区块链技术与流通业融合发展的机制设计

许贵阳 副教授 依绍华 研究员

（中国社会科学院财经战略研究院 北京 100836）

区块链的发展历史

（一）比特币的出现

比特币被视为目前区块链技术最广泛、最深刻、最重要的应用。比特币最初是一种加密货币的形象展示在世人面前，其最初的用意是建立一套去中心化的、不受各类政府组织干预的货币体系。2008 年由美国次贷危机后，现代货币体系再次受到广泛关注，传统金融体系遭受严峻挑战，这样的背景被后人看作是比特币及其背后思想产生的根源。比特币虽然是目前最为成功的加密货币，但是包括中本聪在内的众多密码学家和经济学家们基于密码学，对加密货币的尝试和讨论却开始于20 世纪70 年代，比特币的出现代表了区块链的技术演进历程。

（二）区块链技术的演化

区块链技术的雏形最早始于二十世纪70 年代中期的非对称加密技术，1976 年，威特菲尔德·迪菲（Whitfield Diffie）与马蒂·赫尔曼（Marty Hellman）共同发明了非对称加密技术，这个被称作公私钥加密（PPKC）体系的非对称加密技术成为了商业应用的重要技术基础。截止至今，非对称加密技术已经成为区块链技术的底层核心构成要件。1977 年RSA 算法由罗纳德·李维斯特（Ron Rivest）等三位学者共同提出并得到广泛应用。1982 年，戴维·乔姆（David Chaum）最早提出把加密技术用在数字现金上，他设计并提出了具有私密性的密码学网络支付系统，这可以被看作是区块链在价值传输方面的首次尝试，也是区块链的技术雏形。戴维·乔姆认为，在现实生活中的现金交易十分容易，但在数字世界里，情况开始复杂起来，因为代表价值传输的是数字文件，而基于电子文件的基本特性，该数字文件可以被无数次完美的无损复制和传播，这与价值传输的唯一性产生了矛盾，即同样一个代表一定价值的数字文件可以同时发送给第二人、第三人，直至无数人，这就出现了区块链技术演进中需克服的第一个重大技术问题，即如何解决双重支付（Double Spending）的问题。戴维·乔姆创造性的采用密码学上的盲签（Blind Signature）方案完美地解决了双重支付问题，这个思路是近现代史上第一个真正意义上的电子货币方案，但该方案并未大规模的商业化实践，其主要原因在于它必须有一个所有参与者都信任的中心化服务器来进行对这些数字文件的验证。1983 年理查德·斯托曼发起了GNU 项目，其围绕这个项目建立了自由软件基金会。1991 年，斯图尔特·哈珀与W·斯科特·斯托尔内塔提出了将数据库加入时间戳的设想，而这样的设计思路此后被应用至区块链系统。这是区块链发展历程中时间戳概念的首次出现。直至今日，虽然区块链技术仍在不断演化，但是可以预见，时间戳的要素不仅是当前区块链技术中不可或缺的关键，而且还将长期的成为关键因素之一。1997 年，基于前人研究成果基础上的区块链技术已经有了较为丰富的发展，最有代表的学者与成果包括戴维与B 币（B-Money）、亚当·巴克与哈希现金（HashCash）、尼克·萨博与比特黄金（bit gold）、哈尔·芬尼与工作量证明（POW）等，这些成果的诞生也成为了现如今区块链技术体系的重要构成部分。2008 年，中本聪首次提出比特币的出现是参考借鉴了众多前人的研究成果，其中就包括亚当·巴克的哈希现金和华裔密码学家戴维的B 币。知名计算机科学家尼克·萨博提出了比特黄金的方案，该方案已经成为现在区块链技术系统2.0 阶段中的智能合约（smart contract）前身，其指出智能合约是区块链处理交易的核心方式，区块链应用的实质可被看成一个个智能合约的组合。著名密码学家哈尔·芬尼的工作量证明机制也是区块链技术体系里的重要构成要件，他在2004 年设计并公布了一种电子货币，该种电子货币采用了工作量证明机制（POW）。

上述学者研究角度不同，具体设想也不尽相同，但他们的共同努力指向了同一个事实，即让计算机进行计算从而“创造”电子现金。基于工作量证明和全网络“挖矿”的设计逻辑，去中心化的核心特征成为区块链技术体系的首要特点，直至今日去中心化网络和分布式账本成为了区块链技术体系的核心要件。

区块链的技术原理

区块链是一种点对点的网络系统，其是一种包括密码学、博弈论、共识机制等多种技术在内的系统性集成创新。区块链技术提供了一种在非信任网络中进行信息与价值传递和交换的可靠通道。作为区块链技术的具体应用，比特币的出现完整地体现了区块链技术的技术原理，在某种程度上，想要认识区块链的技术原理首先要厘清比特币的技术原理。从整体上来看，区块链的技术原理可以分为三层，具体如图1 所示。这三层分为应用层、应用协议层和通用协议层。第一层为区块链系统的应用层，即代表比特币这种电子现金；第二层应用协议层指的是比特币协议（bitcoin protocol），其主要功能是发行比特币和处理点对点之间的比特币转移；第三层是通用协议层，即为比特币区块链（bitcoin blockchain），即指的是以去中心化和分布式为主要特点的区块链网络。从演化过程来看，区块链技术体系历经了三次演化，其呈现了非常鲜明的特点，第一个阶段是以比特币为代表的各类数字货币的出现和广泛应用，第二个阶段是以区块链智能合约为代表的区块链技术的完善和发展，第三个阶段是区块链在各行业的推广和落地。比特币协议层主要指的是实现去中心化的点对点电子现金的发行和转账功能，类比现实货币系统，可以说，这一层的角色相当于中央银行（发行货币）与银行（处理转账）等金融机构。

在区块链技术系统三个层次中，比特币协议是关键一层，它又被进一步细分为五个方面，它对应的是比特币协议和比特币区块链两个部分。在这个五层架构中，比特币协议层又被细分为激励层、共识层和应用层。在设计比特币系统时，中本聪创造性地引入了激励机制，其采用工作量证明（proof-of-work，POW）共识机制，让全网计算机节点在计算竞争中完成货币的发行和记账功能，这也完成了区块链账本和去中心网络的运行和维护，从而形成了一个完整的循环。这一过程具体表现为：矿机挖矿（算力竞争）通过完成去中心化记账（运转系统）获得一定数量比特币的经济激励（经济奖励）。比特币技术体系中的工作量证明共识机制是关键一环，其连接了上层应用与下层技术。在其上的层次为电子现金的发行、转账、防伪，在其下的层次和去中心网络的节点达成一致，以更新分布式账本。

从整体上来看，区块链的技术原理可以描述为：区块链是一个公开开放的分布式虚拟账本，并且区块链中每一个节点平等，整个网络无中央管理者，任一用户可以通过共识机制为下一个节点上传数据信息。区块链的最大特点是全网平等公开的去中心化参与，一旦链接成功，数据难以篡改且所有节点的数据保持一致。对于用户来说，区块链的技术要求比较低。区块链最核心的是权属，权属包括权益和责任，区块链中的权属关系是通过密码来实现，只要保护好密码，就可以参与到区块链行业或产品的使用中。作为包括分布式存储技术、共识机制和加密算法等众多技术打包的综合体，区块链技术在流通业必然有着广泛地应用前景。

图1 区块链系统的三个层次

区块链技术与流通业融合发展的机制设计

（一）政府推动机制

2019 年10 月24 日中共中央政治局的第十八次集体学习，在区块链发展史上具有重要的里程碑意义。此次集体学习不仅代表我国在区块链技术的应用领域走在了世界前列，同时也为区块链全行业的规范发展和实践应用创造了良好的政策氛围。这次集体学习不仅为区块链产业的生态发展指明了方向，更将有力的推动了全社会对区块链的广泛应用和全民共识的形成。由此，我国区块链产业将会进入新的发展阶段，人才集聚效应将会显现，业态发展将会更加成熟，产业乱象将会得到有效遏制，区块链与实体经济的融合发展将会进入崭新的历史时期。

区块链不仅仅是一项技术，其在个人层面是一种思维方式，在企业和组织层面是一种商业模式和全新的资源配置形态，在国家和政府层面是一种全方位的变革。区块链技术的根本用途将是通过区块链技术与实体经济进行深度融合，从而通过积极推动行业实践落地和应用场景的实施和丰富，进而助力产业转型升级和效率提升。在区块链技术的具体应用中，我国已走在了世界前列，区块链电子发票已经上线运行，并且取得了很好的效果，其显著降低了参与企业的运行成本和涉税风险。除此之外，区块链技术的应用已经逐渐拓展至传统金融、供应链金融、政务信息和民生服务等多个领域，通过发挥其分布式数据、迅速校验、不可篡改等技术特点，能够显著帮助企业和各类组织优化业务流程、降低交易成本、提升协同效率，从而推动我国数字经济发展进入新的阶段。

区块链技术与现代流通业融合发展的政府推动机制主要表现在三个方面：第一，政策助力区块链产业发展。我国对区块链技术的探索表示支持态度，国家和各省区相继出台了多项支持和推进区块链产业发展的政策，区块链技术作为一项重点的前沿基础性技术，已经获得了各级政府和全社会的一致认可。很多城市为了吸引区块链企业落户当地产业园区，甚至专门针对区块链初创企业落户、企业税收减免、高层次专业人才落户、购房补贴以及生活补助出台了相应的扶持政策；第二，区块链相关企业数量快速增加、规模不断成熟。在过去的十年间，全国范围内区块链相关的企业数量增长迅速，其数量从不足20 家增加至数千家；第三，各地争相布局区块链产业园。近年来，随着园区经济的崛起，各地都在或已经进行区块链相关的产业园区规划和建设。国内数十家区块链产业园区中，规模在3 万平方米以下园区数量最多，占比达到53%。其中1 万平方米以下规模的园区占比为21%，1～3 平方米规模的园区占比为32%，规模在6 万平方米以上的园区占比为26%。从投资规模来看，投资规模在1 亿元以下的区块链产业园区数量最多，占比达46%，投资规模在1～10 亿元区间的产业园区占比为36%，投资规模超过10 亿元以上的园区数量最少，其占比仅为18%。

综上所述，中央和各级政府针对区块链技术和现代流通业融合发展正在或即将出台一系列政策措施，同时也对现代流通业的构建和区块链的技术应用标准指出了明确方向，这些都为两者融合提供了重要保证。

图2 区块链技术演进路线

（二）技术支撑机制

在区块链技术与流通业融合发展的过程中，技术支撑机制尤为重要。区块链技术特有的去中心化网络、分布式记账和不可篡改等特点，其能够极好的与我国现代流通业发展进行贴合，但是两者融合过程中仍然存在一些问题需要解决。

首要问题是区块链技术系统的演化路线问题。区块链的底层技术可以看作是伴随比特币的出现而出现的，在过去的十多年里，区块链技术系统的底层技术没有发生重要变化，但随着区块链技术的普及和区块链技术的实践落地，其不断出现了新的问题，区块链技术在底层技术之上的延伸和演化变得十分必要和紧迫。从技术角度来说，区块链技术系统在原理上大致由两部分组成，即代码和区块，其中代码是编程问题，区块则是数据的代表。区块链技术系统的演化主要是由代码完善实现的，那么在区块链技术系统底层代码发生变更之后，有两种情况，即区块运行基本规范不变和变化。如果区块运行基本规范发生变化，其对应两种情况，即旧版本的代码可以识别和不能识别，也就是能够向下兼容以及向上兼容的问题。同时，每次代码变动都有出现三种情况，即区块规范无变化、区块规范变化向下兼容、区块规范变化向上兼容，具体如图2 所示。第一种情况，即没有分叉，第二种情况，为软分叉，而第三种情况，为硬分叉。硬分叉的向上兼容，也就是新老版本不兼容，新增加的区块规范不能被老版本所识别，因此新老版本可以分别出块，形成两条独立链条。

从技术本身来说，区块链技术系统的扩展和演化是由底层代码的变化来实现的，而底层代码的任何变动是由去中心化的网络节点共同维护的，任何代码的变动，定会经过详细的实现讨论、测试、论证以及很多技术专家的审查。代码本身是可靠的，不存在代码技术层面和工程管理上的问题。区块链3.0 的时代已经到来，随着区块链技术的不断应用，对底层代码技术的革新需求必将更加迫切，此时要提高作为底层平台的区块链技术的包容性能和并行处理能力，从而真正达到大用户量的商用级别水准，这能够提升区块链的网络处理能力，以应对大规模的交易。同时，从提升用户体验的角度出发，也需要通过底层代码的优化和更新来提高区块链的运算和确认的速度。

综上所述，以“互联网+”和区块链的底层技术构建现代流通业将是通过区块链技术系统为现代流通业赋能的根本保证。“互联网+”和区块链技术的逐步应用，突破了流通业传统产业链条内部的技术边界，促进了产业融合和业态创新，通过开放式的技术信息平台，有效地解决了传统流通业发展中的各种顽疾。

（三）风险分担机制

在区块链技术体系与现代流通业融合发展的过程中，为了达到区块链技术更好地为流通业赋能的效果，应该考虑从顶层设计上建立科学高效的风险分担机制。科学高效的风险分担机制将为现代流通业中区块链技术系统的落地应用提供有力保障，其风险分担机制包括：第一，在区块链技术落地应用于现代流通业时，需要流通产业链上下游各利益主体将物流、信息流、资金流和订单流等运营和交易数据以某种方式上链，在此过程中，可以采用试点方式来推进，达到以点带面、允许试错的稳步推进效果。具体来说，将现代流通业链条中信息化程度较高、可以多方验证、对全局联动作用较小的某些环节和流程首先上链，在落地应用过程中检测漏洞和形成经验，而后再逐步推广，最终达到控制风险的效果；第二，基于区块链技术系统的独有特性，在现代流通业区块链实践的过程中，应该由政府或行业相关部门制定相关的规章条例，适当控制和避免在初期出现的节点算法集中的情况出现，去中心化网络和分布式账本的特点应该在全网节点上链之前的不稳定期得到维护和保证，以真正地去中心化网络切实保证上链数据的不可篡改。这是区块链技术系统在流通业应用落地前期需要主要防范的问题之一；第三，在区块链应用于现代流通业时，应尽快推动流通业区块链技术落地的标准和应用界限，并注意区块链技术在流通业和金融业等其他行业之间的应用界限。从技术本身来说，区块链技术无论应用于流通业还是金融业，其在底层技术、节点环境和上链数据等方面都是相同的。虽然技术是相同的，技术实现的过程也是真实的，但是上链数据自身的真实性和由区块链技术形成的判断结果仍然可能会存在风险，这个风险应该在区块链技术的应用初期给予限定在行业范围内，谨防跨界跨行业传播。同时，不同地域和不同行业地位的流通业各利益主体之间应该在技术研发、技术应用和数据维护等多个方面与其他地区和其他生态圈内企业建立帮扶和指导关系，从而确保在区块链技术系统框架下多方互动、共同发展、实现共赢，营造各类市场主体的共同参与的良好局面。