淺談區塊鏈特點、問題及發展前景

王宇新

摘要：近年來區塊鏈技術隨著比特幣價格的大幅上漲而逐漸被人們所熟悉，區塊鏈技術具有去中心化、匿名性、透明性及可追溯性、安全性高等特點，但是其存在的一些問題也不容忽視，作者通過對區塊鏈技術的特點、存在的問題進行分析，認為其具有廣闊的應用前景。

關鍵詞：區塊鏈；特點；問題；前景展望

2009年中本聰提出了比特幣的設想并付諸于實踐，比特幣網絡在無管理中心的方式下穩定運行了近10年的時間，隨著比特幣價值的不斷上升，人們在驚嘆于比特幣的精巧設計同時，支撐比特幣的底層技術區塊鏈也逐步進入了大眾的視野，雖然比特幣收到各國政府的強力監管，區塊鏈卻越來越得到各國的重視，認為是下一代互聯網的雛形，在金融、教育、溯源、認證等領域都有著廣闊的應用前景。

一、區塊鏈的誕生

2008年，密碼朋克組織中的一名叫中本聰的成員，發表了一篇《比特幣：一種點對點的電子現金系統》的文章，很快比特幣軟件也公布于眾，雖然沒有使用區塊鏈這個名詞，但是中本聰的這篇文章中闡述的就是區塊鏈技術，它拋棄了以前的數字貨幣系統都由一個總部來管理運行的設計，這個區塊鏈沒有管理者，每一個節點都把自己的計算機資源貢獻出來，為比特幣網絡的正常運轉出一份力。雖然沒有管理者，但只要有人在線，比特幣網絡就會存在，而且已經完美運行了近十年的時間。

二、區塊鏈的特點

區塊鏈其實并不是一種新的技術，而是幾種原有技術的精巧組合，實現了比特幣這種數字貨幣系統自動運行、無人管理的目的。區塊鏈有以下特點：

（1）去中心化。傳統的貨幣系統都有一個龐大的數據庫來負責記錄每一位客戶的交易信息，我們日常使用的銀行卡是由銀行總部來負責管理，微信零錢則由騰訊公司來負責維護，總之涉及到我們資金變化的信息必須由我們非常信任的一個機構來負責記錄，這個機構也會盡心盡力付出大量人力物力守護好我們的交易信息。而區塊鏈數字貨幣系統沒有這樣一個中心機構，它將我們的交易信息廣播到比特幣網絡，由所有的節點共同驗證，共同記錄，依靠集體的力量來保證我們交易信息的準確性。一段時間內的交易信息打包成一個區塊，一個個區塊再用加密算法鏈接起來。

（2）匿名性。與銀行開立賬戶不用，在區塊鏈網絡里，所有的節點不需要實名認證，一個人也可以開設多個地址，這樣用戶的身份就化作一串密碼地址，最大限度保護了個人隱私，系統采用非對稱密鑰的算法，只有掌握私鑰的人才能處理賬戶地址內的貨幣，這種只認私鑰不認人的機制導致了區塊鏈地址的實際擁有人的真實身份很難被確認。

（3）透明性及可追溯。由于賬本公開，所有節點共同記賬，所以一切交易信息在區塊鏈上都是公開的，可以被查看的，甚至每個節點都可以擁有一份完整的賬本。在比特幣區塊鏈網絡中，收款、付款都需要知道彼此的地址，只要知道了比特幣地址，也就能夠查看這個地址中的所有收付款信息，可以追查到每一枚比特幣的來龍去脈。

（4）安全性高。區塊鏈中的每一個區塊都是一段時間內交易信息的打包數據，前后區塊之間用密碼學算法相連接，一旦信息記錄被人篡改，前后區塊的校驗信息就會發生錯誤，被網絡所拋棄。正是由于賬本全網公開，大家共同驗證，導致做假賬的成本極大，非常困難，從而能保證在無中心的情況下，交易信息的準確性與真實性。

三、目前區塊鏈存在的問題

區塊鏈技術在最近幾年越來越熱，不少企業在區塊鏈上增加研發投入，希望能利用區塊鏈技術降低運行的成本，但是筆者看來，區塊鏈距離一項成熟的技術尚有差距，存在的一些問題制約了其迅速發展。

（1）性能與效率問題。區塊鏈為去中心化的運行方式，必然會增加兩項在中心化系統中不必要的設計，一是去中心化賬本，也叫分布式賬本，二是共識機制。分布式賬本導致每個節點都要保存一份全網數據交易流水信息，以比特幣為例，現在一份賬本已經超過100G，存儲資源占用巨大。與此同時，每一筆交易的核實都要利用共識機制來進行全網確認，必然導致時間的花銷，比特幣每筆交易的確認時間是10分鐘，需要犧牲性能和效率來換取去中心化的安全性，因此區塊鏈在一些實時性較強的應用中是難有用武之地的。

（2）安全性問題。一是存在被黑客攻擊的可能性。針對區塊鏈的51%攻擊在參與節點數量較多的應用中是很難辦到的，但是對一些小規模的應用場景，參與節點數較少，全網算力有限，一旦有利可圖，發動51%攻擊還是可能做到的，而且由于無人管理，攻擊后果也較為嚴重。二是私鑰泄露影響資金安全。在區塊鏈網絡中，不存在用戶身份認證，私鑰是唯一證實用戶身份的信息，一旦私鑰泄露，會給用戶賬戶造成不可挽回的后果，安全保障較為脆弱。

（3）資源浪費嚴重。比特幣區塊鏈采用的是PoW（Proof of Work），即工作量證明機制來鼓勵更多的節點來參與驗證交易信息，只有最快解出哈希難題的幸運者能夠得到比特幣獎勵，其他絕大部分節點雖然貢獻了算力，付出了電力等成本，卻一無所獲，從而造成巨大的浪費。有統計表明，比特幣網絡一年的用電量超過一個國家全年的電力需求。如果不能讓區塊鏈高效節能的運轉，勢必影響其大范圍的應用。

四、區塊鏈應用展望

雖然區塊鏈技術尚存一些有待解決的問題，但其做為一種新型計算機網絡技術，在去中心化場景應用中將發揮巨大的作用。當今社會大量包括現金支付、價值轉讓等在內的權益轉移、信息公證類的工作無一例外都需要一個權威的第三方中心機構來完成，造成整個社會的運行成本增加，運轉效率低下，區塊鏈為我們在無中心的模式下完成資產轉移、信息存證提供了可能。梅蘭妮·斯萬在《區塊鏈：新經濟藍圖及導讀 》一書中為我們描繪了區塊鏈3.0時代下DAS（Decentralized autonomous society）去中心化自治社會的藍圖，到時我們的個人信息、個人資產全部運行在區塊鏈上，由區塊鏈技術本身來保證這些信息的準確性以及信息流轉的安全性，整個社會不再需要額外的第三方機構來為這些信息服務，各類信息自動化記錄、自動化轉移，精確地運轉，無法篡改，永遠存證。我們將進入一個嶄新的、智能的、可編程的時代。

參考文獻：

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[3]http：//baijiahao.baidu.com/s？id=1601353303357508885&wfr=spider&for=pc 比特幣挖礦一年的用電量超過一個國家全年的電力需求.

[4]韓鋒，龔鳴，等翻譯.Melanie Swan.Blockchain：Blueprint for a NewEconomy[M].O'Reilly Media2015.中文版：《區塊鏈–新經濟藍圖》.新星出版社.