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构建区块链乌托邦:挑战与希望

密码货币能解决法币的所有问题吗?消费品能很快在区块链上拥有可追溯历史和公平交易的认证吗?我们能否利用分布式账本技术为无银行账户的人们提供金融服务?我们能否实现民主化选举,实现让我们自己掌握个人数据,甚至扭转气候变化的趋势?

在过去的几年里,我目睹了几十个区块链用例,一些承诺以高投资回报率(ROI),一些则描绘了区块链乌托邦的精美画景。我最喜欢的,是那些利用这一技术来做社会公益的人和项目。然而,我自己经常会经历内部斗争,是作为人道主义贝克莱人(喜欢影响社会的项目),还是像那些区块链怀疑者一样,因为知道区块链技术的局限性,便认为大多数区块链用例是不可行的?

在这篇文章当中,我提出了五种影响社会的区块链应用,以及相关的障碍,它们是我们(不仅仅是区块链开发者和研究者)在构建区块链乌托邦的过程当中,必须要克服的。

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一、金融包容和捐赠追踪

金融是区块链最为直观的应用场景,比特币作为一种数字货币,其提供了部分“匿名”属性,且允许较传统金融工具较少的交易费用,此外它还允许高额和微额的交易,并消除了跨境支付的障碍。典型的区块链金融应用包括物联网小额支付、汇款、理赔管理以及证券交易。但是,相比我们这些生活在拥有可靠货币系统和可访问金融服务国家和地区的人们,这个世界上仍有数十亿的人们,他们的生活是可通过密码货币技术得到显著改善的。

假设一位印度女性发现她可以运用自己的技能创办一家小型企业。然而,她并没有初始资金可以应用,而且她是全球20亿无法访问银行/金融服务的人当中的一个,这导致她所在社区的贷款选择是很少的。不幸的是,在印度,债务奴役是很普遍的。我们可以设想密码货币(这些超越大型金融机构和国际边界的无摩擦数字货币),是有助于那些银行服务所无法覆盖到的人们。

也许,在未来,每个人都会用数字货币进行交易。你和我,还有坐落于世界各地的印度女人们,都能够通过智能合约轻松地进行贷款,并准确追踪资金的来源。她将能通过应用内置的信誉跟踪器来建立自己的信誉。参与慈善活动的零售商和CPG公司,可以将他们所有销售额的5%,以智能合约的形式进行捐赠,以便购买这些产品的消费者能够验证并看到其捐赠的影响。请注意,此特定愿景,并不包含密码货币的匿名功能,甚至可能会用到中心化的身份服务。

由于金融是最简单的区块链应用,它也揭示了这种技术存在的最为根本的问题,如果密码货币想要变为主流,它需要变得更快、更便宜、更易于访问。而在今天,这些都不是真实的。

我先谈谈可访问性:假设我们能够让那些拥有智能手机的人都可以访问到金融服务,我们就可以帮助到一小部分没有银行服务的人。

而为了维护这个系统,我们还必须为那些运行节点和验证交易的人支付交易的费用,如果你想要真正地去中心化,这会是一项非常重要的成本增加项。

此外,我们遇到的问题是,当前比特币网络每秒没法处理十几笔交易,而其他大多数密码货币的效果也都不是很好(作为对比,Visa则每秒能够处理上万笔交易)。这里主要的瓶颈是对无需信任共识(参见可扩展性三元悖论)和冗余数据存储的需求。幸运的是,区块链的可扩展性问题,是研究者们最为关注的主题:短期解决方案包括设置更快达成共识的许可账本,或者不使用区块链,而长期解决方案包括权益证明(PoS)共识机制、分片、侧链以及状态通道。

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二、 用于公平贸易、可持续发展和良知消费的供应链

我最初在思考区块链的时候,第一个想到的应用领域就是供应链,当时我认为这是一个独特见解(哈哈)。它也是非常直观的:我们有一个包含特定资产相关所有权历史记录的账本。如果比特币是可追踪的,为什么不将区块链应用到其它的东西身上呢?

也许有一天,我们在超市购买任何产品时,可通过扫描相关条形码,查看其制造过程中的整个历史记录,以及相关存储过程中的温度等信息。通过区块链的数据完整性特性,供应链透明度会成为常态。在客户们的压力下,所以的巧克力棒和拿铁将是公平贸易的,捕捞和水产养殖将是可持续的,假冒药品们将被淘汰,生产纺织品和电子产品的工人们将得到公平的补偿。我们这些发誓不再吃肉,但仍渴望品尝中等稀有牛排的人们,将能够从可持续、人道饲养、无痛处死且其甲烷排放量被抵消的母牛那里得到一磅的里脊肉。这些是多么美好的愿景!

但是,所有的可追溯性都取决于区块链的假定数据完整性,我们认为这会是不可更改、透明和无须信任的。但它实际上只是一个带有哈希指针的数据结构。而其中仍可能存在的问题,在于数据输入过程的完整性:如果仓库工人决定将一瓶口服化疗药物与糖丸交换,而没有人在区块链上记录这些信息(问题是谁会去做呢?),我们就有了不可更改、透明和无需信任的一堆……垃圾。

安全的数据输入(而无需引入可信第三方),这是一项非常重要的任务:大多数理论实施都归结为依赖于使用防篡改设备来进行数据收集。例子包括硬件oracle和加密、防篡改的RFID标签。但即便如此,我们仍然会遇到一些问题,我喜欢称之为葡萄问题:假设你有一个具有成本效益的RFID标签,它与硬件oracle的接近会自动触发区块链的更新。你会如何放置标签,以确保它收集到所有的信息?每箱葡萄放一个?每串葡萄放一个?还是每粒葡萄放一个?在我们解决这些问题之前,区块链对供应链透明度而言几乎没有任何价值

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三、身份和个人信息的所有权

私钥和公钥加密技术的引入,提供了对消息进行一致验证的能力,而无需透露任何有关用户身份的信息。通过添加区块链和共识机制,我们可以毫不费力地就交易和状态数据达成一致,而无需透露这些信息。这些技术可以实现密码庞克们所设想的隐私功能:即能够有选择地向他人透露个人的信息。

虽然我确切地知道我的出生证明、护照和文凭在哪里(或者至少我的母亲会知道),但并不是每个人都有自己的身份证明。区块链在试图获得经济援助、住房和财产所有权、就业和医疗服务方面,造成了真正的复杂情况。我们还听说过很多关于医疗保健和其他服务(如社交媒体平台)数据管理方面的问题:由于数据孤岛、个人数据的滥用以及安全故障等问题的存在,越来越多的人有兴趣重新控制我们自己的个人数据。

自我主权ID和个人隐私的概念,很好地融合到了一起:愿景是每个人都拥有可在任何地方进行验证的数字身份,并且与该身份相关的所有数据仅属于所有者。而授予他人特定数据的访问权,也在所有者的控制范围之内。当前,有一些区块链公司提供了数字钱包和借贷平台,并使用了生物识别信息将数字身份与现实世界联系起来,这是一种不会丢失或被破坏的东西。其它公司则提供安全处理个人数据的服务,并充当第三方认证者。

我们将从这样一个系统中受益:在该系统中,我们掌握了访问我们个人数据的密钥,并有选择地将访问权限授予各种实体。例如,当你看到医疗专家时,你可以授权他访问与你相关的健康记录,并且可立即实现。你也可以决定向研究人员提供非身份识别信息,以调查您患有此病症的遗传易感性,或者你可以把这些信息给药物公司,使其可开发用于治疗所述疾病的药物。而你,可能因提供数据(不包括身份信息)而获得报酬,而且大量数据可大大加快医疗进步,并提高医疗服务提供者的能力。

请注意,关于这些问题,是否可通过区块链或纯粹的协调和密码学技术来解决是存在争议的。我认为区块链可以在访问管理和激励结构中发挥作用。

HIPAA,这是一个诡异的首字母缩写词,它的意思是任何无法保证敏感数据隐私和安全性的应用,都是不可接受的。由于区块链具有去中心化的结构,我们当中有很多人喜欢宣称区块链没有“中心点”。然而,区块链是一个高度对抗性的环境,如果我们坚持“代码即是法律”的意识形态,任何成功发现漏洞的黑客,都有权从相关漏洞中提取所有的奖品。当然,由于比特币存在的假名特性,在我们鼻子底下进行51%攻击其实是很容易的。

开发人员显然必须保持警惕,并严格测试应用,在这个阶段,安全仍然是最主要关注的问题,保持项目开源对于提高生产力而言是非常重要的。

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四、投票、言论自由和抗审查

鉴于密码货币存在的匿名性质,它们被广泛认为是一种抗审查的工具。各种新闻服务都希望利用区块链来支持、激励当地社区和政治不稳定地区的新闻人员。通过匿名密码货币,我们不仅可以实现言论上的自由,还可以实现资金使用上的自由。

我相把重点放在区块链的投票应用上:一个去中心化的投票平台,它不会受到政府的腐蚀,其保留了民主,同时可让选民保持匿名。选民可以使用某种形式的身份验证(就像我上面描述的那样)进行注册,匿名地进行投票,然后验证他们的投票是否被包含在选举结果计算当中。理想的情况下,整个过程是去中心化的(如果可能的话),它不会受到选民政府或外国政府的影响。而其存在的好处,除了可访问性,还可以减少人为错误和投票过程中存在的欺诈问题等。

然而,投票应用还存在着很多问题。投票系统的部分问题在于安全性:去中心化的投票平台(包括数据入口点)必须严格比现有投票流程更值得信赖,这样才能被选民所接受。此外,这里还存在另一个更为简单但非常重要的问题,我多次听到过基于区块链的投票系统,将更为容易地被选民接受,并且可增加选民投票率的说法,这是一个很好的想法,但我总是恭敬地请他们向我展示一个比传统应用更加对用户友好的区块链投票应用。然而,这并不是一件容易的事。

当区块链创业公司向我征求意见时,我会说:“请聘请设计师。” 很多区块链应用的 UIUX通常是低于标准的,我所指的不仅仅是带有动画按钮的漂亮网站。区块链行业需要更多了解如何创建出好用户体验的人才,他们可以使得区块链变得无关。这句话是什么意思呢?当下出现了一系列神奇的词汇,它们似乎可解决很多问题,“分布式账本”、“拜占庭容错共识”、“高级加密协议”……没有人会使用通信协议和数据结构的名称来销售他们的网络产品。当流行语被抽象出来,并且我们所看到的是更好的用户体验时,我们就会知道我们已经从炒作阶段,过渡到有意义的技术进步阶段。

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五、能源和环境

我不打算谈论比特币所耗电力超过智利这一话题,而且我也不打算谈论中国有多少矿池的能源是来自煤供电。但我知道这些问题。也许区块链可通过促进当今相关的能源问题来实现自我救赎:激励可再生能源的生产和使用,以及抑制碳排放。

目前可行的小规模应用是安装微电网,例如可用于本地供应能量的独立屋顶太阳能电池板,这在自然灾害期间尤其是有益的。这样的能源生产者,可使用密码货币(很多合理的物联网区块链应用案例之一)的方式实现与消费者进行直接交易。

更大规模的应用,包括大型电力供应商网络,提供有关其能源数量和类型的数据,以及电力消费者在一天、一周、一个月和一年当中的相关数据。这些数据可被用于设计一个激励结构,用于在不同时间调节能源使用的碳强度:例如在下午1-4点的时间内为你的电动汽车充电,在当天的低需求时间因使用更多的太阳能而获得奖励,或者等到晚上10点(需求通常很高并且大部分电力来自化石燃料)并支付相对更多的费用。

碳信用已经为减少温室气体排放提供了激励结构,并开始阻止气候变化的发展。碳信用和碳补偿的通证化可以提高相关透明度,易于转移并提高系统的完整性。由于每次购买都会对环境产生一些影响,消费者或有朝一日能够跟踪其行动所留下的足迹,并采取行动来抵消这些行为。碳抵消可以直接嵌入到产品中,因此消费者可自动参与到为回报地球母亲而进行的努力当中。

但这里存在着一个整合问题:大多数区块链应用仅在每个人都使用它时才会有效。互操作性是其中的一部分。很多不兼容的平台难以采用,锁定的生态系统阻碍了生产力和创新。此外,还存在着各种整合障碍,其中包括迟滞的行业(由于安全性较创新的次序更优先)、保守派立法者,以及已存在或尚未存在的法律法规等原因。而消费者也会因为丝绸之路和门头沟(Mt. Gox)这些负面事件而对区块链技术犹豫不决。我会说,这一切都是非常合理的,但它们也都是可以被解决的。可能的解决方案包括教育,来自同行的压力,更多的教育,政府的授权,以及更多的教育。

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六、结论

在区块链学习曲线当中,我们可能会对当前技术的局限性感到绝望,是否有任何可行的应用?也许你觉得这些诱人的区块链愿景都是不可行的。或许你和我一样设想了区块链乌托邦,但不确定如何构建它们。希望我已经说服你,这些的确是有可能的,但在我们抵达那里之前,我们还有一些障碍需要去克服。

区块链的挑战通常被分为三类:技术缺陷源于这项技术新生的本质,非区块链挑战显著影响区块链应用的有效性,以及整合存在的障碍。

这是什么意思呢?你不必成为一名区块链爱好者,甚至不必成为一名开发者来帮助我们应对这些挑战。设想你自己的区块链乌托邦,然后去构建它。

关于作者:Gloria Zhao是伯克利大学区块链协会的主席,她是加州大学伯克利分校的计算机科学和心理学专业的学生,同时她也是区块链基础这门伯克利大学EECS本科课程的讲师。

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