分散式賬本技術：超越區塊鏈（附下載英文版）

DinK發表於2016-03-07

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分散式賬本技術產生的演算法是一種強大的、具有顛覆性的創新，它有機會變革公共與私營服務的實現方式，並通過廣泛的應用場景去提高生產力。

分散式賬本，從實質上說就是一個可以在多個站點、不同地理位置或者多個機構組成的網路裡進行分享的資產資料庫。在一個網路裡的參與者可以獲得一個唯一、真實賬本的副本。賬本里的任何改動都會在所有的副本中被反映出來，反應時間會在幾分鐘甚至是幾秒內。在這個賬本里儲存的資產可以是金融、法律定義上的、實體的或是電子的資產。在這個賬本里儲存的資產的安全性和準確性是通過公私鑰以及簽名的使用去控制賬本的訪問權，從而實現密碼學基礎上的維護。根據網路中達成共識的規則，賬本中的記錄可以由一個、一些或者是所有參與者共同進行更新。

區塊鏈是這種分散式賬本的底層技術，它最初是為了在2008年實現的點對點數字現金系統比特幣而設計的。區塊鏈演算法讓比特幣的交易可以在“區塊”裡集中起來，並通過密碼學簽名新增到現有區塊組成的“鏈”裡面。比特幣賬本是用分散式及“無需許可”的方式構建的，任何人都可以通過解決生成新區塊所需的密碼學難題從而新增一個包含交易的區塊。現時，這個系統的鼓勵機制是在解決難題並生成每個區塊後得到的25個比特幣的獎勵。任何人只要有網路和電腦的算力，都有機會解決這些密碼學難題並將交易新增到賬本里，這些人被稱為“比特幣礦工”。挖礦的比喻是很恰當的，因為比特幣的挖掘是要消耗大量的電腦運算能力的，因此會帶來很高的能源消耗。據估計，比特幣網路執行所需的能源超過1GW（十億瓦特），可以與愛爾蘭的電力消耗相提並論了。

比特幣就像是網路上的現金一樣。人們是通過物理上的外觀及特徵去校驗現金的真偽的，而在鈔票的例子裡，則是通過序列號以及其他的一些安全裝置去實現這個目的。不過在現金的例子裡，並沒有一個用於記錄交易的賬本，無論是錢幣還是鈔票都有被偽造的問題。在比特幣的例子裡，交易構成的賬本保證了它們的真實性。錢幣和比特幣都需要被安全地儲存到相應的錢包（分別對應實物或虛擬錢包），若這個步驟不完善的話，無論是錢幣還是比特幣都有可能被盜竊。比特幣與傳統貨幣的根本差別是，傳統貨幣由中央銀行發行，而比特幣由一個被稱為比特幣的全球“協作”機制根據共識決定的數額發行。作為用於交換和商業執行的工具，現金已經被使用了一千多年了。從這個事情上說，瑪瑙貝（譯者注：古代貨幣的一種）、鍛造的便士以及比特幣都是有一定聯絡的。

不過這個報告並不是關於比特幣的。它是關於讓比特幣成為可能的演算法技術，以及關於這種技術具有的潛能——它能在現有的賬本系統中進行變革，使其成為記錄、協助和維護大範圍的各型別交易的工具。所以，區塊鏈的基本架構可以修改成整合各種規則、智慧合約、數字簽名以及其他新型的工具。

分散式賬本技術有潛力幫助政府徵稅、發放福利、發行護照、登記土地所有權、保證貨物供應鏈的執行，並從整體上確保政府記錄和服務的正確性。在英國國民健康保險制度（NHS）裡，這項技術通過改善和驗證服務的送達以及根據精確的規則去安全地分享記錄，有潛力改善醫療保健系統。對這些服務的消費者來說，這項技術根據不同的情況，有潛力讓消費者們去控制個人記錄的訪問權並知悉其他機構對其記錄的訪問情況。

現行的資料管理方案，特別關於個人資料的管理，通常是在單一的機構內架設的大型傳統IT系統。由此還會引入一系列的網路與通訊系統，才能實現與外界的交流，這也增加了額外的成本和複雜性。高度中心化的系統的單點失敗的機率很高。這也會帶來被黑客攻擊的風險，而資料經常會出現沒有及時同步的、過期的或者不準確的問題。

與此相反，分散式賬本天生的就是很難去攻擊的，因為它沒有用單一的資料庫去儲存記錄，而是保留了同一個資料庫的多個共享副本，因此黑客攻擊必須同時針對所有的副本才能生效。這個技術也具備阻止未授權修改或惡意篡改的能力，因為網路中的參與者會立刻發現賬本中的某個部分被篡改了。另外，這種技術用於維護資訊保安及更新資訊的方法意味著參與者可以共享資料，並確保賬本的所有副本在任何時候都是與其他副本一致的。

不過，這不代表分散式賬本對黑客攻擊是免疫的，因為原則上說，任何人只要能夠找到“合法地”修改一個副本的方法，則有可能修改賬本的所有副本。因此，保證分散式賬本的安全性是一項重要的任務，就如確保現代社會執行所依賴的數字技術基礎設施的安全性一樣。

一些地方的政府開始將分散式賬本技術引入業務當中。愛沙尼亞政府使用由Guardtime公司開發的、被稱為“無需密碼的簽名基礎設施”（Keyless Signature Infrastructure，KSI）的分散式賬本技術去做相關的試驗已經有幾年的時間了。

這個基礎設施讓公民可以驗證他們存放在政府資料庫的相關記錄的正確性。這好像也杜絕了一些有特權的內部人員在政府網路內部進行不法行為的可能性。有了這個保證後，愛沙尼亞相繼啟動了如電子式商業登記（e-Business Register）以及電子徵稅（e-Tax）等基於數字技術的服務。這降低了在國家和公民上的行政負擔和成本。愛沙尼亞與英國、以色列、紐西蘭和韓國一起，並列在“數字化五國（D5 group of nations）”裡。（譯者注：數字化五國是英國政府贊助的一個專案，目的是通過數字化改善公共服務的質量）。英國政府有機會與這些政府以及其他有類似想法的政府一起，去學習和實施區塊鏈及相關技術的應用。

商界很早就看到了這項技術所帶來的潛力。分散式賬本提供了一種確保商品及智慧財產權的所有權和起源的新方法。例如，Everledger提供了一種確保鑽石身份的分散式賬本，並記錄從採掘、切割、銷售和承保的相關資訊。在這個有相對多的紙質檔案被偽造的市場裡，這種技術讓鑽石的歸類更加高效，並有潛力降低詐騙的風險，以及防止“血腥鑽石”（譯者注：即在戰亂或衝突地區開採並用於資助戰爭活動的鑽石貿易）進入市場。

這類技術面臨的一個重大挑戰，就是如何向政策制定者以及公眾解釋這種技術的重要性——這也是本報告的一個重要目的。

在交流這項技術的過程中，面臨的第一個困難就是區塊鏈技術與比特幣看似緊密的聯絡。比特幣是加密貨幣的一種，因為它用密碼學的方式確保和跟蹤貨幣的供應量。比特幣與絲綢之路（已經被關閉）此類不法交易及“暗網”交易網站的聯絡使得公眾與政府政策制定者對此產生疑慮。不過，各國的中央銀行和政府金融部門對數字貨幣都有一定的興趣，正大力展開研究。這是因為與實體的現金不一樣的是，數字現金的電子化分發方式能夠提高效率，能夠創造一個沒有實體現金的交易賬本。

交流這項技術面臨的第二個困難是一系列令人困惑的術語。Simon Taylor（譯者注：財富500強之一的巴克萊銀行的區塊鏈研發事業副總裁）在這部分的內容結束時會提供一系列的定義並將這些術語解釋清楚。特別需要提到的一個術語是“分散式”，這個詞容易帶來誤解，有人認為分散式意味著這個系統肯定是沒有機構能監管的、也沒有持有人的。這並不完全錯誤，也不一定正確——這要看賬本的具體設計規則。在實踐中，分散式賬本的模式有很多，擁有不同程度的集中化特性，有不同型別的訪問控制機制，以符合不同業務的要求。在這個領域裡，有“無需許可”的賬本，對任何人都是公開的，他們可以為賬本貢獻資料，而且賬本不能被某個人或機構所佔有；還有一些“基於許可”的賬本，它們可能是有所有者的，而且只有所有者才能記錄和驗證賬本的內容。

這其中關鍵的資訊是，通過完全瞭解這項技術，政府和私營機構可以選擇最符合自身業務需求的特定設計，在安全性、中心控制權之間達到平衡，從而又能得到在不同機構和個人之間共享資料的便利性和機會。

就如大多數新技術一樣，這些技術將來的用途及可能產生的問題仍然不明晰。就如我們關注所有新技術的時候重視的問題一樣，關鍵不在於這項技術自身是好的還是壞的，而是這項技術有什麼應用場景？為什麼而設？如何應用？有什麼相應的安全措施去避免可能帶來的問題？

為了幫助解答這些問題，英國政府科技辦公室選擇出來自商界、政府部門以及學術界的專家們組成了一個高階小組，去評估分散式賬本技術用於政府內部以及私營部門的機會，並決定政府和其他部門需要如何在使用分散式賬本技術的過程中趨利避害。目標是為政策制定者與關注者解答技術背後的術語，並給他們提供這項技術的願景和證明，以幫助他們決定什麼措施是必須的，以及如何最好地部署這些措施。

總的來說，分散式賬本技術提供了一個框架，讓政府可以用於減少欺詐、腐敗、錯誤和涉及大量紙質檔案業務的耗費。它有潛力重新定義政府與公民在資料分享、透明度和信任意義上的關係。對私營部門來說，類似的潛力也是存在的。

這個主編寄語給出了來自我們研究成果的8個建議，涵蓋了願景、技術、治理、隱私和安全性、震撼的潛力、應用及全球視角等內容。這些章節由分散式賬本技術領域的專家們書寫，但使用了普通人也能看懂的寫作風格。我對這些專家提供的指導和體貼的貢獻深表感激。