Written by 16:26 金融科技

区块链技术

Issue 34

区块链起源于比特币,2008年11月1日,一位自称中本聪(Satoshi Nakamoto)的人发表了《比特币:一种点对点的电子现金系统》一文,阐述了基于P2P网络技术、加密技术、时间戳技术、区块链技术等的电子现金系统的构架理念,这标志着比特币的诞生。两个月后理论步入实践,2009年1月3日第一个序号为0的创世区块诞生。几天后2009年1月9日出现序号为1的区块,并与序号为0的创世区块相连接形成了链,标志着区块链的诞生。

比特币白皮书英文原版其实并未出现 blockchain 一词,而是使用的 chain of blocks。最早的比特币白皮书中文翻译版中,将 chain of blocks 翻译成了区块链。这是“区块链”这一中文词最早的出现时间。区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。它本质上是一个去中心化的数据库,是一串使用密码学方法相关联产生的数据块,每一个数据块中包含了一批次比特币网络交易的信息,用于验证其信息的有效性(防伪)和生成下一个区块。

这么说可能比较抽象,让我们来看个例子。

假设小明从小红那里借了一些钱,小红把它写在一张由双方共同签名的借条。几天后,小明否认存在借钱这一回事,并声称小红伪造了这张纸。小红百口莫辩,因为他发现很难证明小明实际上欠他钱。小明和小红就是两个节点。

A姐看到这个场景,想出了一个解决方案。她建议为整个小区使用一个共同的笔记本,把借贷都记在上面。由于A姐德高望重,大家一致决定由她保管这个重要的交易本。每次发生借款时,大家都到A姐家,让A姐见证并记录,每一次都写入笔记本,然后安全地保存。那个笔记本可以称为数据库。

由于这个笔记本至关重要,A姐把它锁在保险柜里。但是,这里总存在一些问题。有时候,A姐会不小心把墨水洒在纸上,使部分交易记录难以辨认,这叫单点故障。小偷知道A姐家的保险柜有一本重要的笔记本,费尽心思去偷,这叫黑客入侵。直到有一天,A姐的儿子欠了别人很多钱,于是A姐偷偷地删除儿子的欠款条目。这样,她儿子就“不欠钱”了。

当大家知道这件事后,他们开始质疑A姐的公平权威性。于是有个人提出新的主意:废除A姐的权力,这叫去中心化。让所有人各自保留一个笔记本,交易记录复制并分散开了,这叫分布式数据库。因此,如果有n个人,则有n个笔记本,也就是n个节点。每次在任何两个人之间进行交易时,所有人都聚集在一起并在各自的笔记本中记录。这叫权力下放。他们还决定永远不会从笔记本中删除已提及的交易,这是不可逆转性。例如,小明之前借了小红一笔钱,但转眼间他又想退还这笔钱,那么交易本不会删除之前的借钱记录,而是新写入一个还钱记录,这样就有两条记录。

接下来让我们尝试攻破这一规则。假如我们贿赂小明,让他更改他的笔记本的记录?不可行,因为下次大家集会时,发现小明的笔记本写的东西和其他所有人不一样,因此大家注意到小明可能正在进行不可描述的交易,决定废除小明的交易记录,并把小明踢出组织。如果尝试贿赂所有人呢?代价太大了,贪婪的人需要付出很多代价去攻击规则。他会发现遵守规则更有利可图。这时,有人建议,将每一笔交易数据称为“块”,并按时间顺序串成“链”,即称为区块链。

由上述的例子,我们还可以看到区块链具有以下几个特征:

去中心化。区块链技术不依赖额外的第三方管理机构或硬件设施,没有中心管制,除了自成一体的区块链本身,通过分布式核算和存储,各个节点实现了信息自我验证、传递和管理。去中心化是区块链最突出最本质的特征。

开放性。区块链技术基础是开源的,除了交易各方的私有信息被加密外,区块链的数据对所有人开放,任何人都可以通过公开的接口查询区块链数据和开发相关应用,因此整个系统信息高度透明。

独立性。基于协商一致的规范和协议(类似比特币采用的哈希算法等各种数学算法),整个区块链系统不依赖其他第三方,所有节点能够在系统内自动安全地验证、交换数据,不需要任何人为的干预。

安全性。只要不能掌控全部数据节点的51%,就无法肆意操控修改网络数据,这使区块链本身变得相对安全,避免了主观人为的数据变更。

匿名性。除非有法律规范要求,单从技术上来讲,各区块节点的身份信息不需要公开或验证,信息传递可以匿名进行。

区块链技术特性中的去中心化、数据不可篡改和冗余性设计,与金融行业对信息和数据安全、交易数据溯源等金融业务的本质需求高度契合,这使得区块链在金融行业中的发展较早,应用也相对成熟。

2016年9月,巴克莱银行和以色列一家初创公司共同完成了全球首个基于区块链技术的贸易交易。该笔贸易结算在巴克莱银行下属的Wave公司开发的区块链平台执行完成,担保了价值约10 万美元由爱尔兰Ornua公司向Seychelles Trading Company发货的奶酪和黄油产品。该系统通过区块链技术,实现无纸化交易,使其在4小时内完成了传统需要耗时7至10日的交易处理。

传统进出口贸易交易需要依托银行信用证结算体系,需要进出口双方将单据在双方的银行和客户间传递,流程繁琐、效率低下。通过区块链技术,可以将以往需要纸质化传递的单据通过区块链技术加密、记录,并将电子化的加密文件在多方间传递,过程只需要几分钟,整个交易流程可以在几个小时内完成。随着商用的落地,区块链技术将极大变革原有的信用证贸易结算方式。

目前,在金融领域,区块链技术已在数字货币、支付清算、票据与供应链、信贷融资、金融交易、证券、保险、租赁等细分领域从理论探索走向实践应用;在企业级市场,区块链技术当前主要应用于企业间的关联交易、对账等活动;在物联网领域,区块链技术可以被用于追踪设备的历史数据,从而协调处理设备与设备之间的交易,未来的应用场景包括对分布式光伏、水电表、电子病历等领域大数据的记录、保存及管理。

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