区块链-神秘财富的微笑 | 智能制造新概念

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2017年5月22日，Twitter上一个名为Bitcoin Pizza的账号发布了一条消息：“今天是比特披萨节，比特披萨今天价值20,509,958美元！”

图1：Twitter账号Bitcoin Pizza于2017年5月22日发布的比特披萨价格

来源：网络公开图片

相信对于绝大多数人来说，5月22日仅仅是一个普通的日子，但是对于比特币粉丝以及极客圈而言，却是一个破局传奇色彩与喜感的小众节日——比特披萨节（Bitcoin Pizza Day）。很多比特币玩家会在这一天里吃上一份披萨，向美国佛罗里达州的一位名叫拉斯洛·汉耶茨（Laszlo Hanyecz）的软件工程师、最早期的“比特币矿工”致敬。

2010年5月22日，Laszlo Hanyecz在比特币论坛BitcoinTalk上半开玩笑地发布需求，说打算用10000比特币换两张披萨，结果当时年仅18岁的网友Jeremy Sturdivant真的用两张总价25美元的Papa John’s披萨券跟他做了交易！

图2：Laszlo Hanyecz用10000比特币交易获得的两份pizza

来源：网络公开图片

这一举动被广泛视作比特币这一数字货币的首笔交易，彼时比特币报价0.003美元/枚。当时如果你肯花1美元比特币并持有至今，其收益相当于中了一注双色球一等奖……

图3：比特币价格走势曲线

来源：coindesk

从产生到兴起，从默默无闻到人尽皆知，比特币一路走来，虽然几经波折，却仍然缔造了前所未有的神话。作为众多“数字货币”中的一种，比特币究竟是如何产生的，又何以如此如日中天、炙手可热呢？

资本炒作的影响自然毋庸置疑，但另一个重要因素，则是人们对于比特币的底层技术“区块链（Block Chain）”的认可与重视，许多人将其视为能够重塑经济与世界的颠覆性技术，因为它巧妙地解决了一个通讯与互联网领域的难题——拜占庭将军问题（The Byzantine Generals Problem，或Byzantine Failure）

拜占庭将军与分布式系统共识问题

拜占庭是5世纪到15世纪东罗马帝国的首都，拜占庭罗马帝国幅员辽阔，为了保卫国土，多支军队相隔较远的不同地域驻扎并由属地将军统领，但是当时通讯水平落后，无论是日常政务还是对敌战斗，信息传递都只能依靠信使来完成。

当面对实力较强的敌人时，多支分散各地的军队需要在作战行动上保持统一，才能战胜强敌。但是，有一个问题一直困扰着将军们，那就是：将军们无法确认在他们当中是否存在叛徒，而叛徒可能做出“谎报军情、向友军发送错误军情、用错误信息扰乱军情”等一系列行为，从而影响其他将军做出正确的判断和决策，最终导致整体战斗失败。

在这种不知道军中是否存在叛徒的情况下，如何让其余忠诚的将军能够不受叛徒的影响，正确地达成共识，就是著名的“拜占庭将军问题”。

事实上，这个问题并非源自于古老的东罗马帝国，而是诞生于一位美国计算机科学家Leslie Lamport的脑海之中，并于1982年以论文的形式进行了发表。拜占庭将军问题的实质是在讨论分布式系统在缺乏可信的中央节点和可信任的通道的情况下，如何达成共识的问题。

其实，在我们日常工作生活之中，拜占庭将军问题无处不在，在诸如互联网这种分布式系统广泛存在的今天，“叛徒”给我们造成的危害，有过之而无不及。如果把是一份暗藏霸王条款的合同、一个蓄意欺诈的交易申请，或是其他含有恶意的信息比如为“叛徒”，那么我们就是在战场上那些无奈的忠诚将军，而我们所身处的战场，则是对我们当今所处的信息真伪难辨、严重缺乏信任、不得不依赖于所谓的权威与中心的社会关系的悲凉隐喻。

然而，区块链技术的横空出世，却瞬间让拜占庭将军问题迎刃而解。

比特币与中本聪的神秘微笑

2008年末，世界经济危机恰逢凛冬，但麻省理工学院密码学邮件讨论组里，却突然炸响了冬日里的一声惊雷，一位署名为“中本聪（Satoshi Nakamoto）”的神秘人发表了一篇名为“Bitcoin P2P e-cash Paper”的著名论文，并在随后的其他群友的质疑声中，以一封讲述“工作量证明链（Proof of work chain）”的邮件，简洁而完美地解释了破解拜占庭将军问题的算法，瞬间一石激起千层浪！

中本聪在其论文中将他发明的比特币定义为一种完全通过点对点技术实现的电子现金系统，并对其技术实现做了清楚而详实了论证，这篇论文不曾在任何学术期刊上发表，却无疑创造了业界不朽的经典，并被无数极客奉若圣经。

在2008至2010年的网络讨论中，中本聪伴随着他的比特币从理论一步步走向现实，造就了伟大的技术创新，但却在比特币上线后不久，即隐逸于茫茫人海之中，而他的真实身份，至今都是未解之谜。

图4：神秘的中本聪

来源：网络公开图片

远不止于比特币

过往数载，虽然几经沉浮，但比特币的传奇却始终没有落幕，相反，与之相似的同类数字货币，亦如雨后春笋一般层出不穷。据网站coinmakektcap统计，截止2017年7月18日，世界上与比特币相类似的数字货币总计979种，合计市值81,280,976,329美元，其中比较知名的币种包括：以太坊（Entereum）、莱特币（Litecoin）、瑞波币（Ripple）等，如图5所示

图5：总市值排名前十的基于区块链技术的数字货币排行榜

来源：coinmakektcap，

南山工业书院翻译整理

在这些数字货币的背后，支撑它们的底层技术“区块链”逐渐浮出水面。根据维基百科的描述，我们可以将区块链的定义概括为：一种基于加密技术的去中心化开放性分布式账本数据库。显然，这种技术已经远远超过数字货币的范畴，神秘的中本聪无疑从一开始就在谋划一个更大的布局。

从中本聪的技术论证和比特币的应用案例中，我们能够很容易地把比特币的特征概括为：去中心化、不易篡改、开放透明、匿名专属。

1

去中心化

去中心化不代表没有中心，而是指在整个分布式系统当中，任何一个节点都不存在一个强制的中心控制功能，各个节点的权力和义务是均等的。去中心化是区块链技术最突出的本质特征。

2

不易篡改

所有经过系统验证并添加至区块链的信息，都会被永久存储，任何单个节点都不能删除或者回退记录，只能继续追加记录，并且每次记录也都复制到其他所有节点。无法对于整个总账系统的私自篡改，这一特征使得区块链技术具有极高的可信度。

3

透明安全

区块链的软件代码一般来自开源的社区，因而代码中不带有恶意程序或者后门。区块链的所有信息都可以通过授权使得被授权者读取数据，无需担忧数据安全性。

4

匿名专属

区块链技术会自动判断节点之间的数据交互的有效性，因此交易方之间无须通过公开身份的方式获取彼此之间的信任，同时加密技术可以保证交易各方的隐私不被泄漏。

5

共识机制

区块链技术对即将存储到区块链上的数据引入多个参与方确认的机制，在所有参与方达成共识，这样才能进行后续的动作，以免产生由于歧义和不信任带来的麻烦，任何参与方不确认都无法进行下一步。

由于上述优异的特性，区块链技术的发展与创新日新月异，据Blockchain Angeles不完全统计，目前全球基于区块链技术创业的企业共有1175家，且应用已经远远不限于数字货币，而是在金融、银行、物联网，甚至工业、能源领域，都取得了突破性的创新实践。例如，英国区块链创业公司Edgelogic正与Aviva保险公司展开合作，共同探索对珍贵宝石提供基于区块链技术的保险服务；Google DeepMind甚至开始尝试将区块链技术应用于医疗领域。

当然，继金融领域之后，留给人们更多期许的，无疑是区块链技术在物联网领域的创新应用，这一点从世界各大物联网巨头的一致行动上便已可见一斑，如图6所示。

图6：各大物联网巨头在区块链领域布局情况

来源：网络公开信息，南山工业书院整理

区块链之于工业的未来畅想

越来越多的分布式可再生能源，以及市场对于电价差异化的诉求，使曾经一度退出历史舞台的微电网，重新走进大众视野之中，但是颇为尴尬的是，个体用户微电网所产生的盈余能源无法如理想状态中一样共享给其他用户。 

图7：分布式能源示意图

来源：网络公开图片

为了帮助用户有效实现盈余能源的优化配置，美国新创能源公司LO3 Energy结合西门子微电网解决方案以及ConsenSys区块链技术，在纽约布鲁克林区打造了一个点对点交易、自动执行、去中心化的电力交易平台TransActive Grid，安装智能电表的用户之间可以实现能源的共享和交易，并用基于区块链技术的虚拟货币进行结算。

这一成功应用案例，让我们对区块链技术与工业的未来，寄予厚望。

后记

事实上，从技术与应用的角度讲，区块链技术远远谈不上成熟定型，加之效率、吞吐量方面的缺陷，区块链技术距离大规模应用还有很长的路要走。但是，伴随社会各界认同程度的不断深化与社会资源的持续投入，相信在不久的将来，区块链技术能够再越来越多的领域绽放光彩。

注：本词条将在《智能制造术语解读》一书集结发表，特别鸣谢中国电子信息产业发展研究院的支持。

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作者简介

作者

黄昌夏：西门子数字化工厂高级战略顾问兼市场研究经理，南山工业书院研究组，微信号：huangchangxia001

特别鸣谢

感谢IBM软件开发中心业务拓展总经理顾世山先生（南山工业书院研究组）对本文提供的宝贵意见和建议！

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