為區塊鏈投下信任一票：技術考量及商業影響

趙建良教授

吳記博士

在過去數年，比特幣以及其背後的區塊鏈技術可說炙手可熱，街知巷聞。這兩個用詞在加密貨幣領域雖然常常交替使用，但實質而言，比特幣和區塊鏈卻是大有區別。在本文中，筆者會先介紹比特幣，再重點討論區塊鏈的技術考量，以及所牽涉的信用問題，而後者亦正是一切商業活動的核心所在。

比特幣是加密貨幣界的一項發明，過去數年在商界已大行其道。簡而言之，比特幣是一種不受任何政府或銀行管制的數碼貨幣。任何人只要能夠連接互聯網，就可以使用比特幣交換價值，而區塊鏈則是支撐著比特幣的技術（中本聰，2008 年）。區塊鏈並非新的術語，早於 1976 年，Ehrsam 等人就已率先在其註冊的專利當中使用「區塊鏈」一詞，意指「以鏈串區塊進行訊息檢定及偵測傳輸錯誤的驗證模式」。

區塊鏈因比特幣而聲名大噪，但區塊鏈其實不止於此，這項基礎技術也可以用來支援更多的商業應用。根據維基百科的解釋，「區塊鏈是一串不斷增加的區塊，它們以加密的方式互相串連並受到保護。每一個區塊都包含了前一個區塊的加密雜湊值、時間及交易資料。基於區塊鏈本身的設計，當中的資料是難以篡改的。」

在比特幣背後的區塊鏈是一套開放、分散式的分類賬目，能夠有效記錄雙方之間的交易。區塊鏈技術的主要原理是採用分散式的分類賬目架構，並以工作量證明（proof-of-work）作為共識機制的基礎。這個架構可以創造出一套數碼交易分類賬目，並透過網絡於其他電腦中存檔。這套分類賬目不一定為某一中央機構所擁有，但公共區塊鏈的分類賬目則能夠讓網絡上的所有用戶讀取。用戶想在分類賬目中新增一筆交易時，有關交易資料會由網絡上的其他電腦以加密計算法轉成密碼，再加以驗證。

當大部分電腦都已驗證過近期接收的交易屬有效後，就會在區塊鏈中產生一個新的資料區塊，經網絡儲存於各個互相連接的節點當中。分散式的區塊鏈架構讓公司及個人不必透過傳統中介進行交易，故可減少交易成本及透過第三方處理交易所產生的延誤。此外，由於區塊鏈採用以工作量為證明的共識機制，因此在區塊鏈上的交易既安全可靠，易於審核，而且交易資料不會遭到篡改。最近，業界更開發出以權益證明（proof-of-stake）及重要性證明（proof-of-importance）等作為共識機制。

區塊鏈系統大致可分為公有鏈和私有鏈兩種運作模式。顧名思義，公有鏈可供任何人使用，比特幣便是一例。私有鏈則是由某個行業或供應鏈內一群共事的參與者建立和使用，並不對外開放。此外，亦有一些由行業聯盟共同擁有的區塊鏈，通常稱為聯盟鏈，基本上是由多間機構共同管理的一組私有鏈。

2015 年以來，許多工商機構大手投資，開發區塊鏈應用程式，而它們最為強調的便是公信力。Ethereum、Hyperledger Fabric 和 R3 Corda 是 其中三套廣為人知的區塊鏈系統，用作支援金融以及要求公信力與運算效率兼備的商業應用。表一比較這三個系統的平台、發展商、運作模式、共識機制、智能合約及貨幣。不過，有些研究人員曾質疑 R3 Corda 並不具備與區塊鏈相似的一些特點（Valenta及 Sandner，2017 年）。

Ethereum 是一個軟件平台，開發商可透過這個平台開拓市場、儲存債務或承諾紀錄、根據智能合約（即預先編寫的指令）不經中間人調度資金，例如遺囑或期貨合約。這個平台是由瑞士非牟利組織Ethereum 基金會開發，用家遍及全球。Ethereum 能夠將用戶資料保密，也無須受中央系統控制。

Hyperledger Fabric 是由 Linux 基金會名下 Hyperledger項目所延伸出來的軟件平台。這個平台採用模組架構，將共識機制及會員服務等組件融入現有的商業系統。Hyperledger Fabric 採用區塊鏈框架，運用了容器技術儲存智能合約，將應用邏輯自動化。Hyperledger Fabric 起初是由 Digital Asset 和 IBM 開發的。

R3 Corda 是一個開放源碼平台，專門處理需要嚴加保密的複雜交易。R3 聯盟由逾 70 家大型金融機構組成，共同開發多個分散式分類賬目金融系統。Corda 雖有借鑒區塊鏈技術，亦具備區塊鏈技術的種種優點，但該平台旨在提供區塊鏈基本功能以外的服務，例如讓網絡參與者進行跨境付款及結算。

2017 年的《Gartner 技術成熟度曲線報告》指出，區塊鏈剛渡過了過高期望的峰值（Peak of inflated expectations），正處於泡沫爆破的階段，而區塊鏈實際潛力的真相正慢慢浮現。目前是撥開迷霧，掌握技術真正價值的最佳時機，猶如在股票周期中，現在正是準備好現金等待進場的時機。然而，由於創新科技需要前期投資，各公司現階段應培訓科技人員，制定相關商業策略，為應用區塊鏈技術作好準備。這個成熟度曲線圖雖然屬知名研究顧問機構 Gartner Inc. 的觀點，但對區塊鏈目前所處的發展階段卻頗具參考價值。

我們何時應該以區塊鏈取代傳統的數據庫？許多人都感到難以辨清科技潮流與實際需要。表二比較了兩種資訊科技的基本特色，有助分析區塊鏈與傳統數據庫技術的取捨。這兩者皆具備保安功能：傳統數據庫依賴防火牆，而區塊鏈則靠雙重密碼加密。雙重密碼的優點是能夠為每一筆交易提供詳盡保安紀錄，但資訊的處理量卻相對較低。這正是區塊鏈在現今的快速軟件及硬件設施推出後才得以實際應用的原因之一。在訊息處理速度較慢的環境中，假若高傳輸量是關鍵要求，那麼傳統的數據庫就較為適合。如果防火牆的安全度足夠，也就不必使用區塊鏈了。

傳統數據庫不支援共識機制，因為這些數據庫通常是由某個中央機構管理。與之相反的是，由於公有鏈通常依賴集體決定而運作，故此有設置共識機制的必要。在决定個別商業應用是否使用區塊鏈的時候，共識機制的要求是考慮因素之一，此外，也要注意防止詐騙等其他因素。

傳統數據庫及區塊鏈均可能牽涉內部及外部的詐騙行為。傳統數據庫被竄改而導致股票下跌的詐騙事件時有所聞，而區塊鏈本身的設計就具備防詐騙功能，所以，如果公司的首要考慮是要防止詐騙，而成本及效率都則為次要，那就不妨選用區塊鏈。

區塊鏈出現的初衷，是為了支援比特幣等無需透過中央機構運作的獨立系統。因此，對於聯合國及紅十字會這類管理權不算集中的機構而言，選擇採用這項新技術自然是順理成章。當然，區塊鏈亦可在特定時期應用於如中央銀行等管理權高度集中的機構，譬如在併購等體制轉換時使用，從而免卻機構內部在此等過渡期間所出現的混亂。

區塊鏈的缺點之一是需要大量複製數據，以確保安全及共識機制。有了高速運算的電腦及網絡技術，雖然能夠在比特幣等具備充分獎勵的環境下進行數據複製，但在醫療等其他範疇，過量的數據複製就可能會釀成問題。比特幣之所以成功，亦有賴其數據架構簡單、使用的數據量相對較少。

為了將辦公室工作自動化，傳統數據庫及區塊鏈均已發展出內部機制，以模仿並執行根據既定規則運作的業務程序。在數據庫系統中，這類機制稱為觸發器（triggers）；但在區塊鏈系統中，則稱為智能合約（smart contracts）。智能合約是按編製者的設定去執行業務程序的程式。在 1993 年，電腦科學家兼密碼學專家 Nick Szabo 形容智能合約是「數碼自動售賣機」。時至今日，智能合約的優厚潛力是顯而易見的，而且能夠接收加密貨幣、辦理轉賬或處理其他數據，亦可以執行預先設定的指令。隨著智能合約日漸發展，所執行的業務流程將會更加複雜（此等例子可見諸 Ethereum 等平台），超越觸發器所能模仿和執行的程度。智能合約除了常應用於金融服務之外，也可用於會計、法律、醫療、媒體等行業。

隨著區塊鏈渡過過高期望的峰值，中國舉辦了不少工業及學術論壇，探討區塊鏈技術的發展。2017 年底，工業和信息化部在廣州舉辦了「中國區塊鏈技術及產業發展論壇」，旨在發展區塊鏈技術的標準，並推動區塊鏈技術在各行業的應用發展。同年底，香港城市大學成都研究院的區塊鏈創新中心舉辦區塊鏈學術論壇，吸引了各界學者參加，包括電腦科學、軟件工程、管理資訊系統、經濟、公共行政管理，以及資訊科學。是次論壇探討了區塊鏈技術的推行與應用。

中國企業已開始在各個行業試行區塊鏈技術。許多區塊鏈設施供應商亦應運而生，例如 BCOS 平台、分布科技、Ontology Zero。這些供應商因應企業的基礎建設，用各種編程語言協助企業開發不同的區塊鏈應用程式。最近，中國三大互聯網公司（百度、阿里巴巴、騰訊）公佈了雲端運算服務計劃，有助推動區塊鏈應用程式的發展及推行。

阿里巴巴和京東商城已著手開始透過區塊鏈打擊中國內地的假貨問題。為烈酒、路易威登（LV）手袋等奢侈品提供電子護照，以獨一無二的二維碼記錄產品從產地至銷售地的生命周期。

京東的區塊鏈研究及發展部負責人孫海波說：「消費者希望一切資訊都公開透明及可追溯產品供應縺，以保障食品安全和奢侈品的真偽。這樣，消費者才能確保吃得安心，不被假貨蒙騙。」

區塊鏈會使製造假貨的成本大幅提高，令生產商無法負擔造假的成本，因為要偽造每一件假貨的生命周期是困難重重的。雖然要各個商户將商品記錄轉換成區塊鏈是一個所費經年的過程，但這條漫漫長路已經開始起步，而使用區塊鏈技術的應用程式打擊假貨正是業界所踏出的第一步。

上海萬向集團是中國首屈一指的汽車製造商，現正運用區塊鏈技術經營管理供應鏈，令車廠與供應商合作無間，使交易變得快速、可靠和透明。萬向希望與不同的金融機構合作，為中小型供應商提供財務方案。區塊鏈的應用範圍並不限於製造業。最近，清華大學與 Walmart 及 IBM 合作，以數碼方式追蹤中國豬肉從源頭直到消費者手上的過程。

中國各級政府亦積極使用區塊鏈技術改善公共服務。Factom 正在進行數個項目，協助地方政府發展智能城市的數據基建，並將區塊鏈技術與電子數據服務整合，令政府資訊管理系統更趨健全。政府以區塊鏈取代內部傳統數據庫後，更能妥善管理實物及數碼資產、記錄政府部門之間的往來交收，以及核實公共服務對象的身分。

2015 年 10 月，《經濟學人》雜誌稱區塊鏈為「信任機器」，認為比特幣背後的技術可改變經濟的運作方式。該篇文章說明了區塊鏈為何能夠在沒有政府或銀行等其他中央機構的管理下，處理商界的信任問題。有些意見認為，該文章將比特幣推上了全球商界的大舞台。

區塊鏈現在深受中國重視。2018 年 2 月，人民日報以一整頁的篇幅報導區塊鏈及數碼經濟。以一份全國性的報紙來說，這樣推動某項技術的報導實屬難得一見。可見，區塊鏈是中國目前的焦點政策，目標是將這項技術會推廣至所有產業及企業。故此，商界已打起精神，紛紛研究區塊鏈的應用策略。以此趨勢看來，若說區塊鏈將在未來數年間會對社會帶來多方面的改變，並使社會更公平、更有效率，絕非癡人說夢。

新的技術固然為商界帶來了大量創新及開拓市場的機會，但當中亦牽涉到重大的風險，對不當使用區塊鏈的企業來說尤其危險。因此，企業不得不做好風險管理。我們對於採用區塊鏈的企業有幾點簡單的建議：第一，企業應從潛在收益高的項目入手開發原型，除非別無選擇，否則企業應避免在全盤採用區塊鏈；第二，雖然區塊鏈所帶來的好處無法一一以金錢衡量，企業需要監察區塊鏈項目是否能夠帶來持續的經濟效益。