孟巖

區塊鏈前沿實驗室專欄作者

比特幣火起來之後，圍繞比特幣的創業已經很多。但到目前為止，相當一部分在技術上與區塊鏈本身關係不太大。比如虛擬貨幣交易所、挖礦這兩個最常見的模式，除了需要藉助錢包與主連結口之外，其他的技術架構完全是傳統的中心服務模式。這類系統“區塊鏈”味道不重，不在本文討論範圍之列。

當然，“區塊鏈”味道不重，並不等於商業上沒有前途。恰好相反，目前這類創業專案盈利模式明確，反而是“真正的”區塊鏈專案，在如何賺錢這個問題上還存在很多未定之數。

不管定還是未定，我在這裡要討論的是，“正宗”區塊鏈創業專案有哪些技術路子。以下的討論，歸納是我做的，但素材完全來自現有的實踐和學術成果，沒有包括任何意義上的“個人創想”。

先來定義一下什麼叫做“區塊鏈”味道。

比特幣的主要技術特色有：

• 區塊鏈：一種不可篡改的、按時間戳鏈式儲存的交易資料的資料結構。

• 完全對等網路中的共識達成協議，這裡又有兩個創新點：

• • 基於工作量證明(Proof-of-work)的記賬權分配機制

  • 長鏈優先的衝突解決機制

    以上兩個機制結合起來，使得潛在的欺詐者面對無法逾越的工作量難題，確保了比特幣執行8年無一次成功攻擊的可靠性

• 智慧合約：用程式碼而不是資料來表達交易及其前提條件，交易發生的過程就是智慧合約程式碼的執行過程，從而使交易的發生和其前後條件的履行天然捆綁起來成為事務。

次要的技術特色有：

• UTXO：一種不同於“基於賬戶的資料庫”的交易資料儲存查詢方案。

• 基於密碼學的授信機制：比特幣當中的資料完整性、真實性和許可權控制完全基於橢圓曲線密碼學。當節點驗證一個交易的時候，它不需要到任何中心資料庫裡去查證，而是直接核對數字簽名。這一點消除了整個體系對中心資料庫的依賴。

• 匿名節點，自由進出：比特幣的所有節點都是匿名的。在這種匿名體系之下，任何一個節點隨時可以加入和退出比特幣網路，節點與節點之間彼此平等，而且沒有任何技術體系之外的信任機制。也就是說，節點與節點之間彼此毫無互信。一切信任來自密碼學、歷史記錄和概率論。

• 偽名使用者：很多人說比特幣使用者是匿名的，這是不對的，因為每個使用者都有一個或多個地址，在比特幣網路裡，地址就是他們的名字。但這個名字與其現實世界身份毫無關聯，因此也難以追溯。這在英文裡叫做 pseudonymity，即偽名性。

正是以上技術特點的結合，使比特幣成為一種“去中心化”的可靠的系統。“去中心化”是結果。所以當我們評價或者自己構思一項“區塊鏈創新”是，要從這幾點出發來看，而不是大而化之的從“去中心化”的概念出發。

基於以上的歸納，我認為，要稱為區塊鏈專案，底線是必須要有一條鏈，這條鏈可以是比特幣或者以太坊或者別的公有鏈，也可以是私有鏈，也可以是聯盟鏈。不管是什麼鏈，你這個系統的核心關鍵資訊必須記在這條鏈上。這是區塊鏈專案最起碼的要求。正因為如此，交易所不算區塊鏈專案，因為它核心的賬戶資料還是放在傳統架構的關係資料庫裡。

底線之上，你的專案得有“應用點”，可以對上面列出的七個技術點有自己的取捨，當然更要有突出的長處，對應著實際的行業和應用場景。

所以我們可以從兩個角度來看區塊鏈技術模式。第一個是看鏈本身，你是自制鏈還是用別人的鏈，是開放鏈還是封閉鏈。第二個是從問題域來看，你在哪個地方有發揮，解決什麼問題。

先看鏈本身，有這麼幾個模式：

1. 新公鏈：就是在比特幣之外構造平行的公有鏈，通常不會是完全的克隆，而是在某一個或某幾個方面做了“改進”。前幾年五花八門的新密碼學貨幣都屬於這一種，其中最成功的是萊特幣、狗狗幣等，不過今天風頭最勁的當然就是以太坊。新鏈通常都會有自己的貨幣體系，但也不必如此。現在一些新出來的公證鏈、電子文件存證之類的區塊鏈，就不需要有貨幣。

2. 新私鏈或聯盟鏈：面向行業特定需要做“改進”和定製。最有名的是Ripple、HyperLedger和 R3 CEV。HyperLedger雖然是個通用平臺，但是它把 membership service 作為一個重要“特長”加以強調，天然適合做聯盟鏈，所以放在這裡。

3. 支付鏈：這類專案只是將比特幣（或許未來還有其他貨幣鏈）當成支付鏈，取代現有的 PayPal、Stripe、支付寶等中心化網路支付體系。代表專案是 OpenBazaar。OpenBazaar 本身是一個去中心化的電子商務平臺，任何人下載這個軟體即可匿名開店，什麼都可以賣，包括非法物品。但一個購物交易分成兩半，一半是付款，一半是物流。OpenBazaar 依賴比特幣來做付款，但物流它不管，讓使用者通過其他途徑（比如快遞）自行解決。這類專案叫區塊鏈專案有些勉強，但姑且放在這裡。附帶一提，在 OpenBazaar 之前有一個大名鼎鼎的黑市系統，叫 Silkroad，絲綢之路，執行在 DarkNet 上。現在已經被關閉，開發者因為在 Silkroad 裡洗錢、販賣毒品、僱凶等罪行，被判終生監禁不得假釋。

4. 重疊鏈：直接在比特幣主鏈上附加功能，使之完成比特幣本身不具有的功能。因為比特幣是最可靠最成功的區塊鏈，所以在不影響比特幣正常支付等功能的前提下，利用比特幣智慧合約提供的一些冗餘度開發一些附加功能，這個思路還是很被認可的。具體的例子在下面一部分展開介紹更容易理解。

5. 側鏈：側鏈也是新鏈，但與比特幣主鏈之間存在特殊關係。簡而言之，側鏈與比特幣主鏈之間可以相互支付。這是比較理想的一種模式，側鏈可以有更快的確認速度、更大的交易量，各種面向具體應用的改進，但同時又能攀附在比特幣上，形成價格錨定。可惜目前比特幣並不支援側鏈，要升級並不容易。因此有可能側鏈率先出現在別的區塊鏈主鏈旁邊。

6. 鏈外通道：典型代表是閃電網路和雷電網路。嚴格來說這兩個分別是為了解決比特幣和以太坊的一些現實問題而提出來的技術解決方案，本身不基於區塊鏈。但我認為這種鏈外通道很有啟發性，應該會激發一些圍繞區塊鏈的創新。

再看問題域，有這樣一些思路：

1. 改進共識達成協議：比特幣最大交易速度限定在每秒鐘7個，並且要求六個確認，導致某些交易需要排隊十幾個小時才能確認。此外，比特幣挖礦需要耗費大量的電能。這兩點都是長期為人詬病的。所以很多區塊鏈創新都是從這個地方入手來標新立異的。

國內好幾個區塊鏈創業專案都宣傳說他們的共識演算法可以將確認時間縮短到秒級，然而通常這樣的確認速度都是以某種形式的中心化作為代價得到的。比如大部分甚至全部節點掌握在一家手中，比如實施節點實名制，節點准入審批制，等等，這些都有違去中心化本意。是否能夠在保證一定的去中心化的同時還改善共識協議，這就要看後續的創新了。

2. 增強智慧合約：代表作當然又是以太坊。以太坊本身的創意就是來自 Vitalik Buterin 對於比特幣智慧合約的潛力的發掘，因此提出來構造一個圖靈完備的合約指令碼語言。除了以太坊之外，Counterparty 也是這方面一個值得關注的玩家。他們利用重疊鏈的技術，直接把以太坊的智慧合約放在比特幣網路上來執行。

不過TheDAO 資金失竊事件之後，這個思路受到很大的挑戰，主要是來自安全性方面的質疑。所以有另一派思路反對把智慧合約的語言搞得太強大，而是建議結合特定應用場景特別定製。Emercoin 就是如此，它不是試圖提供一個讓你隨便程式設計的萬能智慧合約平臺，而是面向不同領域一個服務一個服務的做出來給需要的應用來使用，真正的合約部分都是專家寫好了的，你只管通過介面呼叫，類似 Facebook、Google 和其他網際網路公司開放出來的面向具體應用的 Web API。更普遍的情況是開發一個區塊鏈，面向自己的應用領域設計智慧合約執行機制，根本不考慮通用和領域外應用場景。

3. 文件區塊鏈：利用區塊鏈資料結構時間戳和不可篡改的特點，將本來只用於記錄交易的區塊鏈資料結構擴充套件，變為可以記錄各類資訊的文件區塊鏈、增強型賬本、超級日誌。這方面的代表當屬公證通 Factom。在此也不贅述。

4. 數字資產交易和智慧資產：如果區塊鏈裡受密碼學保護的一個位元組序列可以代表現實世界中的數字資產、金融資產甚至物理資產，那麼現實世界的交易就可以表達為區塊鏈裡的交易，而且享受區塊鏈交易的一切優勢——智慧合約、事務性、快速清算、去中心化，等等。例如，可以把電影票、優惠券、代金券這一類東西都對應為數字資產，由區塊鏈直接生成、交易和驗證。這一思想可能是最具想象空間的區塊鏈創新方向，特別是如果與金融、物聯網、智慧裝置、無人駕駛汽車、智慧家居和機器人結合起來考慮，前景動人。代表專案有 Omni Layer (前稱 Mastercoin)、OpenAssets等，但目前成熟度不夠，要解決的問題很多。

5. 資金流及物流追溯及限定：與上面一個思路相同，如果現實世界的貨品能夠表達為區塊鏈裡受密碼學保護的位元組序列，則可以構建一個體系，對物品的流動按時間先後次序實施端對端的、無法篡改的追蹤，並且確保其沿著預定路徑流動。有人已經提出用這個思路來管理食品、藥品和慈善資金。OpenAssets專案裡實現了一個功能叫做顏色幣。如果在比特幣網路裡，將一部分比特幣染成某種特定顏色（實際上就是加上一個 不可擦除不可更改的tag），通過一些機制的配合，就可以讓這部分錢專款專用，無法被挪作他用。

6. 可信賴的公共隨機數源服務：區塊鏈在挖礦過程中會涉及到大量的隨機數計算操作，當多個礦機相互競爭挖礦權時，獲勝本身就是隨機事件。因此，區塊鏈可以作為可信賴的隨機數源頭，從而為博彩業、福利彩票、搖號之類的社會活動提供服務。

7. 博彩業：區塊鏈記錄的不可篡改性，配合上智慧合約和一些密碼學魔法，可以成為博彩業的核心基礎設施。Prediction Market 在這方面先行一步，在上面可以對各種各樣的事情打賭。不過這樣的業務在天朝只能是官家專營，在此也就不展開論述了。

以上分類，遠不能說完全，只是我目前視力所及的一點歸納。區塊鏈的創新想必將層出不窮，遠超我們今日所見所想。以後如果看到新的具有代表性的模式，當再行擴充此文。

本文首發於公眾號“孟巖的區塊鏈思考”／作者：孟巖（[email protected]），區塊鏈前沿實驗室授權發表。

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