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2019區塊鏈研究報告

更新時間: 2019-10-26 16:20:53來源: 粵嵌教育

      作者:恒大研究院 任澤平 連一席 謝嘉琪 甘源

      來源:澤平宏觀

  摘要:


  中共中央政治局10月24日下午就區塊鏈技術發展現狀和趨勢進行第十八次集體學習。中共中央總書記習近平在主持學習時強調,區塊鏈技術的集成應用在新的技術革新和產業變革中起著重要作用。我們要把區塊鏈作為核心技術自主創新的重要突破口,明確主攻方向,加大投入力度,著力攻克一批關鍵核心技術,加快推動區塊鏈技術和產業創新發展。


  習近平總書記指出,區塊鏈技術應用已延伸到數字金融、物聯網、智能制造、供應鏈管理、數字資產交易等多個領域。目前,全球主要國家都在加快布局區塊鏈技術發展。我國在區塊鏈領域擁有良好基礎,要加快推動區塊鏈技術和產業創新發展,積極推進區塊鏈和經濟社會融合發展。


  第46屆世界經濟論壇達沃斯年會將區塊鏈與人工智能、自動駕駛等一并列入“第四次工業革命”。《經濟學人》曾在2015年10月的封面文章《信任的機器》中介紹區塊鏈——“比特幣背后的技術有可能改變經濟運行的方式”。區塊鏈為什么被稱為“信任的機器”?為何近年如此火爆?它將如何改變經濟運行的方式?如何產業化?發展前景如何?未來有哪些挑戰?


  區塊鏈是如何創造信任的?我們以“1”、“2”、“3”來總結區塊鏈的特點:


  “1”句話概括區塊鏈:可信的分布式數據庫;


  “2”大核心性質:分布式、不可篡改;


  “3”個關鍵機制:密碼學原理、數據存儲結構、共識機制。


  “分布式”與“不可篡改”的性質保證了區塊鏈的“誠實”與“透明”,這是區塊鏈能夠創造信任的基礎。


  區塊鏈如何為實體經濟和金融系統“賦能”?可以總結為四點:范圍廣、跨主體、提效率、降成本。


  范圍廣:區塊鏈技術能夠廣泛服務于金融和實體經濟領域。幾乎所有行業都涉及交易,都需要誠信可靠的交易環境作為行業健康發展的前提支撐。區塊鏈通過數學原理而非第三方中介來創造信任,可以降低系統的維護成本。


  跨主體:與流行的觀點認為區塊鏈將沖擊現有的商業邏輯和環境不同,我們認為,區塊鏈技術目前更適合落地于價值鏈長、溝通環節復雜、節點間存在博弈行為的場景,是對傳統信息技術的升級、對現有商業環境的優化而非顛覆。傳統信息技術(如OA、ERP)提升了企業內部的協作效率,區塊鏈技術則將協作范圍進一步擴大到跨主體,通過保持各主體間賬本的安全、透明與一致,從而切實降低各參與方的信息不對稱。


  提效率、降成本:我們以四個具有代表性的應用場景為例進行分析(跨境支付、全球貿易物流、供應鏈金融、征信),發現區塊鏈能夠融合實物流、數據流、信息流、資金流,簡化驗證、對賬、審批、清算等交易流程,從而提升效率、降低成本。在部分場景中,區塊鏈也能幫助實現數據確權、促進信息共享。


  從全球區塊鏈相關公司融資輪次分布情況來看,目前超95%以上融資事件處于種子輪、天使輪及A輪階段,B輪及以后只占3%,這說明產業依舊處于早期階段。2014年后VC融資輪投數量逐步減少,平均輪投規模逐漸增加,投資者更多地將目光從數字貨幣轉移到具體應用場景的落地,說明投資者更加理性、產業逐漸進入早期階段的尾聲。


  行業方面,預計未來3-5年將以金融行業為主,逐漸向其他實體行業輻射,更切合實際的場景加速落地,行業從“1到N”發展到包括娛樂、商品溯源、征信等。


  比特幣是去中心化虛擬貨幣的典型代表,是區塊鏈技術的重要應用場景之一,具備去中心化、總量有限、交易安全、信息公開的超前時代的特點。比特幣替代信用貨幣的最大障礙正是去中心化的特性,它挑戰了當前以國家信用為基礎的全球貨幣發行機制和理念,我國政府對比特幣交易活動的監管逐步趨嚴。投機需求是主導比特幣價格瘋漲的內在原因,包括變相換匯、ICO融資等交易活動。在認識到虛擬貨幣本身風險的同時,我們不能否定區塊鏈技術的創新性和發展潛力。(參考我們此前報告《比特幣:貨幣革命還是投機泡沫?》)


  技術方面,目前聯盟鏈的共識算法、技術性能相較于大型公鏈可以更好地滿足企業對實際商業場景的落地需求,預計未來三年將大規模發展。


  政策方面,區塊鏈可以增加執法透明度,探測行業信用情況,加快實體經濟革新,預計未來各國將根據自身情況不同力度地輔以政策支持。


  總體來說,隨著資本和人才的快速涌入,我們認為適合區塊鏈應用的場景將加快落地,行業將在3-5年內更快更規范地發展。


  在高速發展同時,區塊鏈(尤其是大型公鏈)還需要面對交易性能偏低、安全性隱患、標準尚未統一、監管政策不完備等諸多技術、商業與監管方面的挑戰。這正說明技術本身仍然處在“從0到1”的初始階段。


  未來,區塊鏈除了自身運用側鏈、閃電網絡、跨鏈等技術外,更需要與5G、人工智能、大數據、物聯網等新興信息技術深度融合,從而提升技術性能和鏈下數據質量并減少資源浪費。


  智能合約可能是區塊鏈上最具革命性的應用。如果智能合約在區塊鏈上實現廣泛運用,經濟分工將在互聯網時代進一步細化,全球范圍內的各網絡節點將直接對接需求和生產,更廣泛的社會協同將得以實現。如果上述愿景實現,區塊鏈技術與行業的結合有望迎來“從1到N”的爆發時刻,它的爆發或將不是線性的而是非線性的,區塊鏈也才可能從“信任機器”升級成為引領產業浪潮的重要“引擎”。


  本文是恒大研究院“新經濟”系列研究報告,尋找中國經濟從高速增長到高質量發展的新增長點,以及那些有望引領未來的新技術、新產業。


  正文:


  一、 區塊鏈如何創造信任:基本結構、關鍵機制與核心性質


  近年來,區塊鏈成為科技界和創業圈的一大熱詞。第46屆世界經濟論壇達沃斯年會將區塊鏈與人工智能、自動駕駛等一并列入“第四次工業革命”,顯示出區塊鏈技術的重大意義和極為廣闊的發展空間。IBM公司CEO羅睿蘭女士有一句著名的論斷:“區塊鏈對于可信交易的意義正如互聯網對于通訊的意義”(What the internet did for communications, I think blockchain will do for trusted transactions)。那么區塊鏈是什么?為何它被稱為“信任的機器”?


  在本報告的第一部分中,我們用 “1”、“2”、“3”來總結區塊鏈的特點,由此回答以上兩個關鍵問題——


  “1”句話概括區塊鏈:可信的分布式數據庫;


  “2”個核心優勢:分布式、不可篡改;


  “3”個關鍵機制:密碼學原理、數據存儲結構、共識機制。


  1. “1”句話概括區塊鏈:可信的分布式數據庫


  狹義來說,區塊鏈是一種將數據區塊以時間順序相連的方式組合成的、并以密碼學方式保證不可篡改和不可偽造的分布式數據庫(或者叫分布式賬本技術,Distributed Ledger Technology,DLT)。分布式包含兩層意思:


  一是數據由系統的所有節點共同記錄,所有節點既不需要屬于同一組織,也不需要彼此相互信任;


  二是數據由所有節點共同存儲,每個參與的節點均可復制獲得一份完整記錄的拷貝。那么這個分布式數據庫的基本結構如何?

     區塊鏈可以視作一個賬本,每個區塊可以視作一頁賬,其通過記錄時間的先后順序鏈接起來就形成了“賬本”。一般來說,系統會設定每隔一個時間間隔就進行一次交易記錄的更新和廣播,這段時間內系統全部的數據信息、交易記錄被放在一個新產生的區塊中。如果所有收到廣播的節點都認可了這個區塊的合法性,這個區塊將以鏈狀的形式被各節點加到自己原先的鏈中,就像給舊賬本里添加新一頁。


       區塊可以大體分為塊頭(header)和塊身(body)兩部分。塊頭一般包括前一個區塊的哈希值(父哈希)、時間戳以及其他信息。哈希是一類密碼算法,將任意一段信息都可以通過某種加密算法表現為一串“亂碼”,也就是哈希值。父哈希指向上一個區塊的地址(頭哈希),如此遞推可以幫我們一直回溯到區塊鏈的第一個頭部區塊,也就是創世區塊(genesis block)。


  每個特定區塊的塊頭都具有唯一的識別符,即頭哈希值。任何節點都可以簡單地對區塊頭進行哈希計算獨立地獲取該區塊的哈希值。區塊高度是區塊的另一個標識符,作用與區塊頭哈希類似。創世區塊高度為0,然后依次類推。


      以上圖的比特幣#515056區塊為例,其塊頭中除了包含頭哈希、父哈希及默克爾根以外,還包含了以下重要信息:


  獎勵(Block Reward):系統發放給發現正確哈希值并創建新區塊的礦工的獎勵,這部分為內置代幣系統的區塊鏈獨有。目前比特幣區塊鏈獎勵為12.5個比特幣,該數字每四年減半(比特幣總量設定為2100萬個)。


  難度(Difficulty):該區塊工作量證明算法的難度目標。


  隨機數(Nonce):用于工作量證明算法的計數器。


  塊身包含經過驗證的、塊在創建過程中發生的所有價值交換的數據記錄,通過一種特殊的數據結構存儲起來,通常組織為樹形式——比如默克爾樹(Merkle Tree)。所有數據記錄在這棵樹的“葉子”節點里,一級一級往上追溯,最后歸結到一個樹根,反之通過樹根就追溯到每一筆交易詳情。


  2. 區塊鏈三大關鍵機制:密碼學原理、數據存儲結構、共識機制


  密碼學原理之一:哈希算法


  哈希算法是一類加密算法的統稱,是信息領域中非常基礎也非常重要的技術。輸入任意長度的字符串,哈希算法可以產生固定大小的輸出。通俗地說,我們可以將哈希算法的輸出(也就是哈希值)理解為區塊鏈世界中的“家庭地址”。就像物理世界中我們總可以用一個特定且唯一的地址來標識一樣,我們也可以用哈希特定且唯一地標識一個區塊(如果不同區塊的哈希總是不同的,那么我們稱這類哈希函數具有“碰撞阻力”,這是對哈希函數的基本要求),而且就像我們無法從“家庭地址”倒推出房屋結構、家庭成員等內部信息一樣,我們也無法從哈希值反推出區塊的具體內容(哈希函數的隱秘性)。


  密碼學原理之二:非對稱加密


  非對稱加密是指加密和解密使用不同密鑰的加密算法,也稱為公私鑰加密。區塊鏈網絡中,每個節點都擁有唯一的一對私鑰和公鑰。公鑰是密鑰對中公開的部分,就像銀行的賬戶可以被公開,私鑰是非公開的部分,就像賬戶密碼。使用這個密鑰對時,如果用其中一個密鑰加密一段數據,則必須用另一個密鑰解密。

       在比特幣區塊鏈中,私鑰代表了對比特幣的控制權。交易發起方用私鑰對交易(包括轉賬金額和轉賬地址)簽名并將簽名后的交易和公鑰廣播,各節點接收到交易后可以用公鑰驗證交易是否合法。在這個過程中交易發起方無須暴露自己的私鑰,從而實現保密目的。


      數據存儲結構:默克爾樹


  默克爾樹(Merkle Tree)實際上是一種數據結構。這種樹狀數據結構在快速歸納和檢驗大規模數據完整性方面效率很高。在比特幣網絡中,默克爾樹被用來歸納一個區塊中的所有交易,其樹根就是整個交易集合的哈希值,最底層的葉子節點是數據塊的哈希值,非葉節點是其對應子節點串聯字符串的哈希。我們只需要記住根節點哈希,只要樹中的任何一個節點被篡改,根節點哈希就不會匹配,從而可以達到校驗目的。


       共識機制


  共識機制是區塊鏈網絡最核心的秘密。簡單來說,共識機制是區塊鏈節點就區塊信息達成全網一致共識的機制,可以保證最新區塊被準確添加至區塊鏈、節點存儲的區塊鏈信息一致不分叉甚至可以抵御惡意攻擊。實踐中要達到這樣的效果需要滿足兩方面條件:一是選擇一個獨特的節點來產生一個區塊,二是使分布式數據記錄不可逆。


  當前主流的共識機制包括:工作量證明/POW(Proof of Work)、權益證明/POS(Proof of Stake)、工作量證明與權益證明混合(POS+POW)、股份授權證明/DPOS(Delegated Proof-of-Stake)、實用拜占庭容錯(PBFT)、瑞波共識協議等。其中比特幣使用的是工作量證明機制。

      工作量證明/POW


  工作量證明機制的基本步驟如下:


  1) 節點監聽全網數據記錄,通過基本合法性驗證的數據記錄將進行暫存;


  2) 節點消耗自身算力嘗試不同的隨機數(nonce),進行指定的哈希計算,并不斷重復該過程直到找到合理的隨機數,這一過程也被稱為“挖礦”;


  3) 找到合理的隨機數后,生成區塊信息(塊頭+塊身);


  4) 節點對外部廣播出新產生的區塊,其他節點驗證通過后,連接至區塊鏈中,主鏈高度加一,然后所有節點切換至新區塊后繼續進行下一輪挖礦。


      比特幣區塊鏈就是通過足夠大的工作量來求解數學難題來就“誰有權記賬”達成共識。“礦工”在挖礦過程中會得到兩種類型的獎勵:創建新區塊的新幣獎勵,以及區塊中所包含交易的交易費用(交易雙方為了交易被區塊鏈盡早記錄會提供給礦工一筆交易費用作為激勵)。這種算法的競爭機制以及獲勝者有權在區塊鏈上進行交易記錄的機制實際上分別解決了分布式記賬以及記賬權歸屬的問題。在比特幣區塊鏈中,這一過程還起到了貨幣發行的作用——目前每隔10分鐘,就會有挖到新區塊的礦工收到12.5個比特幣的獎勵。


  盡管工作量證明機制解決了記賬權歸屬問題,那么獲得記賬權的礦工有沒有可能“作弊”,在構造的新區塊中添加一些并不存在的交易呢?實際上,比特幣區塊鏈共識機制的重要環節是網絡中的每個節點都會獨立校驗新區塊,其中最重要的就是校驗新區塊中每一筆交易是否合法。如果沒有通過驗證,那么這個新區塊將被拒絕,該礦工也就白白浪費了所有的電力和努力。


  權益證明


  在工作量證明/POW機制中,所有參與POW競賽的節點都將付出不小的經濟成本(硬件、電力、維護等),而且每次只有一個節點“勝出”,也意味著其他節點的大量資源將被浪費。為了解決資源浪費問題,權益證明機制/POS在2013年被提出并最早在Peercoin系統中被實現。


  權益證明類似現實生活中的股東機制,其出發點是:如果共識機制主要是用來證明誰在挖礦這件事情上投入最多,為何不簡單直接地把挖礦“算力”按比例分配給當前所有的持幣者?在工作量證明中,有更多算力的礦工會得到更多的投票權;在權益證明中,持有更多幣(以及相應的時間)的礦工將獲得更多的投票權。


  股份授權證明/DPOS


  在這種系統中,每個幣就等于一張選票,持有幣的人可以根據自己持有幣的數量來投出自己信任的受托人,而受托人不一定需要擁有最多的系統資源。股份授權證明機制模仿了公司的董事會制度,能夠讓數字貨幣持有者將維護系統記賬和安全的工作交給有能力有時間的人來專職從事該項工作。受托人也可以通過記賬來獲得新幣的獎勵。相對于權益證明機制,股份授權證明的優勢在于記賬人數量大大縮小,并且輪流記賬,可以提高系統的整體效率,理想環境下,DPOS能夠實現每秒數十萬筆的交易數量。


  共識機制的選擇對區塊鏈性能(資源占用、處理速度等)有著較大的影響,同時也會決定區塊鏈“去中心化”的程度。一般來說,區塊鏈去中心化程度越高,其性能越弱。去中心化程度和效率在多數情況下難以兼顧。


   3. 區塊鏈兩大核心性質:分布式、不可篡改


  分布式記賬與存儲


  在記賬方面,區塊鏈不需要依賴一個中心機構來負責記賬,節點之間通過算力或者權益公平地爭奪記賬權,這種競爭機制實際上是區塊鏈與傳統數據庫最大的主要區別之一。通過“全網見證”,所有交易信息會被“如實地記錄”,而且這個賬本將是唯一的。在傳統復式記賬中,每個機構僅保存與自己相關的賬目,但往往花費大量的中后臺成本進行對賬與清算,這種低效的方式將被區塊鏈徹底變革。


  在存儲方面,由于網絡中的每一個節點都有一份區塊鏈的完整副本,即使部分節點被攻擊或者出錯,也不會影響整個網絡的正常運轉。這使得區塊鏈相比傳統數據庫具有更高的容錯性和更低的服務器崩潰風險,同時由于每個節點都有一份副本也意味著所有的賬目和信息都是公開透明、可以追溯的。所有參與者都可以查看歷史賬本、追溯每一筆交易,也有權公平競爭下一個區塊的記賬權,這是傳統數據庫無法做到的。


  不可篡改


  在區塊鏈中偽造、篡改賬目基本是不可能的,不可篡改也意味著數據的高度一致性和安全性,這是區塊鏈與傳統數據庫的另一主要區別。


  為什么區塊鏈中的交易無法被偽造?首先,合法的交易需要私鑰簽名,否則無法被其他節點驗證;其次,每一筆交易都是可回溯的,也就杜絕了無中生有的可能。


  為什么區塊鏈是不可篡改的?假如我們要篡改區塊鏈中第k個區塊的數據,那么當前區塊的頭哈希就會發生改變,由于哈希函數具有碰撞阻力,改變后的頭哈希將無法與k+1區塊的父哈希相匹配,篡改者需要繼續修改k+1區塊的父哈希,并一直修改之后每個區塊。這要求篡改者在同一時間同時入侵全球所有參與記錄的節點并篡改數據,只有重新計算被更改區塊后續的所有區塊,并且追上網絡中合法區塊鏈的進度后,并把這個長的區塊鏈分叉提交給網絡中的其他節點,才有可能被認可。在很多情況下,產生一個新區塊的難度不小,要連續產生多個區塊組成新分叉的計算難度更是驚人。在全網巨大算力的背景下,一個惡意節點要做到這點需要擁有至少全網51%的算力基礎,由于區塊鏈是一個分布式系統,大部分節點都是相互獨立的,“51%攻擊”在現實中很難發生。


      《經濟學人》曾在2015年10月刊的封面文章《信任的機器》中這樣介紹區塊鏈——“比特幣背后的技術有可能改變經濟運行的方式”。在我們看來,分布式與不可篡改正是區塊鏈被稱為“信任機器”的原因所在——不可篡改意味著區塊鏈總是“誠實”的,分布式意味著區塊鏈總是“透明”的。而不論人與人之間的交往,抑或商業機構之間的交易,誠實和透明都是雙方或多方互信的基石。區塊鏈的“誠實”與“透明”,也讓它被人們寄予厚望成為互聯網的“信任機器”。


  二、區塊鏈如何為實體經濟與金融市場“賦能”:范圍廣、跨主體、提效率、降成本


  區塊鏈技術能夠廣泛服務于支付清算、票據、保險等金融領域以及供應鏈管理、工業互聯網、產品溯源、能源、版權等實體經濟領域。幾乎所有行業都涉及交易,都需要誠信可靠的交易環境作為行業健康發展的前提支撐。區塊鏈通過數學原理而非第三方中介來創造信任,可以降低系統的維護成本。對于傳統金融機構而言,對賬、清算、審計等線上環節的運營與人力成本將得以降低;對于非金融行業,區塊鏈能夠減少價值鏈各環節的信息不對稱,從而提升協作效率、降低整體交易成本;對于個體而言,陌生雙方或多方能夠跨越物理距離的限制,在網絡上安全地傳遞價值,從而創造更多供給與需求。


       與流行的觀點認為區塊鏈將沖擊現有的商業邏輯和環境不同,我們認為,區塊鏈技術目前更適合落地于價值鏈長、溝通環節復雜、節點間存在博弈行為的場景,將提升跨主體協作的效率、降低相應成本,是對傳統信息技術的升級、對現有商業環境的優化而非顛覆。傳統信息技術(例如OA、ERP系統)在目前企業內部的溝通協作中已經顯示出足夠便利與高效,區塊鏈在這些已經建立或者可以通過線下建立信任的場景中并沒有太大的應用必要。但是在跨企業、跨主體的場景中由于互信機制的缺失,目前仍然大量依賴人力物力進行溝通協作。例如當前不同機構間進行對賬,往往需要從各自的信息系統中導出數據后電郵發送甚至打印后蓋章郵寄,對方收到后再進行比對驗證。在這種跨主體協作的場景下,區塊鏈技術能夠通過保持各主體間賬本的安全、透明與一致,從而切實降低各參與方的信息不對稱。


  下文將以跨境支付、國際航運物流等四個區塊鏈實際應用場景為例,來討論區塊鏈究竟如何為實體經濟與金融市場“賦能”。


  1. 區塊鏈+跨境支付


  區塊鏈的分布式架構和信任機制可以簡化金融機構電匯的流程,縮短3-5天的結算周期,同時降低SWIFT協議的高昂手續費。


  SWIFT形式耗時長,手續費高


  SWIFT主要為金融機構的結算提供金融交易的電文交換業務,提供規則統一的金融行業安全報文服務和接口服務。由于跨境金融機構間系統不相通,直接結算成本高昂,同時業務占比低以及對手方存在不確定性,很難構建直接合作關系。代理行的存在、協議的溝通以及交易信息的反復確認使得結算周期平均需要3-5天,其中通過SWIFT進行交易確認往往需要1-2天。

       通過SWIFT支付成本高昂。支付成本包含銀行手續費、SWIFT通道費、交易延遲損失和準備金等。由于流程涉及眾多,中間參與方的手續費等居高不下,從收款方到付款方的單次交易需要25-35美金的交易費用,其中因交易時間過長造成的流動性損失占比達34%,資金運作成本占比達24%。


       區塊鏈+跨境支付:加速交易,降低成本


  應用區塊鏈技術于跨境支付領域相當于創建了一個跨國金融機構間的點對點網絡,匯出行和匯入行的交易需求可以直接得到匹配,大大降低了SWIFT體系中的流動性損失、資金運作和換匯成本。


  Ripple:區塊鏈技術應用于跨境支付領域的新勢力


  Ripple成立于2012年,采用聯合共識機制并由金融機構扮演做市商,從而提供去中心化的跨境外匯轉賬。銀行間的交易支付信息上傳到節點服務器后經過投票確認即可完成交易,從而節約了銀行通過SWIFT進行的對賬和交易信息確認時間,將原本1-3天左右的交易確認時間縮短到幾秒鐘,整體的跨境電匯時間縮短到1-2天。Ripple目前已經有90家金融機構成員,包括加拿大皇家銀行、渣打銀行、西太平洋銀行等,還有75家在協商中。

      流程的簡化大幅降低跨境支付的成本。目前Ripple體系可以降低涉及到代理行和SWIFT所產生的流動性損失、支付費用、換匯費用以及資金運作費用。根據Ripple估算,銀行間每筆交易的成本將從5.56美元下降到2.21美元,降低60%,以2016年通過SWIFT完成的30多億次支付類報文數量計算,2016年可以節約大約100億美元的費用。

      2. 區塊鏈+全球貿易物流


  面臨痛點:涉及主體多、消耗時間長、信息不流暢、交易成本高


  全球貿易由包括出口商、進口商、受貨商、承攬商、運輸商、監管機關等多主體構成。其中,全球貿易90%經過海域運輸,應用消費品80%通過海域運輸。


  以馬士基一項運輸案例為例,2014年,馬士基從非洲肯亞運輸牛油果和玫瑰至歐洲荷蘭,耗時1個月的跨國運輸涉及超過30個主體200多次溝通交互。每個主體每次交互都有各自文件流程,整體流程結束簽署文件厚度高達25厘米。


  主體之間信息離散程度高且各自存在各個自有環節中,大量的紙質作業使供應鏈缺乏透明度、協同效率低下。交易環節中大量協作與低透明度造成各主體難以及時了解貨物運輸實時狀態,容易出現資源利用率降低、運輸時間延長、貨物潛在損壞度提高、成本提高的風險。


      區塊鏈使貿易更簡單、更快、更透明、更安全


  區塊鏈去中心化、可追溯、信息對稱、安全可視等特點天然的適用于全球貿易的物流環節,以IBM區塊鏈開放物流平臺為例。


  對于信息流通透明方面,IBM平臺對各個參與主體開放,關于物流相關的任何詳細信息,通過雙方以及多方數字簽名和憑證(Token)進行全網驗證。五大管理系統包括物流、港口、海關、供應鏈、運輸交通同時協作管理,保證所有信息電子化實時共享。實時共享的信息保證物流全流程每個環節的效率和效益,有效降低人力物力支出。


  對進口商、出口商、制造商來說,端到端的信息透明可以實時監管物流全流程,增加各個環節溝通效率;對港口和集裝箱集中地管理來說,提高空箱利用率和資源錯配率;對海關等檢查機關來說,信息正確提高批審效率;對運輸管理商來說,優化貨物運輸路線和日程安排。


  IBM與馬士基合作從鹿特丹港到新澤西紐瓦克港的運輸,期間也經過美國海關和其他機構的檢查和許可,任務總共花費兩個星期。事實上,航運公司在港口靠泊時間節省一個小時,便可節省約8萬美元成本。此次合作,馬士基時間上節省超40%,成本降低超20%。IBM區塊鏈技術提高各個環節數字化管理效率,大幅度降低紙質文件、集裝箱錯配或空置、中間環節欺詐等問題,提高資源利用率的同時優化管理結構。


    3. 區塊鏈+供應鏈金融


  供應鏈金融:十萬億市場


  供應鏈金融一般是指利用供應鏈上核心企業的信用支持為上下游中小企業提供相關的金融信貸服務。與傳統對公信貸側重大中型企業不同,供應鏈金融能夠在掌握整條供應鏈上的商流、信息流、物流和資金流的全局圖景后為中小企業提供更快捷方便的資金融通支持。根據前瞻產業研究院的測算,到2020年我國供應鏈金融的市場規模將達15萬億左右。


    傳統供應鏈金融:中小企業融資難、成本高


  傳統供應鏈金融模式下,信息不夠透明導致中小企業融資難,成本高。


  首先,當前模式下,銀行主要依賴供應鏈核心企業的控貨和銷售能力,而由于其他環節的信息不夠透明,銀行出于風控考慮往往僅愿意對上游供應商(一級供應商)提供應收賬款保理業務,或對其下游經銷商(一級經銷商)提供預付款或存貨融資。這導致了二三級等供應商和經銷商的巨大融資需求無法得到滿足,不僅使得供應鏈金融的整體市場受限,更可能使得供應鏈上的中小企業因為融資受限影響生產進度和產品質量,從而傷害整個供應鏈。


      根據制造業巨頭富士康的測算,其一級供應商的融資成本可能是5%,二級供應商的融資成本為10%,三級供應商成本則達25%甚至更高,而且鏈條越往兩端,融資金額也會越小。


  其次,現階段商業匯票、銀行匯票作為供應鏈金融的主要融資工具,使用場景受限且轉讓難度較大。在實際操作中,銀行對于簽署類似應收賬款債權“轉讓通知”的法律效應往往非常謹慎,甚至要求核心企業的法人代表去銀行當面簽署,造成操作難度極大。


  區塊鏈+供應鏈金融:更加高效、更低成本


  2017年3月,互聯網金融平臺點融網和富士康集團旗下金融平臺富金通合作推出區塊鏈金融平臺“Chained Finance”。Chained Finance首先將核心企業的應付賬款轉化為區塊鏈上的線上資產eAP,eAP可以在各級供應商之間流通(用于支付或用于融資取現)。當核心企業與一級供應商L1形成應付賬款并寫入區塊鏈后,L1可以任意分拆eAP并用于支付自己的供應商L2,以此類推至L3、L4等,最終eAP成為區塊鏈平臺上的“商票銀票”。而線上資產eAP通過密碼學加密具有不可篡改、不可被重復支付的特性,這將有助于增進供應鏈上下游之間的互信;區塊鏈的可追溯性也保證了所有交易和流通過程的透明可見。

       Chained Finance目前為私有鏈模式,為富士康的核心企業提供相關融資服務,已經覆蓋供應商150家、金額已達5億人民幣,并且最深層服務至第五級供應商,未來還會進一步拓展到汽車業和服裝業。對于供應鏈上的中小企業而言,傳統模式下融資成本高達25%以上,而在Chained Finance平臺下可以核心企業資信的應收賬款融資,融資成本可以降低至10%以下。


      4. 區塊鏈+征信


  征信系統可以提高經濟運行效率


  征信是依法收集、加工自然人及其他組織的信用信息,并對外提供信用報告、信用評估、信用信息咨詢等服務。征信系統的建設對信用風險的防范和信用交易的擴大有著重要作用,從而提高整個經濟的運行效率。早在2014年,清華課題組發布的報告中就曾測算,2012年征信系統改善了4986億元的消費貸款質量,為銀行帶來801.6億元的收益,拉動了約0.33%的GDP增長。


       當前征信體系“信息孤島”問題嚴重,信息歸屬錯位


  個人和企業的征信市場主要由政府背景的信用信息服務機構和社會征信機構主導,截至2017年5月份,我國征信市場有138家企業征信機構,9家個人征信機構,其中由其余八家持股的“百行征信”已獲得經營牌照。


  隨著數據量和征信維度的增加,各個征信機構只能在某一方面做到專業,例如芝麻信用有著較多的支付數據,但缺乏騰訊征信的社交數據,在公共部門的數據也略顯不足。導致同一個客戶可能在多個征信機構有著不同的征信數據,存在著嚴重的“信息孤島”問題,單靠某一個征信機構的數據無法將某一個客戶的征信完全展現出來,導致片面的決策和風險。


  當前征信體系的數據歸屬錯位。個人和企業的信用信息應歸個人和企業所有,現行的征信體系,相關信息都在征信機構手中,由此帶來數據安全和隱私問題。


  區塊鏈+征信:促進共享,數據確權


  通過系統各節點的信息共享,區塊鏈可以構建一個完整的“信用分評價體系”,根據個人行為對信用的影響程度高低(例如信貸數據影響較高、非信貸數據影響較低)來評估個人的整體信用水平,并根據聯盟機構對信用評價的貢獻分配信用使用方查詢數據產生的收益,解決“信息孤島”問題。


  LinkEye:區塊鏈+征信的初步嘗試


  LinkEye是一套基于區塊鏈技術的征信共享聯盟鏈解決方案,通過區塊鏈技術和信貸經濟模型的整合,來構建聯盟成員(金融公司)之間的征信數據共享和服務平臺。聯盟成員在借貸行為發生前,與借款人達成協議,發生失信行為將在平臺公示,區塊鏈的簽名機制保證了數據的不可篡改,從而完成失信人名單共享,同時開放對外查詢接口,向社會共享數據。自2017年8月份上線以來,已有包括快惠金服,錢袋寶等在內的13家機構參與其中。

     區塊鏈技術的應用有助于進一步厘清征信數據的歸屬問題。當前的征信體系下,信用數據全部掌握在機構手中。區塊鏈模式下,個人所產生的信用行為記錄由機構向區塊鏈進行反饋,并在個人的“賬簿”上進行記錄,向全網廣播,通過共識機制進行記錄,信用查詢時,則需要經用戶許可才能查詢個人信息。


       三、區塊鏈產業發展迅速,政策支持并且逐步規范


  從區塊鏈發展階段分析,大致可分為探索、準備、接受、落地、成熟這五大階段。探索、準備和接受期都處于周期的早期階段,需要大量的資本和人才支持。經過探索、準備前期鋪墊,目前主要為擴大受眾群體和場景,協力制定基礎框架和標準。隨著關注度持續增加,多次實驗試錯修正后,適合的應用場景加快落地。


  行業方面,預計未來3-5年將以金融行業為主,逐漸向其他實體行業輻射,更多切合實際的場景加速落地,行業從“1到N”發展出包括娛樂、商品溯源、征信等。


  技術方面,目前聯盟鏈的共識算法、技術性能相較于大型公鏈可以更好地滿足企業對實際商業場景的落地需求,預計未來三年將大規模發展。


  政策方面,區塊鏈可以增加執法透明度,探測行業信用情況,加快實體經濟革新,預計未來各國將根據自身情況不同力度地輔以政策支持。


      1. 產業依舊處于早期,以金融為主逐漸從“1到N”發展


  技術發展離不開資本支持,資本投資也可以很好地反映產業發展狀況。目前從全球區塊鏈融資項目方式來看,主要有兩種方式:ICO(Initial Coin Offerings)和風險投資(VC)。ICO與傳統的股票IPO概念類似,都是首次公開發行出售股份來獲得融資,只是把股票標的物改成加密數字貨幣。


  從整體規模來看,區塊鏈項目的VC融資規模增速逐漸變緩。截至2018年3月,VC累計融資約24.63億美金,同比增速降低28.5%。經歷過2013年與2014年的爆發,VC項目開始減緩。


  從融資事件的數量來看,VC投資者趨向理性,更重質量投資。早期的投資偏向于數字貨幣,但是經歷了一系列技術危機——例如以太坊上的“The DAO”組織加密貨幣被盜事件,投資者開始將投資目光逐漸從數字貨幣轉移到嵌入實際應用場景的區塊鏈項目。

        從全球區塊鏈相關公司融資輪次分布情況來看,超95%以上融資事件處于種子輪、天使輪及A輪階段,B輪及以后只占3%,這說明目前產業依舊處于早期階段。而2014年后VC融資輪投數量逐步減少,平均輪投規模逐漸增加,說明產業已經逐漸進入早期階段的尾聲。

        從全球區塊鏈相關公司融資輪次分布情況來看,超95%以上融資事件處于種子輪、天使輪及A輪階段,B輪及以后只占3%,這說明目前產業依舊處于早期階段。而2014年后VC融資輪投數量逐步減少,平均輪投規模逐漸增加,說明產業已經逐漸進入早期階段的尾聲。


      從行業角度來看,2018年VC所投行業排名前三的是金融服務、基礎設施建設和通訊,占比分別為37%、18%和13%。其原因在于區塊鏈可以提高金融機構間數據傳遞效率和價值,從而獲得執行時間、成本上優勢,因此在金融行業應用的潛力巨大。正因如此,更多投資機構愿意投入未來商業模式相對更明晰的金融領域等行業。


  雖然金融行業依舊是發展重點,但其他行業也快速發展,逐漸從“1到N”。據CoinDesk和CoinSchedule投融資數據統計顯示,截止到2018年3月,全球區塊鏈在金融行業投資占比(包括VC和ICO)為17.2%,較2017年上升2.6個百分點,排為第二,通訊行業超越金融行業躍至第一。較明顯增長的還有博彩&VR、交易投資、廣告服務、供應鏈和深度學習等行業。數據說明在金融行業取得經驗后,行業開始考慮與其他應用場景結合的可能性。


    2. 技術聯盟和企業


  隨著應用場景的需求更復雜,區塊鏈技術也變得越來越復雜。以個人、聯盟和企業為主體而開展的公有鏈、私有鏈和聯盟鏈形式,向各大應用場景輻射。其中聯盟指多機構跨區域跨行業共同協作,企業包括投資企業、科技企業、監管企業等。


  對比個人與開源社區,聯盟的迅速發展引人注目,目前大多聯盟以開發聯盟鏈為主要形式。聯盟鏈可以結合公有鏈和私有鏈的優點,根據權限的不同來區分系統內所有節點,由多個中心控制。展開來說,聯盟鏈上,作者不需要展示節點的全部信息,只需要根據合約和權限展示部分可以公開的信息,在低成本、一定私密性、快速交易、良好擴展性的情況下實現部分去中心化和資源共享。


       聯盟:目前以科普教育、制定行業標準為主


  區塊鏈的發展離不開人才支撐,區塊鏈聯盟主要是給行業機構和不同背景的人員提供了專業領域交流分享的平臺,推進區塊鏈技術長期發展。除了教育科普之外,聯盟更多是為了制定規范行業標準。對于目前監管法規還不規范和全面的區塊鏈行業來說,這更急需和重要。綜合已成立的聯盟,可以發現,當聯盟的觸角越多,涉及的合作者越多,對其底層技術的通用性要求就會越高。超過50%的區塊鏈聯盟都涉及底層規則搭建。


  中國聯盟:據中國區塊鏈應用研究中心發布的《中國區塊鏈行業發展報告2018》顯示,2015年至2017年,國際間成立的區塊鏈相關聯盟、論壇近200個,中國方面有ChinaLedger(中國分布式總賬基礎協議聯盟)、金鏈盟、CBRA(中國區塊鏈研究聯盟)等近20個聯盟。

    從應用行業角度來看,目前行業場景多數與傳統金融、銀行、互聯網金融結合。從國內三個最為著名的聯盟:ChinaLedger、CBRA、金鏈盟來看,也可以很好的說明這一點。以金鏈盟為例,今年3月,廣州仲裁委基于金鏈盟的“仲裁鏈”出具了業內首個裁決書,標志著區塊鏈在金融放發貸款的司法應用真正落地。


      國際聯盟:從國際聯盟來看,以最為著名的R3和Hyperledger(超級賬本)為例,參與成員過半來自全球著名大型銀行和金融機構。但是兩個聯盟主攻方向有所不同,R3主攻區塊鏈在金融領域的應用,Hyperledger側重技術層面的拓展。


  R3是為數不多執行多次實驗操作驗證的聯盟之一,目前已測試超過5種不同的區塊鏈技術,實驗對象即是參與成員,來評估分析每次智能合約對金融產品的發行、交易和贖回等過程產生的影響。主要工作為推出為金融領域打造的區塊鏈分布式賬本平臺—Corda,實現跨境支付等方面的應用;實施監督觀察者節點機制(Observer Node Functionality)保證節點工作高效透明,有利監管。


  Hyperledger超六成成員為科技公司,以技術為驅動開發應用場景更廣,包含金融、醫療、制造業、物聯網等。目前已經研發了5類分布式賬本平臺,共通特點是創建開源、分布式賬本框架和代碼庫,以支持各個企業商業交易降低實際操作成本。包括SWTOOTH(以PoET為共識算法的模塊化平臺)、IROHA(簡單基礎架構平臺)、FABRIC(模塊化架構,允許即插即用)、BURROW(支持許可的智能合約機)、INDY(創建和使用獨立數字身份的工具、代碼庫和可以重用的組件)。


  企業:以科技公司與金融機構為主


  積極布局的企業來自世界各大銀行、資管公司、咨詢公司、IT公司、投資公司等,包括富國銀行、花旗銀行、埃森哲、IBM、野村證券等。這些企業希望通過區塊鏈技術解決相關應用場景面臨的痛點。


  國際方面,以IBM為例,早在2014年開始布局研發Open Blockchain框架,也是Hyperledger早期代碼源。目前,IBM在食品安全全流程追溯和供應鏈物流管理都有應用平臺落地。


  國內方面,以BAT為代表企業:阿里巴巴涉及商品溯源、公益、金融等場景;騰訊涉及游戲、供應鏈金融、電子存證、BaaS等;百度涉及支付、資產證券化、BaaS、信貸等。盡管行業側重略有不同,但是BAT都對金融領域有區塊鏈布局,加快區塊鏈金融行業應用場景落地可能性。


  3. 政策與態度


  總體而言,各國對區塊鏈技術高度重視,一方面保持鼓勵支持、積極探索的態度;另一方面加快制定規范準則,作為有效監管依據。


  中國:我國對區塊鏈技術保持學習發展態度。國家層面,2016年12月,《中國區塊鏈技術和應用發展白皮書》發布,同時國務院在《“十三五”國家信息化規劃》中提及,加強大數據、人工智能、區塊鏈等新技術基礎研發和前沿布局;2017年5月份,工信部發布了我國首個區塊鏈標準《區塊鏈參考架構》,包括數據層、網絡層、共識層、應用層和激勵層。地方政府也響應號召,包括北京、貴州、廣州、浙江、香港等十八個地區逐步出臺了區塊鏈政策,在人才教育、金融支持、辦公場地等給予大力扶持。以廣州為例,2017年12月,廣州出臺第一部關于區塊鏈產業的政府扶植政策《廣州市黃埔區廣州開發區促進區塊鏈產業發展辦法》,整個政策共10條,核心條款包括7個方面,涵蓋成長獎勵、平臺獎勵、應用獎勵、技術獎勵、金融支持等,預計每年將增加2億元左右的財政投入。


  美國:美國除了擁有最多區塊鏈項目,總的來說,美國關于區塊鏈的監管主要體現在貨幣監管、投資活動等方面。貨幣監管方面:美國監管機構將比特幣界定為“可轉化虛擬貨幣”,受《銀行安全法》監管;同時,對于比特幣可能涉及的洗錢問題則由美國金融犯罪執法網絡(the Financial Crimes Enforcement Network)執法監督。在投資活動方面:比特幣中的“挖礦”合同則屬于投資合同,屬于美國證券交易委員會(Securities and Exchange Commission)的監管范疇。另外,美國各個州對于貨幣服務的法律解釋差異較大,因此各州具有不同的監管態度。


  韓國:韓國對區塊鏈目前持鼓勵的態度,多方位嘗試探索。2016年2月,韓國央行在報告中提出鼓勵探索區塊鏈技術。2016年2月,韓國央行在報告中提出鼓勵探索區塊鏈技術。同月,政府支持韓國唯一的證券交易所Korea Exchange(KRX)開發基于區塊鏈技術的交易平臺。


  日本:日本是全球態度最為積極的國家之一,在多行業推行區塊鏈場景結合。2017年4月1日,日本實施了《支付服務法案》,正式承認比特幣是一種合法的支付方式,對數字資產交易所提出了明確的監管要求。2017年6月,日本政府準備開啟所有地區房地產區塊鏈項目,將城鎮、農田和森林地區所有房地產登記到一個單一區塊鏈賬本,除此之外還包括附帶的詳細信息和房地產出售價格。日本金融服務管理局(FSA )正在開發一種由區塊鏈推動的平臺,將使日本客戶能夠在多家銀行和金融機構之間即時共享個人信息。


  四、區塊鏈前景展望


  1. 技術、商業與監管挑戰


  盡管區塊鏈技術能夠廣泛應用于多樣化的場景,然而目前對于大型公鏈來說由于技術性能、安全性隱患、政策監管等問題仍然無法大范圍落地。這些局限在不同區塊鏈技術體系中也或多或少存在,只是程度差別。


  1)交易性能偏低、資源消耗過大:像比特幣之類基于工作證明機制的區塊鏈技術目前平均每10分鐘才能有一個新區塊、1個小時后才能確認交易,很難滿足高頻小額金融交易每秒萬筆以上的交易要求。


  以工作量證明機制為代表的共識機制需要消耗大量的算力來產生新區塊,英國電力資費對比公司PowerCompare的研究表明,比特幣挖礦年平均耗電量已經超過159個國家的年均用電量。


  2)安全性隱患:對于大型公鏈來說,越來越多的礦工為了平滑收益曲線選擇加入礦池,從而導致算力的進一步集中。目前比特幣的前四大礦池算力之和占比已經超過50%,使得網絡受到“51%攻擊”的威脅日益加大。對于聯盟鏈和私有鏈而言,弱中心化架構的安全性尚未得到時間的驗證。


  此外,業內已經發生若干起黑客攻擊事故,給用戶造成了很大損失。例如,2016年6月,基于以太坊建立的、創造了眾籌世界記錄的區塊鏈項目The DAO遭遇了黑客攻擊,黑客利用其上智能合約的一個漏洞偷走了360萬以太幣(當時市值約5億人民幣),造成市場大面積被拋壓,引發整個區塊鏈產業的最大危機。

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