1.2　分布式記賬與區塊鏈

金融行業是對前沿信息科技成果最敏感的行業之一。特別是對記賬科技，其每次突破都會引發金融領域的重要革新，進而對社會生活的各個方面產生階段性的影響。那么，從技術層面看，區塊鏈到底解決了什么記賬難題呢？

1.分布式記賬的難題

分布式記賬由來已久。為了進行正常的商業活動，參與者需要找到一個多方均能信任的第三方來負責記賬，確保交易記錄的準確性。然而，隨著商業活動的規模越來越大，商業過程愈加動態和復雜，很多場景下難以找到符合要求的第三方記賬方（例如，供應鏈領域動輒涉及來自數十個行業的數百家企業）。這就需要交易各方探討在分布式場景下進行協同記賬的可能性。

實際上，可以很容易地設計出一個簡單粗暴的分布式記賬結構，如圖1-3所示，多方均被允許對賬本進行任意讀寫，一旦發生新的交易即追加到賬本上。這種情況下，如果所有參與方均誠實可靠，則該方案可以正常工作；但是一旦有某參與方惡意篡改已發生過的記錄，則無法確保賬本記錄的正確性。

圖1-3　簡單分布式記賬結構

為了防止有參與者對交易記錄進行篡改，需要引入一定的驗證機制。很自然，可以借鑒信息安全領域的數字摘要（Digital Digest）技術，從而改進方案，如圖1-4所示。每次當有新的交易記錄被追加到賬本上時，參與各方可以使用Hash算法對完整的交易歷史計算數字摘要，獲取當前交易歷史的“指紋”。此后任意時刻，每個參與方都可以對交易歷史重新計算數字摘要，一旦發現指紋不匹配，則說明交易記錄被篡改過。同時，通過追蹤指紋的改變位置，可以定位到被篡改的交易記錄。

帶有數字摘要驗證的分布式記賬方案可以解決賬本記錄被篡改的問題，然而在實際應用時，仍存在較大缺陷。由于每次追加新的交易記錄時需要從頭對所有的歷史數據計算數字摘要，當已存在大量交易歷史時，數字摘要計算成本將變得很高。而且，隨著新交易的發生，計算耗費將越來越大，系統擴展性很差。

為了解決可擴展性的問題，需要進一步改進方案，如圖1-5所示。因為每次摘要已經確保了開始位置到摘要位置的完整歷史，當新的交易發生后，實際上需要進行額外驗證的只是新的交易，即增量部分。因此，計算數字摘要的過程可以改進為對舊的摘要值再加上新的交易內容進行驗證，這樣就既解決了防篡改問題，又解決了可擴展性問題。

實際上，讀者可能已經注意到，圖1-5所示的方案中的賬本結構正是一個區塊鏈結構。可見，從分布式記賬的基本問題出發，可以自然推導出區塊鏈結構，這也說明了對于分布式記賬問題，區塊鏈結構是一個簡潔有效的答案。

圖1-4　帶有數字摘要驗證的分布式記賬方案

圖1-5　帶有數字摘要驗證的可擴展的分布式記賬方案

注意

當然，區塊鏈結構也并非解決分布式記賬問題的唯一答案。實際上，除了簡單的線性隊列結構，也有人提出采用樹結構或圖結構。

2.區塊鏈的三次熱潮

區塊鏈結構的首次大規模應用是在比特幣項目中。從比特幣項目誕生之日起，區塊鏈已在全球掀起了三次熱潮，如圖1-6所示。

圖1-6　區塊鏈的三次熱潮

第一次熱潮出現在2013年左右。比特幣項目上線后，很長一段時間里并未獲得太多關注。直到比特幣價格發生增長，各種加密貨幣項目紛紛出現，隱藏在其后的區塊鏈結構才首次引發大家的興趣。2014年起，“區塊鏈”這個術語開始頻繁出現，但更多地集中在加密貨幣和相關技術領域。

第二次熱潮出現在2016年前后。以區塊鏈為基礎的分布式賬本技術被證實在眾多商業領域存在應用價值。2015年7月底，以太坊（Ethereum）開源項目正式上線。該項目面向公有場景對比特幣項目的缺陷進行了改善，重點在于對通用智能合約的支持，同時優化了性能和安全性。

2015年10月，《經濟學人》封面文章“信任機器”中，正式指出區塊鏈在構建分布式賬本平臺中的重要作用，促使更多實驗性應用出現。下半年更是出現了“初始代幣發行”（Initial Coin Offering，ICO）等新型融資募集形式。這一時期，區塊鏈技術自身也有了發展和突破。

2015年年底，Linux基金會牽頭發起了超級賬本開源項目，希望聯合各行業的力量構造開放的、企業級的分布式賬本技術生態。與此前的開源項目相比，超級賬本項目主要面向聯盟鏈場景，關注企業在權限管理、隱私保護和安全性能等方面的核心訴求，并積極推動技術成果在各行業的落地實踐。首批會員企業包括科技界和金融界的領軍企業，如IBM、Intel、Cisco、Digital Asset等。超級賬本項目自誕生后發展十分迅速，在金融、供應鏈等領域得到實踐應用。尤為值得稱道的是，超級賬本項目采取了商業友好的Apache 2.0開源許可，吸引了眾多企業選用。

隨著更多商業項目開始落地，2017年至今，眾多互聯網領域的資本開始關注區塊鏈領域，人才缺口持續加大，商業和政策環境開始加強，這也是第三次熱潮。區塊鏈儼然已經成為繼人工智能后的又一資本熱點。

分析這三次熱潮可以看出，每一次熱潮的出現都與金融行業對區塊鏈技術的深化應用密切相關。這也表明金融行業對信息科技始終保持了較高的敏感度。

3.分布式記賬的重要性

分布式記賬問題為何重要？可以類比互聯網出現后給社會帶來的重大影響來分析。

互聯網是人類歷史上出現過的最大的分布式互聯系統，它已成為信息社會的基礎設施，很好地解決了傳遞信息的問題。然而，由于早期設計上的缺陷，互聯網無法確保所傳遞信息的可靠性，這大大制約了人們利用互聯網進行大規模協作的能力。而以區塊鏈為基礎的分布式記賬科技則可能解決傳遞可信信息的問題，這意味著基于分布式記賬科技的未來商業網絡將成為新一代的文明基礎設施——大規模協同網絡。

分布式記賬科技的核心價值在于為未來多方協同網絡提供可信基礎。區塊鏈引發的記賬科技的演進，將促使商業協作和組織形態發生變革。世界經濟論壇執行主席Klaus Schwab認為：“區塊鏈是（繼蒸汽機、電氣化、計算機之后的）第四次工業革命的核心成果（Blockchains are at the heart of the Fourth Industrial Revolution）”。

4.分布式記賬的現狀與未來

類比互聯網，就科技發展的一般規律來看，筆者認為，分布式記賬科技現在仍處于發展早期，而商業應用已經在加速落地中，如表1-2所示。

表1-2　類比互聯網，分布式記賬科技的現狀與未來

互聯網在發展過程中，先后經歷了試驗網絡、基礎架構和協議、商業應用、大規模普及四個階段，每個階段都長達10年左右。其中第二個階段尤為關鍵，TCP/IP取代了已有的網絡控制協議成為核心協議，奠定了后來全球規模互聯網的技術基礎。

作為一套前所未有的大規模協同網絡，分布式記賬網絡的發展很可能也要經歷這四個階段的演化。當然，站在前人肩膀上，無論是在演化速度還是決策效率方面，都會有不小的優勢。

客觀來看，雖然超級賬本、以太坊等開源項目在基礎協議和框架方面進行了諸多探索，并取得了重要成果，但在多賬本互聯、與已有系統的互操作性等方面還存在不足，商業應用的廣度和深度仍需要實踐的考驗。

但毫無疑問，分布式記賬科技已經成為金融科技領域的重要創新，必將為金融行業創造新的發展機遇。而未來的商業協同網絡，也將成為人類文明進步的重要基礎。