分类: 互联网金融, 社会与技术

区块链之问—产业应用的机遇与挑战

如果说2016年Fintech前沿有什么有趣的话题榜单,你一定会在其中看到区块链,这样一个最初被视作“娱乐大于实际”的比特币所采用的结算系统,现如今已跻身于Fintech的最前沿。之所以会有这样的骤然变化,是基于实实在在的技术创新。伴随着以太坊(Ethereum重新定义区块链应用场景,R3、金链盟等联盟链的成立,可信可控云计算 、终端安全存储等技术的演进,以及众多机构加入探索,区块链应用步伐大大加快,甚至引起了央行的注意。我们可以看到越来越多金融相关领域的龙头企业尝试拥抱这项技术,用于解决行业难题。

与此同时,我们看到区块链目前仍然缺乏标准化和落地实践,业内有一些盲目跟风的现象,强行将该技术用于不匹配的业务场景,使得区块链就像“一把仍在寻找钉子的锤子”。毫无疑问,区块链已经成为FinTech业界热烈讨论的焦点,但是它究竟从何处而来,为解决什么问题而生?又将向何处去,是颠覆行业还是被人淡忘?我们不妨将繁复的概念营销先放在一边,一起来探寻这些本质之问的答案。

从何处而来

区块链,最初只是比特币的结算系统,其本质是基于密码学的去中心账本方案,区块链本身所使用的技术并不是新概念,而是基于一系列密码学技术的集合,通过巧妙的设计,使之实现了去中心化的结算需求,然而伴随而来的是一些衍生问题。区块链并不是“一把仍在寻找钉子的锤子”,而是一把“专门为某种钉子设计的锤子”,所以要了解区块链的本愿,我们需要先从“比特币之父”中本聪的论文说起。

中本聪的比特币

2008年,中本聪(化名)第一次在Metzdowd的密码学邮件列表中发表了比特币相关的建议书,其中包含了他之前的一篇论文--《比特币—P2P下的电子货币系统》,论文中阐述了如何使用密码学原语与特定的数据结构,在不可信的环境下建立分布式对等节点的结算系统,区块链的三层密码学结构、工作量证明与拜占庭容错难题都是由这篇文章引出的。


图1:区块链的三层密码学结构

比特币已解决的问题:

  • 记录的内容完整性
  • 记录之间的顺序不可篡改
  • 记录的去中心化同步容错

比特币待解决的问题:

  • 去中心同步带来的性能问题
  • 工作量证明导致的复杂性与算力垄断隐患
  • 更新迭代愈发困难
  • 应用场景的局限性

这些“已解决的问题”正是区块链技术所提供的业务价值,而从区块链的最新发展来看,具有独创性的一系列改进,大都是围绕着“待解决的问题”而展开的。

很遗憾的是这篇论文很少被媒体引用,原因或许是密码学概念仍然很难为大众理解,但是另一个很重要的讨论前提也由此被掩盖:区块链的最初设计,目的是支持P2P(对等节点)之间记录不可信赖的去中心交易环境,而“不可信的对等节点”这一前提在传统金融领域有着不同的阐述和限制,忽略这一差异而讨论区块链,就是引发误解的原因之一。

对区块链的误解

当前许多新兴的产业应用场景,套用区块链作为防篡改的记录系统,例如通过区块链来确保交易、票据、合同、供应链等记录的完整性。然而,在实际的使用过程中,仍存在着非常大的误区。

事实上区块链作为防篡改方案,仅仅使用了其中的三层密码学结构,而去中心容错问题则是由其分布式结构决定。区块链记录一旦产生,便可以具有前向完整性,即对于已经产生并记录在案的数据,可以通过密码学检验确保其内容难以被篡改。这一要求,不需要基于去中心点对点的场景便可以实现,在这样的应用场景中,工作量证明等容错方案便成为了冗余的设计,无形中增加了落地的难度。

因此,我们可以看到新兴应用场景中“广义的区块链”,和比特币等去中心化场景中“狭义的区块链”,实际上有着巨大的应用场景差异。

相似的,区块链与“数字货币”也不可一概而论。作为比特币的基础设施的区块链,常常也伴随着“数字货币”的方案一同出现,然而“数字货币”对于应用场景有着非常高的要求,其发行与管理都需要经济领域专家的设计,同时也面临着政策监管的敏感风险,因此产业急需将“数字货币”与区块链解耦,以拓宽区块链的应用面。

进化中的竞争币与以太坊

随着时间推移,比特币也显现出了一些问题,例如保密性和公平性都受到了质疑。我们看到使用“零知识证明”代替有缺陷的签名系统的方案“ZeroCoin”,试图通过分成协议吸引更多持续维护者参与其中的“Dash”,同时社区也不再满足于结算交易,涌现出了不少其他的应用场景,如代替传统域名解析服务的“Namecoin”、用于票据交易的“Ripple”,以及提出了链上代码概念的“以太坊(Ethereum)”。

以太坊通过提供图灵完备的运行环境,使得区块链从原有的数据存储结构进化为了可以约束合约行为的平台,从这一点上看,以太坊的区块链已经脱离了原本的“交易结算”场景,随之而来的,我们在以太坊之上看到了许多富有想象力的新应用,其中最著名的即是DAO。DAO采用了以太坊的智能合约平台,实现了提供数字凭据的股权众筹体系。受到以太坊启发,R3和Hyperledger也纷纷引入了“智能合约”的概念,并不断提高其拓展能力,也造就了当前区块链百家争鸣的局面。

将向何处去

目前我们看到的一些区块链的产业应用主要包括以下领域:

  • 财务结算
  • 票据交易
  • 金融资产
  • 合作合约
  • 供应链审计
  • 元数据管理
  • 共享经济
  • 物联网

而对于不同的产业领域,我们可以看到区块链提供了不同的帮助,有些是保障记录完整性的,有些是希望打造更灵活自动的合约平台,有些是针对不可信环境的数据治理。由于产业需求的不一致,我们也看到碎片化的平台不断被开发出来,最终行业间的适配就成为了广泛存在的问题,业界逐渐开始考虑标准化和落地的解决方案。

标准化与落地

货币结算的标准化方案其实很早就已经在金融IT系统中存在了,例如SWIFT(环球同业银行金融电讯协会),它是目前使用最为广泛的银行间结算协议,为银行间结算提供了标准化的报文格式和安全方案,其服务已经遍及207个国家,接入的金融机构超过8100家。

随着区块链技术越来越被重视,SWIFT与埃森哲在今年四月共同推出了分布式账本系统报告,这一20页的报告体现出了SWIFT对目前分布式账本的研究和推动货币结算标准化的意愿。其中,有一个采纳了分布式账本的“身份和访问管理”的概念应用,展示了SWIFTNet PKI 分布式账本解决方案,以及访问控制机制(如封闭用户组和RMA),是SWIFT利用现有的平台和资源,解决身份和访问管理问题很好例证。

但是即便是SWIFT,也仍然面临着标准化推动缓慢,产业应用缺乏落地实践的问题,由Linux基金会与IBM、Intel等科技组织参与的Hyperledger超级账本开源项目由此应运而生,Hyperledger旨在推进跨行业的区块链技术发展,是一个全球合作的组织,涵盖了金融、银行、物联网、供应链、制造和技术等领域。相应的还有R3联盟区块链,由R3cev发起,至今已吸引了数十家巨头银行的参与。我们可以看到各界都在努力地将产业应用标准建立起来,以便后续的行业间交互合作。

图2Hyperledger为基础设施的产业间合作网络

困难与挑战

在区块链技术落地的环节,我们仍然面临着许多的困难和挑战,其中最为紧迫的是将业务需求映射到技术方案上,并基于这些需求对现有的区块链实现进行改造和精简,以应用于实际的业务环境。甚至对于区块链现有的密码学结构做出适当的修改,以满足不同场景的具体需求。

另一方面,区块链原有的问题,以及长期以来基于社区的松散结构,造成产业应用缺乏快速原型、敏捷迭代的最佳实践,如何更快地将区块链应用于业务原型,并构建完善的持续交付流程,尤其是针对开发和运维阶段的实践,是非常值得投入的领域。

解构与重构

由于区块链本身的密码学和共识方案分别用于解决不同领域的问题,从比特币的最初设计到后续区块链的各方改进,我们可以看出,不同技术对所解决的问题具有非常强的针对性,并非可以照搬利用。我们常常看到许多大型组织对区块链技术表示好奇,却缺乏对其业务应用场景的思考,尤其是行业对于区块链技术的理解仍然需要解耦。

例如,针对智能合约的场景,我们需要实现一套安全可控的执行沙盒来部署一次性或多次性的合约解释器(intepreter)服务,基于领域概念设计的DSL和API将有助于业务人员更灵活地设计合约条款和执行方式。

智能合约基于其自动化效用,对我们的业务抽象能力也提出了新要求,如何设计更完备的区块链智能合约机制以映射业务场景,需要对原有的业务流程进行拆分,并且落实到规约层面,这与传统Fintech系统方式有所不同,标准化与规范化在这一场景下显得尤为重要,数字化平台思维也必不可少。

图3:智能合约场景常见技术架构

相对应的,针对更注重审计的供应链场景,我们则应该把重心放在记录的完整性和审计可视化上,这就要求区块链提供更丰富的查询、校验接口。同时对于有分布式需求的供应链环节,如物流运输等环节,设计完善的同步共识算法就显得尤为重要

此外在供应链应用中,区块链的核心价值之一--“分布式记录完整性”得到了充分的体现,但是由于参与供应链的企业和行业数量繁多,统一的成员管理就成为了必须考虑的课题。

图4:供应链场景的成员管理服务

另外,区块链所面对的问题,本质上是“不受信任”的场景下的“数据治理”问题,因此,企业对于区块链的研究投入不应该只局限在技术层面,更应当着眼于“数据价值”,从“安全可信”的需求出发,对区块链进行重构,以胜任自身以及行业联盟的业务需要

展望

区块链不仅为可信金融领域提供了新的模式,还为其他各类产业应用引入了新思考,同时业务与技术设计也面临着新的难题。如何拥抱数字化平台带来的机遇,直面挑战,正是产业应用对区块链和Fintech提出的问题,如果能在以下这些领域取得突破,相信区块链在未来会给我们带来更多激动人心的颠覆性创新:

  • 将不同场景的业务需求映射到技术方案,并基于这些需求对现有的区块链实现进行改造和精简。
  • 积累快速原型、敏捷迭代的最佳实践,更快地将区块链应用于业务,并构建完善的持续交付流程。
  • 对于记录的完整性和审计可视化,设计更直观的展示方式。
  • 完善区块链的成员管理能力,基于标准协议形成联盟,满足更多企业和行业间的信息交流。
  • 着眼于“数据价值”,从“安全可信”出发,对区块链进行重构,以胜任业务需求。
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