2018年11月，美國國際戰略研究中心(CSIS， Center for Strategic and International Studies)發布報告《Harnessing Blockchain for American Business and Prosperity-10 Use Cases， 10 Big Questions， 5 Solutions》(《利用區塊鏈實現美國商業與繁榮：10個案例、10個問題、5個解決方案》)。

時至今日，區塊鏈不僅已經應用在具體的行業領域中，并且許多財富前500的企業和政府機構都在應用區塊鏈技術。區塊鏈初創企業的股權交易也從2013年的50筆9800萬美元增長到2017年的144筆6.4億美元。

報告中詳細總結介紹了區塊鏈改進醫療、制造業、運輸業和農業等領域的10個案例，并將區塊鏈相關的10個關鍵問題進行回答，集中回答了區塊鏈的安全性等關注度極高的問題，最后報告提出5項用于改進區塊鏈生態的政策應對措施。

一、區塊鏈改變經濟的10個案例

區塊鏈催生了無數的商業想法、應用，并且已經應用于醫療、制造業、運輸業和農業等領域。另外，許多財富前500的企業和政府機構都在應用區塊鏈技術。區塊鏈初創企業的股權交易從2013年的50筆9800萬美元增長到2017年的144筆6.4億美元。

下面介紹區塊鏈技術應用于不同企業或領域的10種方式。

1、在全球供應鏈中追蹤商品(商品溯源)

消費者對食品安全和倫理的擔心促使企業對供應商、供應商的供應商和其他來源的原材料、組成部分等進行追蹤。比如沃爾瑪的視頻安全總監Yiannas就花費數年時間從農場、工廠、到沃爾瑪的商店來追蹤水果、牛排和蛋糕，就是為了能夠快速找出沙門氏菌爆發這類問題的源頭。這一過程非法復雜，而且非常耗時。Yiannas使用區塊鏈來進行產品溯源和追蹤后，效率得到了很大的改善。對商品的溯源時間從將近7天縮短到2秒鐘。

在制造業，區塊鏈可以增強復雜供應鏈的協作和流水線化。以汽車為例，汽車是由來源于世界各地的30000多個部件組成的。如果制造商可以看到供應鏈中2級、3級、甚至4級供應商和原材料的流動，就可以降低協作的費用和時間，提供給消費者更便宜的產品。歐洲的空客公司就使用區塊鏈來分析供應商和其他組件的源頭，并與合作商共享收入。這些數據幫助空客減少飛機零部件修復的時間和費用，可以讓飛機更加準時地將乘客送往目的地。

2、確保3D打印的質量和追蹤

3D打印重塑了美國的制造業，有超過50%的美國制造業企業使用3D打印技術進行原型部件和最終產品設計。區塊鏈可以解決工業制造業中3D打印存在的質量、溯源、知識產權問題，從而推動3D打印技術的市場應用。使用區塊鏈可以加密生產過程中的數據，使企業可以保證和驗證產品的質量。

3、創建個人一生的一站式醫療記錄

區塊鏈對美國復雜的醫療系統有很大的影響。比如醫療區塊鏈可以追蹤一個公民的完整醫療歷史，包括用藥記錄、疾病史、受傷情況，可以幫助用戶病人控制自己的數據。如果公民換了工作、或者保險項目、去別的州工作，他的醫療記錄都不會受影響。區塊鏈還可以改變保險支付方式：如果診所確認病人已經被治療過，智能合約就可以觸發保險責任范圍，以預防欺詐或不準確的保險報銷。

4、使貿易物流流水線化

截止目前，國際貿易交易中的所有參與者，進口商、出口商、托運人、銀行等都在維護自己的與交易相關的文檔。這些文檔數量多，如果有修改，維護起來非常麻煩。區塊鏈就可以解決這個問題。Maersk(海運集團)與IBM一起創建了一個多方參與的基于區塊鏈的完整的貿易生態系統平臺，在平臺上倉庫、貨運代理、港口、海關、出口商、進口商等都可以在一個數據交換平臺上進行互操作。所有的參與者都可以看到完整的交易，訪問相關的文檔，共享數據和信息，每個人看到的數據都是實時更新的。而且系統中的數據是安全的，在沒有其他用戶參與的情況下，單個用戶無法修改、刪除、添加任一區塊。

5、促進和保障海關貿易

每天有幾百萬產品到達美國海關，而預測分析和機器學習這樣的新技術已經應用到全世界的海關機構：

• 新加坡海關利用機器學習模型識別出了香煙逃稅的問題，原因是商品申報的重量比以往重量輕。
• 許多區塊鏈已經在英國、韓國、新加坡等國的海關管理機構中測試了。
• 區塊鏈對英國尤其有用：英國脫歐后，其海關申報從5500萬增長到2.5億，英國的現有軟件程序無法處理這么大量的數據。區塊鏈可以幫助解決這一情況：區塊鏈可以幫助對產品進行溯源，確定商品的來源和適用的關稅。
• 區塊鏈記錄也可以實時、安全、透明地共享給英國的邊境管理局來分析商品安全、知識產權等問題。還可以減少邊境管理局的成本，使產品更加便利地通關。

6、防止選舉舞弊和確保選民身份

2018年5月，美國西弗吉尼亞州(West Virginia)成為第一個允許使用區塊鏈技術進行互聯網選舉的州。選舉是區塊鏈技術最有潛力的應用領域之一。其安全性和身份保護機制可以減少詐騙，幫助選民相信他們的選舉是匿名的，而且隨時可以看到結果。而且使用區塊鏈技術進行選舉的話，每個人只能投一次票，投票的結果是不能更改的，每個選舉點都可以實時看到選舉的結果。區塊鏈因其分布式的特點，可以使用黑客攻擊變得更難。因此，區塊鏈在選舉中的應用是非常有潛力的。

7、農作物保險

保險是一個巨大的行業，但是定制化的策略在一些領域是無法實現的。比如，適應農民需要的定制化的農作物保險策略仍然太貴了。但區塊鏈可以自動化決定觸發哪些條款的過程可以減少整個過程的成本費用。Etherisic公司就使用區塊鏈技術來自動確定哪些條件滿足農作物保險的條款，并立即創建支付。

8、創建能源生產者和用戶的網絡

幾十年前，許多企業都引入了智能電網來平衡電力生產和使用的不平衡問題。其中一個催化劑就是用戶安裝了太陽能，自己可以產生能源，還可以交易超出的部分。區塊鏈也可以用于智能電網的優化，尤其是用作能源生產者-消費者或“專業消費者”之間的非中介能源交易平臺。比如，德國南部區域需要來自部門區域的電能，但北部的電網無法處理電能的激增或對其進行運輸。平衡電腦的成本超過12億美元每年。TenneT就在使用區塊鏈技術來解決這一問題。每個家庭都安裝了智能軟件，可以實時對電網的變化做出反應：如果電網欠電，用戶可以將多余的電充進電網，如果電網電量太多，可以對用戶的電池進行充電。區塊鏈都所有產生的事務(交易)都有安全日志。

9、創建可以自己運行的智慧城市

美國有上百個城市已經使用智慧城市應用來管理交通、應對犯罪、傳輸能源、預警污染等。這些智慧城市應用的背后是連接傳感器和其他工具來獲取城市相關數據的物聯網(Internet of Things)。區塊鏈可以放大物聯網對城市運行的影響，使城市更加自動化的運行。

比如，迪拜就將區塊鏈應用到城市服務當中，計劃到2020年超過1億的政府文檔都會使用區塊鏈，包括簽證申請、賬單支付、許可證續領等。區塊鏈技術還能將“權力交給人民”，使每個人都參與與他人的直接交易中。比如，迪拜的區塊鏈系統可以記錄所有房地產合同，連接房主和房客來支付水電、通信等費用。

10、貨物到達時自動支付

國際貿易金融(trade finance)要確保來自B國的買家收到來自A國的賣家的產品后，賣家可以馬上收到款項。有些買家和賣家非常熟悉，彼此信任。因此無需貿易金融：賣家信任買家，相信他在收到貨物后會進行支付。

但大多數情況下，不會有這么長期的交易關系。賣家經常會面臨一些不確定性：不清楚買家什么時候會支付，也不清楚買家是不是會支付。所以就有銀行、保險公司等為企業貿易做背書，但賣家仍然不能完全確保買家一定會支付。日本之前就出現過這種詐騙事件。

區塊鏈的出現和應用改變了這一情況，交易相關方都可以實時訪問同樣的數據和數字化的文檔。而且文檔不需要存儲在多個數據庫中，只需要保存一份就可以了。如果使用智能合約的話，當傳感器通過貨物標簽了解到獲取到達買家后，就可以自動觸發付款流程。基于區塊鏈的支付系統比傳統支付系統要快很多，就像發郵件一樣，幾秒鐘就可以完成整個支付流程。Singapore的DBS和斯坦福的Chartered都證明了這種基于區塊鏈的系統的可行性。

區塊鏈還可以改善供應鏈金融(supply chain finance)，賣家可以更快地收到買家或銀行支付的款項。智能合約可以自動觸發銀行到賣家的支付進程，如果整個供應鏈都使用區塊鏈，那么各相關方的支付就都是可以自動化、數字化、端對端和加速的。這可以增加各相關方的現金流，減少供應鏈中的金融漏洞，促進企業的發展。

二、區塊鏈相關的10大問題

1、如何確保區塊鏈中的數據的真實性和不可改變性?

都說區塊鏈中的數據是不可變的，那么真的是不可變的嗎?區塊鏈會被黑嗎?答案是有可能，但可能性不大。因為每個區塊鏈都是用戶經過合約建立的。也就是說每筆交易都經過了多次驗證，區塊鏈中的加密也確保了記錄不會被逆向。但區塊鏈也存在三種類型的漏洞：

一是對區塊鏈系統的訪問。設想一個使用區塊鏈應用的城市，那么誰應該有權限來訪問其中的數據呢?應該部分訪問還是全部訪問?如果政府或企業在應用中存在單點失效(single point of failure)，那么問題就非常嚴重了。為了解決這些問題，區塊鏈管理員需要平衡許多問題。其中一個問題就是安全性和可訪問性，另一個是是區塊鏈管理員要保護一些非機構化的數據。

第二個漏洞是區塊鏈也可能會被攻擊和劫持。如果有51%的鏈被攻擊者控制，那么就可以對區塊鏈進行惡意修改。密歇根州已經提交了一個法案來對非法修改區塊鏈數據進行處罰。

第三個漏洞是胡亂輸入和胡亂輸出(garbage-in-garbage-out)的問題。如果輸入到區塊鏈的數據是不準確的怎么辦，比如最開始的醫療記錄是不準確的或涉嫌欺詐的。其中一個方法就是在創建數據記錄時用機器來取代人。

2、誰擁有和管理區塊鏈?誰對產生的問題和損失負責?

• 區塊鏈是去中心化的，那么誰來維護呢?
• 是不是需要像網站那樣去維護呢?

答案就是技術本身。

因為區塊鏈不是由中心化的權威機構來運行，而是由所有區塊鏈的用戶來運行。在無需許可的區塊鏈(permissionless blockchains)中，區塊鏈是負責運行的社區所擁有的。但這又出現了一個新的問題，用戶在運行區塊鏈而沒有人擁有它的情況下，誰來負責?在許可(permissioned)區塊鏈中，運營區塊鏈的實體是可以決定誰有權限來訪問區塊鏈。在許可區塊鏈中，manager(管理員)負責維護網絡，但是由使用鏈的用戶來決定連接、接收新的數據記錄。

3、智能合約真的智能嗎?

智能合約觸發了約定責任的完成。這種自動化的約定功能并不少見。但復雜的合約需要多方參與來完成約定責任。許多銀行、律師這樣的中間人需要驗證事件是不是真的產生了，然后執行下一步。智能合約就是為了解決這樣的任務而生的，智能合約用外部的數據源來確定什么時候執行合約。數據源叫做Oracle，會告訴智能合約事件是真的發生了。

但智能合約并沒有我們想象的智能。首先，智能合約只與合約設計的智能相一致。而且，合約設計者的假設和合約實現和執行有一定的差距。其次，攻擊者也是可以偽造和修改記錄的。研究表明區塊鏈存在漏洞，大約有3.4%的以太坊智能合約也存在漏洞。

4、區塊鏈是否會存在身份竊取?

社交媒體中有3%的用戶是假的，那么可以在區塊鏈上創建假的賬號嗎?

區塊鏈上的身份會被竊嗎?

這里存在大量的問題。互聯網是在沒有明確和可證明的個人身份的情況下建立的。當然也可能會有一個由政府運行的數字身份庫。許多政府已經為公民創建了中心化的數字ID，然后公民可以用數字身份來選舉、納稅、開戶等等。但這種數字身份是中心化的，區塊鏈可以解決關于身份竊取的擔憂。區塊鏈可以將身份憑證放在區塊鏈上，這是由用戶控制的，而且可以通過中心化的庫進行驗證。區塊鏈可以幫助實現匿名投票，而這是民主進程的完整性中最重要的。

5、區塊鏈可以與其他相連嗎?

社交媒體可以將不同的用戶建立聯系，區塊鏈的價值會隨著用戶基礎的擴大而擴大。但未來在任何領域都不會有一個全球性的區塊鏈，但我們每個人都會成為區塊鏈的一部分。但不同網絡的方案和數據系統可能會導致不同的區塊鏈無法互聯起來。我們現在使用的軟件是使用API應用程序接口來與其他應用程序進行通信的，那么區塊鏈之間如果需要通信怎么辦呢?用區塊鏈來構建一個大型的生態系統需要區塊鏈管理者遷移所有用戶，并同意相關的規則，還存在數據遷移和使用新的智能合約等問題。

6、區塊鏈如何與非鏈數據庫通信?

如果一方的數據和文檔是不在線或不在區塊鏈上，另一方的數據和文檔在區塊鏈上，雙方可以通信嗎?

那么可以選擇將所有的數據放上區塊鏈或先將區塊鏈上的數據復制到線下的數據庫里。但這也是存在風險的，如果把鏈上的數據導出到鏈下的數據庫，那數據存在被修改的風險。

7、區塊鏈會幫助洗黑錢?

洗黑錢是世界各國面臨的全球性問題。銀行和監管機構每年花費約80億美元來應對這一問題。銀行和監管機構要求在轉賬時提供一些身份憑證信息等來監控資金流以檢測是否存在洗黑錢的行為。但全球監管環境并不和諧，每個銀行需要滿足不同等級的監管。因為區塊鏈是匿名的，那么區塊鏈是否會幫助犯罪分子來洗黑錢并隱藏其交易信息呢?答案是銀行系統有許多的漏洞，而犯罪分子使用區塊鏈洗錢的成本會非常高，因此犯罪分子洗黑錢主要還是會依靠傳統的銀行系統。

8、區塊鏈會耗盡地球的能源嗎?

區塊鏈上的記錄和數據都會使用能源，而比特幣的運行需要更多的能源。這是比特幣的設計原理來決定的。比特幣挖礦機需要將最近的交易列表都變成簽名來證明這些信息的正確性。而這個過程需要大量的算力。因此，有人擔心隨著網絡規模的增長和比特幣價值的增加會導致更大的競爭，隨著消耗更多的能量。

其他類型的區塊鏈應用比比特幣消耗的能量要少很多。而且區塊鏈可以以一種節能的方式出現，即以產品的形式去交易，這可以增加其持續性。在這樣地推動下，會出現新的增加算力的方法。

9、區塊鏈會取代我們的工作嗎?

最近有很多的報告都說人工智能會對我們的工作帶來很大的影響。那么區塊鏈會對律師、銀行這樣的機構帶來影響嗎?

區塊鏈并不會大范圍地影響我們的工作，但是會像其他技術一樣，改變公司的商業和收入模式。區塊鏈面臨的問題并不是技術，而是如何體現區塊鏈的價值主張。其中一個挑戰是如何向所有的參與者來分配價值以吸引更多的用戶加入該鏈中。

10、美國在區塊鏈開發中落后了嗎?

有專家認為美國在區塊鏈的應用中落后了。但事實上許多發展中國家比發達國家應用區塊鏈的速度更快。其原因有二：

一是區塊鏈可以解決發展中國家的很多挑戰和難題，而這些問題在發達國家出現的很少;二是發展中國家的監管沒有發達國家先進和復雜，這都促使了該技術的應用。

三、美國應考慮采取的5項措施

1. 在國際標準化組織(ISO)引領全球區塊鏈標準的發展，鼓勵區塊鏈應用、區塊鏈生態系統、數據有用性和智能合約的創新和使用。
2. 通過監管確定性和靈活性來創新區塊鏈，包括使用區塊鏈沙箱和區塊鏈平臺的安全港。
3. 承諾使用聯邦資金加速在國防、反間諜、海關和邊境保護、貿易執法和醫療健康管理領域的區塊鏈的開發、用例和公私合作。
4. 與盟友和合作伙伴共同創立全球區塊鏈發展基金(GBDF，Global Blockchain Development Fund)，以加速區塊鏈在發展中國家的應用，從而改善商業環境，推進聯合國2030年可持續發展目標，并為美國科技公司在發展中國家開辟新機遇。
5. 通過提高監管機構、聯邦和州政府機構以及企業對區塊鏈益處的認識，加速區塊鏈在各行各業的應用。