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区块链是什么?为什么连美国国防部都抢着投入?

zlzhuzhao 2019-1-23 10:31

区块链(BlockChain)一词源自比特币(Bitcoin),最早出现在 2008 年署名为中本聪发表于网路上的论文,其题目名为:「比特币:对等网路电子现金系统(Bitocin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System)」,论文内描述了如何运用对等网路架构创造出不需要依赖信任的电子交易系统(Nakamoto, 2008; Brito & Castillo, 2013; 维基百科, 2016),而中本聪于 2009 年 1 月运用开放程式原始码的比特币客端软体,产生了第一个比特币区块(Genesis block),获得第一批的 50 个比特币(Benjamin Wallace, 2011)。比特币发行迄今,仅于 2010 年发生一次比特币协议漏洞,但此笔交易不到一小时就被发现且删除,整个网路也更新为新版的比特币协议(维基百科, 2016)。

区块链技术让比特币能够透过自动化的手段发掘金融交易的异常,并可即时修正协议的特色,让区块链技术被视为翻转现有金融体系的一项革命性技术。为此,摩根大通、巴克莱银行、高盛集团、西班牙 BBVA 银行、澳洲联邦银行、瑞士信贷集团、道富银行、苏格兰皇家银行和瑞士银行等九家全球知名金融机构于 2015 年共同投资成立新创公司 R3(註 1) ,制定区块链技术应用于银行业之产业标准与协议(Oscar Williams-Grut, 2015),迄 2015 年底已有 42 家大型银行加入(Wikipedia, 2016b; 彭采薇, 2016) 。

台湾金管会为了保持台湾金融体系安定,维持金融体系的竞争力,于 2016 年 5 月公佈以 2020 年为期之金融科技发展白皮书 ,试图透过活用金融科技方法,从应用、管理、资源、基础等 4 个面向,共列出 11 项应优先发展或强化项目,而区块链技术就是台湾重点的发展项目。

区块链技术是什么?

区块链是一种分散式的资料库,最初被应用在比特币上,为一种去中心化交易平臺的概念性验证,採用密码学技术来控制货币的生产和转移,属于一种加密电子货币,所有的成员都能够参与电子货币的验证交易和记录电子货币,在货币的交易过程中不需要再通过任何金融机构或第三方的机构进行担保与验证(Wikipedia, 2016a; 辜腾玉, 2016a)。区块链维护着一份连续不断的交易纪录档,每一笔资料被称为一个区块(Block),单一区块内可以包含一笔以上的交易资料,任一个区块均会与另一个区块连结,区块上会有一个独特的杂凑值(hash),通过区块间的彼此验证,将每一个区块彼此连结形成了链(Chain),换言之,区块链就是由多个区块组合而成的一个资料链(黄保翁, 2016)。区块链中的每笔区块一旦产生即无法更改,每一笔资料都能够透过连结找出所有可靠的歷史资料,资料会分散于每一个节点,而资料库的完整性则由所有节点共同维护。

区块链随着比特币出现后经歷了几个不同的阶段,常见的分法将比特币的应用视为区块链 1.0,主要为数位货币之应用;区块链 2.0 则开始导入合约的概念,开始出现了智慧资产、智慧契约等应用;区块链 3.0 则强调了应用,透过更复杂的合约概念,将区块链技术应用于政府、科学与文化等领域。(Jackson Kuo, 2016; William K. Santiago, 2016; 辜腾玉, 2016b)。

市场对于区块链应用的看法

区块链的核心是一套加密演算法,设置一套复杂的公钥与私钥机制,系统将线上金融交易资料、其它人的帐目存放于参与者的电脑系统,但参与者仅能交易自己的资产和浏览自己的帐目资讯。区块链具有共享帐目机制、交易发生时即自动嵌入的智慧合约、参与者掌握所有资讯却又能保有隐私权与在网路内进行每一笔资料的交易验证等构成要素,且随着参与者增加还将会降低营运成本(IBM, 2016)。换言之,以区块链做为信任基础之金流模式,随着愈来愈多人的参与,将可能实现零边际成本

比特币自 2009 年迄今,以区块链作交易的信任基础,透过分散式区块进行交互验证,其安全性甚至优于以金融机构为担保之模式,且交易的速度更为便捷。以跨国匯款为例,过去传统银行 SWIFT 网路完成跨国匯款至少需要花费 2 天以上,但比特币完成上述之交易仅需要花费 10 分钟。除了效率的因素外,将区块链技术应用至金融服务,还可缩减供给方和需求方之成本。供给方为金融服务的营运成本,包含资讯机房营运费用、大型资料库使用与维护费用、资料备援成本、甚至银行从业人员成本等,区块链技术的使用可减少此部分的花费。

而需求方的成本即意指客户之交易成本,区块链技术交易、验证全由系统自动完成,不需人工审核,可以减少客户的等待时间外,也可以降低人工交易手续费,若再加上具难以窜改之特性,更可让客户免于受到数位金融犯罪侵害。因此除了 R3 的产外标准与协议外,IBM 也结盟 Linux、Intel、Cisco、摩根大通与伦敦证交所等,组成开放帐目专案(Open Ledger Project),共同打造开放原始码的区块链架构(彭采薇, 2016)。

区块链在金融机构与软硬体科技公司的投入,将提高其安全性与交易性能,进而让客户享受更佳的金融服务与安全保障。近期有新创公司将区块链技术应用至不同的领域,试图以分散式存取概念改变过去强调集中管理的资料的应用架构。

美国 DARPA 想用区块链做些什么?

DARPA 成立于 1958 年,现今为美国国防部国防先进研究计画署(Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA),是隶属于美国国防部的重要研发机构,主要任务为避免美国遭遇技术突击(Avoid technological surprise),并以创新科技维持国家安全,确保美国军事的技术优势。

DARPA 的科技研究投入,主要聚焦于与军事概念连结性强的高收益(High Pay-off)项目,科技投资标的必为高挑战、高风险项目,但不限于纯军事需求(Lawrence H. Dubois, 2011)。DARPA 过去投资的 GPS、ARPANET 等技术项目,对于现今社会造成了深远的影响,因为其核心技术投资策略为「强调在今日实现未来技术」,实现的方式大致分成两种:

(一)透过投资让研究概念形成原型系统,再推衍下一阶段的技术概念;

(二)由当前的技术概念推衍下一个阶段的技术,并进行技术投资。

DARPA 的技术项目投资由专案经理主导,因此专案经理必需清楚地了解军事需求,体认军方为技术的顾客,并针对军方的特定需求找寻对应技术、想像推衍未来的技术,透过各种新颖技术导入,解决军方的问题

DARPA 的技术投资重点是解决军方的问题,客户首重军方,让美国军方能善用各式科技,保持着国防的领先。军方科技的来源,除了自研开发外,也可採用将一般民众的科技军规化进行导入。

资讯传输的安全与否,将影响着国家安全或军事活动的成败。国防重地内虽可以透过封闭式的资讯传输架构,提升安全性,然而在军事的应用上,资讯传输的终端客户并非均位于封闭式网路内。在开放式环境的资料资讯传输中,密码学被广泛应用,但过去通常採用集中式的系统,通过复杂的验证机制后,情资人员或使用者方能于开放式的环境中取得部分的资讯。然后,集中的通讯系统,其资讯的传输路径易于被掌握,进而导致资讯在讯号转接的过程中被窃听,而分散式的系统将可大大减少被掌握资讯传输的路径导致资料外洩的问题。

在区块链技术演化至第三代后,其技术应用似乎能够提供安全与可靠的通讯安全机制,因此 DARPA 在 2016 年 4 月展开了安全资讯平台的小企业创新研究(SBIR)专案,以小规模投资的方式,试图测试区块链技术是否能活用分散式存放与加密机制,打造开放且具私密性的资讯交换平台,因此强调投标之专案至少需包含下述技术规范但不限于(王宣智, 2016):

.传输协定

.多种应用程式之讯息加密协定

.客制化之区块链技术(Blockchain),实现资讯解构与重构、讯息传输去中心化

区块链技术是否能够提供安全的讯息保证,在军事用途上的应用范围为何?仍具有许多的不确定性,若能实现让使用者从建立、传输讯息与接收讯息过程中,讯息都受到安全保障,每个人都能够透过开放的网路空间,安全的进行情报传递、资讯交换或任务的接取,不用担心资讯被骇客窃听或窜改传递的资料等相关的目标,其后续对于国防上将带来重要的影响。但 DARPA 注重的不是技术本身,而是在于目的是否能够达到,区块链技术既然在金融上可实现安全且具隐私的金融交易行为,那就值得投入资金尝试其在通讯应用上的可行性。

在计画规模的选取上,DARPA 採用小企业创新研究(SBIR)专案类型,透过投资中小企业的研究,开发雏形系统,即使无法达到解决国防通讯安全的问题,但至少也达到了推进技术发展,实现未来可能技术的目的。

区块链技术未来的发展

区块链技术在全球均专注于它对金融市场、银行体系将产生大改变,影响国家金融体运作模式的时候,DARPA 身美国重要创新科技投资之指标单位,对于各式新兴技术均保持着乐观且开放的态度,故 DARPA 透过 SBIR 专案投入去中心化通讯协定相关研究,试图透过技术投资,实现能够透过公开的网路传输,却不用担心被窃取或窜改资讯安全通讯平台。资安顾问研究公司 Trail of Bits 的创办人 Dan Guido 对于 DARPA 以 SBIR 计画类型试图实现资讯安全平台技术,认为其野心过大投资过少,质疑其投入相关技术的决心(Lorenzo Franceschi-Bicchierai, 2016)。

但 DARPA 的客户为国防部,其技术的投资重点非着眼于技术的推动,而在于解决美国遭到技术突击、解决国防与国家安全的需求。在观察 DARPA 的技术投资时,不能过度侧重技术本身,而是需要细想 DARPA 试图解决的问题,因为问题导向、目标导向的思维已深植于 DARPA 专案经理的思想。本文虽然介绍了 DARPA 的技术投资策略「让未来科技在今日可用」,但仅记不能将手段当成目标,而是要知道自己在解决的问题,从众多的技术中找出最适宜者。

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