区块链：天使or恶魔

庞荣荣，郑 韦，刘佳佳，陈红飞

（临沂大学物流学院，山东 临沂 276000）

引言

截至2017年4月底，全球455家区块链相关公司累计获得融资额为19.47亿美元[1]，并且区块链在全球热度持续不断攀升[1]。因此，区块链也成为目前最热门的话题之一。

人们了解区块链的过程，往往是从比特币开始的，因为比特币是区块链技术开出的第一朵鲜花。比特币是一种P2P形式的数字货币，它是依据特定算法并依靠大量的计算之后才产生的数字货币，与其他法定货币不同的是，它并不是由特定的货币机构发行。2009年1月，中本聪建立了一个开放源代码项目，并挖出了第一批50个比特币，这标志着比特币正式诞生。由此，人们对比特币的关注日益高涨，并进而转向关注比特币背后的底层核心技术——区块链。

一、区块链简介

1.区块链的真面目。区块链，即区块（交易活动）+链（账本）=区块链。从数据库的构成来看，区块链是一种分布数据库，并且具有共享属性。它的结构形式具体是按照时间顺序，将众多的数据区块以链条的方式，再组合成特定的数据结构。除此之外，它又采用密码学方式，来最终保证数据的其不可篡改和不可伪造特性，最终成为去中心化、去中介、免信任的共享总账，使得系统成为能够安全存储那些简单的、有先后关系的、能在系统中自我验证的数据。并且，这种系统需要集体共同维护，是一种全新的去中心化基础架构与分布式计算范式系统。

2.区块链的类别。第一，公有区块链。公有区块链具有以下特点：一是最早的区块链；二是应用最广泛的区块链。现如今，各大虚拟数字货币，如比特币等都是基于公有区块链所设计。公有区块链没有官方组织、管理机构和中心服务器，也可以这么说，任何个体或者团体只要他们愿意，都可以作为节点以系统规则自由接入网络且不受控制。并且，他们中的任何节点都可以发送交易，而且这些交易能够最终获得该区块链的有效确认，任何人和组织都可以参与其共识过程。第二，私有区块链。私有区块链有别于公有区块链，它属于公司、个人所有，私有区块链的系统运行规则是根据公司或个人需求而进行设定，其中仅少数节点具有读写权限，总账是使用区块链的技术进行记账，与其他分布式存储方案相类似。第三，联盟区块链。联盟区块链的地位是在公有区块链和私有区块链之间，联盟区块链可以在某个群体内部指定多个预选的节点为记账人，全部的预选节点一起决定每个块的生成，预选节点也可以参与共识过程，然而其他的接入节点用来参与交易，但不过问记账过程，所有人都可以通过该区块链开放的API进行限定查询。

二、区块链的天使面孔

1.天使面孔一：分布式数据存储。区块链中任一节点的权利和义务都相同，可以直接实现端到端的信息传输，区块链中的数据在维护方面来说，可以由这个系统中全部有维护功能的节点一起维护。由于使用分布式核算和存储，存在于网络中的所有节点都具有对等的权限，没有上下级关系，区块链系统中理论上不存在中心化的硬件或管理机构，即具有去中心化的特征。

2.天使面孔二：信息透明性。系统所有用户都有权限使用区块链系统中的数据，借助于节点所具有的查询功能，全部用户都有权限进而查询区块链中的数据信息，并最终借助于区块链系统进而开发出相应的应用程序，有效解决了传统信息不对称引发的各种问题，整个系统的透明度高，具有即去中介的特征。

3.天使面孔三：高度自治性。在那些以区块链技术为基础的网络中，使用已经一致的规范和协议，进而自动、安全地互换数据，并且不需人为干预，在整个系统中的所有节点都可以实现。在此背景下，网络中所有节点都具有数据交换的功能，这一特点将区块链技术自由灵活的特征展现得淋漓尽致。

4.天使面孔四：数据不可篡改。非对称密码学技术是区块链技术所蕴含的一门关键技术，能够实现对交易数据进行加密。而且在理论层面上，工作量证明机制保证了数据的一致性，即不可篡改性，使得数据信息安全可靠，因此区块链的数据展现了很高的可靠性和系统的安全性。

源于区块链存在以上的诸如此类的天使面孔，因此许多领域都在研究如何应用区块链，如“区块链+金融”“区块链+能源”“区块链+物联网”“区块链+大数据”“区块链+通信”“区块链+医疗”“区块链+教育”“区块链+物流”“区块链+众筹”等等。虽然很多机构在抓紧研究区块链，但必须看到，现在很多还是在技术层面理解区块链，并没有从产业应用领域角度来研究和理解。

三、区块链的恶魔面孔

随着区块链概念被不断“神化”的同时，“黑天鹅事件”却接连不断。2016年6月以太币去中心化组织The DAO被黑，价值逾5 000万美元的以太币外溢出DAO的钱包，以太币价格瞬间从记录高位21.5美元跌至15.28美元，跌幅超过23%，比特币也受影响下跌超10%[2]，这已用事实证明了区块链技术不能够完全确保交易“不被篡改”的特性。基于区块链技术的币种的安全问题受众人质疑，并且还有各类山寨币充斥在我们周围，这些传销币通常以众筹的方式发行，以高收益为诱饵，承诺项目具有高回报率，如摩根币、维卡币、V宝、K币等打着区块链技术旗号的“虚拟数字货币”，事实上却是以诈骗敛财圈钱为目的。

1.恶魔面孔一：新标准新中心。现阶段，不同企业和机构都热衷于开发自我的区块链系统，区块链技术所表征的分布式记账技术，有可能因为标准林立而各自为政。因此，目前全行业亟须建立统一标准规范。区块链技术虽然实现了运行时的去中心，但是强化了设计时的中心化。

2.恶魔面孔二：区块链资源耗费巨大。区块链对资源的耗费极为巨大，其中首当其冲的便是电力资源的耗费。截至2016年初，比特币区块链的全网计算能力已经达到了惊人的8×1018次运算/s，已经远远超过了当时美国运行最快的计算机的运算速度。但是，我们必须认识到，区块链技术的全网算力无法像云计算一样，实现通过协同合作的方式进而对外输出，最终产生价值。此外，不同个体及组织之间在挖矿能力上的较量已经进入白热化，因此是产生高额电费的直接原因。据知，一家拥有大约2 500台矿机的挖矿工厂，每个月单论矿机运行的电费就达到了惊人的40万元。源于所采用的工作量证明机制的缘故，虽然在资源消耗上我们耗费了大量全网算力，但交易速率却依然被限制在10笔/S以内，未能及时处理的交易只能排队等待。区块链通过广播的形式进行它们之间的消息交互，排队消息的广播容易引起广播风暴，消耗底层网络的大量带宽资源，影响网络性能甚至导致网络最终瘫痪。

3.恶魔面孔三：技术集成创新危机隐现。第一，随着以新思维创新的数学算法，以及计算能力不断提高（例如量子计算机的发展），这些都将使得以往认为安全的加密信息，在较短时间内被解密的概率大大提高。第二，基于以P2P网络为基础的稳定性，大量节点的存在维持了网络的稳定和健康。价格处于高位的比特币，加上电费便宜，因此比特币挖矿的收益可以覆盖成本。很多比特币矿厂位置的选择都经过精心的选择，比如很多矿机部署在小水电站周边用以降低运营成本。但是我们也必须看到，不排除因为成本、政治或其他因素，迫使节点退出网络，因此我们要防范由此可能带来的区块链网络的不稳定性。第三，事实证明系统在仅拥有少数节点时工作量证明机制存在一定的风险。我们不妨可以假设有这样一种情况，当攻击者的算力超过全网算力的50%时，攻击者便轻松实现51%攻击，导致整个系统的瘫痪和失效。

4.恶魔面孔四：区块链自身的问题。第一，区块链的工作量证明机制构成的本身便限制了交易速率，使得交易速率10笔/S以内，不能与现在成熟的快速高效支付系统一样实现快速交易。第二，多数的区块链APP，为了实现物品溯源和证书公证等目的，在交易附言里添加物品和验证信息，进一步加快了区块链的膨胀速度，以至于区块链的读写操作日益缓慢。第三，区块链技术在高效低耗、安全和去中心化三者方面之间，形成了彼此之间的矛盾，使得他们之间“不可能三角”问题更加突出。

5.恶魔面孔五：用户数据安全保护问题。区块链技术必须首先面对用户私钥保管及维护问题。在现有区块链技术规则下，用户的私钥与现实中的个人身份信息类似，遗失即失去，进而使得用户身份被窃取盗用后所带来的风险极高。因此倡议在未来，需要在安全性、便利性方面进行平衡。

四、关于区块链的思考

近来，我们不得不承认有一部分组织或个人打着区块链概念进而鼓吹区块链的“神奇”用途，但是我们必须认识到区块链并不神秘，因为它是一项已经面世长达八年之久的技术，因此我们应力争在做好基础性研究，更应该理性看待这个天使，避免走上P2P、互联网金融等概念炒作的老路，让它变成祸害人间的恶魔。