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区块链零售应用场景分析-技术生命周期视角

2019-12-17 17:08:59

  区块链的本质区块链是一种分布式存储技术,能够在非信任环境中提供去中心化信任机制,从而让多方参与者在没有中介机构的情况下进行安全的信任化交易。区块链是一种在数字化交易中的价值表示与价值转移的技术,降低了信用交易的成本。具体来说,区块链是利用块链式数据结构、分布式节点共识机制算法、密码学加密原理和基于自动化脚本代码的智能合约来生产、验证、存储和传输数据。

  区块链网络最主要的特点是:去中心化、安全性和可溯源。

  (一)去中心化:每个节点都可以维护一个区块链的副本,区块链技术在传输数据时不再依赖中心网络节点,而是通过共识机制来保持多个节点共同参与的整体系统能够良好运转,并保证信息能够真实有效地在区块网络中进行传播。系统中的分布式节点为保证均等的权利和义务,通过数学方法而非中心化的监管中介来构建信任机制。区块链网络的去中心化主要通过四种方式实现:(a)每个节点依据综合标准对每个交易进行独立验证;(b)通过完成工作量证明算法的验算,挖矿节点将交易记录独立打包进新区块;(c)每个节点独立的对新区块进行校验并组装进区块链;(d)每个节点对区块链进行独立选择,在工作量证明机制下选择累计工作量最大的区块链。

  (二)安全性:区块链通过非对称加密原理来实现网络信息的安全可靠。区块链使用基于非对称加密算法产生的公钥与私钥进行数据加密和解密,来满足安全性需求和所有权验证需求。除此之外,区块链中的父区块的哈希值发生改变将迫使子区块的“父区块哈希值”字段发生改变,从而又将导致子区块的哈希值发生改变。而子区块的哈希值发生改变又将迫使孙区块的哈希值发生改变,以此类推,这种瀑布效应将保证该区块链不会被改变,除非强制重新计算该区块链所有改变的区块哈希值。正是因为这样的重新计算需要耗费巨大的计算量,所以一个长区块链的存在可以让区块链的历史不可改变,这也是比特币安全性的一个关键特征。因此从理论上讲,只要避免某个节点掌控全部节点的51%算力,就能够防止其操控修改区块链网络数据。

  (三)可溯源:区块链网络采用时间戳技术实现数据信息扩展过程中的时间维度记录。点对点网络上包含数据信息的新区块产生后会被时间戳打上标记,并按照时间先后顺序相连形成区块链。由于区块链数据不可伪造和篡改,用户可以通过这种链式结构对区块链中包含的数据信息进行追本溯源。

  区块链技术架构图

  区块链技术生命周期预测

  区块链技术的发展可以为以下几个时期:技术萌芽期、技术发展期、期望膨胀期、期望谷底期、稳步攀升期、生产高峰期。

  回顾区块链的发展,技术萌芽期大致发生在2008年到2016年之间,第一代加密货币平台“比特币”诞生,区块链作为比特币的底层技术开始逐步得到各方关注。中本聪于2008年发表论文《比特币:一种点对点电子现金系统》,提出“比特币”及其算法,于2009年发布首个比特币软件,正式启动了比特币金融系统。

  期望膨胀期大致发生在2017年到2018年之间,第二代加密货币平台“以太坊”(英文Ethereum)及其区块链技术获得业界认同。2017年,摩根大通、芝加哥交易所集团、纽约梅隆银行、汤森路透、微软、英特尔、埃森哲等20多家全球顶尖金融机构和科技公司成立“以太坊联盟”。这一期间,区块链技术在全球各地得到热捧。

  期望谷底期出现在2018年,虽然大规模的应用和实际的商业价值未曾出现,但是坚定的拥护者继续推动技术的发展,大众对区块链的热情度显著降低。这一时期,称为区块链3.0的“EOS(商用区块链操作系统)”上线,以太坊也将得到极大改进。

  当前,我们即将迎来区块链技术的稳步攀升期,作为底层基础支撑技术的区块链操作系统日趋成熟?;谇榱吹挠τ萌砑?,将从开发阶段步入正式的上线应用。

  预计在今后五年左右,区块链产业将迎来生产高峰期。各行业将普及化应用区块链技术,商业模式、组织形态、治理机制将大范围出现颠覆式变革。

  当前面临的问题

  在公有链系统中,如比特币、以太坊等,存在吞吐量及存储的矛盾。随着时间的推移,累积的交易数据会越来越大,为了实现去中心化设计的原则,在个人电脑上存储的数据量也会越来越大,对个人电脑造成存储负担。

  在联盟链中,参与记账的节点可选可控,通过资源投入能够改善上述问题。然而,作为智能合约基础支撑的联盟链,运行时会互相调用并读写区块数据,对节点的处理能力造成了一定的制约。

  在数据隐私和访问控制中,存在一些现实问题。现有公有链中,所有数据对于参与方来讲是透明的。虽然比特币通过隔断交易地址和地址持有人真实身份的关联,达到匿名效果,但是如果区块链需要承载更多行业的应用(如借款合同等),会引发诸多监管和执行的问题。

  在区块链的安全性方面,也存在一定隐患。例如公有链不能“关?!?,遇到错误修复或是安全漏洞,将造成非常大的威胁。在未来的区块链应用场景中,可能会出现放松去中心化原则的情况,以提高区块链的安全性。

  区块链零售全链路应用场景分析

  区块链技术发展到当前阶段,核心技术取得了显著的发展,在零售行业的应用应该立足于实际价值清晰的场景。对行业痛点的深入分析、对需求的准确把握,是区块链技术在零售行业应用的关键。

  1、零售行业中如何决定区块链的应用路径

  从区块链技术的核心架构出发,我们总结的典型应用场景,应具有如下特征:多方主体参与、协作效率偏低、信任成本较高,往往需要第三方权威机构提供价值转移的平台和服务。

  从区块链应用的实际价值出发,我们认为成功的零售行业应用,应该着重从以下角度进行论证:POC(Proof of Concepts,概念验证)之外的商业环境分析、外部依赖因素是否会造成障碍、区块链方案的不可替代性。

  诸多区块链项目仅仅停留在概念的验证或可行性的分析的阶段,成功的POC不代表项目的落地,忽视复杂的商业环境会导致某些区块链项目的流产。区块链技术的应用场景,应该充分考虑行业推广的实际障碍,而不是仅是技术方案的完善。在某些行业应用项目中,虽然区块链技术实现了初步的成功应用,然而它不是不可替代的,特别要谨慎的考虑区块链方案的成本,是否比其它可替代的技术方案更有优势。

  从区块链项目的落地类型出发,我们认为技术路线的规划有以下几种路径。

  (一)加入一个区块链联盟:在一个零售生态系统中,区块链应用具有明确的优势,但是需要与多个商业伙伴协作共同创造价值;存在一个合适的联盟,或者有条件发起一个合适的联盟。

  (二)加入一个外部的区块链项目:在某个特定的零售场景中,采用区块链方案具有明确的优势,但无法由一家公司独立创造价值,需要合作伙伴的一定程度的配合。

  (三)启动自己的区块链项目:在某个特定的零售场景中,采用区块链方案具有明确的优势,并且不依赖于第三方,可以独立创造价值

  (四)启动一个非区块链的项目:无需区块链技术,能够以更低的成本达到同样的或者更好的应用效果。

  2、零售全链路场景分析

  根据上述研究途径和分析角度,我们梳理了零售行业中具有实际价值的若干区块链应用场景,包括:反向定制C2M平台、供应链、仓储、支付、数字发票、会员营销平台、海淘溯源、生鲜溯源、共享出行。

  (一)区块链数字发票

  基于区块链技术架构建立新型数字票据业务模式,借助分布高容错性和非 基于区块链技术架构建立新型数字票据业务模式,借助分布高容错性和非对称加密算法,可实现票据价值的去中心化传递降低统业务模式交易依赖 对称加密算法,可实现票据价值的去中心化传递降低统业务模式交易依赖 对称加密算法,可实现票据价值的去中心化传递降低统业务模式交易依赖程度,降低系统中心化带来的运营和操作风险。

  (二)区块链C2M平台

  智慧零售中的C2M模式需要整合多方资源,协调设计、生产、供应链、数据平台、服务等多个环节。区块链技术有助于提高C2M平台的多端协同的能力,会员管理、需求挖掘、定制设计、订单、柔性生产、短周期管理、库存优化、个性化服务等环节,提高数据的可信度、降低多方协调与沟通的成本。C2M的本质是去中间商,让消费者的需求直接指导设计和生产,降低成本的同时,提供更加个性化的产品。区块链的区中心化特点,有利于提高C2M模式中各个协作方之间的信任,从而起到去除中间商的作用。

  (三)区块链生鲜食品安全

  利用区块链技术,将生鲜供应链中的各环节加以整合、加速流通,有效简化周期。通过区块链技术,对进行鉴权,证明文字、视频、音频等作品的存在,保证权属的真实、唯一性。作品在区块链上被确权,后续交易都会进行实时记录,实现全生命周期管理,也可作为中的技术性保障。 区块链上存储的数据,高可靠且不可篡改,天然适合场景。流程中的相关信息,如捐赠项目、募集明细、资金流向、受助人反馈等,均可以存放于区块链上,在满足项目参与者隐私?;ぜ捌渌喙胤煞ü嬉蟮那疤嵯?,有条件地进行公开公示,方便公众和社会监督,助力的健康发展。

  (四)会员隐私数据?;?

  面临着无法跨平台安全共享数据的问题。在医疗服务商之间建立良好的数据协作,有助于进一步提高诊断准确率,改善治疗效果,降低医疗成本?;谇榱醇际?,医疗产业链中的参与方实现对网络访问权限的共享,同时也不会对数据的安全性和完整性造成威胁。此外,随着个人健康数据的不断增长,以中心化方式存储基因、指纹等重要健康数据,一旦发生大规模泄露,将产生灾难性后果。而通过算法确保数据库的安全性,避免单点故障导致数据库整体性崩溃,区块链技术有望为医疗健康行业带来金融级的数据安全保障。

  (五)供应链

  区块链可为经济社会转型升级提供系统化的支撑。区块链+的显著优势在于优化业务流程、降低运营成本、提升协同效率

  区块链技术有助于提升供应链管理效率。由于数据在交易各方之间公开透明,从而在整个供应链条上形成一个完整且流畅的信息流,这可确保参与各方及时发现供应链系统运行过程中存在的问题,并针对性地找到解决问题的方法,进而提升供应链管理的整体效率。区块链技术可以避免供应链纠纷。所具有的数据不可篡改和时间戳的存在性证明的特质能很好地运用于解决供应链体系内各参与主体之间的纠纷,实现轻松举证与追责。区块链技术可以用于产品防伪。数据不可篡改与交易可追溯两大特性相结合,可根除供应链内产品流转过程中的假冒伪劣问题。

  (六)共享出行

  中心化云服务器、大型服务器和网络设备的基础设施和维护方面将占用高昂成本。在去中心化的物联网愿景中,区块链是发生互动的设备间促进交易处理和协作的框架,网络上的每个设备都可以作为一个独立、微型的商业主体运行。

  Visa与DocuSign联合发起了区块链汽车租赁项目。2015年10月,Visa与数字交易管理公司DocuSign联合推出概念证明项目,使用区块链技术记录、保管租车数据,推动汽车租赁过程的数字化。该项目在区块链上为客户创建数字指纹,在链上进行登记,通过分布式账本记录交易,租车协议、保险项目等内容实时更新,简化传统汽车租赁过程中的繁琐步骤。

  区块链与其他新兴技术的结合区块链技术是新一代信息技术发展的关键之一,为智慧社会建立信任机制。区块链技术与人工智能技术、云计算技术、数字化技术、安全技术、物联网技术的深度融合,呈现出整体性、协调性的发展态势,为进一步解放生产力提供重要的信息基础设施。

  1、区块链与人工智能

  区块链技术能够在三个方面促进人工智能的实际应用:提高运算结果的可验证性、提高数据的共享能力、促进分布式计算机制的建立。例如,在供应链金融中,通过共识机制能够保证AI运算结果可验证;通过去中心化存储中,能够打破数据孤岛,使得AI数据不再具有垄断性;使用智能合约管理AI算法行为,推广分布式的计算机制。

  2、区块链与云计算

  区块链技术的去中心存储、不可篡改性和可靠性,能够提高云计算的服务性能,弥补传统云计算技术的不足。

  目前的云计算服务大多是以中心化形式进行的,资源调度和利用都有一定的局限性。利用去中心化存储,比传统云计算达到更好的资源利用率。云计算的服务模式可能会因此而改变。

  3、区块链与信息安全

  信息安全技术与区块链技术深度融合。区块链本身的不可篡改性,保证了数据的完整性。但是当链上出现漏洞的时候这些漏洞往往无法弥补。

  目前,区块链采用多种来自信息安全技术,例如:智能合约安全,DAPP安全,共识节点强化,加密交换安全性,身份和访问管理,节点到节点流量加密,链上和链下数据加密。

  未来,信息安全技术将在以下方面改善区块链的安全性:智能合约安全、共识算法安全、节点安全、数据加密安全、私钥管理、钱包多签名漏洞等。

  4、区块链与物联网

  物联网可以利用区块链来管理机器到机器的通信和支付。物联网部署中使用的边缘计算可以帮助区块链构建大量的共识节点和处理能力。利用边缘计算来训练数据模型,能够找到最佳的AI算法,并从IoT设备收集真实数据。

  另外,区块链可以避免机器被攻击或数据被篡改后造成安全问题;同时,区块链可以保证机器的数据安全问题。苏宁零售技术研究院认为,区块链将可能成为物联网的最底层协议。

  区块链未来发展趋势预测

  区块链技术已经进入3.0时代。虽然以太坊等区块链项目已能满足部分的行业应用开发需求,但仍在以下方面存在改善空间:扩展性、效率、手续费、经济模型等。大规模的商业化落地,当前技术尚面临挑战。针对于此,当前的区块链技术,正在往多链优化、中心化优化、局部化优化、结构性优化等方向发展,升级共识机制,并且完善经济激励模型。

  随着区块链技术的日益成熟,基础设施的不断完善,交易安全性和效率的持续提升,区块链有望从以金融应用为主的时代进入到面向多行业多领域大规模应用的时代。

  区块链未来趋势预测

  在未来,区块链技术的第一个发展趋势,是从小范围的应用转向大规模的生产。随着区块链在各国家、各地区的试点项目的成果,新的生产方式将被大众所接受,区块链技术将在大范围内帮助企业真正实现增值。对零售企业来说,区块链将降低运营成本,提升协同效率。

  区块链技术的第二个发展趋势,是“零知识证明”。零知识证明解决的问题是:以不透露一个论断(statement)的任何信息为前提,向你证明这个论断是对的。区块链的一个核心价值,是去中性化共识,无论是货币交易还是权益证明,所有成员都能看到交易,权益生成便不能否认。这与隐私?;さ男枨笙辔ケ?,“零知识证明”有望很好的解决隐私?;さ奈侍?,这将在零售中可以避免顾客的信息被泄露。

  区块链技术的第三个发展趋势,是资产跟踪工具。区块链将成为一种极好的数字公证书,在供应链中,使用区块链令牌能够表示一项资产,跟踪这个资产在整个供应链中的移动,确保它不会同时出现在两个位置,实现资产的跟踪。

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