李啟明、胡浩青：區塊鏈技術的能力侷限與應對措施科技頭條網

文/時任北京銀行博士後科研工作站博士後李啟明，時任北京銀行軟件開發部總經理胡浩青

區塊鏈在全球掀起了前所未有的熱浪，然而區塊鏈技術仍然存在高頻交易支持、節點勾結規避、初始數據保真以及智能合約的法律支撐等方面的能力侷限。本文針對此四方面能力侷限進行詳細分析，以來規避區塊鏈技術的應用風險，保證區塊鏈技術應用價值的體現。

區塊鏈的概念與價值

自從2008年中本聰首次提出區塊鏈概念之後，區塊鏈技術憑藉其難以比擬的優勢迅速獲得了各界的高度關注。在諸多優勢的支撐下，

區塊鏈技術對於全球各行業具有較高的商業價值。高盛投資研究部的研究表明，區塊鏈技術可以簡化證券的清算結算流程，為美國和全球資本市場每年分別節省20億美元和60億美元。根據Jeremy Almond的研究，區塊鏈技術可以每年為全球節省5500億美元的支付成本。興業銀行和荷蘭ING已經完成了基於區塊鏈的石油交易試驗，通過簡化交易流程將銀行處理交易時間從三小時降到半小時以下。在區塊鏈巨大的潛在商業價值驅使下，全球區塊鏈行業投資熱火。全球VC行業對區塊鏈初創企業的投資從2012年的213萬美元猛增到2016年18.2億美元。同時，大量政府機構、技術公司、研究機構也都在加快區塊鏈技術在分佈式賬本、證券交易、貿易流通、商品防偽等領域的應用研究。然而，現階段的主流研究集中於區塊鏈技術剖析和其在各場景中應用的可行性分析，對

區塊鏈能力侷限的相關研究尚且罕見，實際應用中也缺乏對其能力侷限的深刻認識和廣泛重視。

區塊鏈的能力侷限

可以說，區塊鏈是近年來全球最受關注的金融科技之一。在探索區塊鏈技術對各領域帶來的巨大潛在變革的同時，全社會也需要客觀冷靜地認識到區塊鏈技術的能力侷限。

存在“不可能”的三角。區塊鏈技術在去中心化、安全性和效率之間存在“不可能”的三角，即保障區塊鏈系統效率的情況下，必然會損失一定程度的系統共識程度、隱私保密性和系統穩定性。比特幣的工作量證明（POW）僅支持7筆/秒的交易速度上限，而且隨著長時間的運行，目前交易速度僅為3筆／秒左右。儘管，權益證明（POS）和拜占庭容錯算法（PBFT）的採用緩解了POW的低效問題，但實際上是對去中心化的一種退讓。而且，效率最高的PBFT的容錯能力低於POW和POS。另外，當對

區塊鏈系統的信息加密標準提高時，系統的效率會進一步降低。當前，尋求最優的區塊鏈系統性能組合一直是區塊鏈應用過程中的一個重要難題。

無法規避節點“算力”勾結。區塊鏈技術的核心引擎是共識算法。以POW算法為例，區塊鏈系統中各節點對待計入信息進行共識驗證。然而，當某節或者節點群的“算力”強大到足夠對區塊鏈系統具有絕對控制力時，就有引發該節點或者節點群由於牟取私利而產生的道德風險。對於商業用途較大的聯盟鏈，存在這種節點間勾結的風險更大。對於不同的共識算法，某一方擁有整個區塊鏈網絡控制權的條件也存在差異。一般認為，對於POW和POS算法，某一方分別需要至少擁有51%的總算力和總權益（投票權）；對於PBFT算法，需要至少擁有三分之二的節點數。當某一參與方滿足此條件時，就會引發其惡意計入虛假信息或者肆意篡改區塊鏈

數據的道德風險。例如，中國擁有全球最大的四個比特幣礦池（魚池F2Pool、蟻池AntPool、國池BTCC Pool和BW.COM），截至2016年底，他們的總算力之和已經超過全球比特幣節點總算力的70%，從而引起了比特幣社區的廣泛擔憂。而且，在極端情況下，對於POW共識算法，當某一節點利用諸如量子計算機等先進技術或者設備而擁有超一流算力（如算力超過總算力的51%）時，該節點即便不與其他節點勾結也同樣擁有對系統的絕對控制權。

無法保證初始數據真偽。區塊鏈保證的是數據記錄的精確性，而不是數據本身的精確。也就是說，數據通過共識驗證計入區塊鏈之後不會被篡改，或者篡改的難度和成本極高，但是區塊鏈並不能保證數據在計入區塊鏈之前初始狀態的真實性。共識驗證有效不一定意味著真實，區塊鏈事實並不一定等於“真相”。從此角度來看，區塊鏈無法突破其分佈式數據庫本質的能力約束。例如，目前

區塊鏈被認為可以有效緩解供應鏈金融業務中核心數據（如買賣雙方的訂單真實性信息）的不透明問題。但是，對於供應鏈金融的保理業務，在通常只有金融機構、供應鏈中買方和賣方參與的情況下，區塊鏈技術只能確保買賣雙方購銷合同、運單票據和相關發票在區塊鏈系統中可以精確記錄、不被篡改，並不能保證供應鏈中買賣雙方合同的真實性。

智能合約缺乏法律效力。區塊鏈的智能合約包括事物處理和保存機制，以及一個完備的狀態機。在區塊鏈系統中，智能合約可以被理解為用戶之間達成一致的條款，例如買賣合同、權屬轉讓協議和賬款支付協議等。理論上，智能合約可以保證在滿足一定前提條件的情況下，實現事件的自動觸發執行。然而，在目前實際應用中，智能合約尚不成熟。而且，由於沒有自然語言與區塊鏈智能合約代碼相對應，智能合約代碼的執行沒有相應的法律條款支撐，導致了智能約合仍然缺乏法律效力，只能代表法律協議的一部分。另外，現階段資產數字化還不夠廣泛，智能合約缺乏實施的有效憑據，也是其缺乏法律效力的重要原因。

區塊鏈應用的應對措施

針對目前區塊鏈的能力侷限，金融機構以及其他社會主體在利用區塊鏈進行業務改造和升級的過程中，應該遵循以下模式來進行。

合理權衡區塊鏈系統的各方面性能。在選擇和構建區塊鏈系統的過程中，需要充分考慮到共識機制實現的各方面必要條件。對於聯盟鏈來說，需要根據區塊鏈節點參與方的資金實力、主體性質以及自身意願等因素，合理設置共識節點的數量和權限，在保證充分共識的基礎上，將區塊鏈系統構建成本控制在可承受範圍之內；需要根據區塊鏈應用場景的功能用途，權衡區塊鏈系統的穩定性、私密

性、經濟性、拓展性以及吞吐量之間的關係。在系統穩定性和私密性要求非常高的應用場景中，如徵信，需要提高節點數量和運用高級加密技術，在確保系統處理效率可以滿足實際應用的基礎上，優先保證系統穩定性和私密性；在系統效率要求較高的應用場景中，如實時支付清算業務，在保證基本私密性和穩定性的前提下，著重提高系統效率，確保系統效率滿足應用場景當前和未來的交易量需求；在不涉及高機密、強隱私以及大處理量的應用場景中，如知識產權登記交易，可以在保證系統穩定性的前提下，平衡系統其他方面性能。

構建區塊鏈節點間約束機制。避免或者緩解區塊鏈系統中驗證節點間的“算力”勾結，不是區塊鏈技術層面可以解決的問題，而是一種經濟學問題，驗證節點的共識驗證一定程度上可以歸結為“合作博弈”。在“合作博弈”的框架下，可以建立節點間的信息互通機制，檢測共識結果的可能異常情況，通過諸如對異常節點提高

關注和適度提高共識通過標準等辦法，來提高節點間勾結的操作成本；可以構建節點勾結的懲罰機制，通過對不誠信節點採取追加罰款、令其退出甚至法律訴訟等措施，來提高節點勾結的“違約”成本；可以設計節點間的監督獎勵機制，通過實現從勾結節點向勾結檢舉節點的利益轉移支付，提高節點間相互監督的力度。最終，通過全面提高節點間的勾結成本，使其遠遠高於勾結收益，來減弱甚至打消節點間“算力”勾結的動機，使得區塊鏈的合作機制可以良性和穩定進行。同時，為了避免單一節點超一流“算力”極端情況的出現，應在區塊鏈系統層面統籌規劃，設置合理的單節點“算力”上限，適度分散各節點對系統整體的控制力，提高節點通過“算力”獲得區塊鏈系統絕對控制權的難度。

多方合作確保初始數據保真。目前，各界紛紛探索的區塊鏈應用場景基本屬於局部應用，即場景參與方有限甚至只是某一方內部的不同組織機構，對區塊鏈

初始數據真實性的驗證能力不足。從短期來看，初始數據的真偽仍然避免不了現行的人工核實方式，需要對初始數據（如商務合同、運單票據以及相關發票）的真實性進行實地考察。從長期來看，隨著各局部區塊鏈互通和互聯網、物聯網以及電子商務技術的不斷成熟，可以在初始數據產生時（如簽訂商務合同中），利用司法和監管主體的多方聯合電子簽名對數據進行認證，以此來提高待計入區塊鏈的數據的真實性。

多方參與增強智能合約法律效力。隨著越來越多區塊鏈項目的落地、區塊鏈技術被全社會逐步認可以及相關制度體系的不斷調整，區塊鏈技術可能突破局部商業聯盟組織的應用範圍，政府執法和監管機構也將納入到商用區塊鏈系統中。由此，可以在區塊鏈智能合約程序的執行條件中設置相關機構確認的子條件。例如，產權轉讓的合同條件和產權管理相關機構確認條件的同時滿足，才是此產權轉讓智能合約的執行條件。在執法部門和監管機構的確認信息引入後，智能合約便產生了相應的法律效力。儘管

區塊鏈對全社會的潛在變革巨大，但是區塊鏈技術本身並非是萬能的。需要有針對性地採取應對措施，來規避由於對區塊鏈能力侷限的認識和重視不足而產生的潛在問題和風險隱患，最終保證區塊鏈應用項目的價值實現。

本文刊發於《清華金融評論》2017年12月刊，編輯：丁開豔