淺談區塊鏈技術的去中介信任機制
基於中介的信任機制是人類社會交往及商業活動廣泛使用的信任機制。通過選定合適的中介機構，兩個互不信任的使用者能夠實現有效互動，解決違規、抵賴等問題。這種機制實現簡單，一直是廣泛使用的信任機制，然而基於中介的信任機制存在流程複雜、成本高、中介不可信等多種問題，制約了信任機制的適用場景。隨著物聯網、人工智慧等新技術的發展，信任的場景將從人與人的互動擴充套件到人與機器、機器與機器的更廣闊場景，傳統的基於中介的信任機制很難滿足效能、成本、安全等要求，將成為資訊化社會進一步發展的瓶頸。
基於中介的信任機制是一種成熟的信任模型，在現代社會被廣泛使用。但是這種機制面臨成本高、中心依賴等問題。如果能夠不依靠中介機構實現信任，將能夠重塑信任模型，簡化互動過程，降低互動成本，從根本上提升社會互動效率[1-2]。
區塊鏈技術的出現使得去中介信任機制成為可能。2008年，隨著中本聰發表《一種點對點的電子現金系統》[3]，一種不需要依賴第三方機構的可信數字貨幣系統“比特幣”走上歷史舞臺。截止到2018年11月，比特幣系統已經穩定執行10年，市值超過1100億美元，每天約產生25萬筆交易，成為世界範圍內具有較高公信力的數字貨幣。比特幣系統沒有任何政府背書，也沒有中心化的實體機構負責網路維護、交易審計等工作，它的成功執行宣告了一種無需中介的信任機制具備了現實可操作性。
受到比特幣系統的啟發，從比特幣底層技術中抽取、衍生的區塊鏈技術成為去中介信任機制的熱點研究技術。區塊鏈技術不僅僅聚焦在數字貨幣領域，而是迅速擴充套件到金融、物聯網、醫療等眾多行業，被認為是解決各個行業普遍存在的中介問題，提升互動效率的革命性技術[4]。
目前區塊鏈技術在效能、擴充套件性和安全性方面還存在待解決問題，但是其具備的去中介信任的特點為信任場景提供了一種新的解決方案，將在眾多行業發揮重要作用。
基於區塊鏈技術的去中介信任機制
基於中介的信任機制建立在對中介機構的信任之上，中介機構將承擔事前擔保、事中協調、事後追責等功能。只要中介機構公正可信，就能夠避免互動過程出現的大部分糾紛。
圖1 基於區塊鏈技術的去中介信任機制
如何在不依賴中介機構的情況下，讓互不信任的雙方實現可信互動，是區塊鏈技術解決的難題。區塊鏈技術通過將P2P網路、非對稱加密、共識機制等多種已有技術巧妙組合，實現了一套去中介的信任機制，如圖1所示。這套機制的核心在於：
首先，在任意時間點，不同使用者在區塊鏈系統中看到的資料初始狀態是一致可信的，這使得雙方有了繼續溝通的基礎。區塊鏈採用P2P技術搭建分散式網路，任意使用者都可以從不同資料來源獲取區塊鏈資料，而且區塊鏈儲存資料的賬本採用雜湊鏈結構，任意使用者都可以輕易驗證資料的準確性。這兩個特點使得互動雙方能夠在沒有第三方參與的情況下對初始狀態達成一致。
其次，使用者通過區塊鏈系統進行的每一次互動操作都將由分散式節點協同處理，這使得雙方的溝通過程透明公正。區塊鏈中每一個操作都將由所有參與節點獨立驗證，並在共識機制的作用下通過協同驗證達成資料多數一致性，杜絕了個別節點違規操作的可能性。同時，每一個操作內容都將包含發起者的數字簽名，杜絕了偽造和抵賴的可能性。
最後，使用者通過區塊鏈系統進行的互動操作將永久記錄在分散式賬本中可靠儲存，這使得雙方的溝通內容支援長效的事後審計和追責。區塊鏈賬本採用分散式冗餘儲存機制和基於雜湊函式的鏈式結構保證資料完整性，試圖竄改資料的攻擊者必須具備接近全網整體的算力能力，並且耗費賬本建立過程的等價資源，這使得篡改攻擊成為不理智、不可行的行為。
區塊鏈技術採用多種機制使資料在初始狀態、操作過程和操作記錄階段都保持透明可信，能夠讓互不信任的雙方相信區塊鏈賬本具有可信特徵，從而在此基礎上開展各種實際業務。由於區塊鏈賬本是由分散式節點自發維護，不依賴單一使用者或者單一機構，因此實現了無需第三方中介的信任機制。
應用及案例
去中介信任能夠顯著簡化互動流程，提高互動效率，在眾多領域都能夠發揮作用。區塊鏈技術在我國一直受到學術界、企業界的重點關注，目前以及出現了一批落地專案。
人民銀行的法定數字貨幣專案是區塊鏈技術在貨幣領域的重要應用[5]。人民銀行在2014年成立發行數字貨幣的專門研究小組，論證央行發行數字貨幣的可行性，2016年成立數字貨幣研究所，啟動了基於區塊鏈和數字貨幣的數字票據交易平臺原型研發工作，2017年中國人民銀行推動的基於區塊鏈的數字票據交易平臺測試成功，法定數字貨幣形態、總體架構、應用架構、資料架構和技術架構等設計工作正在快速開展。通過利用區塊鏈技術開發法定數字貨幣，能夠減少貨幣運營中的諸多中間環節,降低發行成本，提高經濟效益。同時，數字法幣將解決傳統法幣在發行之後難以監管的難題，實現更加有效的貨幣監管和更加智慧的貨幣政策。中央銀行發行零售端數字貨幣, 對於健全社會支付體系、維護金融穩定以及加強央行的貨幣地位, 具有重大而深遠的意義。
2018年6月5日，阿里巴巴公司旗下的香港版支付寶Alipay HK上線基於區塊鏈的電子錢包跨境匯款服務[6]。首筆匯款業務從香港轉賬到菲律賓，耗時僅3秒。如圖2所示，在此項業務出現之前，從香港到菲律賓的轉賬需要經過眾多中介機構的繁瑣操作，通常需要花費幾天不等的時間。通過採用區塊鏈技術，原來的中介機構不再需要單獨承擔轉賬業務，只需要作為區塊鏈中的一個節點，並行參與記賬即可，從而將轉賬過程精簡為兩個步驟，顯著降低時間成本和經濟成本。
圖2 區塊鏈跨境支付應用
2018年8月，騰訊公司在深圳推出全國首張區塊鏈電子發票，能夠實現發票開具、流轉、報銷等全流程業務[7]。區塊鏈電子發票本質上是利用區塊鏈技術將發票開具與線上支付相結合，實現“交易資料即發票”，減少傳統發票業務中的發票開具、發票流轉、發票報銷等中介機構，從而有效解決開具發票填寫不實、不開、少開等問題，保障稅款及時、足額入庫。通過減少中介環節，稅務總局能夠實時監控發票開具、流轉、報銷全流程的狀態，對發票實現全方位管理。
2017年5月，布比公司在貴陽釋出了旗下首款“區塊鏈+供應鏈金融”產品——壹諾供應鏈金融平臺[8]，並與中金支付、貴陽銀行等多家資方、核心企業及供應商開展合作。 如圖3所示，在傳統供應鏈體系中，由於核心企業信用無法跨級傳遞、體系內訊息無法共享，很難找到合適的中介機構為供應鏈末端的中小企業提供融資擔保。通過採用區塊鏈技術，可以實現可拆分、可流轉和可融資的付款承諾，從而將核心企業的信用傳遞至多級供應商，在沒有中介的情況下使中小企業和融資機構達成信任共識，緩解融資難問題。
圖3 區塊鏈供應鏈應用
除了上述3種落地應用之外，區塊鏈技術在溯源追蹤、醫療資料共享、綠色能源等領域也有大量落地或者正在落地的應用案例[9-11]。縱觀區塊鏈落地應用，可以發現區塊鏈技術的最大優勢在於能夠在沒有中介或者減少中介的條件下實現有效信任，不僅能夠降低成本，提高互動效率，而且還能夠扁平化管理流程，使垂直管理成為可能。
結束語
隨著區塊鏈技術在多個行業逐漸落地，我國在區塊鏈技術和區塊鏈應用研究上已進入國際第一方陣。未來，區塊鏈將不僅僅是一種數字貨幣技術，而是資訊網際網路向價值網際網路轉移的重要推手，將成為越來多領域中信任機制的關鍵技術，成為保障未來資訊社會可信互動的重要基礎之一。
參考文獻
- [1]黃曉豔.區塊鏈建立信任——訪中國工程院院士陳純. 高科技與產業化,2017
- [2] 秦誼.區塊鏈重塑信任 . 《新經濟》 2017
- [3] Nakamoto, S.: Bitcoin: A peer-to-peer electronic cash system, https://bitcoin.org/bitcoin.pdf,2008
- [4] 袁勇 ， 王飛躍 . 區塊鏈技術發展現狀與展望. 《自動化學報》,2016
- [5]姚前 .理解央行數字貨幣 一個系統性框架. 中國科學:資訊科學 , 2017
- [6]嚴凱，費子。馬雲的區塊鏈“陽謀” . 2018中國企業家, 2018
- [7]新華網. 深圳開出區塊鏈電子發票, 2018
- [8]張明裕.布比區塊鏈：區塊鏈在供應鏈金融領域的應用之道. https://baijiahao.baidu.com/s?id=1602693894434032717&wfr=spider&for=pc,2018
- [9]Meng Li, Liehuang Zhu(*), Xiaodong Lin, Efficient and Privacy-preserving Carpooling using Blockchain-assisted Vehicular Fog Computing, IEEE Internet of Things Journal, 2018
- [10] Feng Gao, Liehuang Zhu, Meng Shen, Kashif Sharif, Zhiguo Wan, and Kui Ren. Blockchain-based Privacy-Preserving Payment Mechanism for Vehicle-to-Grid Networks [J]. IEEE Network Magazine, 2018
- [11]Liehuang Zhu, Yulu Wu, Keke Gai, Kim-Kwang Raymond Choo, Controllable and Trustworthy Blockchain-based Cloud Data Management, Future Generation Computer Systems, 2018
【本文為51CTO專欄作者“中國保密協會科學技術分會”原創稿件，轉載請聯絡原作者】