区块链在信息经济领域的应用前景范文

摘要：自2009年比特币诞生以来，比特币价格在短短几年时间上涨了几十万倍。无数投机者参与到各种ICO项目中以期望获得巨额利润。同时，比特币背后的区块链技术的也引起了实业、学界和政府部门的的广泛关注和担忧。文章旨在探讨如何利用区块链的技术特性以解决用户隐私、信息垄断等信息安全方面的问题。另外文章还介绍了区块链的背景知识并设想了区块链在柠檬市场、共享经济、物联网等其他经济领域的应用价值。最后作者探讨了目前区块链技术在大规模场景应用的限制因素。

关键词：区块链；比特币；去中心化；信息安全；信任机制

一、互联网2.0版本的缺陷

互联网的前身是局域网。20世纪60年代，美国联邦政府意图建立基于计算机网络上的一个可信赖和容错的的信息交流方式而创立了APRANET。20世纪80年代，APRANET随后变成区域性的美国科研领域和军方界交流的局域网的支柱。第一代互联网的设计理念是分散的参与方，扁平的管理体系，并不需要一个高于所有参与方的领导机构。在技术实施和使用准入层面上，互联网由一系列的公开协议所构建。信息输出和传递方接受相同的协议来传递信息。这些公开协议是一种公共物品，任何人都可以免费使用。人们并不需要支付任何公开协议许可费用。但同时互联网1.0版本中存在着两大致命缺陷。一是个人身份管理机制的缺位；二是没有设计互联网的信息存储方式。一般是由政府背书的权威机构掌握着人们的线下身份信息，包括护照，身份证或者银行账户等个人信息。同时个人信息并没有在线下市场开放。只有政府或者银行部门才能够有权调用个人信息。而互联网更像是一个开放市场，频繁的线上交易对线上参与方的真实身份的验证需求日益迫切。在21世纪初，为填补线上个人真实信息的空白，由私人公司把局域网打造为万维网（即互联网2.0版本）。在互联网2.0时代，私人部门承担起中间人的角色。买卖双方通过中间人做担保来促使线上交易能够顺利进行。举例来说，阿里巴巴的支付宝交易机制，滴滴提供的车主与乘客的协调交易平台和微信提供的社交平台等。为了完成验证过程，用户需要无偿提供个人信息给互联网平台，然后平台将这些信息存储到数据库中。每次使用平台服务时，用户需要向平台申请授权然后才能调取原本属于自己的个人信息。在这个过程中，用户已丧失个人数据的拥有权。另一方面，公司提供给用户的服务是免费的，而存储这些数据需要大型的服务器，服务运营费用较高。为了弥补运营成本，互联网公司充分挖掘数据的商业价值以实现利益最大化。同时互联网具有自我强化的反馈机制使得互联网企业更容易形成寡头垄断。这里有三种效应决定了这种自我强化回路机制。（1）规模经济。互联网产品具有生产成本高和复制成本低的特征。传统行业受到产能和资源的约束，过度扩张规模会导致成本激增。所以在传统行业中产业规模会有一定限度，而互联网产品的边际成本趋近于零。生产曲线是向下倾斜的一条曲线，没有拐点。（2）锁定效应。用户需要花费精力去学习如何使用新的产品。如果用户不愿支付转化成本，即使其他产品更具有竞争力，用户也会被锁定在现有体系中，而锁定一旦产生，就会产生网络效应。（3）网络效应。网络效应也称作网络外部性。消费者对该产品的效用评价取决于该产品的用户数量。一般来说，互联网产品的价值随着用户数量的增多而增加。网络效应是需求方的规模经济。需求方的规模经济的壁垒更高，不是单纯靠海量资本堆积就能打破的。这种正反馈的闭环机制使得互联网企业更容易形成绝对垄断。同时，互联网巨头在市场中更具有话语权，企业可以绕开法律监管，不加限制地使用用户的个人数据。寄希望于企业自身的商业道德和政府干预来保护个人隐私并不能打破这种垄断机制的内核。

二、比特币和区块链的背景介绍

1.比特币。2008年10月SatoshiNakamoto给社区群发送了一篇名为“比特币：一种点对点电子现金系统”的文章。在这篇文章里，他设想了一种P2P式的开源电子交易系统。在这个系统里，用户可以使用虚拟加密货币即比特币来实现支付功能。与传统由政府信用背书的法币不同，比特币由其身后的区块链技术背书。区块链这一概念也是第一次出现在公众视野。Satoshi设置了奖励机制。用户可以在系统里承担验证交易的真伪工作（即为比特币生态系统做贡献）而获取一定数量的比特币作为报酬。在区块链上，任何人并不是通过排他性的占有整个区块链来证明自己的财富价值而是根据为系统的贡献大小来获取财富。在以往的中心化系统里，黑客只要攻击中心的几台服务器就可以获得巨大收益。但是在区块链上，任何一个节点异常都会引起相邻子节点的拒绝接收的指令。黑客的攻击对象是整个区块链，这种攻击方式成本巨高而且技术难度陡增。在Satoshi这一设想中，如果有更多的参与方吸引加入到维护和优化比特币系统中，比特币自身的安全性也会提高。

2.区块链。区块链是将分布式存储、点对点传输、共识机制和加密算法技术相结合的一种新型技术。区块链自身具有不可逆、不可篡改、可永久开放追溯以前记录的特性。任何两个节点之间通过共识机制来共同维护去中心化的账本。区块链包括了区块和链两部分结构。块身用于存储交易数据。块头起连接作用。块头记录了前一块表信息的哈希值和时间戳，这些信息可以用来追溯区块的位置和上链时间。区块链的技术框架可以分为三层：（1）协议层。协议层包括网络层、存储层和共识层。在网络层P2P协议用于节点间的数据传输。比特币和以太坊使用的是TCP协议，其他区块链也使用了HTTP协议。存储层保存了与交易相关的所有数据。通过存储层的数据可以追溯到每个交易记录。共识层解决的是拜占庭将军问题，即错误子节点存在的情况下，如何保证系统的可靠性和数据的一致性。比特币使用的工作量证明（PoW）。共识机制来解决这个拜占庭问题。PoW共识机制规定区块只有通过一定工作计算量验证才能加到现有链上。PoW使用的是非对称的单向哈希加密算法。单向性体现在用户可以对目标信息加密生成特定的哈希值，然而这个哈希值却无法逆向还原为原目标信息。非对称体现在用户端和验证方付出的成本不一致。验证方很容易通过这个哈希值进行验证而用户节点端需要消耗掉相当多的资源来争取区块的记账权。同时，SatoshiNakamotoren规定全网可信节点只有超过51%以上才认为全系统是安全的。比特币通过机制设计增加用户的作恶成本并激励用户作出维护网络的行为。协议层保障整个区块链系统的运营安全和链上交易的顺利进行。其中加密签名，分布式算法，数据存储，并发处理等技术难点还需进一步的开发改进。（2）扩展层。扩展层使区块链更具有实用性，其中包括行业平台服务端、应用接口等。现有较成熟的应用层的产品是以太坊的智能合约。智能合约指的是可编程的计算机程序。多个用户在事前根据自身需要，签订一份合约，合约详细列出双方的权利和义务。当合约的条件满足时，程序可以自发执行合约内容。合约代码通过P2P网络扩散到整个区块链上，相当于链上所有节点共同行使这份合约的监督权。（3）应用层。应用层提供的服务产品用户可以直接接触到。应用层维护区块链整个生态。这个层面的应用产品几乎处于空白状态。未来应用层的产品可能会率先在金融领域中的数字加密货币、跨境支付、行业审计方向上展开。

三、区块链的相关应用

1.数据交易市场。上文也提到，第二代互联网企业属于中心化管理体系，企业可以利用用户的行为数据提高广告效率来获取巨额盈利。但是这种盈利模式弊端也已凸显。与具有权威地位的互联网企业相比，用户在个人信息使用权方面的话语权较低。在区块链上。用户可以自己掌控个人信息。通过零知识证明，用户在不暴露真实数据的情况下表明自己的类型完成线上交易。同时，用户的隐私保护和数据分享并不冲突。区块链可以把数据的生产端和使用端权责进行明晰分离。通过区块链信息加密等技术，用户可以把个人数据授权给数据的使用方来获取收益。未来数据市场的研究重点将在数据的确权、授权、监管的机制设计方面展开。

2.柠檬市场。在柠檬市场中，买方没有充分信息来确定商品的真实质量。不同质量的商品以同一价格在市场中出售。低质量的商品可以赚取市场价格和真实价格之间的信息租金。高质量产品会退出市场而低质量产品会逐渐充斥整个市场。现实中通过以下措施解来缓解逆向选择的危害。一是商的加入。商可以提高市场中产品的最低质量而且商还提供保修车检等服务。通过承担成本的方式，商向外界传递信号表明自己的类型。另外，在长期的重复交易中。消费者会选择行为一致的有信誉的商。二是政府干预。政府制定的法律和条款可以支持拥有优良资产的卖方进入市场同时清退市场中的最低质量水平的产品。通过机制设计可以使卖者伪装后的收益小于不伪装的约束收益，从而鼓励市场中的参与人真实披露自己的真实信息。三是对消费市场进行分级。具有不同消费函数的消费者会进入到各自的分级市场。不可否认，这些措施都可以帮助降低柠檬市场的危害以使市场能够正常运行。另一方面采取这些措施需要付出一定成本，这会导致效率低下，形成无谓损失，达不到最优的市场配置效率。而区块链可以协助信息披露阻止恶意信息。每个用户都可以分享自己拥有的信息。最终市场参与者都可以得到商品的真实信息。

3.共享经济。共享经济是基于点对点的服务。用户将自己的闲置资源以有偿的方式提供给陌生人使用。与熟人社会不同，陌生人的互动是非人格化的。这需要建立共同信任机制来完成陌生人之间的交易。买卖双方依赖平台。双方相信平台可以将合理分配收益并且公平裁决纠纷。但是在实际生活中，由信任引发的问题并没有得到很好的解决同时平台收取了相当多的交易费用。区块链是“去信任化”的，或者说基于对“算法信任”的技术。区块链可以很好的与共享经济应用场景相契合。现在一些基于区块链技术的的共享经济商业产品已经落地，这包括对标Youtube的视频网站Dtube、对标Facebook社交平台的Akasha、停车位分享平台Lazooz和ArcadeCity等。在电力、流量、计算、存储、实时交通数据等方面未来也会有更多的共享经济应用场景的出现。同时，区块链共享平台未来还会催化新的组织形态形成，打破垂直化管理体制。新组织是非中心化和非具象的。传统公司里的职业经理人等管理者在新组织中不复存在，新组织更像是一个平台合作模式。平台由大家共同拥有、民主管理、没有中间人的介入，通过既定协议（即智能合约）直接对贡献者进行利益分配。

4.区块链、物联网和人工智能相融合。物联网将原有相互独立的设备连接成网络。在物联网中，设备里将嵌入传感器等电子元件以使设备能够自发记录数据并与其他设备交换信息。物联网可以嵌入到智能家居、健康医疗、城市管理、全球供应链等众多应用领域中。原来的供应链涉及众多参与方并且存在信息孤岛问题。制造商只能根据过去的销售数据来决定生产计划。产能与需求的错配现象在经济市场中经常出现。这种错配现象会导致资源的浪费。新型产业链会协调产业链的各方，实现信息的实时交流，企业制定的计划更具有时效性。物联网可以实时记录并上传相关数据当网上；区块链保证了数据的真实性，供应链的资金流、信息流、货物流都可以记录在这个链上；云计算可以提高数据处理速度；人工智能训练样本数据，形成模型，帮助人们进行决策和预测。相比人，机器不受主观因素影响，没有生理限制、出错率低同时机器可以做到实时监控并进行管理决策。汽车制造商还可以借助汽车传感器上传汽车相关的运行数据，通过数据分析，制造商可以发现其中的影响因素、制定决策、最终改善汽车的使用性能和安全性。在现实生活中，现代汽车企业使用IBM的WastonIoT平台已成功将汽车的燃油效率提高了40%。另一方面，在汽车的消费市场中，一个汽车的使用生命过程会涉及到汽车注册、维护、车检、保险、所有权转移等工作；其中政府的相关部门负责汽车的注册，所有权更改等工作，服务商负责汽车的维护和车检，金融机构提供保险和贷款服务。汽车在市场流转过程涉及的参与方众多，然而现实中并没有良好的监管机制保障数据的真实性。保险公司、政府和买方都很难获得汽车的真实信息。而区块链可以保证信息的可溯源、追踪和存证的能力并解决市场中的信息不对称问题。在新型产业链下，信息是第一生产力，信息可以自发产生价值。

四、区块链所面临的挑战

1.低吞吐量、低容量、高延迟。以区块链产品比特币为例。比特币交易量达到1MB时，交易数据就会打包出块，由全网用户进行认证并记录到链上。比特币每秒大约能处理3笔到7笔交易而现在广泛应用的Visa支付清算系统的交易频率可达到每秒2000次。另外特币使用的共识机制是工作量证明法（PoW）而且每个子节点存储了全区所有数据。这会导致比特币的运行低效和耗电量大不环保等问题。比特币的低吞吐量、低容量高延迟的缺陷使其还无法实现大规模高频交易的应用场景。比特币的改进版本是以太坊。以太坊使用的是权益证明（PoS）的新共识机制。PoS是对货币所有权的证明。PoS不依赖能源消耗同时51%恶意攻击成本更高。以太坊的系统安全性能更高。为解决上述问题，以太坊通过缩短区块产生的间隔时间和分区来提高处理效率。每个子节点只需处理所在分区的交易而无须存储全网所有事务。但这种分区操作也会带来新的问题。以太坊无法实现原子量处理。如果事务涉及到多区事件，就会增加跨区工作量。所以未来还需投入大量精力来共同完善区块链的底层技术。

2.比特币作为货币的自身缺陷。比特币总量固定，无法跟上流通领域对货币的实际需求，容易造成经济通缩现象。二是比特币价格波动性大，无法作为价值尺度衡量商品的价值。三是没有监督机制。传统的法币由政府信用背书，中央银行行使监督职能。比特币无相关责任主体。四是三元悖论。三元悖论的概念最先出现在国际金融领域，指的是在开放经济中，一国独立的货币政策、固定汇率、自由进出这三个条件无法同时满足。区块链也存在类似的三元悖论即去中心化、高效和安全无法同时实现。

3.无法考证上链信息的真实性。区块链可以保证链上的信息无法篡改和也可以实现全程的可追溯，但无法考证上链信息的真伪也无法跟踪链外的交易。如果用户在信息录入时提交伪造的数据并以次充好，不知情的用户在链上与投机用户进行交易就会发生经济损失。更重要的是，针对区块链新技术相关的的法律法规还不健全。

五、结语

目前区块链的技术研究和场景应用还处于理论探讨阶段。区块链去中心化、不可篡改、可追溯特性使其对个人隐私泄露和现有不完美市场提供新的解决方案。同时，区块链的技术还需要进一步完善。短期内区块链还无法实现大规模的商业场景应用。在高并行交易，共识机制，加密方式，数据存储，上链信息的验证等方面的技术难点需要进一步的攻克解决。

作者：曹畅