區塊鏈:科普 | 數據隱私保護機制+區塊鏈應用場景大盤點

本文為萬向區塊鏈蜂巢學院公開課第六課上的課程內容。導師謝紅軍在區塊鏈和密碼學技術研究方面有著豐富經驗。在課堂上，他首先帶大家回顧了區塊鏈技術是什么，又分析了區塊鏈在十多個領域內的應用，最后有分享了兩個他們正在探索的隱私計算案例。

以下內容整理自現場速記稿，有部分不影響原意的刪減：

謝紅軍老師

大家好！很高興與大家分享我個人和矩陣元在區塊鏈和密碼學技術研究方面的一些認識，以及相關應用案例。今晚我們一起來探討下區塊鏈到底會產生怎樣的價值，在哪些領域可以落地，以及它是不是真的能快速落地。

數字時代，數據作為新型生產要素，業已成為企業和國家具有戰略意義的核心資產，數據共享和流通已成為剛性需求，然而，數據的隱私保護和數據高效流動間的矛盾，卻日益凸顯，這在很大程度上，制約著數據的價值兌現。能否有一種技術，完美回答和解決上述問題。現在看來，區塊鏈技術、密碼學技術就顯得非常重要而必要。

今天我的分享分為三部分：

第一部分我會和大家一起回顧下區塊鏈技術到底是什么；

第二部分將分享區塊鏈技術在各行業的應用；

第三部分將分享兩個隱私計算案例。

復習：區塊鏈技術是什么？

截取自比特幣白皮書

區塊鏈技術起源于化名為中本聰的技術極客在2008年發表的奠基性論文《比特幣：一種點對點電子現金系統》，上圖就是比特幣白皮書。到2009年1月，比特網絡上線運行，這標志著全球第一個區塊鏈網絡的誕生。

那么，到底什么是區塊鏈？簡單地講，區塊鏈就是一種鏈式數據結構。利用塊鏈式數據結構來驗證與存儲數據，利用分布式節點共識算法來生成和更新數據，利用密碼學的方式保證數據傳輸和訪問的隱私和安全，利用由自動化腳本代碼組成的智能合約來編程和操作數據。

要真正理解比特幣，首先要了解下面四個概念：

1、PeertoPeer

又稱“對等網絡”。這個和金融的P2P是兩件事，它是指點對點分布式網絡的特征。在比特幣網絡里，沒有哪個節點是中心化的，沒有哪個節點是不可或缺的，參與共識的節點其角色相互對等，每個節點都存儲著完全相同的公共賬本，這就叫去中心化的PeertoPeer網絡。

民盟中央建議加速元宇宙科普和立法:3月4日消息，民盟中央已起草了《關于“元宇宙”技術發展的提案》，并將提交全國政協十三屆五次會議。在提案中，民盟中央建議，在科普層面需加速知識傳播，法律層面則需加快立法步伐。民盟中央擬提交的提案指出，目前，在新興網絡層面，相關政策法規相對缺失。“元宇宙”在未來將會帶動形成全新的網絡形態，當遇到突發輿情，全虛擬的環境、場景將更難進行源頭追蹤、問題疏導。因此建議應盡早加快立法研究，盡快形成與技術、市場發展相適應的治理模式和法律基礎，全面提升我國社會治理的水平。建議組織相關部門，針對“元宇宙”相關需求、風險進行立法研究，并盡快發布。此前消息，民進中央擬向全國政協十三屆五次會議提交《關于積極穩妥推進元宇宙技術和產業發展的提案》。建議推進元宇宙技術產業發展，建立相關監管治理體系。（華夏時報）[2022/3/4 13:37:12]

舉一個例子，大家去醫院看病，需要使用現金或者掃碼、刷卡掛號，看完病以后醫生會說做什么檢查，再返回窗口排隊付費，之后再檢查，檢查完以后拿上檢查結果排隊找醫生再看。實際上這里面的所有過程都是支付的過程，每個人的醫保卡里都有“巨額資金”，是積累了很多年的“沉睡的錢”。醫保卡里的錢和人民幣的現有支付系統沒有打通，不能快速的實現在線支付，造成了反復排隊。這些流程性的東西因為支付不能打通，所以點對點不能實現。

2、Hash

又稱“哈希”、“數據散列”、“數據指紋”。哈希就是數據指紋，計算數據指紋的函數就是哈希函數，它可以把任意長度輸入數據加工成一個固定長度的輸出數據，這個輸出數據就是哈希值。一個良好的哈希算法有兩個特性：一個是“雪崩效應”，一個是“不可逆”。雪崩效應是指輸入數據任何的微小變化都會引起其哈希值的巨大變化，不可逆是指在現在使用現在的計算機技術在現有的數學算法上無法根據哈希值反推出輸入數據。

3、Blockchain

我們來看這兩個區塊，每個區塊的內部，主要包含了在當前區塊中，達成共識的交易和區塊哈希，以及父區塊的哈希。區塊正是通過父區塊的哈希鏈起來，形成一個單向鏈。這就是區塊鏈。

可以把Blockchain分開看，Block就是區塊，里面記錄了交易信息、這個塊本身的哈希信息、以及上一個區塊的信息，通過上一個區塊的哈希值把所有塊鏈接起來變成塊鏈式結構，就是所謂的Blockchain。

歐科云鏈集團正式啟動區塊鏈科普行動“星途計劃”:歐科云鏈集團于4月26日，正式宣布啟動了區塊鏈科普行動——“星途計劃”，行動包括將在全國范圍展開系列沙龍，加大力度推進區塊鏈科普進機關、進國企、進校園等，聯合政府部門、行業協會等共同構建起更加完善和有效的區塊鏈科普教育生態，與此同時，直擊區塊鏈科普現存痛點，推出簡單易懂的“秒懂區塊鏈”公益短視頻課。

該計劃旨在全維度推動社會建立對產業更清晰的認知，與“鯤鵬計劃”一道助力數字經濟及區塊鏈產業本身健康發展夯實“人才”和“產業認知”兩大基礎。[2021/4/26 20:59:37]

4、ProofofWork

俗稱挖礦。區塊鏈中新區塊的生成意味著其中某個節點獲得此區塊的記賬權。而獲得記賬權的過程即為“挖礦”，它通過節點自身的算力資源以哈希碰撞的方式來解決預先所設定的一道數學難題。成功解決，即挖礦成功，而率先成功的節點也會被系統返還一定的價值回報。系統以此方式，來激勵網絡中所有節點來參與挖礦過程。

區塊鏈網絡另一個典型代表是以太坊。以太坊是由VitalikButerin受比特幣啟發后，提出的一個開源的具有智能合約功能的開放區塊鏈平臺。比特幣雖然是最早提出的區塊鏈技術，但比特幣網絡不足以構建更高級的應用。以太坊從設計上主要是為了解決比特幣生態擴展性不足的問題。以太坊通過以太坊虛擬機(EVM)，來運行部署在以太坊區塊鏈上的智能合約。

根據工信部電子標準化院《區塊鏈參考架構》，區塊鏈分為公有鏈、聯盟鏈和私有鏈。

比特幣、以太坊都是公有鏈，但在現階段企業級落地、進行實體對接的主要是聯盟鏈。聯盟鏈相比公鏈，存在兩個重要區別點：一般并無密碼貨幣，以及節點準入機制。在聯盟鏈中，一般不存在密碼貨幣，并且要成為聯盟鏈系統中的節點，必須經由系統中承擔管理員角色的管理節點進行審核，通過后才能加入此聯盟鏈網絡。從應用場景角度上來說，聯盟鏈更具優勢，適合企業間應用。

2015年9月，美國科技公司R3CEV聯合包括摩根士丹利、高盛、匯豐在內的40多家全球知名銀行，共同成立了一個企業區塊鏈聯盟——R3Corda，即為區塊鏈世界中第一個對外公布的聯盟鏈。同年12月，Linux基金會也主導發起了另一個聯盟鏈項目-Hyperledger，已吸引了IBM、Intel、JPMorgen、富國銀行、華為、百度等科技金融企業的加入。

區塊鏈技術目前的發展中也存在一些挑戰：區塊鏈技術創新日趨活躍；仍在場景嘗試，落地應用少；基礎設施不夠完善；效率和安全性低；法律法規和技術標準仍不完善。

人大附中物理老師李永樂科普拜占庭將軍問題和區塊鏈:5月14日，人大附中物理老師、科普視頻網紅李永樂在其公眾號發布視頻《拜占庭將軍問題是什么？區塊鏈如何防范惡意節點？》。李永樂老師在視頻中對拜占庭將軍問題和區塊鏈進行了講解，他表示，拜占庭將軍問題本質上指的是，在分布式計算機網絡中，如果存在故障和惡意節點，是否能夠保持正常節點的網絡一致性問題。在近40年的時間里，人們提出了許多方案解決這一問題，稱為拜占庭容錯法。例如蘭波特自己提出了口頭協議、書面協議法，后來有人提出了實用拜占庭容錯PBFT算法，在2008年，中本聰發明比特幣后，人們又設想了通過區塊鏈的方法解決這一問題。區塊鏈通過算力證明來保持賬本的一致性，也就是必須計算數學題，才能得到記賬的權力，其他人對這個記賬結果進行驗證，如果是對的，就認可你的結果。與拜占庭問題比起來，就增加了叛徒的成本。[2020/5/14]

但它未來的發展趨勢一定是“技術融合”。云計算提供基礎設施，IOT主要解決了信息的采集和感知問題，區塊鏈主要解決了信息的可信傳遞問題，大數據提供數據的安全保護及資源提供，人工智能則主要解決了信息的智能化處理問題。

舉個例子，這么多大數據為什么仍然面臨沒有滿足訓練的數據？一是因為別人不愿意分享數據，怕數據泄漏。數據的擁有方往往是大型機構或政府部門，當然互聯網平臺和廠商里有大量的數據，大家都不會彼此分享；二是如果我分享了數據，我不知道你到底用在哪里用了多少次。因此，數據流動和交易的意愿特別低。區塊鏈能解決數據可信傳輸的渠道，包括交易、清結算，未來區塊鏈都能做。

最后總結一下，區塊鏈是一種基于密碼學技術的分布式系統。區塊鏈技術是下一代計算架構當中的重要組成部分，是類似于分布式網絡操作系統級別的計算架構基礎設施，也可以理解為“超級數據總線”來實現未來多源異構數據的互操作問題，同時支持基于可證明密碼學和復雜計算理論的隱私保護。

區塊鏈在各行業的應用

這是國外報道的Facebook對數據的收集。目前世界上的互聯網公司都是這樣收集數據的，Facebook和Google的年報里，廣告收入占比超過90%，靠的是背后的數據來支撐商業模式。

2018年5月25日，歐洲聯盟出臺《通用數據保護條例》，針對的是對隱私泄露的監管和處罰。在今年10月份的烏鎮互聯網大會上，司法部副部長趙大程介紹《隱私保護法》正式列入了十三屆全國人大的立法規劃，一旦進入立法的話一定有監管、監督、處罰的措施，這就要求互聯網企業盡快完成對數據隱私保護的改革，必須確保在合法數據獲取、使用、保存的情況下進行使用。

聲音 | 浪潮集團云南分公司總經理：云南區塊鏈產業發展需從“科普”到“專精”不斷深化:據昆明日報消息，浪潮集團云南分公司總經理鄭昕表示，云南區塊鏈產業發展需從“科普”到“專精”不斷深化。下一步，浪潮將繼續加大云南農業產業高質量發展體系建設力度，重點以普洱茶等云南優勢產業為切入點，打造云南“綠色、有機農產品高地”的品牌形象，并在此基礎上，開展基于區塊鏈的供應鏈金融服務，解決中小企業貸款難、貸款貴問題。[2019/11/11]

前面講的是個人隱私數據，我們來看一下大數據。前幾年全國各地的大數據交易中心蜂擁而起，但是大數據交易中心的業務卻不多。為什么呢？因為大數據交易面臨著這些問題：數據流通與可交易的范圍界定，數據所有權界定，數據的質量評估與定價，數據質量評估，數據定價，數據安全，數據交易標準與立法。

現在互聯網服務大部分都是免費的，為什么他們愿意免費提供服務呢？因為他們收集使用者的一些信息。以便利、免費的服務換取隱私數據，這就是交易，否則天下沒有免費的午餐。

有沒有辦法把數據隱私保護起來，并把數據產生的價值分享起來？不管你是交易還是流通、計算，產生的價值都要分給數據生產者。

出于數據泄露及自身利益考慮，掌握大量數據的機構和主體不愿開放自己的內部數據，尤其是重要數據。任何單一機構永遠都只能掌握數據全集的一部分，只有將多方數據協同計算才能實現數據價值的最大化。

截取自《中國區塊鏈技術和應用發展白皮書》

《中國區塊鏈技術和應用發展白皮書》里介紹區塊鏈到底能做什么，區塊鏈能做的很多，我們一起來看幾個案例。

1、數據可信記錄與認證

從數據視角看一下，區塊鏈在密碼學和隱私保護情況下能做什么？

數據記錄：數據信息、文件材料、圖片記錄等信息皆可在區塊鏈上進行記錄與存儲，并保留在各用戶賬戶地址中，區塊鏈上存儲信息可通過哈希值進行存證。

數據認證：鏈上記錄的信息可通過其他參與方對數據進行簽名確認的方式，進一步提高數據可信度。

數據驗證：可通過對哈希值的驗證匹配，實現信息篡改的快速識別。

2、數據安全共享和追溯

區塊鏈多節點特性可保證多方間的數據實時共享；并且可按用戶、業務、交易對象等不同層次實現數據和賬戶的隱私保護設置；基于鏈上數據的記錄與認證，可通過智能合約設置，實現按照唯一標識對鏈上相關數據進行關聯，構建數據的可追溯性；用戶或需求方可通過DAPP應用直接訪問區塊鏈上數據記錄，提供數據增信能力。

聲音 | ETC Labs主管：科普教育是未來幾年公鏈面臨的巨大挑戰:ETCLabs主管Darin Kotalik認為，科普教育是未來幾年公鏈面臨的巨大挑戰，人們必須要對區塊鏈有基本的認識，分清楚公鏈和私鏈的區別。[2019/8/25]

3、資產確權與數字化流通

通過區塊鏈組建的聯盟鏈可連通核心企業、多級供應商、保理公司、銀行、ABS等相關機構，通過在鏈上登記、確權、資產數字化操作，將鏈上資產的發行、流通、拆分、兌付等操作進行實時同步，使各關聯方間的信息更加對稱。由技術不可篡改和不可抵賴性建立起的互信機制，可以打通供應鏈金融中的信任傳導通道，將原本不可拆分的金融資產數字化，提升資產流動性，降低中小企業的融資成本。

4、數據協同操作

“MPC”是去年和今年特別火的詞，區塊鏈+MPC的結合，使原始數據在無需歸集與共享的情況下，可實現多節點間的協同計算和數據隱私保護。同時，能夠保護數據所有權，解決大數據模式下存在的數據過度采集、數據隱私保護，以及數據儲存單點泄露等問題。

5、數據協同管理

區塊鏈+MPC的運用，還可以有效連接政務各部門間的數據孤島現共享或歸集難題，在數據不做歸集，數據存儲不發生遷移的情況下，為企業提供數據信息或事物辦理的協同操作能力；解決政務信息共享“最后一公里”，改善降低企業辦事多頭跑、重復提交材料的現狀。

6、區塊鏈與存證和溯源

這個在網上能搜到很多案例。在數據登記環節，基于區塊鏈技術記錄產品生產各環節信息，形成數碼數據、環節生產數據、流通數據、消費查詢數據的全方位信息檔案同步和管理，并且支持掃描設備讀取信息后直接加簽上鏈，確保一手信息來源。在信息查詢與驗證階段，用戶可自主選擇聯盟節點進行信息查詢，數據處理邏輯是通過智能合約維護，為用戶提供原始數據驗證渠道。

舉一個存證的案例，北京互聯網法院在最近接入了“天平鏈”，電子證據即時上鏈，安全保密、難以篡改；法院全程記錄、全程可控，電子證據采信率高；而且多家平臺規范取證，流程簡便，費用低。

7、區塊鏈與醫療健康

醫院的數據基本不會分享給企業，并且監管機構推行分級診療，小病小地方看，大病大地方看，很多人吐槽把老百姓選擇看病的權利剝奪了。另外，還存在藥品追溯體系不健全；病患醫療信息在醫院間不互通，重復檢查，加重患者負擔；紙質票據、處方流通不利于保存、有安全風險等問題。

假如把這些人所有的數據使用區塊鏈共享起來，那么會發生什么呢？

1、結合物聯網技術對藥品進行實時追蹤監管，輔助質量監管，杜絕假藥。

2、在確保患者隱私的情況下，實現患者醫療信息脫敏及機構間共享，減少重復檢查，提高診治效率。

3、重要票據和處方上鏈存證，處方不能被篡改。

4、可信數據存證及智能合約使醫療保險賠付更準確便捷。

5、利用區塊鏈去中心化存儲，限制數據的訪問權限，以保障就醫者的信息、診斷記錄、基因數據等醫療信息的安全。

醫院的數據和其它機構的結合起來是十分有價值的。舉個例子，醫院數據通過明文不流通放在本地，提供給藥廠進行新藥開發，因為可用的數據多了，時效更快了，藥企就可以比較快地把新藥投放市場，最終藥價也會下降，患者看病的負擔也會下降。

另外一個例子，慢性病在我們國家造成醫院資源浪費的成本增長是不可想象的。我們國家的醫療體系只保障基本的醫療，大量病是無法不管的。保險公司愿意開發慢性病保險，但是他沒有數據訓練模型，不能準確地開發保險，不能準確地定價保險，不能準確地營銷保險。如果他有醫院的數據，可以開發一款適合老百姓慢性病問題的保險，那么老百姓看病的負擔就會更輕了。

8、區塊鏈與供應鏈

供應鏈就是解決全鏈條既長又慢又需要大量認證、資格審查才能進行資金的投放、追蹤，區塊鏈、密碼學就能解決這個問題，把需求流動起來，大家都在一個鏈上共識可以很快地解決。供應鏈過程均上鏈存儲，保證全流程可追溯；不可篡改有助于后續對于整個供應鏈系統的審計；智能合約作為區塊鏈的圖靈完備語言，可實現清算邏輯，并能將業務邏輯與清算邏輯融為一體，達到業務完成即清算的效果，可極大降低清算成本；對于供應鏈系統中的不同相關方，在當需要共同使用由單方面持有的隱私數據時，密碼學中的隱私計算技術可實現在不泄露原始數據信息的前提下，對隱私數據進行多方協同分析，解決其中所涉及的隱私問題。

舉個例子，萬向區塊鏈供應鏈金融服務平臺是萬向區塊鏈自主研發，針對供應鏈鏈條各角色設計的金融服務平臺，旨在以核心企業為中心，以實際貿易背景為基礎，根據交易中構成的鏈條關系和行業特點設定的一種應收賬款債權流轉融資平臺。該平臺目前已吸引眾多中國優秀企業入駐，并實現降本增效，產業升級；此模式解決了傳統制造行業供應鏈中強勢企業占用資金時間長，影響供應鏈整體協同效率等痛點，最終以提高金融資源在供應鏈屬企業間的配置與效率。據我所知，目前平臺上發生的融資金額已經超過2億人民幣了。

9、區塊鏈與身份服務

身份服務，是前段時間我們和醫療保險協會做的，后來發現銀行間有黑白名單共享。同一行業里的不同機構有很多聯盟，大家又想利用對方的用戶信息又不想信息共享。MPC可以很好地解決這種問題，把結果輸出給服務提供方，那這一次所有的計算、交易就完成了，你要對查詢負責并付出一定的查詢費，該費用及時通過系統上的清結算交易。這種解決方案可以擴展到不同行業，醫療行業、保險都可以。

10、區塊鏈與物聯網

區塊鏈+物聯網可以解決數據所有權問題、數據隱私保護問題、數據可信問題、數據安全共享問題、數據協同計算問題、數據清結算問題等。

11、區塊鏈與能源

分布式能源是很大的區塊鏈解決能解決的問題，未來能源很多，如火電、水電、太陽能等，這些電現在的做法是全部上國家電網。但新能源電不穩定，有風的時候電能很多，沒風的時候太陽能電來了，對電網沖擊很大。利用區塊鏈技術，實現分布式能源，你家樓頂上的太陽能電，多余的時候可以經過局部社區網絡自動賣給其它需要電的鄰居，交易完馬上結算。這既能減少對國家電網的沖擊，也能有效利用能源。

12、區塊鏈與機器學習

區塊鏈能夠為機器學習提供合規訓練數據和算法，解決數據隱私保護問題、數據清結算問題，實現數據、算法的共享。

區塊鏈不光可以幫著算法尋找可用的數據，還可以幫助算法在平臺上進行交易和流通。智能合約可以解決清結算的問題。數據保護的問題解決了，那數據面向算法提供服務的意愿就大。

隱私計算應用案例

1、分布式安防

現在大街上有很多監控設備。如何使用隱私計算、隱私AI技術？首先要在數據采集端做行為數據隱私保護，對監管部門來說當可以實現穿透式。經過采集、監控場所以及安全報警措施系統，更好地基于數據的隱私保護實施分布式安防。

2、醫療影像診斷

有醫療行業從業者問區塊鏈能解決醫療的問題嗎？國家對于電子病歷的格式和標準都有規定，但實際上醫院與醫院之間、科室與科室之間、醫生與醫生之間的電子病例都不一樣。這個問題如何解決。影像學也一樣，拍的影像如何進行隱私AI智能化識別和輔助診斷？

之前我和一個醫院同事聊臉部偏癱如何遠程診斷？有很多臉部偏癱的人不愿意去醫院，這個病會造成心理疾病，不愿出門。但現在有一種技術是遠程診斷，攝像頭是物聯網設備，讓你笑，讓你嘴向左、向右、向上，或者進行行為訓練。但在這一過程中，患者會露出丑態，這對患者來說是種負擔，而且對患者的隱私保護也可能做的不到位。如果未來用戶隱私AI技術保護了患者的隱私又能進行行為訓練，那么就能減輕患者的負擔，增加康復的幾率。

現代社會產生了大量數據，而且大家對自己隱私數據的保護越來越重視，所以隱私保護技術、隱私計算、隱私AI呼之欲出。對監管者和監督者可以進行一定的數據透明化，但是對商業機構沒有義務提供數據。核心就是要解決這幾個問題，數據的安全存儲、統一的身份認證、隱私保護、數據流通后的價值、進行快速準確無偏袒的清結算。

最后，我想強調一下，所有技術應用邏輯都是數據流動的邏輯和清結算的邏輯，解決這個邏輯就解決了現實社會、實體經濟中的流程復雜、分享意愿不堅決問題，才能讓區塊鏈服務老百姓、為實體經濟造福。謝謝大家！

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