區(qū)塊鏈(blockchain)是潛在的產(chǎn)業(yè)“風口”,隨著技術的成熟和應用理念的突破,可能給各個領域帶來顛覆性的模式突破,促使新的業(yè)態(tài)涌現(xiàn)。本文基于飛利信在此領域的前期探索,對區(qū)塊鏈技術做一簡要綜述,同時扼要描述飛利信在各個技術層次的關注要點和相關研發(fā)內(nèi)容。
1) 區(qū)塊鏈簡述
區(qū)塊鏈本質上是特殊的分布式數(shù)據(jù)庫,其主要作用是以可信模式儲存信息。任何需要保存的信息,可以寫入?yún)^(qū)塊鏈也可以從中讀取。允許任意(開放的區(qū)塊鏈體系)或者按照某種約定(協(xié)議區(qū)塊鏈體系)或管理性約束(私有區(qū)塊鏈體系)架設服務器,加入?yún)^(qū)塊鏈網(wǎng)絡,成為一個節(jié)點。區(qū)塊鏈體系沒有中心節(jié)點或只存在弱化的中心節(jié)點,各節(jié)點保持平等,皆保存整個數(shù)據(jù)庫。任何一個節(jié)點的數(shù)據(jù)操作都會在所有節(jié)點同步,保證區(qū)塊鏈一致。
區(qū)塊鏈由區(qū)塊(block)組成。區(qū)塊很像數(shù)據(jù)庫的記錄,每次寫入數(shù)據(jù),都創(chuàng)建一個區(qū)塊。每個區(qū)塊包含兩個部分:區(qū)塊頭(Head)記錄當前區(qū)塊的元信息;區(qū)塊體(Body)記錄當前寫入的實際數(shù)據(jù)。
區(qū)塊頭包含當前區(qū)塊的多項元信息:時間戳、即區(qū)塊體的Hash,上一個區(qū)塊的Hash。比特幣中使用sha-256算法,在實際應用中,可以選擇滿足需要的Hash。
由于每個區(qū)塊的Hash各異,可以通過Hash標識區(qū)塊。如果區(qū)塊的內(nèi)容改變,其Hash相應變化,因此決定了Hash的不可修改特征。該特征對區(qū)塊鏈有重大意義。如果修改一個區(qū)塊,該區(qū)塊的 Hash必然改變。為了讓后面的區(qū)塊還能連到它,必須同時修改后面所有的區(qū)塊,否則被改掉的區(qū)塊會脫離區(qū)塊鏈。同時修改多個區(qū)塊幾乎不可能發(fā)生,除非掌握全網(wǎng)51%以上的計算能力。通過這種聯(lián)動機制,區(qū)塊鏈保證了自身的可靠性,數(shù)據(jù)一旦寫入將無法被篡改。
由于區(qū)塊鏈的形成機制和結構特征,其基本的適用場景:不存在以及不需要所有成員都信任或強迫接受的管理者;寫入的數(shù)據(jù)不要求實時使用;足夠的分布式資源等。
2) 區(qū)塊鏈技術體系架構和飛利信技術研發(fā)的領域
廣義的區(qū)塊鏈技術,包含點對點網(wǎng)絡設計、加密技術應用、分布式算法的實現(xiàn)、數(shù)據(jù)存儲技術的使用等4個方面,其他的可能涉及到分布式存儲、機器學習、VR、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等。狹義的區(qū)塊鏈僅僅涉及到數(shù)據(jù)存儲技術,數(shù)據(jù)庫或文件操作等。
廣義區(qū)塊鏈技術體系架構可以分為協(xié)議層、擴展層和應用層。其中,協(xié)議層又可細分為存儲層和網(wǎng)絡層,相互獨立但又不可分割。
協(xié)議層是飛利信區(qū)塊鏈技術研發(fā)的引用或追隨技術部分,采用技術跟蹤方式與國際保持同步。該層是區(qū)塊鏈技術基礎,通常表現(xiàn)為一個完整的區(qū)塊鏈產(chǎn)品,維護著網(wǎng)絡節(jié)點,提供API供調(diào)用。該層構建網(wǎng)絡環(huán)境、定義服務通道、制定節(jié)點規(guī)則。就應用技術而言,協(xié)議層主要包括網(wǎng)絡編程、分布式算法、加密簽名、數(shù)據(jù)存儲技術等4個方面。
擴展層基于協(xié)議層規(guī)則面向不同應用提供支持,通過這個層面,區(qū)塊鏈可以架構開發(fā)任何類型的產(chǎn)品,而不僅僅限制于金融行業(yè)。隨著底層協(xié)議的完善,未來任何需要第三方支付、任何需要確權、征信和追溯的信息,都可以借助區(qū)塊鏈來實現(xiàn)。該層是飛利信區(qū)塊鏈技術研發(fā)核心層,圍繞該層的研發(fā)根據(jù)飛利信提供的創(chuàng)新類業(yè)務需要,按照協(xié)議層規(guī)范,開發(fā)類似于計算機驅動程序的軟件包,使得區(qū)塊鏈協(xié)議獲得實際應用。擴展層是保障區(qū)塊鏈應用多樣化、支持各領域創(chuàng)新發(fā)展的基礎。
應用層提供電腦終端軟件和移動設備API,是使用者的使用界面。飛利信區(qū)塊鏈技術體系研發(fā)內(nèi)容,在各類專用擴展層技術支持下,面向應用場景提供體驗良好的終端軟件。
3) 區(qū)塊鏈的種類和飛利信關注點
區(qū)塊鏈分為三大類:公有鏈、聯(lián)盟鏈、私有鏈。
公有鏈:完全去中心化的、不受任何機構控制的區(qū)塊鏈。公有區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)所有人都可以訪問,所有人都可以發(fā)出交易等待被寫入?yún)^(qū)塊鏈。通過密碼學技術以及內(nèi)建的經(jīng)濟激勵維護數(shù)據(jù)庫的安全。公有鏈目前主要用于各類虛擬貨幣的開發(fā),在飛利信的業(yè)務領域(政府和企業(yè)服務)采用完全去中心化的類型較為罕見。因此,飛利信技術團隊關注公有鏈的發(fā)展及典型應用(如各種虛擬貨幣),但不是飛利信技術研發(fā)的類型,只是技術跟蹤的類型。
聯(lián)盟鏈:參與區(qū)塊鏈的節(jié)點是事先選擇好的,節(jié)點間很可能是有很好的網(wǎng)絡連接。這樣的區(qū)塊鏈上可以采用非工作量證明的其他共識算法,比如有100家金融機構之間建立了某個區(qū)塊鏈,規(guī)定必須67個以上的機構同意才算達成共識。聯(lián)盟鏈可以做到很好的節(jié)點間的連接,只需要極少的成本就能維持運行,提供迅速的交易處理和低廉的交易費用,有很好的擴展性,但是擴展性隨著節(jié)點增加又會下降。數(shù)據(jù)可以有一定的隱私。聯(lián)盟鏈適合于金融服務、也適合與互聯(lián)網(wǎng)+政務的各類創(chuàng)新業(yè)務,該類型是飛利信區(qū)塊鏈技術研究的主要類型。
私有鏈:參與的節(jié)點只有用戶自己,數(shù)據(jù)的訪問和使用有嚴格的權限管理。是指存在一定的中心化控制的區(qū)塊鏈。私有鏈的可視為傳統(tǒng)意義上的共享數(shù)據(jù)庫用上某些技術方法實現(xiàn)數(shù)據(jù)可校驗。私有鏈一般用作內(nèi)部審計,在類似行政管理和企業(yè)ERP等場景下可能有較大應用價值。私有鏈的大量的場景可以對接現(xiàn)實世界的需求,有限的去中心化更容易達成共識,可以使服務速度更快,效率更高,并且可以提供更多受控的功能。私有鏈也是飛利信重要的研發(fā)類型,在嚴格意義上說,飛利信研發(fā)的聯(lián)盟鏈技術可以覆蓋私有鏈的需求,至少需要根據(jù)實際的場景做一定的定制化。
4) 區(qū)塊鏈技術開發(fā)體系及飛利信的跟蹤策略
區(qū)塊鏈技術開發(fā)目前已經(jīng)有豐富的開放資源,使得技術發(fā)展有了豐富的技術積累和良好的社區(qū)環(huán)境。由于技術體系差異很大,飛利信結合發(fā)展戰(zhàn)略和關注點,采用跟進與關注并舉的策略。跟進指選擇能夠支持飛利信區(qū)塊鏈的業(yè)務創(chuàng)新需要、具有技術影響力和話語權的體系跟隨發(fā)展。關注是指廣泛參與各類不同技術門類的社區(qū),了解技術動態(tài)并選擇重點進行試驗應用,以保持技術發(fā)展的靈活性。目前的我們關注的技術體系包括:
比特幣:比特幣(BitCoin)是最早也是全球最廣泛使用和真正意義的去中心化區(qū)塊鏈技術,其開源技術體系值得作為經(jīng)典參考。
以太坊:以太坊通過一套圖靈完備的腳本語言(EthereumVirtual Machinecode,簡稱EVM語言)來建立應用。作為類比,比特幣網(wǎng)絡事實上是一套分布式的數(shù)據(jù)庫,而以太坊則可以看作是一臺分布式的計算機。以太坊是飛利信技術團隊的重要關注對象。
IBM HyperLedger fabric:一個帶有可插入各種功能模塊架構的區(qū)塊鏈實施方案,他的目標是打造成一個由全社會來共同維護的一個超級賬本。目前處于完善階段,并沒有真正商用。fabric架構核心邏輯有三條:Membership、Blockchain和Chaincode。MembershipServices這項服務用來管理節(jié)點身份、隱私、保密性、可審計性。由于IBM的強大市場驅動力和話語權,該項技術也在飛利信技術團隊的關注范圍。
公證通Factom:利用比特幣的區(qū)塊鏈技術來革新商業(yè)社會和政府部門的數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)記錄方式,也可以被理解為是一個不可撤銷的發(fā)布系統(tǒng),系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)一經(jīng)發(fā)布,便不可撤銷,提供了一份準確、可驗證、且無法篡改的審計跟蹤記錄。利用區(qū)塊鏈技術幫助各種各樣應用程序的開發(fā),包括審計系統(tǒng),醫(yī)療信息記錄,供應鏈管理,投票系統(tǒng),財產(chǎn)契據(jù),法律應用,金融系統(tǒng)等。
建立在Factom基礎之上的應用程序尋求能夠直接利用區(qū)塊鏈實現(xiàn)追蹤資產(chǎn)和實現(xiàn)合約,而不用將交易記錄寫入?yún)^(qū)塊鏈,F(xiàn)actom在自己的架構中記錄條目。跟以太坊類似,F(xiàn)actom系統(tǒng)會創(chuàng)造一個叫Factoids的電子幣。持有Factoids意味著有權使用Factom系統(tǒng)。只要把Factoids轉化成輸入積分便有權把數(shù)據(jù)寫入Factom系統(tǒng)中。同時運行著Factom的聯(lián)邦服務器也能收獲Factoids作為維護系統(tǒng)的回報。Factom雖然同樣基于比特幣網(wǎng)絡,但卻并不是之前提到側鏈或染色幣的技術架構,F(xiàn)actom只將目錄區(qū)塊的哈希值錨定到比特幣區(qū)塊鏈。Factom很好地解決了比特幣三個核心的約束和問題,速度、成本和區(qū)塊鏈膨脹。
由于公證通在商業(yè)和政府部門的適用性前景,目前飛利信研發(fā)團隊已經(jīng)基于公證通體系建立若干適應性應用場景,未來將持續(xù)發(fā)展并盡快推向實用。
5) 飛利信創(chuàng)新的區(qū)塊鏈應用簡介
區(qū)塊鏈的應用不僅限于虛擬貨幣與金融服務,未來可能在諸多領域帶來革命性的變革。以我們正在研發(fā)的幾類應用為例:
l 互聯(lián)網(wǎng)+政務服務:目前互聯(lián)網(wǎng)+政務服務以流程再造,大量案例說明,跨部門流程再造事實上難以實現(xiàn)??疾觳块T間協(xié)同的問題,可以引入典型的區(qū)塊鏈應用模型,流程間的銜接通過區(qū)塊的鏈接即可完成。在此基礎上,可以引入精準的事件回溯、服務過程評價,而且可以消除民眾申報服務過程中的關鍵痛點:重復填報表格問題。真正提高辦事效率提升用戶體驗。目前此項應用正在研發(fā)過程中,同時與相關地方政府加強交流,依據(jù)持續(xù)進步的技術成果探討互聯(lián)網(wǎng)+政務服務的創(chuàng)新模式。
l 人大/政協(xié)委員履職:通過區(qū)塊鏈技術,可以為非現(xiàn)場跨和現(xiàn)場議案提交、文件審議和投票提供認證和不可篡改等保障,實現(xiàn)具有高效依法履職技術保障體系。該技術體系采用私有鏈模式建立,目前正在模型驗證過程中。
l 供應鏈管理:引入聯(lián)盟鏈模式建立區(qū)塊鏈服務,為企業(yè)間的電子式業(yè)務互動提供可信交付平臺,改變電子數(shù)據(jù)交換的低效和抵可信狀態(tài),實現(xiàn)交付過程可靠、高效及可追溯。此項技術正結合飛利信長期發(fā)展的食品追溯業(yè)務和冷鏈物流技術進行研發(fā)。
飛利信區(qū)塊鏈基本定位是創(chuàng)新型應用技術研發(fā)和推廣。未來將跟隨區(qū)塊鏈基礎協(xié)議的發(fā)展,通過擴展技術建立面向行業(yè)的技術應用體系,成為推動區(qū)塊鏈技術獲得廣泛應用的重要技術服務商。