12.3 认识区块链的应用（课件）-《信息技术（拓展模块）》同步教学（大连理工大学出版社）

区块链 12.1　认识区块链的基本概念 12.2　认识区块链的核心技术原理 12.3　认识区块链的应用 第十二章 12.3 认识区块链的应用 12.3.1　区块链的应用价值 第十二章　区块链 12.3 认识区块链的应用 但凡技术都有自身的价值,区块链技术为何有价值,其价值又在哪里? 区块链是通过技术制造信任! 技术制造的信任远远比社会制造的信任坚实得多,无数创新都是基于技术的进步而产生崭新的商业模式。 区块链系统是一个分布式的共享账本和数据库,具有去中心化、不可篡改、全程留痕、可以追溯、集体维护、公开透明等特点。这些特点保证了区块链的“诚实”与“透明”,为区块链创造信任奠定基础。而区块链巨大的应用场景,基本上都基于区块链能够解决信息不对称问题,实现多个主体之间的协作信任与一致行动。区块链将极大地拓展人类信任的广度和深度,将发展为下一代合作机制和组织形式。 12.3.1　区块链的应用价值 第十二章　区块链 12.3 认识区块链的应用 有人讲,区块链能够建立新型的价值共识,能够提供基于“价值量化的能力”和“价值安全的过程”两个能力:首先是“价值量化能力”,能够把一件事通过数字化的方式描述清楚,就是一个价值量化的过程;其次是“价值安全的过程”,通过数字化的方式描述清楚后,还要保护数据不被篡改,并可以随时随地查询。 区块链的创新性最大的特点不在于单点技术,而在于一揽子技术的组合,在于系统化的创新,在于思维的创新。而正是由于区块链是非常底层的、系统性的创新,区块链技术和云计算、大数据、人工智能、量子计算等新兴技术一起,将成就未来最具变革性的想象空间。 那么,区块链技术的价值会表现在哪些地方? 具体来看,区块链的颠覆性价值至少体现在以下六个方面: 12.3.1　区块链的应用价值 第十二章　区块链 12.3 认识区块链的应用 (1)简化流程,提升效率 (2)降低交易对手的信用风险 (3)减少结算或清算时间 (4)增加资金流动性,提升资产利用效率 (5)提升透明度和监管效率,避免欺诈行为 (6)重新定义价值 12.3.2　区块链应用领域 第十二章　区块链 12.3 认识区块链的应用 1.金融 金融服务领域是区块链最早的应用领域之一,也是区块链应用数量最多、普及程度最高的领域之一。区块链已成为众多金融机构竞相布局金融新科技的重要技术之一。国内主要银行包括工商银行、中国银行、交通银行、邮储银行、招商银行、平安银行、民生银行、光大银行、兴业银行等纷纷开展区块链技术和应用的探索,在防金融欺诈、资产托管交易、金融审计、跨境支付、对账与清结算、供应链金融以及保险理赔等方面已取得实质性应用成果,在一定程度上推动解决了此前金融服务中存在的信用校验复杂、成本高、流程长、数据传输误差等难题。目前,金融服务领域已有一些典型案例,例如,基于区块链的联合贷款备付金管理及对账平台、差异账检查系统,以及通过区块链技术改造的跨境直联清算业务系统等。 金融服务领域是即将被颠覆的关键领域之一,除此之外,区块链还可以被广泛应用于物联网、移动边缘计算等去中心化控制领域,以及智能化资产和共享经济(如自动驾驶汽车、智能门锁+租赁)等一系列潜在可应用的领域。下面我们重点介绍几类区块链变革金融服务的场景: 12.3.2　区块链应用领域 第十二章　区块链 12.3 认识区块链的应用 (1)金融领域的结算和清算 以金融领域的结算和清算为例,全球每年涉及各种类型的金融交易高达18万亿美元。由于交易双方互不信任,金融机构需要通过处于中心位置的清算结构来完成资产清算和账本的确认。这类涉及多个交易主体且互不信任的应用场景就非常适合使用区块链技术。原则上,可以直接在金融之间构建联盟链,那么机构之间只需要共同维护同一个联盟区块链,即可实现资产的转移和交易。如图12-3所示。 12.3.2　区块链应用领域 第十二章　区块链 12.3 认识区块链的应用 2.供应链 2016年以来,区块链的数据处理效率不断提高,可以更大程度上满足数据量和请求数量巨大的供应链基础设施的需求,供应链核心企业、商业银行、电商平台等相关力量不断加强区块链在供应链管理领域的应用探索,相关应用成果大量涌现。例如,在防伪溯源方面,国内的京东、蚂蚁金服、众安科技等科技企业纷纷投入基于区块链的食品、药品的防伪溯源应用,区块链正在成为食品、药品安全的有效保障手段;在供应链金融方面,央行数字货币研究所、央行深圳市中心支行推动“粤港澳大湾区贸易金融区块链平台”,万向区块链、平安壹账通、京东、腾讯等众多企业开展了覆盖多个行业的供应链金融区块链应用实践。如图12-4所示。 12.3.2　区块链应用领域 第十二章　区块链 12.3 认识区块链的应用 12.3.2　区块链应用领域 第十二章　区块链 12.3 认识区块链的应用 在发展特点上,一方面,供应链管理领域具有参与方种类多样、业务模式复杂的特点,因此协同多方参与是应用实施效果的重要保障;另一方面,在防伪溯源和物流等领域,与实体产品的深度耦合是实现区块链价值的前提,因此更注重与物联网、人工智能等技术的融合发展。 现代企业的供应链不断延长,出现零碎化、复杂化、地理分散化等特点,给供应链管理带来了很大的挑战。核心企业对于供应链的掌控能力有限,同时对假冒商品的追溯和防范也存在很大的难度。作为一种分布式账本技术,区块链能够确保透明度和安全性,也显示出了解决当前供应链所存在问题的潜力。 应用层面,IBM在2016年就推出了一个区块链供应链服务,客户可以在云环境中测试基于区块链的供应链应用来追踪高价值商品,区块链初创企业 Everledger就使用了该项服务来推动钻石供应链实现透明度。在国内IBM也与易见股份合作了“易见区块链应用”,用于医药供应链及供应链金融领域。微软推出的区块链供应链项目ProjectManifest也已经吸引了多家合作伙伴,行业涉及汽车零部件、医疗设备等。 12.3.2　区块链应用领域 第十二章　区块链 12.3 认识区块链的应用 在国内,除了上述提到的易见供应链应用外,众安科技推出了一项基于区块链技术的鸡养殖追踪系统;区块链初创公司食物优提供了一套基于区块链技术的农场供应链客户系统,已对接全球500多家农场,在提供验证溯源服务的同时,还会提供基于物联网的农业大数据分析,精准营销获客等服务,以增加服务附加值。 3.数字政务 政务领域是区块链技术落地的最多场景之一。可以观察到的是,政府方面对区块链的接受度愈发高涨。日本、百慕大开发了基于区块链的国民身份证系统;马来西亚的商业登记处引入了区块链技术;巴西圣保罗市政府计划通过区块链登记公共工程项目。 据悉,北京市所有政府部门的数据目录都将通过区块链形式,进行锁定和共享,形成“目录链”。同时,在2019年6月,重庆上线了区块链政务服务平台,之后,在重庆注册公司的时间可以从过去的十余天缩短到三天;在2019年10月,绍兴成功判决全国首例区块链存证刑事案件,在案件办理过程中通过区块链技术对数据进行加密,并通过后期哈希值比对,保证数据的真实性。 12.3.2　区块链应用领域 第十二章　区块链 12.3 认识区块链的应用 区块链在政府工作方面的广泛落地,基于一个简单的技术原理,即区块链能够打破数据壁垒,解决信任问题,极大地提升办事效率。如图12-5所示。 12.3.2　区块链应用领域 第十二章　区块链 12.3 认识区块链的应用 各级政府对于区块链保障政务信息存证、实现政务数据共享的需求都较为强烈。其中,率先突破的领域是司法领域,如北京互联网法院的“天平链”、浙江省的杭州司法区块链、广州互联网法院的“网通法链”、山东省烟台市的“区块链+司法行政”项目都属于该领域。 在鉴证确权方面,利用区块链技术能将公民财产、数字版权相关的所有权证明存储在区块链账本中,可以大大优化权益登记和转让流程,减少产权交易过程中的欺诈行为。在身份验证方面,可以将身份证、护照、驾照、出生证明等存储在区块链账本中,实现不需要任何物理签名即可在线处理烦琐的流程,并能实时控制文件的使用权限。在信息共享方面,区块链技术用于机构内部以及机构之间的信息共享和实时同步,能有效解决各行政部门间协同工作的流程烦琐、信息孤立等问题。 12.3.2　区块链应用领域 第十二章　区块链 12.3 认识区块链的应用 4.知识产权 互联网流行以来,数字音乐、数字图书、数字视频、数字游戏等逐渐成为主流。知识经济的兴起使得知识产权成为市场竞争的核心要素。但在当下的互联网生态里,知识产权侵权现象严重,数字资产的版权保护成为行业痛点。如图12-6所示。 12.3.2　区块链应用领域 第十二章　区块链 12.3 认识区块链的应用 当前,信息经济、知识经济时代产生海量数字作品,数字作品复制盗版极为容易,而证明版权权属的成本相对较高,海量数字作品的版权保护面临巨大挑战。将区块链技术嵌入创作平台和工具中,利用其防伪造、防篡改特性,客观记录作品的创作信息,以低成本和高效率为海量作品提供版权存证,在此基础上,还可支持版权资产化与快速交易,以帮助解决数量巨大、流转频率高的数字作品的确权、授权、维权等难题。 区块链可以通过哈希时间戳证明某个文件或者数字内容在特定时间的存在,加之其公开、不可篡改、可溯源等特性为司法鉴证、身份证明、产权保护、防伪溯源等提供了完美解决方案。在知识产权领域,通过区块链技术的数字签名和链上存证可以对文字、图片、音频视频等进行确权,通过智能合约创建执行交易,让创作者重掌定价权,实时保全数据形成证据链,同时覆盖确权、交易和维权三大场景。 12.3.2　区块链应用领域 第十二章　区块链 12.3 认识区块链的应用 版权似乎是人们更容易想到的、区块链适合落地的场景。以中国版权保护中心为例,在数字内容爆炸式增长、抄袭越来越多的时代,中国版权保护中心筹建了 DCI标准联盟链,来面对亿万用户对于版权的需求。对于这样一个面对 C端的版权服务系统而言,操作必须一步到位,达到真正的“傻瓜式”部署。 5.防伪溯源 商品溯源这一功能或许最能体现出区块链的技术特性。区块链不可篡改、数据可完整追溯以及时间戳功能,可有效解决物品的溯源防伪问题。 12.3.2　区块链应用领域 第十二章　区块链 12.3 认识区块链的应用 区块链溯源是指利用区块链技术,通过其独特的不可篡改的分布式账本记录特性与物联等技术相结合,对商品实现从源头的信息采集记录、原料来源追溯、生产过程、加工环节、仓储信息、检验批次、物流周转,到第三方质检、海关出境、防伪鉴证的全程可追溯。区块链本质上是一个分布式的公共账本,不论商品溯源采用的是公有链形式还是联盟链形式,它都是公开而透明的,在链上的所有人都可以进行记录信息并查看信息。传统商品溯源中的各部门协同难,信息不透明的问题会得到极大的解决,各部门在链上录入、更新自己的认证即可同步到所有链上的记账人。区块链溯源的另一大特征是具有唯一性,每一个记录都有时间戳,且不可篡改。它能阻止个人作恶,也能阻止第三方机构和商家勾结后对数据造假。同时,也会让监管认证更为有力可信。区块链溯源的这些特征,能在很大程度上解决传统溯源当中的不信任顽疾。如图12-7所示。 12.3.2　区块链应用领域 第十二章　区块链 12.3 认识区块链的应用 12.3.2　区块链应用领域 第十二章　区块链 12.3 认识区块链的应用 溯源防伪历来是商品流通领域的重要一环,这也是做区块链业务的必争之地,国内在这一领域的落地应用同样不少。阿里巴巴旗下的蚂蚁金服实验室将区块链技术应用在食品安全与正品溯源,让商品具有了区块链“身份证”,消费者购买时可以通过扫描二维码获取商品的产地、日期、物流、检验等信息鉴定。 而来自京东的数据显示,截至2019年12月底,为京东零售区块链防伪追溯提供技术支持的智臻链防伪追溯平台,已经有超13亿追溯数据落链,800余家合作品牌商,7万以上入驻商品,逾650万次售后用户访问查询,覆盖生鲜农业、母婴、酒类、美妆、二手商品、奢侈品、跨境商品、医药、商超便利店等丰富业务场景。商品加入京东数科区块链防伪追溯平台后,消费者扫描产品包装上的二维码,即可查询产品的产地、制造商等信息,能够看得放心,吃得安心。由此可见,区块链技术正成为各大平台“防伪溯源”的标配。 12.3.3　区块链应用发展趋势 第十二章　区块链 12.3 认识区块链的应用 按照区块链应用发展的范围,通常将区块链应用划分为区块链1.0、区块链2.0、区块链3.0三个发展阶段,如图12-8所示。 图12-8 区块链发展阶段 12.3.3　区块链应用发展趋势 第十二章　区块链 12.3 认识区块链的应用 其中: ● 区块链1.0阶段 2009年开始,主要在于早期去中心化概念的形成,支撑虚拟货币应用,也就是与转账、汇款和数字化支付相关的密码学货币应用。比特币可谓是区块链1.0的典型应用。 ● 区块链2.0阶段 2013年开始,以以太坊网络的出现为标志,支撑部署智能合约应用。智能合约是经济和金融领域区块链应用的基础,以太坊是区块链2.0的典型应用,这个阶段各类公链和数字货币纷纷登场。 12.3.3　区块链应用发展趋势 第十二章　区块链 12.3 认识区块链的应用 ● 区块链3.0阶段 2015年开始,以超越货币和金融范围的泛行业去中心化应用为标志,在金融领域应用包括了股票、债券、期货、贷款、抵押、产权、知识产权和智能合约,同时在政府、医疗、民生、文化和艺术等领域也逐步开拓出新的方案并赋能实体经济。以 EOS、HyperledgerFabric为代表的共识协议得到了认可,解决了性能能耗问题,应用从金融延伸到各个领域。作为价值互联网内核,区块链能够对互联网中每一个代表价值的信息和字节都能得到产权的确认、追溯、计量和存储。这使得它将技术应用拓展到金融领域之外,为各行各业提供去中心化或者多中心分布式的解决方案。 12.3.3　区块链应用发展趋势 第十二章　区块链 12.3 认识区块链的应用 1.公有链的发展 区块链底层技术的齐头并进和中本聪天才的经济模型,再加上社区的拥护,共同打造了比特币的辉煌。从入门角度来讲,比特币是区块链技术最好的入门教材。但是作为一种要应用到其他领域的技术设施来说,比特币的区块链技术有很多的先天不足。比特币的脚本语言,安全但非图灵完备,对于大多数开发人员来说很难理解并上手。由于缺乏图灵完备的先天缺陷,比特币脚本限制了自身的用途。在协议方面,比特币扩展性不足,也是应用过程中令人头疼的一点。例如比特币网络里只有一种符号———比特币,用户无法自定义另外的符号用以代表公司的股票,或者是债务债券等,这样就决定了比特币仅仅是一个数字货币或分布式账本。 因为比特币存在这样或那样的不足,自然引来无数的技术天才纷纷提出自己的解决方案,以求打造一个功能更多,效率更高、应用更广的区块链底层平台。 12.3.3　区块链应用发展趋势 第十二章　区块链 12.3 认识区块链的应用 在后续的区块链技术挑战者中,以太坊无疑是最杰出的代表。比特币是依托着区块链技术建立的一种价值转移网络,在比特币系统中,各个节点能够通过比特币区块链完成转账交易,而以太坊将这个转账交易升级为智能合约处理,在包括了转账交易功能的同时,还加入了智能合约的成分,使得以太坊能够实现由智能合约决定的更复杂的功能,这样就为更多更复杂的应用提供了技术实现可能。 2013年年末,天才少年 VitalikButerin发表了以太坊白皮书《以太坊:下一代智能合约和去中心化应用平台》,用以解决比特币区块链扩展性不足,只能记录交易不能记录其他东西的问题。并且通过其丰富的编程语言和完善的开发工具,解决了对开发者不友好的问题。对于用户端,它可以让任何人都能轻松地在以太坊之上建立新的协议和智能合约。 2018年是公链的风口,半中心化区块链网络领跑者 EOS上线,还有很多公链也相继上线,但是没有接地气的应用出现。巅峰之后,除了比特币和 ETH作为币圈的底层通货,在市场中再度火一把以外,EOS连同的其他很多公链都默默地消沉下去,存在感越来越低。截止到2021年比特币屡创新高,但是不是加密货币行业新的一轮炒作方式尚不得而知。 12.3.3　区块链应用发展趋势 第十二章　区块链 12.3 认识区块链的应用 归根结底,公链应该有美好的未来,或许不远的将来,某个公链项目把重心放在底层技术层面上,寻找到去中心化、安全性、效率三者的平衡点,结合 AI、物联网、5G等前沿技术,关注应用如何能落地,如何产生商业模式,如何赋能实体经济,与现实看得见摸得着的商业应用充分结合,能够实实在在地改变人们的生活,创造真实的价值。 2.联盟链 联盟链的概念最早兴起于2015年左右,R3机构联盟与超级账本 Hyperledger都在那一年诞生,成为联盟链行业最早的探索者。此后,联盟链开始在国内生根发芽,最早的微众银行、蚂蚁金服、万向控股、安妮股份等率先组织团队研究区块链技术;2016年起,腾讯、阿里、华为等公司的技术人员逐渐注意到联盟链概念开始小范围实践;2017年,部分创业者也采用联盟链技术开始创业。 从某种程度来说,联盟链由于节点准入的设定,相对可控,所以从监管角度来看,国内对联盟链的扶持力度较大,而对公链始终保持谨慎的态度。其中,开源工作和社区生态发展最早也是最好的是Linux基金会牵头的超级账本 HyperledgerFabric和国内微众银行牵头的 FiscoBcos。 12.3.3　区块链应用发展趋势 第十二章　区块链 12.3 认识区块链的应用 综合来讲,国内做联盟链底层技术的公司,一类是基于类似以太坊公链进行的修改和优化,例如FiscoBcos;一类是基于自定义的加密算法、共识机制等研发的区块链协议,如蚂蚁链、百度超级链、京东智臻链。从整个业态来看,像比特币、以太坊这种底层技术平台是开源的,因此对做底层技术及协议层的公司来说,不管是基于国外开源代码改进还是自己重新架构,技术上都比较容易得到借鉴。由此推论,联盟链行业往往最困难的不在于技术,而在于可持续的商业模式。 从国内来看,联盟链技术类公司的发展选择有两种:一种是建系统、搭平台、布局生态;另一种是技术输出,帮助客户做应用。比较理想的状态是将应用模块很好地产品化,与集成厂商合作推广行业应用。现在国内还处在联盟链行业的野蛮生长阶段,所以国内很多区块链创业公司往往选择同时涉足技术服务和平台两种模式,一是通过技术服务快速实现技术落地和盈利,支持平台研发,二是通过平台来布局未来,同时也能获得更好的市场估值。 $$