区块链的“天然缺陷”及当前面临的问题

区块链技术并不完美。

事实上，任何新技术诞生之初都会存在“先天缺陷”。缺陷会随着技术进步而被完善，然后在新的技术背景下，再面临新的“缺陷”。

比如飞机这个航空技术。1903年12月，莱特兄弟进行了人类历史上首次试飞，但是并不受美国政府重视，同时受限于材料，空气动力学，飞机发展也相当缓慢。直到两次世界大战，才推动了飞机在军事领域的应用。

区块链技术发展也不会例外。

时间回到2010年，彼时比特币刚满1周岁，由于核心代码漏洞，有人利用该漏洞凭空造出了1840亿个比特币。

庆幸的是，在社群努力下，迅速修复了这个漏洞。而比特币核心代码组的开发者们，也在夜以继日地为比特币核心代码库做贡献，以修补瑕疵，这才有了区块链行业的今天。

我们总是会把区块链技术“完美化”，殊不知，在经济学家、密码学家、计算机科学家眼中，区块链技术还有很多需要改进的地方。

例如《区块链核心技术开发与应用》就认为目前区块链技术在数学工具、博弈论、密码学、代码存在局限性的情况下，还有很大的改进空间。换言之区块链技术要想被大规模商用，还有很长的路要走。

那么，目前的区块链还存在什么不完美的地方呢？

1

完美代码的错觉

如果将比特币网络系统比作一个大型软件，那么计算机技术与编程则为这项技术的落地提供了载体。

但是目前编程语言却明显存在一些不完美之处。

首先，语言种类繁多，没有哪种语言能够“一统江湖”。不同项目使用完全不同的编程语言，屡见不鲜：

（1）比特币与瑞波币使用了C++；（2）以太坊则使用了四种专用语言：Serpent(受 Python启发)、 Solidity(受 Javascript启发)、Mutan(受Go启发)和LLL(受Lisp启发)，都是为面向合约编程而从底层开始设计的语言。专用语言意味着这种语言只在开发以太坊相关应用时才应用；（3）很多基于区块链的DApps和Tools都是用的Go语言；（4）2017年著名的ICO明星项目Teos则使用了极其小众的 Michelson 与 OCaml 作为编程语言，等等。
数量众多的开发语言

世界上编程语言多达上五十多种，但尴尬的是，没有哪一种语言能够占据绝对优势。

国内著名经济学家朱嘉明认为，在现实中，很可能发生因为任何一种编程语言自身不足，以及不同的编程语言不足的迭加，对现有区块链造成本源性的伤害。

其次，区块链编程语言主要依赖C++、Java、Go等几种 “高阶语言”，而这些所谓的高阶语言目前还存在诸多不完善之处。

以Go为例，创建时间是2009年，距今只有10年，其“错误处理机制”、“垃圾回收器”与“编译器”等逻辑功能，还需要逐步完善，才能满足未来区块链开发需要。

同时，朱嘉明还认为：现有的计算机语言正在面临与其它新技术的融合，进而影响区块链的技术体系。例如，人工智能技术和计算机语言的融合，很可能引发计算机语言系统的变革。
   软件失效的逻辑

最后，由邹均等编写的《区块链核心技术与应用》这本书中还提到了编程人员的自觉和非自觉的错误。

编程人员的错误，会导致软件缺陷，而软件缺陷又会导致软件故障。软件故障是指软件在运行过程中导致不希望出现的错误，如果不加以适当处理，就会导致软件失效。

区块链技术一般运行在相对不可信的公开环境，没有专门的维护人员，更不可能做到像一般软件那样24小时公开维护，因此就要求软件要有高度的稳健性，但是现实情况却往往不是这样的。

人为导致的漏洞，也会让区块链资产化为乌有，这种案例也屡见不鲜。

4月22日中午，有黑客利用以太坊 ERC-20智能合约中BatchOverFlow漏洞攻击BEC（美链的代币“美蜜”）智能合约，成功向两个地址转出了天量级别的 BEC代币，导致市场上海量BEC被抛售。此事使得当日BEC的价值几乎归零。
   4月22日当天，BEC价格从0.32美金跌到0.02美金

4月25日，仅仅三天后，另一个智能合约SmartMesh(SMT)曝出漏洞，交易所表示，因SMT出现异常交易，各交易平台暂停SMT的充提和交易。

现实世界里，财物失窃尚能够通过立案侦查追回损失。但是在互联网的世界里，尽管数字货币“钱途”无量，一旦被黑却血本无归。

因此，代码进步十分重要，但是程序员素养，对行业进步更为重要。

2

博弈论的局限

中本聪在白皮书中提到，比特币是一种点对点的电子现金系统。实际上比特币背后的共识机制也是点对点进行的，一台台矿机合作变成矿场，矿场之间通过矿池连接起来，在互相博弈中，形成一种平衡状态。

这种博弈状态的平衡，在朱嘉明看来，建立在“博弈论”基础上的“纳什均衡”最接近反映区块链共识系统的状态。
纳什均衡是博弈论中的一种情况

“纳什均衡”是指，在一个博弈过程中，博弈双方都没有改变自己策略的动力，因为任何单方面改变自己的策略，都会导致自己的收益减少。举个例子，以即将来临的双十一为例，淘宝上两家旗舰店都在打价格战，任何一方在活动期间都不敢随便涨价，因为任何涨价行为都会导致自己一方失去优势。

无论是比特币点对点的支付系统，还是矿工之间的挖矿竞争，都无法摆脱一个问题，在转帐、挖矿过程中每个节点都存在竞争，竞争的结果就是谁付出的矿工费用越高，谁的交易越快完成。

但是实际上，朱嘉明认为，这种“纳什均衡”状态下的博弈，是当年诺伊曼和纳什研究的是有限“节点”下的小规模博弈，早已经不足以面对“由几十亿节点的庞大对象构成的社会、经济等复杂行为”。

当然也无法支持目前比特币、区块链系统节点“几何级数”的发展规模。
比特币全网算力是47073540.92 TH/s

目前，比特币全网算力是47073540.92 TH/s，市面上最常见的矿机是比特大陆的蚂蚁S9矿机，官方给出的这台矿机的额定算力时14.5TH/s，简单算个除法，结果就是全球比特币网络运行着324.6万台蚂蚁S9。
蚂蚁S9参数

但是实际上，目前比特币矿场中还运行着很多算力低于S9的矿机，这就意味着全球比特币矿机数量远大于324.9万台。

在数百万的规模上实现矿机、矿场、矿池之间的博弈平衡，绝对不是个简单的算术问题。实际上，比特币全网算力还处于不断增长中，这种指数级别的增长，正面临“失控”着状态。目前比特币矿业消耗电力已经超过整个大英帝国的用电量。

研究机构曾做出过这样的统计：如果按照去年11月份“比特币挖矿耗电量”增长速度来计算，到2019年7月，比特币挖矿耗电量将超过如今美国全国的用电量。
2010年以来，比特币全网算力增长趋势

同时随着全球比特币用户增长，比特币转账也正在消耗越来越多的“手续费”，网络拥堵就像悬在每个矿工、用户头上的“达摩克利斯之剑”，随时都有可能造成巨大的负面影响。

显然，“纳什均衡”状态下的博弈论已经无法支撑以比特币为代表的区块链技术的前行。亟待进行一场新的基础科学的变革。

3

哈希算法的掣肘

“区块链技术的核心其实是密码学，密码学的重点则是哈希函数。”《区块链核心应用与开发》这本书提到。

你在区块链上的每一笔转账、挖矿、应用开发等等，只要涉及链上数据处理，都会涉及哈希函数。而素数与数论则与哈希函数联系紧密。

我们经常说的比特币POW算法本质是一个哈希函数。

事实上，已经有很多哈希函数被设计出来并广泛应用，支付宝、微信、银行的加密无不使用哈希函数。不过Hash函数一般安全寿命都不长，被认为安全的算法往往没能使用多久就被成功攻击，新的更安全的算法相继被设计出来，而每一个被公认为安全可靠的算法都有及其严格的审计过程。


SHA256对“哈希”加密

加密算法SHA家族的更迭史最能说明这个问题，从1993年SHA0被发明，在不断被破解与重新发明的较量中，目前已经发展到第五代SHA-512。

在币圈中我们经常说某某币发明了某种算法，其实主要都是使用那些被认证过的安全算法，或是单独使用，或是排列组合使用。

而哈希函数与数学问题关系十分紧密，具体是指数论与素数问题。

   《区块链核心应用于开发》这本书认为，目前数论还处于发展状态，哈希函数当然也处于发展状态，这就决定了区块链技术还存在诸多算法不当，进而导致区块链技术性能不足。

比特币的不可扩展性、效率低下、升级困难，很大程度上就是该逻辑导致。因为扩展性问题，导致了比特币在2017年被迫分叉。总的来说，区块链技术的效率低下问题，在一定程度上还是数学问题。

有人可能会问，数论是什么？素数又是什么？

通俗理解，一切数学问题都可以归结为数论问题，因此素数问题也属于数论问题。
   早在公元前300年欧几里得就证明了有无穷多个素数，在随后接近2000年的时间内，主要内容是以寻找素数通项公式为主要思想。这方面主要的代表人物有德国数学家高斯，英国著名数论学家哈代、李特伍德、拉马努金等等。

今年9月20日，与证明“黎曼猜想”相关的新闻，在网络上闹得沸沸扬扬。知名数学家迈克尔· 阿蒂亚爵士宣布将会证明黎曼猜想，这引起了区块链行业从业者的关注。为什么？

“一旦黎曼猜想被证实，就意味着素数出现规律就能找到，基于此的加密可能也就不安全了。”从事数学研究的阿岚认为。

因此，博弈论、代码语言进步、数学理论发展，对区块链技术进步都有着不可小觑的影响。

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比特币诞生至今，10年过去了，期间被死亡200多次，被分叉20多次，但是任何一次危机都没能成功“杀死”比特币。

比特币背后的区块链技术，虽然面临数学问题、博弈论问题、代码漏洞问题，但是这些也没能阻挡区块链行业的从无到有，从落魄到发荣的历史进程。

而成功度过每一次危机，都能让这项技术浴火重生、凤凰涅槃。

虽然目前区块链技术并不成熟、加密货币还没有完全被主流认可，但是时间会对这些问题做最好的注脚。

正如思想家阿卜·法拉兹所言：“暂时的失利，比暂时的胜利好得多。”
区块链如何为实体经济与金融市场“赋能”：范围广、跨主体、提效率、降成本

区块链技术能够广泛服务于支付清算、票据、保险等金融领域以及供应链管理、工业互联网、产品溯源、能源、版权等实体经济领域。几乎所有行业都涉及交易，都需要诚信可靠的交易环境作为行业健康发展的前提支撑。区块链通过数学原理而非第三方中介来创造信任，可以降低系统的维护成本。对于传统金融机构而言，对账、清算、审计等线上环节的运营与人力成本将得以降低；对于非金融行业，区块链能够减少价值链各环节的信息不对称，从而提升协作效率、降低整体交易成本；对于个体而言，陌生双方或多方能够跨越物理距离的限制，在网络上安全地传递价值，从而创造更多供给与需求。

与流行的观点认为区块链将冲击现有的商业逻辑和环境不同，我们认为，区块链技术目前更适合落地于价值链长、沟通环节复杂、节点间存在博弈行为的场景，将提升跨主体协作的效率、降低相应成本，是对传统信息技术的升级、对现有商业环境的优化而非颠覆。传统信息技术（例如OA、ERP系统）在目前企业内部的沟通协作中已经显示出足够便利与高效，区块链在这些已经建立或者可以通过线下建立信任的场景中并没有太大的应用必要。但是在跨企业、跨主体的场景中由于互信机制的缺失，目前仍然大量依赖人力物力进行沟通协作。例如当前不同机构间进行对账，往往需要从各自的信息系统中导出数据后电邮发送甚至打印后盖章邮寄，对方收到后再进行比对验证。在这种跨主体协作的场景下，区块链技术能够通过保持各主体间账本的安全、透明与一致，从而切实降低各参与方的信息不对称。

下文将以跨境支付、国际航运物流等四个区块链实际应用场景为例，来讨论区块链究竟如何为实体经济与金融市场“赋能”。

1. 区块链+跨境支付

区块链的分布式架构和信任机制可以简化金融机构电汇的流程，缩短3-5天的结算周期，同时降低SWIFT协议的高昂手续费。

1）SWIFT形式耗时长，手续费高

SWIFT主要为金融机构的结算提供金融交易的电文交换业务，提供规则统一的金融行业安全报文服务和接口服务。由于跨境金融机构间系统不相通，直接结算成本高昂，同时业务占比低以及对手方存在不确定性，很难构建直接合作关系。代理行的存在、协议的沟通以及交易信息的反复确认使得结算周期平均需要3-5天，其中通过SWIFT进行交易确认往往需要1-2天。

通过SWIFT支付成本高昂。支付成本包含银行手续费、SWIFT通道费、交易延迟损失和准备金等。由于流程涉及众多，中间参与方的手续费等居高不下，从收款方到付款方的单次交易需要25-35美金的交易费用，其中因交易时间过长造成的流动性损失占比达34%，资金运作成本占比达24%。

2）区块链+跨境支付：加速交易，降低成本
应用区块链技术于跨境支付领域相当于创建了一个跨国金融机构间的点对点网络，汇出行和汇入行的交易需求可以直接得到匹配，大大降低了SWIFT体系中的流动性损失、资金运作和换汇成本。

Ripple：区块链技术应用于跨境支付领域的新势力

Ripple成立于2012年，采用联合共识机制并由金融机构扮演做市商，从而提供去中心化的跨境外汇转账。银行间的交易支付信息上传到节点服务器后经过投票确认即可完成交易，从而节约了银行通过SWIFT进行的对账和交易信息确认时间，将原本1-3天左右的交易确认时间缩短到几秒钟，整体的跨境电汇时间缩短到1-2天。Ripple目前已经有90家金融机构成员，包括加拿大皇家银行、渣打银行、西太平洋银行等，还有75家在协商中。

流程的简化大幅降低跨境支付的成本。目前Ripple体系可以降低涉及到代理行和SWIFT所产生的流动性损失、支付费用、换汇费用以及资金运作费用。根据Ripple估算，银行间每笔交易的成本将从5.56美元下降到2.21美元，降低60%，以2016年通过SWIFT完成的30多亿次支付类报文数量计算，2016年可以节约大约100亿美元的费用。

2.区块链+全球贸易物流

1）面临痛点：涉及主体多、消耗时间长、信息不流畅、交易成本高

全球贸易由包括出口商、进口商、受货商、承揽商、运输商、监管机关等多主体构成。其中，全球贸易90%经过海域运输，应用消费品80%通过海域运输。以马士基一项运输案例为例，2014年，马士基从非洲肯亚运输牛油果和玫瑰至欧洲荷兰，耗时1个月的跨国运输涉及超过30个主体200多次沟通交互。每个主体每次交互都有各自文件流程，整体流程结束签署文件厚度高达25厘米。

主体之间信息离散程度高且各自存在各个自有环节中，大量的纸质作业使供应链缺乏透明度、协同效率低下。交易环节中大量协作与低透明度造成各主体难以及时了解货物运输实时状态，容易出现资源利用率降低、运输时间延长、货物潜在损坏度提高、成本提高的风险。

2）区块链使贸易更简单、更快、更透明、更安全

区块链去中心化、可追溯、信息对称、安全可视等特点天然的适用于全球贸易的物流环节，以IBM区块链开放物流平台为例。

对于信息流通透明方面，IBM平台对各个参与主体开放，关于物流相关的任何详细信息，通过双方以及多方数字签名和凭证（Token）进行全网验证。五大管理系统包括物流、港口、海关、供应链、运输交通同时协作管理，保证所有信息电子化实时共享。实时共享的信息保证物流全流程每个环节的效率和效益，有效降低人力物力支出。

对进口商、出口商、制造商来说，端到端的信息透明可以实时监管物流全流程，增加各个环节沟通效率；对港口和集装箱集中地管理来说，提高空箱利用率和资源错配率；对海关等检查机关来说，信息正确提高批审效率；对运输管理商来说，优化货物运输路线和日程安排。

IBM与马士基合作从鹿特丹港到新泽西纽瓦克港的运输，期间也经过美国海关和其他机构的检查和许可，任务总共花费两个星期。事实上，航运公司在港口靠泊时间节省一个小时，便可节省约8万美元成本。此次合作，马士基时间上节省超40%，成本降低超20%。IBM区块链技术提高各个环节数字化管理效率，大幅度降低纸质文件、集装箱错配或空置、中间环节欺诈等问题，提高资源利用率的同时优化管理结构。

3. 区块链+供应链金融1）供应链金融：十万亿市场

供应链金融一般是指利用供应链上核心企业的信用支持为上下游中小企业提供相关的金融信贷服务。与传统对公信贷侧重大中型企业不同，供应链金融能够在掌握整条供应链上的商流、信息流、物流和资金流的全局图景后为中小企业提供更快捷方便的资金融通支持。根据前瞻产业研究院的测算，到2020年我国供应链金融的市场规模将达15万亿左右。

2）传统供应链金融：中小企业融资难、成本高

传统供应链金融模式下，信息不够透明导致中小企业融资难，成本高。

首先，当前模式下，银行主要依赖供应链核心企业的控货和销售能力，而由于其他环节的信息不够透明，银行出于风控考虑往往仅愿意对上游供应商（一级供应商）提供应收账款保理业务，或对其下游经销商（一级经销商）提供预付款或存货融资。这导致了二三级等供应商和经销商的巨大融资需求无法得到满足，不仅使得供应链金融的整体市场受限，更可能使得供应链上的中小企业因为融资受限影响生产进度和产品质量，从而伤害整个供应链。

根据制造业巨头富士康的测算，其一级供应商的融资成本可能是5%，二级供应商的融资成本为10%，三级供应商成本则达25%甚至更高，而且链条越往两端，融资金额也会越小。

其次，现阶段商业汇票、银行汇票作为供应链金融的主要融资工具，使用场景受限且转让难度较大。在实际操作中，银行对于签署类似应收账款债权“转让通知”的法律效应往往非常谨慎，甚至要求核心企业的法人代表去银行当面签署，造成操作难度极大。

3）区块链+供应链金融：更加高效、更低成本

2017年3月，互联网金融平台点融网和富士康集团旗下金融平台富金通合作推出区块链金融平台“Chained Finance”。Chained Finance首先将核心企业的应付账款转化为区块链上的线上资产eAP，eAP可以在各级供应商之间流通（用于支付或用于融资取现）。当核心企业与一级供应商L1形成应付账款并写入区块链后，L1可以任意分拆eAP并用于支付自己的供应商L2，以此类推至L3、L4等，最终eAP成为区块链平台上的“商票银票”。而线上资产eAP通过密码学加密具有不可篡改、不可被重复支付的特性，这将有助于增进供应链上下游之间的互信；区块链的可追溯性也保证了所有交易和流通过程的透明可见。

Chained Finance目前为私有链模式，为富士康的核心企业提供相关融资服务，已经覆盖供应商150家、金额已达5亿人民币，并且最深层服务至第五级供应商，未来还会进一步拓展到汽车业和服装业。对于供应链上的中小企业而言，传统模式下融资成本高达25%以上，而在Chained Finance平台下可以核心企业资信的应收账款融资，融资成本可以降低至10%以下。

4. 区块链+征信
征信系统可以提高经济运行效率

征信是依法收集、加工自然人及其他组织的信用信息，并对外提供信用报告、信用评估、信用信息咨询等服务。征信系统的建设对信用风险的防范和信用交易的扩大有着重要作用，从而提高整个经济的运行效率。早在2014年，清华课题组发布的报告中就曾测算，2012年征信系统改善了4986亿元的消费贷款质量，为银行带来801.6亿元的收益，拉动了约0.33%的GDP增长。

4）当前征信体系“信息孤岛”问题严重，信息归属错位

个人和企业的征信市场主要由政府背景的信用信息服务机构和社会征信机构主导，截至2017年5月份，我国征信市场有138家企业征信机构，9家个人征信机构，其中由其余八家持股的“百行征信”已获得经营牌照。

随着数据量和征信维度的增加，各个征信机构只能在某一方面做到专业，例如芝麻信用有着较多的支付数据，但缺乏腾讯征信的社交数据，在公共部门的数据也略显不足。导致同一个客户可能在多个征信机构有着不同的征信数据，存在着严重的“信息孤岛”问题，单靠某一个征信机构的数据无法将某一个客户的征信完全展现出来，导致片面的决策和风险。

当前征信体系的数据归属错位。个人和企业的信用信息应归个人和企业所有，现行的征信体系，相关信息都在征信机构手中，由此带来数据安全和隐私问题。

5）区块链+征信：促进共享，数据确权

通过系统各节点的信息共享，区块链可以构建一个完整的“信用分评价体系”，根据个人行为对信用的影响程度高低（例如信贷数据影响较高、非信贷数据影响较低）来评估个人的整体信用水平，并根据联盟机构对信用评价的贡献分配信用使用方查询数据产生的收益，解决“信息孤岛”问题。

LinkEye：区块链+征信的初步尝试

LinkEye是一套基于区块链技术的征信共享联盟链解决方案，通过区块链技术和信贷经济模型的整合，来构建联盟成员（金融公司）之间的征信数据共享和服务平台。联盟成员在借贷行为发生前，与借款人达成协议，发生失信行为将在平台公示，区块链的签名机制保证了数据的不可篡改，从而完成失信人名单共享，同时开放对外查询接口，向社会共享数据。自2017年8月份上线以来，已有包括快惠金服，钱袋宝等在内的13家机构参与其中。

区块链技术的应用有助于进一步厘清征信数据的归属问题。当前的征信体系下，信用数据全部掌握在机构手中。区块链模式下，个人所产生的信用行为记录由机构向区块链进行反馈，并在个人的“账簿”上进行记录，向全网广播，通过共识机制进行记录，信用查询时，则需要经用户许可才能查询个人信息。

   区块链技术凭其巨大的优势开始在一些领域得到应用，各大区块链项目也在快速的发展扩张，未来的应用场景也很广阔。但当下其也存在一些缺点，面临需要解决的问题，对其未来的发展至关重要。

   区块链的优点也就是其特有的几大特性，去中心化、不可篡改性、开放性、匿名性、可追溯性。正是这几大特性使其具有了不可替代性和巨大的应用可能性。区块链除了几大优点之外，当前的区块链技术也存在一些缺点。例如，不可篡改、撤销，无隐私性，性能问题，监管问题。

   首先是不可篡改、撤销的问题，不可篡改是一大优点，同时也是缺点。由于区块链的数据是不能变动的，如果你转错帐，会造成永久的损失且无法修改，如果密匙丢了，也会造成永久的无法挽回的损失。

   其次，无隐私性。在区块链中，任何人都可以获得完整的数据信息，所有交易信息都是公开透明的。这样如果知道一个人的账户，就知道了他的所有财富和每一笔交易，毫无隐私性。

   再次是性能问题。随着交易数据的不断加大，节点需要记录交易数据的时间也不断延长，性能无法提高。我们知道比特币、以太坊的的拥堵就造成了交易效率的低下，这也是要完成商用最大的障碍。

   最后，监管问题。区块链的去中心化和自治性与国家监管是相悖的，其显示很大的优势的同时也形成了很高的金融风险，该如何有效监管，在世界各国依然是个难题。在完善的监管体系形成之前，区块链的发展及未来商业的应用都会遇到一定的阻碍。

   正因其有的种种缺点，区块链在未来的发展中所面临的这几大问题就必须得以解决，否则区块链技术将不会的大规模的被进行广泛的应用。第二是刚才讲过的监管问题，监管的完善，未来大范围商用才有可能。

   现有的金融监管如何能应用到区块链的设计和使用中，这里涉及虚拟资产安全和隐私的问题，如果所有虚拟资产公开透明的话，人们是否还愿意把资产上链。

   如何与现有金融系统的对接。银行等机构现有的系统花费了大量的财力、时间等成本，如果让其全部抛弃用区块链来替代显然是不可能的，如何从区块链技术中找到与其对接的点是值得探索的。

   最后，与现有机构运行模式形成价值观的冲突。目前的政府、公司等机构都是以中心化的模式来运行的，未来区块链的治理模式是和其相冲突的，这样就使一部分人容易形成无法理解、接受的情况。如果考虑区块链技术运用到政府等中心化的机构中，也会有一定的阻力。

   但以目前区块链技术发展的情况来看，我们还是应该以比较乐观、宽容的态度来面对，技术的积累与发展都是需要时间的，并且越来越多的主流机构和科技界人士看好其未来的前景。相信目前所面临的问题都会随着技术的发展成熟得到解决。