區塊鏈智能合約以及資產標記化技術探析

熊輝 郭興元

[摘 要]區塊鏈（Blockchain）是一種基于分布式記賬本的共識機制。區塊鏈技術的快速發展以及基于區塊鏈的應用程序的開發已經開始徹底改變金融和金融服務業、供應鏈管理、文化娛樂、房地產、醫療保健、電子商務等應用場景。區塊鏈解決了對交易的信任和安全問題，而智能合約在某種程度上也可以說是對交易信任的升級。智能合約是基于一些可信且不可篡改的數據，自動化執行一些預先定義好的規則和條款。智能合約具備相當廣闊的應用范圍，能夠大大節省時間成本，人力成本，所以未來智能合約的應用將必然成為大勢所趨。但是在智能合約的應用中，一個前提條件是必須有廣泛的可交易的數字資產。因此，在區塊鏈上對資產進行標記化并應用于實體資產成為了當前重要的研究領域之一。

[關鍵詞] 區塊鏈;分布式;標記化;智能合約

[中圖分類號]F8;G250.73區塊鏈允許互不信任的實體在不依賴中心可信第三方的情況下執行安全交易，同時提供透明且完整性受保護的數據存儲。[1]由于這些屬性，區塊鏈作為一種技術已經顯現出了巨大的應用前景，如金融行業、分布式云存儲、智能商業、物聯網、供應鏈管理、醫療保健、所有權和版稅分配等。建立在區塊鏈基礎上的智能合約，將商業應用場景結合，實現了互聯網技術的進一步提升。但是，目前全球數字化資產的認可程度不一，法律文件欠缺，國際標準沒有統一，導致智能合約的應用落地情況并不理想。

1 區塊鏈的基本特點

區塊鏈是分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法等計算機技術的新型應用模式。區塊鏈是一種分布式賬本技術，是一種互聯網數據庫技術，其特點是去中心化、公開透明，讓每個人均可參與數據庫記錄。

1.1 區塊鏈的核心思想是去中心化

在區塊鏈系統中，任意節點之間的權利和義務都是均等的，所有的節點都可以用計算能力投票，從而保證了得到承認的結果是過半數節點公認的結果。即使遭受嚴重的黑客攻擊，只要黑客控制的節點數不超過全球節點總數的一半，系統就依然能正常運行，數據也不會被篡改。

1.2 區塊鏈最大的顛覆性在于信用的建立

理論上說，區塊鏈技術可以讓微信支付和支付寶不再有存在價值?！督洕鷮W人》對區塊鏈做了一個形象的比喻：簡單地說，它是“一臺創造信任的機器”。區塊鏈讓人們在互不信任且沒有中立中央機構的情況下，能夠做到互相協作，打擊假幣和金融詐騙未來都不需要了。

1.3 區塊鏈的集體維護可以降低成本

在中心化網絡體系下，系統的維護和經營依賴于數據中心等平臺的運維和經營，成本不可省略。區塊鏈的節點是任何人都可以參與的，每一個節點在參與記錄的同時也來驗證其他節點記錄結果的正確性，維護效率提高，成本降低。

區塊鏈的基本特征是共享的分布式賬本，能夠同步和復制記錄的管理型數據庫，通常不依賴于數據中心進行管理，而分類賬由存儲和驗證記錄的節點網絡進行維護。分布式分類賬技術開始主要針對金融市場并依賴于分類賬的（塊）鏈布局，但隨著研究的不斷深入，區塊鏈在技術上和解決方案方面都更加多樣化。[3]這些包括認證和權利管理、數據存儲（包括處理醫療記錄[2][4]）、信用評分和風險建模[5]、云計算、數據分析[6]、電子投票、預測商品市場[7]和供應鏈管理[8]及共享業務應用程序。[9]

區塊鏈的本質是一個不斷增長的記錄列表，通常稱為“塊”，使用密碼學原理鏈接。每個塊包含前一個塊的哈希加密、時間戳和事務數據。通過設計，區塊鏈可以抵抗數據的修改。它是一個開放的，分布式的分類賬，能夠以可驗證和永久的方式有效地記錄雙方之間的交易。為了用作分布式分類賬，區塊鏈通常由對等網絡管理，該對等網絡共同遵守用于節點間通信和驗證新塊的協議。一旦記錄，任何給定塊中的數據不能在不改變所有后續塊的情況下發生改變，這需要網絡節點能夠多數共識，提供可追溯的記錄。盡管區塊鏈記錄不是不可更改的，但是區塊鏈可以被設計為安全的、具有高拜占庭容錯的分布式計算系統。

例如，傳統的計算機系統是客戶/服務器（C/S）模型，重要的數據集中保存在服務器上的數據庫中。如圖1所示，集中式數據庫的控制權歸其所有者所有，包括更新管理、訪問和防范網絡威脅。

區塊鏈技術創建的分布式數據庫具有與傳統網絡不同的數據庫系統。這也是區塊鏈技術最獨特和最重要的特征。在區塊鏈的情況下，數據事務是廣播的，每個節點都在創建自己的數據庫更新版本。如圖2所示，正是這種差異使得區塊鏈技術具有廣闊的應用前景，它代表了信息、數據登記和分發技術的創新，消除了信任問題，促進數字化社會的發展。

區塊鏈技術目前還有一些缺點，如交易效率低、交易驗證時間長、高耗能等，然而，區塊鏈技術是以新方式應用成熟技術的一種簡單但強大的網絡架構。這是三種技術：互聯網、私鑰加密和激勵協議的特殊組合，是一個自洽的數字交互系統。區塊鏈作為一種理念的創新，在特定領域可以產生顛覆式的影響，需要做的是揚長避短，用其所能。那么區塊鏈能否成為新一代金融基礎設施的底層技術，這依然是一個問題。

2 智能合約模型

智能合約[10]模型是運行在可復制、共享的賬本上的計算機程序，可以處理信息，接收、儲存和發送數字資產。智能合約程序不只是一個可以自動執行的計算機程序，它自己就是一個系統參與者;它對接收到的信息進行回應，它可以接收和儲存價值，也可以向外發送信息和價值。

這個程序就像一個可以被信任的人，能夠臨時保管資產，總是按照事先的規則執行操作。智能合約相當于一份可以由計算機網絡直接執行的合約，只要滿足預設條件，合約就會被觸發，合約雙方之間不需要建立信任關系，這也是智能合約優于傳統合約的地方。

智能合約可以使參與人、機構和他們擁有的資產之間的關系正規化。智能合約的交易規則集（協議）定義了協議各方或智能合約同意的條件、權利和義務。它通常是預定義的，通過簡單的選擇加入操作達成協議。該協議以數字形式，機器可讀代碼形式化。智能合約中規定的這些權利和義務現在可以通過計算機或計算機網絡自動執行，一旦雙方達成協議必須執行。

智能合約的概念并不新鮮。舉個例子，智能合約最原始的形式是自動售貨機。交易規則被編程到機器中，客戶通過按下與該產品相關的數字來選擇產品，插入硬幣，機器充當智能合約，檢查客戶是否插入了足夠的錢。如果是，則程序控制機器彈出產品;如果插入了太多的錢，機器會給出相應提示;如果沒有插入足夠的錢，或者如果機器沒錢了，它會提示相應的操作方式。自動售貨機不僅通過自動化控制削減了交易成本，而且擴大了服務范圍，提供全天候可用性，而不是有限的開放時間。

智能合約的特征是自我驗證、自執行、防篡改。智能合約可以將法律義務轉變為自動化流程，從而保證更高程度的安全性，減少對中介方的依賴，降低交易成本。區塊鏈和智能合約有可能改變許多傳統行業。我們可以看到，智能合約的使用范圍從簡單到復雜，在銀行、保險、能源、電子政務、電信、音樂和電影業、藝術界、移動性、教育等行業中都可能用到。

與傳統的集中式商業模式不同，智能合約促進了建立在信任基礎上的新型商業關系。區塊鏈屬性中的顯式編程算法（如分散、透明度、防欺詐等）使智能合約成為建立業務關系和執行交易的可靠替代方案。概括來說，智能合約為企業提供的好處包括以下幾個方面。

（1）直接與客戶打交道。智能合約消除了對中間商的需求，并允許與客戶建立透明、直接的關系。

（2）抵御風險。由于企業不依賴于第三方，因此沒有任何一個人或實體控制數據或金錢。權力下放意味著即使任何個人離開區塊鏈網絡，網絡也將繼續運行而不會丟失數據或完整性。

（3）高度信任。業務協議可以自動執行，這些協議是不可改變的，因此可以保證合同各方利益，信任關系牢不可破。

（4）減少欺詐。由于智能合約存儲在分布式區塊鏈網絡中，其結果將由該網絡中的每個人驗證。因此，沒有人可以強制控制釋放其他人的資金或數據，所有其他區塊鏈參與者都會發現這一點并將此類嘗試標記為無效。

（5）成本效益。消除中間人可以免除額外費用，使企業及其客戶不僅可以直接進行互動和交易，而且可以在交易費用低至免費的情況下進行交易。

（6）保持記錄。所有合同交易都按時間順序存儲在區塊鏈中，并且可以與完整的審計記錄共同訪問。

通過繼承區塊鏈屬性，智能合約提供了不變性和分布式存儲，這使它們與傳統協議區別開來。不可變性和分布式存儲的特征，允許智能合約成為各種企業制定業務協議和執行交易的可靠手段。區塊鏈和智能合約技術的結合，將產生一批成功使用案例，為互聯網商業的未來奠定基礎。

3 標記化資產

區塊鏈上的標記化是2018年區塊鏈技術的大趨勢之一。由于智能合約的快速發展，需要交易的數字資產[11]呈爆發式增長。我們可以看到，似乎所有商品都在區塊鏈上被重新定義。如果一切都是透明的并且在區塊鏈平臺上數字化，那么如何將房屋、汽車或藝術品應用于這項技術，大家可以想到，可以通過最受認可的加密資產——比特幣。比特幣只不過是交易的記錄，它甚至不是軟件。比特幣貨幣是通過比特幣區塊鏈技術進行交易的，而區塊鏈技術并未開發出實體資產，它起初只是為了交易比特幣而開發的。這里將描述在區塊鏈上對資產進行標記化的含義以及它如何應用于實體資產。

暫時忘記區塊鏈和智能合約，想象一下，某人想投資房地產，但作為理性人，初始投資是適度的，比如5000元。也許作為家庭理財的一個渠道，您想擁有更多保值商品，比如投資藝術品，因此想從小做起并逐漸增加投資。例如，您決定每三四個月投入幾千元，購買某種不動產或投資品。顯然，對于傳統的房地產市場或藝術品市場來說，這是非常尷尬的。您怎樣買兩三平方米的公寓？

讓我們換個角度思考。正好您有閑置固定資產，比如一套自己產權的公寓，而您需要快速變現一些資金。假設公寓價值150000元，但您現在只需要10000元現金。您能在沒有太大交易成本的情況下快速完成嗎？現實中，這幾乎是不可能的。

這個時候我們需要考慮實物資產標記化。標記化是一種將資產的權利轉換為數字標記的方法。假設有200000元的公寓。通證（Token）化可以將這個公寓變成200000個數字代幣（這個數字是完全隨意的，我們本可以發行200萬個代幣）。因此，每個代幣代表相關資產0.0005%的份額。最后，我們在某種支持智能合約的平臺上發行代幣，例如在以太坊上，通證可以在不同的交易所自由買賣。當您購買一個代幣時，您實際上購買了資產中0.0005%的所有權。購買100000個代幣，您擁有50%的資產。購買所有200000個代幣，您就是該資產100%的所有者。顯然，您并未成為該物業的合法擁有人。但是，由于區塊鏈是一個不可變的公共分類賬，它確保一旦您購買代幣，即使沒有在政府運營的注冊管理機構注冊，也沒有人可以“擦除”您的所有權。

舉個例子來說明一下：某客戶在某地購買并擁有一套房產。作為普通公民，他將依賴第三方（如經紀人、銀行和政府管理機構等各個部門）來協助將所有權轉讓給他。 然后，銀行和政府實體將負責為該客戶進行所有權信息證明。如圖3所示，購房前，政府管理機構和銀行將會花幾個月甚至更長的時間，通過自己系統內部的數據庫調查該客戶的職業背景、資產證明、銀行流水、信用記錄等。各種手續完成后，客戶才能購買所需住房，取得不動產證明，但該房產所有權并不能分割出售，無法快速獲得靈活套現能力。

在區塊鏈環境中，這將通過標記化來完成。如圖4所示，該方式通過區塊鏈將物理資產轉換為數字通證管理、數字通證存儲并具有在數字空間內進行交易的過程。簡而言之，這提供了客戶管理資產記錄而不是中介的方式。區塊鏈提供的軟件環境包括存放、交易、結算、合法注冊等，這些都嵌入在資產的標記化中。此外，區塊鏈上的其他參與者實時和永久性驗證及存儲與該資產相關的信息，即減少了對政府監管部門依賴，提高了第三方的信任度。最后，如果需要，標記化允許資產被分成多個部分，以便讓許多所有者（圖4中的各個節點）共同持有。這最終是“資產證券化”，對政府而言具有權力下放的好處，如安全性、速度和易于轉移等。中介機構，銀行、政府仍然可以使用分類賬（出于監管和咨詢等目的）。但是，個人資產的管理將由個人單獨處理。

因此，客戶獲得了一項資產，將其標記化并創建了在區塊鏈上的數字表示。區塊鏈保證所有權信息是不可變的。好像看起來很完美，但不幸的是，在我們能夠成功地對區塊鏈上的真實資產進行標記之前，還需要解決一些問題。

主要問題源于這樣一個事實：到目前為止，沒有哪個國家對加密貨幣有嚴格的監管。例如，如果處理標記化的公司出售房產，會發生什么？通證所有者只擁有通證。他們對財產沒有合法權利，此不受法律保護。因此，需要進行法律變更以適應這些新的業務模式。

另一個問題是這個系統讓我們回到了某種集中化狀態。區塊鏈，特別是智能合約，核心目標是創造一個去中心化的信任環境。在真實世界使用，實物資產來標記數字資產時可以實現這一點，但實際情況并非如此。比如，怎樣阻止個人通過多個區塊鏈交易一個資產？一個可能的解決方案是有一個集中、正式的區塊鏈處理所有記錄保存和交易類似的資產，與政府機構一起，有專門法律規則要求使用某種形式進行轉讓或以某種方式注冊，當需要轉讓某些數字資產時需要更改區塊鏈。因此，這意味著我們必須接受一定量的集中化。

其他資產的標記化工作方式與此類似。如果畢加索的名畫價值5000萬元，它也可以被標記化，這同樣適用于黃金和鉆石等貴重資產。還有一個比較特殊的資產是股票，因為代表公司股權資產的股票更為復雜，按照大多數國家的證券管理要求，可能禁止出售部分公司股票。同樣，成功實施公司股票的資產標記化還必須要相應法律層面的變更。

4 結 論

長遠來看，區塊鏈對世界的影響不遜于互聯網，區塊鏈項目的進展非?？欤瑤缀趺恐芏紩吹叫碌慕鉀Q方案。一方面，可以利用現有系統來記錄所有權和交易我們的實物資產，區塊鏈的監管在某種程序上是促進區塊鏈的商業應用，更好地提供合規性保護;另一方面，監管部門對這項新技術的法律和制度建立存在滯后，但隨著區塊鏈技術的發展，這些法律和商業問題有了創新解決方案，那么總有一天，畢加索名畫的數字資產會永久存儲在分散的區塊鏈節點中。

參考文獻：

[1] SATOSHI N.Bitcoin： a peer-to-peer electronic cash system[EB/OL].[2008-10-31].https：//git.dhimmel.com/bitcoin-wh-itepaper/.

[2] ANGRAAL S，KRUMHOLZ M，SCHULZ L.Blockchain technology： Applications in health care[J].Circulation： Cardiovascular Quality and Outcomes，2017，10（9）.

[3] WALPORT M.Distributed ledger technology： Beyond blockchain[J].UK Government Office for Science，2016（1）.

[4] HOY B.An introduction to the blockchain and its implications for libraries and medicine[J].Medical reference services quarterly，2017，36（3）：273–279.

[5] BYSTRM H，et al.Blockchains， real-time accounting and the future of credit risk modeling[D].Sweden：Lund University，Department of Economics，2016.

[6] LIANG X，SHETTY S，TOSH D，et al.Provchain：a blockchain-based data provenance architecture in cloud environment with enhanced privacy and availability[M].Proceedings of the 17th IEEE/ACM International Symposium on Cluster， Cloud and Grid Computing，New york：IEEE Press，2017：468–477.

[7] SIKORSKI J，HAUGHTON J，KRAFT M.Blockchain technology in the chemical industry： Machine-to-machine electricity market[J].Applied Energy，2017（195）：234–246.

[8]KIM M，LASKOWSKI M.Toward an ontology-driven blockchain design for supply-chain provenance，Intelligent Systems in Accounting[J].Finance and Management， 2018，25（1）：18–27.

[9]PILKINGTON M.Blockchain technology： Principles and applications[J]. Research Handbook on Digital Transformations，2016：225-253.

[10]李赫，孫繼飛，楊泳，等.智能合約如何可信地與外部世界交互[J].中國金融電腦，2017（8）：55-59.

[11]張建文.如何規制數字金融資產：加密貨幣與智能契約——俄羅斯聯邦《數字金融資產法》草案評述[J].上海政法學院學報（法治論叢），2018，33（5）：14-23.

[基金項目]湖北理工學院校級科研引進人才項目（項目編號： 14xjz 03R）;湖北省知識創新專項（自然科學基金）（項目編號： 2016CFC742）;國家留學基金項目（項目編號： 201708420295）。

[作者簡介]熊輝（1979—），男，漢族，湖北嘉魚人，副教授，高級經濟師，博士，研究方向： 光電子信息技術、高新技術投資。