章乐焱:“看得见”的区块链能为我们带来什么?

2016-05-16
章乐焱
原创
281
摘要:区块链(BlockChain),利用数学加密算法和经济激励机制,让参与系统的任意多个节点,以去中心化自治的方式集体维护一个开放、不可簒改、不断增长的电子账本,被不少人认为是具有颠覆意义的一项技术,甚至被认为是FinTech2.0的代表技术。
章乐焱,恒生电子研发中心总经理,首席架构师。前期发表了《突如其来的区块链》,主要介绍了区块链在中国的发展趋势,本文深入介绍区块链能为我们带来什么?


区块链(BlockChain),利用数学加密算法和经济激励机制,让参与系统的任意多个节点,以去中心化自治的方式集体维护一个开放、不可簒改、不断增长的电子账本,被不少人认为是具有颠覆意义的一项技术,甚至被认为是FinTech2.0的代表技术。

在各种媒体、研讨会上对区块链技术所作的HighLevel阐述,又为区块链技术增添了几份神奇彩色,更是让众多金融IT从业人员摸不着头脑。与热情高涨的“比特神教”教众不同,大部分IT同行会选择“因为看见,所以相信”,今天给大家介绍的就是看得见的区块链,通过当下区块链技术的真实应用来看看区块链能做什么、会做成什么样?本文重点介绍三类区块链实现:比特币BitCoin、比特股BitShares、以太坊Ethereum。


【比特币 BitCoin】—全球跨境支付


金融领域中对于区块链技术应用的研讨一般聚焦在支付、存管结算、交易转让等几个方面,区块链技术最成熟也是目前为止最为成功的应用当属支付领域的“比特币”,它的核心思想是用去中心化的模式通过互联网来解决全球支付的效率问题,并使其免受人为控制的影响。比特币区块链在2009年上线以来已经在全球范围内7*24小时运行7年,没有运维人员、没有中心机房、但从不宕机,屡屡被主流媒体宣布死亡,但交易量依然逐年飚升。

比特币目前总市值约300-400亿人民币,每天交易数在10万笔左右,全球数千节点参与。


图片来源:qukai.com

比特币区块链目前已生成40多万个区块,约60G数据量,一个新建的比特币全节点以P2P通信的模式通过互联网下载历史数据大约需要2天。比特币区块大小目前设定每块不超过1M,它的挖矿机制决定了大约每10分钟左右增长一个块,所以每个节点每10分钟需要从相邻节点拉取不超过1M的新数据块,这个数据块中记录了全网最新产生的交易。正是因为代码中对区块大小以及区块产生时间间隔的这种设定,限制了比特币全网交易能力大约在每秒7笔左右。随着交易的活跃,比特币交易网络发生拥塞,根据比特币未确认交易的排队规则,愿意支付高手续费的交易会被优先打包记录到区块中,但大量低手续费的未确认交易仍会占用矿工的内存交易池,进一步造成未确认交易的丢失。比特币社区目前正在因为扩容方案问题产生多方争议,迟迟不能达成共识,去中心化的运作模式也给比特币区块链的技术演进带来效率问题。争议往往是理念的争议而非技术方案复杂度的争议,比如区块扩容简单到可以只是几行代码的修改,但是如果不是大部分节点达成共识愿意下载运行新代码,很容易造成区块链的分叉,从而给最终用户的使用和整个生态的稳定带来影响。

这里需要指出的是全网每秒7笔的交易,这样的性能可能跟很多比特币交易者的感知不同,在很多比特币交易平台是可以进行高频交易的。原因在于,现在的比特币交易平台实际上是在区块链外搭建的,只有用户进行提币、充币交易时,才在交易平台的总钱包与用户钱包之间通过区块链产生交易记录,法币与比特币的撮合兑换都不会记录在区块链上。在这些交易平台里,比特币是作为虚拟商品进行交易,2013年央行等五部委发文《关于防范比特币风险的通知》,禁止金融机构参与,允许民众自担风险参与,相关的交易平台网站接受互联网行业的相关备案、实名制规定,并配合反洗钱调查。

比特币的成功(也许永远是一个试验)和它所采用的区块链技术的种种限制及其天生的所具有的扩展能力和开源模式,催生出一个繁荣区块链技术生态,近千种山寨币被仿造出来,小到只做简单的技术参数调整,大到算法更换,甚至换种编程语言重新实现,应用场景也从支付向更多领域拓展。

在国内某数字货币交易平台上有交易的就达300多种:


【比特股 BitShares】—数字资产的发行、存管、交易


传说2011年有人为两个披萨饼支付了1万比特币,是比特币的第一笔真实支付,笔者认为如果区块链技术仅仅是被用在支付领域或者基于比特币区块链上交易脚本有限的扩展能力用于像公证这样的应用场景,区块链技术也就不至于在金融领域这么引人注目,也许区块链技术就被掩没在2013年比特币的暴涨暴跌(每个币疯涨到8000元人民币,再狂跌到1400元人民币)以及被各类犯罪组织用于洗钱、传销诈骗等负面新闻中。

被一群无政府主义的技术极客掌握的区块链技术,开始毫无悬念向其他领域扩展,2013年在比特币上线4年之后,一种新的区块链应用概念在社区中诞生,它把数字货币系统看成一个无人管理的公司(DAC,decentralized autonomous corporation,去中心化自治企业),而其中的数字货币被视为这个公司的股权(Shares),这种思想上超越比特币的项目称为BitShares(比特股)。BitShares被设计成为一个结合了去中心化的全球支付系统(如SWFIT),去中心化的数字货币交易所(如外汇交易中心),去中心化的证券交易所(如纳斯达克),去中心化的登记托管(如登记结算公司、清算所)。同时在技术上,BitShares的区块链技术以用更高效的DPOS(授权股权证明)算法替供比特币的POW(工作量证明)的共识机制,解决了比特币依靠大量计算资源带来的浪费问题和出块效率低导致的性能问题。2014年2月,BitShares由创始人3I公司完成众筹上线,目前已发布2.0版(代号石墨烯)。

依赖中心化的交易平台始终是比特币区块链方案的一个软肋,在比特币7年的历史中,这种链外的交易平台作恶跑路、或被黑客攻击给整个生态带来风险。而BitShares在其区块链上直接提供去中心化的交易平台,同时为了解决类似比特币币值相对法币暴涨暴跌的问题,在BitShares其去中心化的交易平台中直接提供对冲交易机制。

在BitShares去中心化的链上交易平台中,我们看到比各种比特币链外交易平台更完备的交易功能,锚定各类资产的数字资产在BitShares被发行、相互配对交易:人民币CNY、美元USD、比特币BTC、黄金GOLD、公司股份OBITS等。基于BitShares区块链的各种网关为区块链上的虚拟世界与物理世界的各种资产提供对接。

BitShares的资产发行功能,让全球用户能以很低的费用(约几百元人民币)发行自己的数字资产并与特定的现实资产进行锚定,进一步在区块链上实现交易转让,在这个过程中没有中心化的人为因素干扰。

在BitShares平台上,有人直接创建发行与全球股票交易所相关股份锚定的数字资产,如与美股资产锚定,实现众筹买美股的功能,发起与参与众筹的是全球BitShares用户,并在众筹之后可以直接在BitShares的链上交易平台上进行交易转让。

比特股被当作与比特币同样重要的一种区块链基础协议,故其内置的虚拟币BTS也和比特币BTC一样在全球很多虚拟币交易平台被交易,实现与各种法币的价值互换。


【以太坊 Ethereum】—去中心化智能合约平台


在以太坊官网首页ethereum.org,对以太坊作如下描述:以太坊是一个运行智能合约的去中心化平台,平台上的应用按程序设定运行,不存在停机、审查、欺诈、第三方人为干预的可能。

这些应用运行在一个定制的区块链上,在这个非常强大全球共享的基础设施上进行财产所有权的价值传递。它使开发者能够创建交易市场、对债权或合约进行存管登记、远期资金结算如遗嘱、期货合约以及其他还未发明的任何事情,所有这些都不存在中间人和交易对手风险。

相比前面介绍的比特币、比特股这类区块链实现,往往主要是针对特定应用场景设计,或者基于其设计上预备的扩展能力进行有限的扩展。而以太坊区块链设计的核心思想是实现一个内置了编程语言的区块链协议,从而在理论上任何区块链应用都可以用这门语言进行定义,并运行在以太坊的区块链协议之上,所谓的DAPP。这类应用天生具有去中心化、去信任中心的特点,这些应用在运行时由用户行为触发而改变其内部数据,数据和应用代码都被记录在区块链上,天生具备防人为簒改的特性。

以太坊区块链也一样通过经济激励机制防止少数人作恶,比如所有交易都要提供交易费用,交易费用作为执行代码的矿工报酬,某一矿工的行为都会被其他节点验证,作恶的矿工会受到惩罚。经济激励机制也使得区块链能减少受到DDOS攻击(因为攻击者需要支付交易费用),同时因为合约代码的执行要根据执行指令数计费,所消耗的费用超过设定上限时会被取消,从而能避免合约代码逻辑中出现死循环对矿工的影响。

2015年7月,在众筹一年之后,以太坊的第一阶段Frontier发布,全球以太坊网络开始运行,区块链开始增长。2016年3月,从第1150000个区块开始,以太坊的第二阶段Homestead开始运行,增强网络安全性。以太坊先进的理念获得到资本和程序员的宠爱,在众筹阶段收到市值1800万美元的比特币,支撑其开发团队能多线作战,并同时用Golang、C++、Python多种编程语言进行核心功能的实现,某种程度上也是实现开发团队的去中心化。以太坊的节点也可以运行在多种操作系统下:windows、linux、Mac OSX等。

作为一种编程平台,以太坊的官方钱包客户端Mist,除了像比特币、比特股类似普通转账交易之外,支持直接编写、部署智能合约,部署之后通过分发合约地址和接口信息给其他用户,供他人调用:

上图中的智能合约就用以太坊特有的Solidity语言编写的一个类,普通程序员很容易上手。代码编译部署之后,相应的合约对象(数据+代码)即被写到区块链上,使用者通过发送调用相应合约方法的交易,由矿工的虚拟机在区块链上执行、改变数据并全网同步。智能合约和区块链也由其操作,以太坊节点都以JSON-RPC的方式对外提供接口,从而形成所谓的去中心化应用DAPP。用这种方式,在以太坊上只需几十行代码,即可以轻松发布自己定义的虚拟货币,针对虚拟货币这种特定的智能合约,以太坊还定义了相关接口标准,附合这种虚拟货币接口标准的智能合约能象以态坊本身的以太币一样供用户进行操作。在以太坊的官网首页上,给出了三个智能合约的DEMO:虚拟货币合约Token、众筹合约Crowdsale、去中心自治组织合约DAO。

正是因为以太坊区块链这种独特二次开发能力,给人无限的想象空间,虽然只有不到一年的上线时间,各种功能还不完备,但仍然使这项技术颇受程序员和资本市场的青睐。驱动智能合约交易执行所需要的以太币在虚拟货币交易平台上的价格在最近出现十倍的涨升。

对于发展中的区块链技术,有人因为相信所以看见,有人因为看见所以相信。以去中心化为理念的各类区块链技术,所有的源代码均以开源的方式提供,运行在互联网上的公有区块链也随时提供访问。它正探索以往从未被尝试过的理念,因此,没有人可以预测区块链技术的未来!

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