区块链技术商业化应用的机遇和挑战

*本文来自中国计算机协会区块链专业委员会秘书长祝烈煌为布比新书《商用区块链技术与应用》撰写的序言，略有调整。
1. 区块链的演进及其关键技术
信任机制是商业活动能够有效运行的基础机制，区块链技术有助于避免传统信任机制的弊端，具有很大的商用价值。
传统商业系统的广泛使用基于中介的信任机制，这种机制借助第三方实现不可信用户之间的可信交易，存在成本增加、中心依赖等问题。
随着物联网、人工智能等新技术的发展，信任的场景将从人与人的交互扩展到人与机器、机器与机器交互的更广阔场景，传统的基于中介的信任机制很难满足性能、成本、安全等要求，将成为信息化社会进一步发展的瓶颈。
区块链技术提供了一种不依靠中介机构的信任机制，能够简化交互过程，降低交互成本。正是由于具备这种革命性力量，区块链技术的应用场景已经延伸到数字金融、物联网、智能制造、供应链管理、数字资产交易等多个领域，区块链技术的商业化应用正在快速发展。
区块链技术在数字货币领域的应用使得去中介信任机制成为可能。2008年，随着中本聪发表《比特币：一种点对点的电子现金系统》，一种不需要依赖第三方机构的可信数字货币系统“比特币”走上历史舞台。
截止到2020年5月，比特币系统已经稳定运行11年，市值超过1766亿美元，每天产生超过25万笔交易，比特币成为在世界范围内流通的具有较高公信力的数字货币。比特币系统没有任何政府背书，也没有中心化的实体机构负责网络维护、交易审计等工作，它的成功运行宣告了一种无须中介的信任机制具备了现实可操作性。
受到比特币系统的启发，从比特币底层技术中抽取、衍生的区块链技术成为去中介信任机制的热点研究技术。
本书的前6章对区块链技术的演进、商用探索，以及关键技术进行了详细的介绍和深入分析，包括密码学基础技术、账本结构、共识算法、智能合约，这些关键技术体系构成了区块链的技术基础。
2. 商用区块链的技术瓶颈及解决方案
区块链技术没有局限在数字货币领域，而是将这种去中介信任机制的优势迅速扩展到数字金融、供应链管理、政务民生等众多领域，在用户体量、服务对象、应用场景方面得到快速发展。
在数字金融领域，以中国人民银行推出的法定数字货币（DCEP）、脸书推出的天秤币（Libra）为代表的新型数字货币正在从公信力、效率、成本等多个角度重塑金融基础设施，将把区块链技术的用户体量扩展到以10亿为计数单位的全球用户规模。
在供应链管理领域，利用区块链技术打通采购、生产、物流、销售、监管环节，能够有效降低供应链的成本和风险，目前已经应用在食品、药品、畜牧、工业生产、知识产权等领域，在涉及普通用户衣食住行的各个方面发挥作用。
在政务民生领域，以司法区块链、区块链发票、政务数据共享等为代表的区块链应用正在帮助政务部门解决数据孤岛、效率低下、成本高昂等问题，成为推进数字政务发展的关键技术。
然而，现有的区块链技术还不能很好地满足复杂商业应用场景的需求。
首先，将区块链技术融入现有业务模型的可行性需要评估。区块链系统虽然在公信力、安全性方面有较大提高，但是在性能和隐私保护方面存在不可避免的缺陷，而且区块链系统的技术成熟度较低，系统可靠性还需要更多的测试。这些潜在缺陷将限制区块链技术的适用范围，并不是所有的商业场景都适合使用区块链技术。
其次，区块链系统的可扩展性需要得到显著提升。区块链系统在用户规模、处理效率方面存在明显的短板，很难满足商业应用场景对系统可扩展性的需求。
再次，区块链需要提供简单易行的安全性。早期区块链系统的安全性建立在用户具有较强安全能力的基础之上，通过将私钥交由用户自行保存，区块链系统将安全性的责任转嫁到用户身上，避免了在传统信息系统中服务器被攻击、密码被泄露的危害。然而，在商业场景中，大部分用户都不具备密钥安全管理的能力，让用户直接接触私钥不仅会增加用户的学习成本，而且会显著增加私钥泄露、私钥丢失的风险。面向普通用户的商业区块链系统必须提供简单易行、安全可靠的私钥管理方案。
最后，区块链数据的隐私安全需要着重加强。在早期的数字货币应用中，交易记录公开带来的隐私泄露风险较低。但是在商业应用场景中，很多数据只能够有条件展示，例如，只能给特定账户查看或者只能在特定时间段内查看。能否有效地保护用户隐私安全，将是商用区块链应用必须考虑的关键问题。
上述潜在缺陷涉及区块链系统的扩展性、安全性和隐私保护能力，是遏制区块链落地实践的关键问题。
目前，业界已经从硬件、软件、协议设计等多个方面提出了解决方案，本书的第7章~第9章对其中的关键技术进行了详细的介绍和深入分析，包括扩容技术方案、跨链技术方案、隐私保护方案，这些新的技术体系有望解决早期区块链系统存在的缺陷，满足商业应用的需求。
3. 商用区块链的产品化需求
除了技术层面的限制，区块链技术进行商业化应用还需要提高产品化能力。
产品化能力是指技术体系具备高可用性和高复制性，能快速满足商用需求。产品化能力决定了区块链技术商用化的进展速度。
区块链的产品化通常表现如下：
快速适配能力。通过提供高扩展的底层系统和丰富的场景指南，区块链系统能够快速适应特定应用场景的需求。
可视化运维能力。通过提供详细的节点信息反馈服务，管理人员能够便捷地掌握区块链系统的实时状态，提供稳定可靠的系统服务。
灵活的权限配置能力。区块链系统可以满足不同应用对权限设置的个性化需求。
强大的智能合约引擎。它可以为实现业务的多样化逻辑提供充足的二次开发潜力。
本书的第10章和第11章通过介绍bubichain的技术架构和开发指南，展示了商用区块链系统需要具备的产品化能力。
4. 商用区块链规模化应用的前夜
区块链技术经过11年的发展，已经逐渐走出数字货币等传统应用范围，逐渐向数字金融、物联网、智能制造、供应链管理等商业领域扩展。
目前，区块链技术正处于大规模商业应用的前夜，我们非常有必要探讨商用区块链技术的技术进展和发展趋势。本书从商用区块链核心需求的角度出发，详细地介绍了区块链的产品架构和底层关键技术，并从行业痛点、解决方案、核心价值的角度分析了典型的商用案例。本书对于了解区块链在商业应用场景中的技术定位和落地方法具有很好的参考价值。