訊改動一點點，雜湊值就會不一樣，所以如果交易等資料被篡改，透過比對期雜湊值就很容易發現，要不被發現就必須篡改整個鏈條中的資料。所以，交易資料越多、時間越久那篡改後不被發現的成本就越高。
區塊鏈技術就是透過這個模式來防篡改的。所以說區塊鏈技術防篡改不是說完全不能改，而是說要實現改了後不被發現，你要付出的成本很高，高到你不想去篡改。
比特幣支付系統在無中心化機構的情況下，如何保證交易的可信性？
這樣每個參與者都有了一份自己版本的這段時間的賬本（所有交易資料），因為在網際網路上，每個參與者的處理能力（電腦的處理速度、網路速度和聯網時間等）有差別，這些賬本的版本差別會很大，在沒有中心的情況下，問題的關鍵變成用哪個版本的賬本作為這段時間內公認的賬本了，也就是篩選“記賬員”。
這個篩選記賬員的過程，其學術名稱叫共識機制，也就是參與者關於賬本這個事如何形成共識？比特幣支付的實現過程採用了幾條規則：
一是時間區間的長度為十分鐘
即每十分鐘做一次“日結”，對應傳統賬務採用的每天做一次日結。在銀行體系中日結一般是在下班後進行，電腦系統在半夜自動做日結，熟悉銀行業務系統都瞭解這一點。
二是先選那些在這十分鐘內計算並連結的區塊鏈最長的參與者。
三是如果相同長度區塊鏈的參與者眾多，則系統要這些參與者完成一系列的隨機計算，直到這些隨機計算出來的結果滿足一定的條件者獲勝。這個模式稱為pow（工作量證明）。
因為參與者眾多，可能有很多參與者同時把這段時間內的交易都連結完成了，而且因為這段時間在不同時期交易的筆數可能差別很大，所以有必要保證大概十分鐘左右的時間把選擇記賬員的工作做完。比特幣支付系統採用隨機選取的機制來篩選記賬員，誰最幸運誰就入選。這個隨機機制非常重要，保證了這個過程的公平性，並使作弊難以進行。
比特幣支付系統如何保證可持續性？
上述實現賬本的可信度還依賴於另外幾個引數，參與者越多可信度越高，參與者的積極性越高可信度越高。
為了達到吸引參與者積極參與記賬員競爭，被系統幸運的選中作為記賬員的參與者，系統還給予獎勵，獎品是一枚新的比特幣，這個機制有效也是因為本身比特幣的設計就是“貨幣”，參與者覺得有回報。
比特幣支付系統激勵還設計了一種每四年獎品數減半的機制，這樣使比特幣總數為一固定數2100萬枚，這個精巧的設計滿足了極客們對現實社會中貨幣一直在不斷貶值的批評。
還有個問題就是，當所有比特幣都發行完後激勵還怎麼進行？幸運的是比特幣支付系統中的支付交易是可以收取支付費（數字貨幣世界裡稱為gas fee）的，而且當所有比特幣都發行完後，支付系統中的交易量就應該會非常大了，這段時間內的交易費用加起來也很客觀，所以比特幣支付的激勵中還包括這段時間內的所有支付費用。正是因為有這個激勵機制，參與者參與競爭成為記賬員的過程稱為“挖礦”，參與競爭的參與者稱為礦工。
這樣，比特幣支付系統的所有問題都得到了解決，幸運的是從2009年比特幣支付的問世，到目前差不多11年了，比特幣支付的執行一直在朝左比特幣支付設計者預期的方向在發展，而且比特幣本身的價值也一直如期在上漲，期間雖然多次漲漲跌跌，到現在也差不多1萬美元一枚了。
比特幣支付為什麼成功了？
儘管比特幣支付還存在種種問題，但如果說比特幣支付是成功的，相信沒有人會反對。那麼是什麼原因讓比特幣成功呢？
在比特幣支付系統中有三個重要因素，一是比特幣支付的安全性；二是挖礦的生態系統；三是比特幣本身的價值；這三個因素組成了迴圈系統，缺一不可，如果比特幣支付系統不安全，駭客會顛覆共識的形成，挖礦就變得沒有意義，比特幣本身就變得沒有價值。沒有挖礦礦工的積極參與，比特幣支付系統就不會安全，比特幣就沒有價值。如果比特幣沒有價值，挖礦的礦工收益就沒有意思，挖礦的動機就失去了，於是比特幣支付的安全性就不存在了。
但在比特幣支付剛出現的時候，這三個因素都不存在，由於礦工很少，比特幣支付不安全，業務挖礦礦工，比特幣也沒有價值。那麼怎麼就到了現在良性迴圈的地步了呢？
第一階段，極客們參與挖礦並廣泛贈送給親朋好友，使比特幣支付順利走過危險期。
比特幣支付的初期是最危險的，初期如果有人惡意篡改，成本沒有太高。但在初期，技術極客們都是為了他們“崇高”的理想，參與挖礦，並把挖到的比特幣送給他們的親朋好友，他們挖礦的目的真不純粹為了掙錢，也沒有想到以後會這麼值錢，就是希望創造一個理想的“貨幣”，因為美聯儲為了應付次債危機，採取了量化寬鬆的政策，使法幣美元越來越不值錢，更不用說那些類似辛巴威等國的法幣了。2018年我曾請過一個極客到學校作講座，很早期的時候他自己就把1萬多個比特幣送給了他的各種朋友了，他也承認當時沒有想到比特幣會這麼值錢。當然也有掙到了小錢的，2016年我跟現在幣圈某位有名的大佬聊比特幣的時候，他說他的第一臺車就是用辦公電腦挖比特幣賺的錢買的。
第二階段，黑市交易、非法交易使比特幣找到了“真正”的商業應用。
毒品交易、非法槍支買賣等非法交易者發現比特幣支付對他們來說太理想了，比特幣的匿名性，很受這些非法交易者青睞，但其實到現在隨著人們的比特幣的瞭解，跟蹤比特幣交易者還是有可能的，真正沒法跟蹤的加密貨幣是門羅幣。這個階段後，比特幣的價值逐漸被廣大非極客參與者接受。
第三個階段，比特幣投機客的廣泛參與，大大的增加了比特幣的知名度。
隨著比特幣逐漸被非極客們接受，比特幣的價格也逐步走高，財富效應吸引了越來越多的投機客的參與。到了這個時候，要顛覆比特幣已基本不可能了，有能力的人也沒有動力去顛覆掉比特幣了。
（二）區塊鏈技術的產業應用
如果我們將比特幣區塊鏈技術推廣，區塊鏈技術包括三個類技術：
一是防篡改的加密技術
二是支援去中心化的共識形成機制
三是支援去中心化後可持續性的激勵機制設計
第一類防篡改技術相對最容易實現，只要將比特幣區塊鏈技術中交易資料推廣成範圍更大的資料，如果這個資料是資產的資訊，這類應用便可以是資產登記系統，可以諸如資產交易所，股權交易所，文化資產交易所等。如果這個資料是一般的資訊，如歌曲、小說、文物資訊、產品產地等資訊，就成為“朔源”等方面的應用了。
關於第二類方面共識形成的機制，我們可以把比特幣支付的全員參與的共識形成機制比如成全面公投機制。每個參與者都是平等的，一人一票，用學術的語言叫參與者都是同質的。
到現在為止，還有很多其他共識形成機制提出來，如pos（股權證明），dpos（委任權益證明），pbft（實用拜占庭演算法），這些都是圍繞各自不同的目標而設計出來產生共識的辦法，這裡我們就不一一展開。
但到底採用什麼機制達到共識還取決於第三類中可持續性的機制設計，後面一起來說。
第三類實現可持續性的機制設計是區塊鏈應用中最難的。
在完全的去中心化設計中，各個參與者之間需要有個經濟關係來引導，以實現可持續性運轉。正如在比特幣支付中，比特幣本身其設計的目的就是“貨幣”，比特幣就成為這個角色。在其他商業應用中需要引入另外一個角色，一般稱為“token”（通常翻譯為通證），這個通證就是這個“體系”（參與者群體）中的交易媒介，有時候也稱為“貨幣”。
商業應用與現實世界的聯絡紐帶就透過通證來實現，所以加密貨幣交易所就成了這類商業應用與現實世界的橋樑。如果央行的dc/ep出來後，也就可以直接採用dc/ep作為通證，這樣做的好處是避免了通證在加密貨幣交易所中價格大幅波動對商業應用系統的干擾。當然能否這麼做還要看具體商業應用的結構設計了。
第三類關於可持續性的設計為什麼特別重要，我們可以把這類商業應用與普通實體股份有限公司的運轉來類比。如果類比，實體公司的通證應該就是法幣，實體公司的可持續性在於公司是否能有盈利，沒有盈利的公司長期而言是沒有可持續性的，最後都會破產。而區塊鏈商業應用能否可持續有兩個含義：一是通證在交易所是否繼續在交易；二是業務層面上業務是否在繼續進行。由於目前交易所是沒有監管的，所以即使業務層面上完全沒有執行了，但它的通證還有可能在交易所上交易。基於人性弱點的考慮，業務執行的管理者可能會把其主要精力放在交易所的交易層面，而不是專注於業務執行上。
（三）區塊鏈技術的無幣應用
自從央行等七部門2017年9月4日聯合發文，打擊ico與交易所以來，數字貨幣ico與數字貨幣交易所在中國境內就不合法了。
於是，區塊鏈的應用中token在中國就失去了其法律基礎，在區塊鏈的應用中三個重要的組成部分：
在沒有了token之後，剩下的兩部分中加密技術沒有變化，仍然可用，另外一部分，在比特幣區塊鏈中實現去中心化的共識形成機制這裡發生了很大變化，沒有token作為媒介實現可持續性的共識機制，共識機制就要用別的方式實現了，聯盟就是實現共識的另一種方式，參與者組成聯盟，聯盟協商成為協議，聯盟簽署的協議就是共識。
（四）區塊鏈技術的無幣應用為什麼難？
我們現在以加密技術+聯盟共識形成的區塊鏈的商業應用來分析，為什麼這樣的無幣應用為什麼難。
聯盟協議共識本身就不具備穩定性
以聯盟形式存在的組織大多都是沒有可持續性的。
國內有很多這樣的價格聯盟的例子。我們經歷過的彩電價格聯盟，本來希望以同行議價形式共同提高彩電零售價格，並迫使彩色映象管供應商降價。也有過鋼鐵聯盟，希望共同對抗鐵礦石供應商。還有券商聯盟，希望能共同保持佣金價格。這個聯盟無疑例外，最後都不了了之，無法擺脫短命的宿命。
近期，大家聽的最多的即使特朗普退出各種群，2017年1月23日，美國退出tpp協議，2017年6月2日，美國退出《巴黎氣候協議》，2017年9月21日，美國退出《全球移民協議》，2017年10月13日，美國退出聯合國科教文組織，2018年5月8日，美國退出伊朗核協議，2018年6月20日，美國退出聯合國人權理事會，2018年10月3日，美國退出《維也納外交關係公約》，2018年12月3日，美國退出《北美自由貿易》，2019年10月15日，美國退出《萬國郵政聯盟》，2019年8月2日，美國退出《中導條約》。最近，特朗普又宣佈中斷與《世界衛生組織》的關係。
這些都表明，聯盟共識的可持續性難以保證。參加的聯盟會員越多，利益格局就越複雜，就越難遵守。
區塊鏈商業應用的收益大多來自未來成本的減少
區塊鏈技術應用的特點決定了，區塊鏈應用是多法人主體參與的業務，如農產品溯源業務、版權的業務等等。這些業務並沒有直接的收益來源，收益主要透過消除資訊不對稱，間接增加對品質的信任，最終才會增加產品所有者的收益，這個過程比較漫長，而且即使是銷售增長，也不容易區分增長來源是區塊鏈技術的應用，還是來源於別的措施。
如果我們將危化品管理用區塊鏈來實現，將危化品從生產、銷售、使用、銷燬等各個環節都實現可追溯，這樣可能的收益來自於因為採用了這種管理，使未來危化品事故率大為降低，收益來自於對未來事故的處置成本，是種看不見的收益，可能是政府用來處理事故的成本，或者可能保險公司對意外險的賠償等。
這種收益的特點使區塊鏈應用的主要獲利的參與方的參與動機減弱。因為如果長期沒有收益，一旦初始投入用完並無法繼續融資，那區塊鏈應用的運轉便難以為繼。
區塊鏈商業應用收益分配的不平衡使參與者參與動機減弱
與比特幣區塊鏈的參與者之間沒有差異、都是比特幣的持有人不同，區塊鏈應商業應用的參與者地位可能不一樣，對總體的貢獻也不一樣，如果此時激勵機制不恰當，可能會嚴重影響參與者的積極性。而且此時如果有經濟激勵的話，此時token便是人民幣，就類似於普通實體公司的激勵措施。收益需要在不同參與者之間分配，普通公司有董事會以及管理層來制定激勵措施，區塊鏈應用需要用聯盟協議的形式將分配辦法或原則確定好。聯盟協議的更新難度比普通公司的董事會或管理層更新管理辦法無疑要難很多。
例如，在供應鏈金融的區塊鏈應用中，參與者有核心企業，n級供應商，資金的提供者，可能還有資金合同的受讓方。由於區塊鏈技術的採用，各級供應商由於供應鏈條聯絡在一起，使之有了核心企業的信用等級，可以增強各級供應商的信用等級，使之資金成本降低，各級供應商受益，但核心企業的收益程度便小很多，或者還損害了核心企業的利益，所以在這類應用中，如何協調各類參與者的利益便成為該應用可持續性的關鍵。
（未完待續）
