浅谈区块链智能合约技术的应用领域研究

随着区块链技术的普及与应用,智能合约作为区块链技术的底层技术之一,不论是在学术界还是产业界都引起了极大的关注。智能合约之所以被普遍关注,毛球科技技术研究部认为,主要归功于智能合约的去中心化、去信任、自治自足、不可篡改等特性。

因为这些特性支持了智能合约能够在无需任何基础信任或第三方权威机构监督下就能完成交易。同时,智能合约可以以数字形式嵌入,能够将资产编程智能化的数字,如此才能应用许多传统领域,比如金融、管理、医疗、物联网等等。

一、智能合约概念

 “智能合约(Smart contract)”概念由计算机科学家、加密大师尼克·萨博(Nick Szabo)在1993年左右提出来,1994年他写成了《智能合约》(Smart contracts)论文,是智能合约的开山之作。

尼克·萨博在数字合约和数字货币领域的研究非常出名,他创造了“智能合约(Smart contracts)”一词和相关概念。智能合约是加密货币和E编程语言的一个主要功能。后来经过不断完善,智能合约的概念逐渐被丰富,定义为“智能合约(Smart contract)是一个计算化交易协议,用来执行合约条款”。

图1 智能合约运行机制模型

智能合约设计的通常目的是为了满足一般的合同条件(譬如支付条款、扣押令、私密性,甚至是执法),最大限度减少恶意和意外的状况,最大限度减少使用信任式中间媒介。相关的经济目标包括降低欺诈损失,仲裁和执法成本,还有其它的交易成本。

仔细研究智能合约,其实可以发现智能合约和我们日常生活中的自动贩卖机比较相似,自动贩卖机可以通过自动化程序实现商品的买卖,不需要人工手动参与,全程都是由事先编写的程序来执行售卖过程,智能合约的运行机制也是如此。

不过不同的是,智能合约一旦完成,他的代码就不能更改,比如以太坊中的智能合约,每一个以太坊中的智能合约都有自己的账户,就相当于自动售货机有自己的ID一样,当外部账户用一定的小费调用了自己选中的智能合约之后,就相当于启动了自动控制的开关,智能合约就会按照自己的代码定义自动地执行下去。

虽然智能合约不能像自动贩卖机一样,能够随时更高程序,也正是因为这一点优势能够让他适用于合约条款的场景,比如像电子合同、银行条款等等,智能合约应用到这些场景能够效地减少恶意篡改,减少人工干预。

二、智能合约的应用领域概述

近几年随着区块链概念的兴起,智能合约借着区块链之势不断被放大应用,作为一种快速发展的新技术,它的可能性应用将扩大到金融、医疗、物联网等传统领域。

图2 智 能合约基础架构模型

(一)数字票据

自2018年8月区块链电子发票开始试点以来,数字票据逐渐映入世人眼中。而就在今年5月27日,深圳世界之窗正式开出首张区块链电子发票,成为华南首家提供区块链电子发票服务的5A级景区。

图3 区块链电子发票流程

我们都知道数字票据是在保持现有票据属性、法律规则与市场运作规则不变的情况下,应用智能合约技术通过预先设置的条件是否满足来触发相应的自动化实现。

以前的电子商业汇票虽然可以解决纸质汇票的速度慢、易作假、易丢失的问题,但因为还是中心机构掌握的原因,不能从根本上解决被克隆的问题,或者说被篡改,无法监管。

数字票据运营了智能合约技术,能够简化电子商业汇票的传输路径,降低成本。同时因为时间戳、点对点传输、加密技术的应用,能够追踪票据的整个交易过程,是整个过程变得清晰可见,并且数字票据可以通过智能合约在整个区块链中建立共同的约束代码,可实现对数字票据交易智能化和整个流程的监管。

毛球科技技术研究部认为,数字票据节点是由共同记录且不可篡改,每个环节都可查、可验、可追溯,保证了票据的真实有效,解决了人工查验发票成本高、管理效率低的痛点和难点,避免了虚假发票与不合规发票带来的违规风险。

(二)物联网

在信息社会从互联网时代向物联网时代的跨越发展中,物联网正在潜移默化地深入工作、生活和社会。但从目前来看,物联网在实际应用中仍面临着一些痛点,而区块链智能合约以其去中心化、公开透明、不可篡改等特点有望帮助物联网化解许多困难,并且“物联网+区块链”双技术应用已有案例。例如IBM去中心化的P2P自动遥测系统。

IBM去中心化的P2P自动遥测系统(Adept),基于三种协议:Blockchain(区块链)、BitTorrent(文件分享)、和TeleHash(P2P信息发送系统)。Adept可以管理产品注册,在具体应用时,一个产品组装完成,生产商可以把它注册进一个全局区块链中,由此来表明一个产品的诞生;当这个产品售出去后,消费者可以把它再注册进一个局部(如一座城市或省)区块链,以获得售后服务。三星公司就将W9000洗衣机纳入了Adept体系,利用智能合约,这个洗衣机将会自动向洗衣液零售商发送订购单,并且能自动向零售商支付账单。

物联网是将设备、车辆、建筑物等其他实体链接起来,并嵌入软件、传感器和网络连接等组成的一个时间。因为物联网是将实体入网,通过网络生成、传输、共享数据,要支撑这么庞大的网络,需要的设备数量将不可估量,如果还以现在的中心化数据中心来操作运转,效率将会大大降低,并且大量的数据将要求有足够多的数据中心来支撑,搭建数据中心所需要的投入和后期的运维成本是难以估量的。

同时,物联网还易受到管理系统的恶意攻击,容易造成数据信息流失,安全性难以保障。智能合约的去中心化、防篡改等技术能够解决物联网中的信息丢失和隐私保护等问题,同时,减少的中心化流通环节,也大大降低了信息流通的时间成本。

虽然说“区块链+物联网”能够结局许多现在存在的技术性问题,但是要真正的落地应用还面临着一些难题,第一是区块链技术现在还不成熟;第二是物理网设备(传感器)的寿命等问题。

(三)证券

信用是证券的根基,而清算与结算是证券的核心。现在,绝大多数国家的证券登记、托管、清算结算业务都是有一家机构承担,导致的问题就是逐渐走向集中化,效益效率变低,成本和风险增大。

2016年证券行业的“萝卜章”事件给当时证券公司敲响了警钟,原因是国海证券员工私刻印章,触发规模高达165亿的债券,引起当时市场资金链紧张。这件事引发了对证券行业的交易安全性和合规性的担忧,诚信基础受到广泛的质疑。

而区块链智能合约技术基于时间戳形成具有不可篡改和不可伪造的数据库,要篡改历史信息,必须控制整个系统的51%节点,并且会消耗巨大的计算能力和投入成本。

基于区块链技术构建一套通用的分布式券商交易系统,通过引入中心化要素,无需第三方托管机构,以准实时的方式自动建立信任实现价值转移,通过区块链技术将所交易的资产转化为 “智能合约”,完成点对点的实时交易、清算与结算,能够显著降低价值转移的成本,大幅度提升清算、结算流程效率,缩短清算与结算时间,并通过效率和透明度的提升来增强投资者的信心。

(四)金融

  智能合约应用于金融交易具有明显的天然优势,因为金融交易的本质就是价值转移,在金融交易中被交易的资产的本质决定了交易双方选择协议的类型。如果参与交易的一方未按照双方协议的条款执行,合约的自动执行就不会启动,因此保护了遵守协议的一方的权利。

金融交易需要高密度的个人隐私和信息安全,以及交易效率和安全性。由于智能合约是由代码定义并强制执行的,所以智能合约双方之间不需要相互信任,它是完全自动且不可中断的。金融机构可以将智能合约应用于区块链中的分布式记账或者股票和金融资产等,通过建立规则并用代码表示代替合约。

与此同时,区块链上记录的智能合约不可修改,也不需要审计,提高了交易效率。可以看出,智能合约约束和指导公共行为,使信息更透明,数据更易于追踪,交易更安全,并降低合同执行成本。

因为这些优势,高盛、摩根大通等财团组成的RJ3区块链联盟率先尝试将智能合约应用 于资产凊算领域,利用智能合约在区块链平台Corda上进行点对点清算,以解决传统清算方式需要涉及大量机构完成复杂审批和对账所导致的效率低下的问题。同时,据估算,目前已有超过200家银行、金融机构、证券机构参与了Corda的清算结算测试。

(五)医疗

  在当前医疗系统中存在多个利益相关者,他们之间的关系错综复杂且相互作用比较敏 感,导致整个系统的运营效率低下,当医疗数据为多方所用时,其安全性和隐私性难以保障。所以,如何保证患者医疗数据的安全性和防止隐私资料泄露,以及提高整个医疗系统的效率性成为了急需要解决的问题。

  而用区块链分布式总账的特性及自身固有的安全属性,可以为医疗领域的数据互操作性、安全性和隐私性提供解决方案,除此之外,区块链和智能合约的结合可以减少医疗行业的争议并加强监管,提高医疗行业运行效率,推动医疗服务的创新。

由此我们可以看出,区块链和智能合约可以显著地促进医疗信息的共享,创造安全、可信和便捷的医疗记录,具有高度的完整性和可信性。毛球科技急速研究部认为,利用区块链技术和智能合约技术,将所有医疗平台数据的重要数据连接到一起,能够解决数据互操作的问题。

三、结语

通过以上应用领域分析,智能合约会依照约定自行完成合同的约定。智能合约的用途是很广泛的,凡是需要辨别真伪、有多方接入、需要追溯本源的、需要合规的交易,都可以应用智能合约来维护系统中数据的真实可靠性和不被篡改性。当然,智能合约的应用前景不至于以上列出的领域,比如支付兑换、登记结算、数据存证、知识产权保护、溯源,防伪与供应链、身份认证与公民服务等可以应用。

参考资料:

1. 李杰,柴焰明,杨燕,白梵等,《区块链智能合约技术的原理与应用》

2. 欧阳,丽炜,王帅,袁勇等,《智能合约:架构及进展》

3. 杨迟迟,《物联网+区块链技术的先行者》

4. 王雨阳,《区块链+物联网前景初现 技术与融合障碍仍待破解》

5. 董芳芳,《深圳世界之窗开出华南5A景区首张区块链电子发票》

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