四个真正的区块链用例

共享分类帐在企业IT中增加真正价值的地方

首次发布后将近一年 多链，我们已经学到了很多有关私有和非加密货币意义上的区块链如何以及不能应用于现实世界问题的知识。 请允许我分享到目前为止我们所知道的。

首先，我们（和其他许多人）开始的第一个想法似乎是错误的。 这个想法直接受到比特币的启发，是可以使用私有区块链（或“共享分类账”）直接结算金融部门的大多数支付和交换交易，使用链上代币代表现金，股票，债券和更多。

这在技术层面上是完全可行的，那么这是什么问题呢？ 一句话 保密。 如果多个机构正在使用共享分类帐，那么即使每个机构都不立即知道所涉各方的真实身份，每个机构也会看到该分类账上的每笔交易。 从监管和银行间竞争的商业现实来看，这都是一个巨大的问题。 尽管已有各种可用的策略或正在开发中的缓解该问题的策略，但没有一种策略可以与由受信任的中介机构管理的集中式数据库的简单性和效率相提并论，该数据库可以完全控制谁可以看到什么。 至少到目前为止，尽管涉及成本高昂，大型金融机构似乎更喜欢将大多数交易隐藏在这些中间数据库中。

我的结论不仅基于我们自己的经验，而且还基于几家知名初创公司所采取的方向，这些初衷是为银行开发共享的分类帐。 例如，R3CEV和Digital Asset现在都在使用“合同描述语言” 科尔达 和 DAML 分别（较早的示例包括 MLFI 和 李嘉图合同）。 这些语言可以使复杂的金融合同的条件以计算机可读的形式正式而明确地表示，同时避免了 缺点 以太坊风格的通用计算。 相反，区块链仅扮演支持角色，以加密形式存储或公证合同，并执行一些基本的重复检测。 实际的合同执行不发生在区块链上-而是仅由合同的交易对手执行，并可能增加审计师和监管人员。

在短期内，这可能是最好的选择，但是它将在更大的范围内保留授权区块链的雄心呢？ 还有其他应用程序可以使它们成为难题的重要组成部分吗？

这个问题可以在理论上和经验上都可以解决。 从理论上讲，通过关注区块链和传统数据库之间的关键差异以及这些差异如何告知可能的用例集。 在我们的案例中，根据经验，通过对当今基于MultiChain构建的现实解决方案进行分类。 毫不奇怪，无论我们专注于理论还是实践，都会出现相同类型的用例：

• 轻量级金融系统。
• 来源跟踪。
• 组织间记录保存。
• 多方聚合。

在详细解释这些之前，让我们回顾一下理论。 如我所见 之前讨论过，区块链和集中式数据库之间的两个最重要的区别可以表征为：

1. 非中介。 区块链使不完全相互信任的多个方可以安全，直接共享单个数据库，而无需受信任的中介。
2. 保密协议：区块链中的所有参与者都看到所有正在发生的交易。 （即使我们使用匿名地址和高级加密技术来隐藏那些交易的某些方面，区块链也会比集中式数据库泄漏更多的信息。）

换句话说，区块链是共享数据库的理想选择，其中 每个用户 能够 读 一切，但 没有一个用户 控制谁可以 写 什么。 相比之下，在传统数据库中，单个实体对所有读取和写入操作施加控制权，而其他用户则完全受到该实体的异想天开。 用一句话概括一下：

区块链代表了一种权衡，其中以保密为代价获得了去中介化。

在检查以下四种用例类型时，我们将反复回到这一核心折衷方案，解释为什么在每种情况下，非中间化的好处都大于降低保密性的代价。

轻量级金融系统

让我们从最熟悉的区块链应用程序类开始，其中一组实体希望建立一个金融系统。 在此系统内，在这些实体之间进行交易和交换一种或多种稀缺资产。

为了 任何 资产保持稀缺，必须解决两个相关问题。 首先，我们必须确保资产的同一单位不能发送到多个地方（“双重支出”）。 其次，任何人都不可能一时兴起地创建资产的新单位（“伪造品”）。 任何可以做这些事情的实体都可以从系统中窃取无限的价值。

这些问题的常见解决方案是物理令牌，例如金属硬币或安全打印的纸。 这些令牌简单地解决了双重支出的问题，因为物理规则（从字面上看）阻止了一个令牌同时位于两个位置。 通过使令牌极难制造来解决伪造问题。 尽管如此，物理令牌仍然存在一些缺点，这些缺点可能使其不切实际：

• 作为纯承载资产，物理代币可以被盗，而不会追查或追索。
• 它们移动大量或长距离时速度较慢且成本很高。
• 创建无法伪造的物理令牌既棘手又昂贵。

可以通过以下方式避免这些缺点：将物理令牌留在后面，并根据受信任的中介机构管理的分类帐重新定义资产所有权。 过去，这些分类帐基于纸质记录，而如今，它们倾向于在常规数据库上运行。 无论哪种方式，中介都响应已认证的请求，通过修改分类帐的内容来实现所有权转移。 与使用实物代币结算不同，可疑交易可以快速，轻松地撤消。

那么分类帐有什么问题呢？ 简而言之， 集中控制。 通过将如此多的功能集中到一处，我们在技术和人员方面都构成了重大的安全挑战。 如果外部人员可以入侵数据库，他们可以随意更改分类帐，窃取他人资金或完全销毁其内容。 更糟的是，有人 在里面 可能会破坏分类帐，并且这种攻击很难被发现或证明。 结果，无论我们在哪里拥有集中式分类帐，我们都必须在机制上投入大量时间和金钱，以维护该分类帐的完整性。 在许多情况下，我们需要使用中央分类账与每个交易方的分类账之间的基于批次的对帐进行持续验证。

输入区块链（或“共享分类帐”）。 这提供了分类帐的好处，而不会出现集中问题。 取而代之的是，每个实体都运行一个拥有分类账副本的“节点”，并保持对自己资产的完全控制，这些资产受私钥保护。 事务以点对点的方式在节点之间传播，而区块链可确保维持共识。 这种体系结构不会留下任何集中攻击点，黑客或内部人员可以通过该集中攻击点破坏分类帐的内容。 结果，数字金融系统可以更快速，更便宜地部署，并具有实时自动对帐的额外好处。

那有什么缺点呢？ 如前所述，共享分类账中的所有参与者都可以看到所有交易，因此在需要保密的情况下无法使用。 相反，区块链适合我所说的 轻巧 金融体系，即经济利益或参与者人数相对较低的体系。 在这种情况下，保密性往往不再是问题-即使参与者密切关注彼此在做什么，他们也不会学到很多价值。 恰恰是 因为 风险很小，我们希望避免建立中介机构的麻烦和成本。

轻量级金融系统的一些明显示例包括：众筹，礼品卡，忠诚度积分和当地货币-特别是在可在多个地方赎回资产的情况下。 但是我们也看到了主流金融领域的用例，例如没有直接竞争的资产管理者之间的点对点交易。 区块链甚至被测试为 内部 大型组织中的会计系统，其中每个部门或位置必须保持对其资金的控制。 在所有这些情况下，较低的成本和区块链的摩擦提供了直接的好处，而机密性的丢失并不是问题。

来源追踪

这是我们多次从MultiChain用户那里听到的第二类用例：跟踪高价值商品在整个供应链中的起源和移动，例如奢侈品，药品，化妆品和电子产品。 同样，重要的文档项目，例如提货单或信用证。 在跨越时间和距离的供应链中，所有这些物品都遭受伪造和盗窃的困扰。

可以通过以下方式使用区块链解决该问题：创建高价值项目时，受信任实体会发行相应的数字令牌，该令牌用于验证其起源点。 然后，每次实物项目易手时，数字令牌都会并行移动，因此真实世界的监管链将通过区块链上的交易链精确地反映出来。

如果您愿意，令牌可以充当虚拟的“真实性证明”，这比纸张更难于窃取或伪造。 收到数字令牌后，实物商品的最终接收者，无论是银行，分销商，零售商还是客户，都可以一路验证到产地的监管链。 的确，在诸如提单之类的文件中，我们可以完全废除实物。

尽管所有这些都说得通，但精明的读者会注意到，由商品制造商管理（例如）管理的常规数据库可以完成相同的任务。 该数据库将存储每个项目的当前所有者的记录，接受代表每个所有权更改的已签名交易，并响应有关当前游戏状态的传入请求。

那么为什么要使用区块链呢？ 答案是，对于这种类型的应用程序，分布式信任有好处。 无论在何处存放集中式数据库，该位置都会有人（有可能被贿赂）破坏其内容，将伪造或被盗物品标记为合法。 相比之下，如果在供应链参与者共同拥有的区块链上追踪物产，则任何单个实体或一小群实体都不会破坏监管链，最终用户对其所获得的答案将更有信心。 作为奖励，可以通过双向交换安全，直接地交换不同的令牌（例如某些货物和相应的提单） 保证 在最低的区块链级别。

保密问题呢？ 区块链对于供应链来源的适用性是该应用程序简单的交易模式的令人满意的结果。 与金融市场相反，大多数代币从原点到终点沿单一方向移动，而无需在区块链参与者之间反复来回交易。 如果竞争对手之间很少进行交易（例如，玩具制造商到玩具制造商，或者零售商到零售商），他们将无法学习彼此的区块链“地址”，也无法将它们与真实世界的身份联系起来。 此外，可以轻松地将活动划分为多个分类账，每个分类账代表商品的不同顺序或类型。

组织间记录保存

先前的两个用例均基于标记化资产，即参与者之间转移的价值项目的链式表示。 但是，还有另一组与资产无关的区块链用例。 相反，该链充当集体记录和公证的机制 任何 数据类型，其含义可以是财务数据或其他含义。

这样的一个例子是对两个或多个组织（例如医疗保健或法律部门）之间的关键通信的审核跟踪。 组中的任何组织都不能信任维护此记录存档，因为伪造或删除的信息会严重损害其他组织。 尽管如此，至关重要的是所有人都必须同意档案的内容，以防止发生纠纷。

为了解决这个问题，我们需要一个共享数据库，其中所有记录都写入其中，每个记录都附带时间戳和原产地证明。 标准解决方案将是创建一个受信任的中介，其职责是集中收集和存储记录。 但是区块链提供了一种不同的方法，为组织提供了一种共同管理此存档的方式，同时可以防止单个参与者（或其小组）破坏该存档。

在过去两年中，我最有启发性的对话之一是 迈克尔马内利 of Z /日元。 20年来，他的公司一直在构建系统，在该系统中，多个实体使用时间戳，数字签名和循环共识机制共同管理共享的数字审计跟踪。 当他解释这些系统的技术细节时，很明显，它们在各个方面都是许可的区块链。 换句话说，使用区块链进行组织间记录保存并没有什么新鲜事–只是世界终于意识到了这种可能性。

就存储在区块链上的实际数据而言，有三种流行的选择：

• 未加密的数据。 区块链中的每个参与者都可以读取此信息，从而在发生争议时提供完全的集体透明度和立即解决的能力。
• 加密数据。 参与者只能使用适当的解密密钥才能读取此内容。 发生纠纷时，任何人都可以将此密钥透露给可信赖的机构，例如法院，并使用区块链来证明原始数据是由特定方在特定时间点添加的。
• 散列数据。 一个 ”哈希”充当紧凑的数字指纹，表示对特定数据的承诺，同时使该数据保持隐藏状态。 给定一些数据，任何一方都可以轻松地确认它是否与给定的哈希匹配，但是可以推断出数据 止 它的哈希在计算上是不可能的。 只有哈希将散列放在区块链上，原始数据由感兴趣的各方在链下存储，如果有争议，他们可以将其显示出来。

如前所述，R3CEV的Corda产品采用了第三种方法， 存储哈希 在区块链上公证交易对手之间的合同，而不透露其内容。 该方法既可用于计算机可读合同说明，也可用于包含纸质文档的PDF文件。

自然地，机密性对于组织间记录的保存不是问题，因为整个目的是创建一个所有参与者都可以看到的共享档案（即使某些数据被加密或散列）。 实际上，在某些情况下，区块链可以通过提供数字签名访问请求的不可变记录来帮助管理对机密链下数据的访问。 无论哪种方式，去中介化的直接好处是无需创建和信任任何其他实体即可维护此记录。

多方聚集

从技术上讲，最后一类用例与上一个用例相似，因为多方正在将数据写入集体管理的记录。 但是，在这种情况下，动机有所不同–克服了将来自大量不同来源的信息进行组合的基础架构难题。

想象一下两家拥有内部客户身份验证数据库的银行。 在某个时候，他们注意到他们共享许多客户，因此他们进入了相互共享的安排，在其中他们交换验证数据以避免重复的工作。 从技术上讲，协议是使用标准实施的 主从数据复制，其中每个银行都维护对方数据库的实时只读副本，并针对其自己的数据库和副本并行运行查询。 到目前为止，一切都很好。

现在想象一下，这两家银行邀请了另外三个银行参与此共享圈子。 5个银行中的每个银行都运行自己的主数据库，以及其他银行的4个只读副本。 拥有5个母版和20个副本，我们总共有25个数据库实例。 虽然可行，但这会浪费每个银行IT部门的时间和资源。

快进到20个银行以这种方式共享信息的地步，我们正在研究总共400个数据库实例。 对于100家银行，我们达到10,000个实例。 通常，如果各方共享信息，则数据库实例的总数与参与者数的平方成正比。 在此过程中的某个时刻，系统肯定会崩溃。

那么解决方案是什么？ 一个显而易见的选择是，所有银行都将其数据提交给受信任的中介机构，该中介机构的任务是将这些数据汇总到一个主数据库中。 然后，每个银行都可以远程查询该数据库，或者在其自己的四个墙内运行本地只读副本。 尽管这种方法没有错，但是区块链提供了一种更便宜的选择，其中共享数据库由使用它的银行直接运行。 区块链还带来了额外的好处 冗余 和 故障转移 对于整个系统。

重要的是要阐明，区块链不只是像 卡桑德拉 or 重新思考数据库。 与这些系统不同，每个区块链节点执行一组规则，以防止一个参与者修改或删除另一参与者添加的数据。 确实，对此似乎仍然有些困惑–一个最近发布的区块链平台可能会被一个行为异常的节点破坏。 无论如何，如果授予了适当的权限，一个好的平台也将使管理成千上万个节点的网络变得容易，这些节点可以随意加入和退出。

尽管我对区块链和区块链之间经常被引用的联系持怀疑态度 物联网，我认为这可能是强大的协同作用所在。 当然，每个“事物”都太小而无法在本地存储区块链的完整副本。 而是将承载数据的交易传输到区块链节点的分布式网络，后者将所有数据整理在一起以进行进一步的检索和分析。

结论：金融中的区块链

我从质疑金融领域区块链的最初用例（即付款和交易的批量结算）开始，开始了本篇文章。 虽然我相信这个结论已成为常识（有一个 值得注意的例外），这并不意味着区块链在该行业中没有其他应用程序。 实际上，对于上述四类用例中的每一种，我们都看到银行和其他金融机构的明确申请。 它们分别是：小型贸易圈子，贸易融资来源，双边合同公证以及AML / KYC数据汇总。

要理解的关键是，从架构上讲，我们的四类用例不是 具体的 融资，并且与保险，医疗保健，分销，制造业和IT等其他行业同样相关。 的确，在两个或两个以上组织需要共享的现实观点且任何情况都不来自单一来源的任何情况下，都应考虑使用私有区块链。 在这些情况下，区块链可以替代对可信中介的需求，从而可显着节省麻烦和成本。

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资料来源：https://www.multichain.com/blog/2016/05/four-genuine-blockchain-use-cases/