区块链需要关注的应用场景

区块链最近几年炒得很热，国内已有大量与之相关的企业，有些企业已经结合已有业务摸索出了自己的应用场景，但仍有不少企业处于不断试探和反复迷惑状态。

从技术角度讲，区块链涉及到的领域比较杂，包括分布式、存储、密码学、心理学、博弈论、网络协议等，要一下子完全理解确实不太容易。

甚至有人简单将区块链技术归结到分布式数据库的范畴，误导了对其的正确理解。

实际上，要找到合适的应用场景，还是要从区块链自身的特性出发进行分析。

从技术特点上，区块链具有：

• 分布式容错性：网络极其鲁棒，容错 1/3 左右节点的异常状态。
• 不可篡改性：一致提交后的数据会一直存在，不可被销毁或修改。
• 隐私保护性：密码学保证了未经授权者能访问到数据，但无法解析。

随之带来的业务特性包括：

• 交易成本：设计恰当的区块链应用可以控制每笔交易的成本更低，不需要第三方中介机构。
• 维护成本：跟传统技术相比，区块链网络维护成本更低，适用环境更多。
• 安全隐私：直接为终端用户提供一定程度的安全保障和隐私保护。

区块链并非凭空诞生的新技术，更像是技术演化到一定程度突破应用阈值后的产物，因此，其应用场景也跟促生其出现的环境息息相关。

未来几年内，可能深入应用区块链的场景将包括：

• 征信管理：这是大型社交平台和保险公司都梦寐以求的，目前还缺乏足够的数据来源、可靠的平台支持和有效的数据分析和管理。该领域创业的门槛极高，需要自上而下的推动。
• 社区资源共享：airbnb 为代表的公司将欢迎这类应用，极大降低管理成本。这个领域创业门槛低，主题集中，会受到投资热捧。
• 金融交易：主要是降低交易成本，减少跨组织交易风险等。该领域的区块链应用将最快成熟起来，银行和金融交易机构将是主力推动者。
• 投资管理：无论公募还是私募基金，都可以应用区块链技术降低管理成本和管控风险。虽然有 DAO 这样的试水，谨慎认为该领域的需求还未成熟。
• 物联网：物联网是很适合的一个领域，短期内会有大量应用出现，特别是租赁、物流等特定场景。但物联网自身的发展局限将导致短期内较难出现规模应用。

数字货币到底解决了哪些问题？

货币是人类文明发展过程中的一大发明。很难想象没有了货币，现代社会的金融体系还能否持续运转。

一般等价物都可以作为货币使用。然而平时最常见的货币形式还是纸币，它既方便携带、不易仿制、又相对容易辩伪。

或许有人认为信用卡更方便。相对于信用卡这样的集中式支付体系来说，货币提供了更好的匿名性。而且碰到系统故障、断网、木有刷卡机器等情况，信用卡就不可用了。ps，货币 vs 信用卡并不是本文所关注的问题。

无论是货币，还是信用卡模式，都需要额外的系统（例如银行）来完成生产、分发、管理等操作，带来很大的额外成本和使用风险。诸如伪造、信用卡诈骗、盗刷、转账等安全事件屡见不鲜。

很自然的，如果能实现一种数字货币，保持既有货币的这些特性，消除纸质货币的缺陷，无疑将带来巨大的社会变革，极大提高经济活动的运作效率。

近三十年来，数字货币技术经历了几代演进。目前看来，比较有影响力的模式有两种，一种是类似 paypal 这样的选择跟已有的系统合作，成为代理；一种是以比特币这样的完全丢弃已有体系的分布式技术。

现在还很难讲哪种模式将成为未来的主流，甚至未来还可能出现更先进的技术。但对比特币这一类数字货币的设计进行探索，将是一件十分有趣的事情。

让我们来对比现在的数字货币和现实生活中的纸币：

属性	分析	胜出方
便携	这点上应该没有争议，显然数字形式的货币胜出。	数字货币
防伪	这点上应该说两者各有千秋，但数字货币可能略胜一筹。纸币依靠的是各种设计（纸张、油墨、暗纹、夹层等）上的精巧，数字货币依靠的则是密码学上的保障。事实上，纸币的伪造时有发生，但数字货币的伪造明面上还没能实现。	数字货币
辩伪	纸币需要依托验钞机，数字货币依靠密码学。数字货币胜出。	数字货币
匿名	通常情况下，两者都能提供很好的匿名性。但都无法防御有意的追踪。	平局
交易	对纸币来说，谁持有纸币就是合法拥有者，交易通过纸币自身的转移即可完成。对数字货币来说则复杂的多，因为任何数字物品都是可以被复制的，因此需要额外的机制。为此，比特币发明了区块链技术来实现可靠的交易。	纸币
资源	100 美元钞票的生产成本是 0.1 美元左右。100 面额人民币的生产成本说法众多，但估计应该在几毛到几块范围内。数字货币消耗的资源则复杂的多，以最坏情况估计，算出来多少就要消耗多少电（往往要更多）。	纸币
发行	纸币的发行需要第三方机构的参与，数字货币则通过分布式算法来完成发行。在人类历史上，好几次通胀和通缩就是不合理的发行纸币造成的。但数字货币在这方面的表现还有待观察。	平局

可见，数字货币并非在所有领域都优于已有的货币形式。不带前提的在所有领域都鼓吹数字货币并不是一种严谨的态度，应该针对具体情况具体分析。实际上，仔细观察目前支持数字货币的交易机构就会发现端倪。其中，物联网相关领域无疑是一个很有希望的方向。

最后，虽然当前的数字货币已经取得了巨大成功，但可见的局限也很明显：分布式账本还无法做到大规模场景下的快速确认；交易的频度还远低于已有的交易系统；资源的消耗还过高。这些问题还有待于相关技术的进一步发展。

从比特币到区块链的未来

很早就想写一写区块链（Blocking Chain）技术，作为比特币等一系列应用背后最核心的技术，它的前景充满了各种可能和挑战。最近身边不少人感兴趣，正好总结下。

起源和背景

相比区块链，更多人都听说过比特币。其实最早 08 年的时候比特币就已经问世了，但真正流行起来还是在 10 年后的事情。其官方网站是 bitcion。发明人（传言代号为中本村的澳大利亚人）到目前为止尚无法确认身份，但是一个团队的概率较大。

比特币是一种概念金融货币。主要是希望解决已有金融货币系统的几个问题：

• 被掌控在发行机构手中；
• 自身的价值无法保证；
• 无法匿名化交易。

搞金融的人都能想到，实际上，要设计这么一套系统，最关键的还是一套强大的交易记录系统和中立的货币发行机制。

首先，这个系统要能中立、公正、无法被篡改地记录发生过的每一笔交易。对比已有的银行系统，可以看出，现在的银行机制作为第三方，是有代价的提供了这样的服务，即如果交易双方都相信银行的数据库，那么就没问题了。可是如果是世界范围内流通的货币呢？有哪个银行能让大家完全信任它？于是，需要有一套分布式的数据库，在世界范围内都可以访问，而且都无法去控制。这也就是区块链设计的目的。

货币的发行则是通过比特币的协议来规定的，总量必须控制，发行速度会自动调整。既然总量一定，那么单个比特币的价值肯定会随着承认比特币的实体经济的加入而水涨船高。发行速度的调整则避免了通胀或者滞涨的出现。

原理

区块链的基本原理其实十分简单。

首先假设存在一个 P2P 的数据库（这方面的技术相对成熟），剩下来就是大家如何决策去添加数据上来。只允许添加、不允许删除避免了作伪的可能性。这个数据库的结构是一个链，由一个个块组成，这也是其名字的来源。新的数据要加入，必须作为一个新的块来加入。而这个块能否加入，可以通过一些手段来检验出来。

具体到比特币如何使用了区块链技术。比特币将每十分钟内所有的交易都打包在一起，这些信息组成一个块。然后，网络中所有的成员都可以试图来找到一个合法的块（比如基于当前的块的信息，加上时间、id，加上某些其它有用信息等），然后进行一些 hash 计算，并且找到的结果还得满足一定条件（比如小于某个值）。一旦算出来就可以进行全网广播，大家拿到这个算出来的结果，进行正向验证，发现确实符合条件了，就承认你算出来了。

因为算出来的概率要从数学上进行保证，比如每十分钟内大概就刚好算出来一个。所以保证了区块链每十分钟增加一个块。算出来的这个人将获取得到这个时间内所有交易产生的管理费和协议固定发放的奖励费（目前是 25 比特币）。也即俗称的挖矿。

挖矿

五年前，挖矿还是一个很有前途的行业。但是现在，建议还是不要考虑了，因为从概率上说，由于当前参与挖矿的计算力实在过于庞大（已经超出了大部分的超算中心），获得比特币的收益已经眼看要 cover 不住电费了。特别那些想着用云计算虚机来挖矿的想法，意义确实不大了。

从普通的 CPU、到后来的 GPU、到后来的 asic 矿机、到现在的 asic 数据中心。短短数间，比特币矿机的技术走完了过去的计算机的历程，并且还颇有创新之处。确实是哪里有利益，哪里的技术就飞速发展！

有哥们当年去内蒙古用近乎白给的价格租了当地的机房，打着创业幌子搞挖矿，不知道今日身家几何！

很自然的，有人会想到，如果我有很强大的计算力，所有的块我都算出来了，那是不是就能破坏比特币网络。确实如此，基本上拿到 1/3 的计算力，比特别网络就存在被破坏的风险了；拿到 1/2，概率上就掌控整个网络了。

想想看，你可以一直不承认别人的计算结果，只承认自己的，从概率上风险是很大的。这里，要区别分布式系统里面的拜占庭将军问题，这里完全是概率意义，并非数学证明。

那么有没有办法防护呢？

除了尽量避免计算力放到同一个组织手里，没太好的办法，这是目前 pow （proof of work）的协议规定的。

也有人觉得为了算一个块，大部分计算力（特别到最后根本没算出来的）其实都浪费了。

有人提出用所谓的 pos，即大节点作为多个节点代理人的模式来节约计算力。那怎么选大节点？又容易导致“富则越富”问题。呵呵，这就是完全民主 vs 选举人制度嘛。

个人认为，无论 pow 还是 pos，都无法解决问题。要从根本上解决，得引入随机代理人制度，通过算法在某段时间内只让部分节点参加计算，然后要发放一部分“普世奖励”给所有在线节点。

安全

既然区块链一个可能的应用前景是金融系统，那么安全自然是讨论最多、挑战最多的话题。区块链的实现是开源的，基于了现有的成熟的密码学算法。但这是否就能确保其安全呢？

未必。有如下几个方面是很难逃避的。

首先是，攻击区块链系统是否是犯罪？攻击银行系统是要承担后果的。但是目前还没有任何法律保护区块链以及基于它的实现。

其次是软件实现的潜在漏洞是无法避免的。考虑到使用了几十年的 openssl 还带着那么低级的漏洞（heart bleeding），而且是源代码在大家眼皮底下。这背后曾经发生过啥，让人遐想连篇。金融系统自身到底有没有必要开源，也值得商榷。

另外，区块链所有交易都是公开可见的。搞大数据的人听了是不是开始激动起来了，呵呵，这里面能分析的东西还真不少，而且规模够大、影响力够大……

还有就是作为一套完全的分布式系统，区块链缺乏足够的调整机制，一旦运行起来，真的无人能控制。即使是让它变得更公平、更完善的修改，只要有部分既得利益者合起来反对，那就无法加入进去。这让比特币本身的价值也蒙上了一层阴影。

展望

无论如何，区块链确实是第一个试图做公开、中立、匿名化的分布式数据库的系统。它的出现，让大家意识到除了互联网这样的基础设施外，数据库系统也可以成为公共基础设施。而且像比特币这样的例子，给与了区块链更多的遐想空间。如果交易无法造价，信息无法造价，世界是不是会多了一些算法来保证的公平呢？这是又一次用技术给人类发展带来进步的福利。

不提这种去中心化的金融系统是否现实（个人认为至少 5-10 年后的事情了），在跨国交易、跨组织合作日益频繁的今天，区块链、比特币都是很好的一些尝试和参考。