科技猎【书评】《极简区块链》：从农场到餐桌，区块链何以改变未来世界？
作者：史尼瓦·马卡利（Srinivas Mahankali），印度新锐科学家，人工智能和数据科学领域的老江湖。作为科技前沿领域的怪咖奇才和跨国公司的CEO，他精通资本市场、数字营销、区块链、大数据、数据科学和精益六西格玛等，是一位具有广泛号召力的意见领袖。
出版社：电子工业出版社
出版时间：2018年8月
最初在引入加密货币使用案例时，区块链转化成为一个促进各种交易的平台，模拟目前全球各个领域的领先组织机构，同时提供了一定的风险缓解功能。
比特币和其他加密货币已经成为区块链技术最明显的应用案例。但是，除了加密货币之外，该技术还有很多其他用途。
是什么造就了区块链的多功能性呢？
风险缓解、生产力的大幅提升、安全和加密的身份管理交易，这些都是区块链技术的关键附加值。
IBM恰如其分地将区块链描述成“用于新一代交易性应用的点对点分布式账本技术，它能够提供安全、可靠、透明、流线式业务流程”。
区块链能够消除单点故障、实现身份匿名化和流程自动化，因此它可能对我们个人生活的方方面面产生巨大的积极影响。
随着互联网设备数量的不断增长，世界上的安全隐患也越来越多。区块链能够帮助我们应对这个隐患。它为物联网网关提供安全通道，增加抵抗网络罪犯和作恶者的风险奖励，为安全应对未来提供了一个崭新的范式。
区块链的一些最为显著的应用涉及金融、供应链、医疗、制药等领域。在银行与金融领域，区块链可用于国际付款的结算、合理性审计、反洗钱保护等；在商业中，该技术可改进供应链管理、保证医疗数据隐私、保护知识产权等；政府正在利用区块链的优势管理公共记录与身份、改善投票活动、改善税收收缴等。图20.1展示了一些流行的区块链应用案例。
一些流行的区块链应用案例
区块链为风险管理、消除无价值支出、提高投资回报效率提供了巨大的机会。从图20.2中能够看到区块链带来的好处。
区块链应用案例
一个典型的区块链生态系统包括以下层次：
- 用于智能合约开发的应用层；
- 储存相对于输入文件的数据的数据库层；
- 存储诸如IPFS等数据的存储层；
- 包含支撑区块链状态关键值对的DHT层；
- 存储交易细节区块的区块链数据库，彼此连接形成一条链；
- 包含平台上运行的所有分布式应用的存储层；
- 以点对点方式进行交易、保存区块链中所有区块的节点网络。
数据库一般具备以下特征：
- 所有数据都被存储其中，或链接到外部某个地点；
- 数据库是中心化、分布式、可复制的；
- 数据的访问可能是受控的，也可能对所有人开放。
公有链中的数据是向所有人开放的，而交易的开展则仅限于公有链和私有链中的参与者。区块链一般都以文字或其他格式提供数据存储选择，但是将数据存储在区块链中是非常昂贵的，因为这样会增加各种存储和处理要求，各个节点都要复制这些数据。
以太坊利用Swarm来存储去中心化应用（DAPPS）。
集成区块链示意图
区块链数据库由以下部分组成：分布式散列表、点对点网络中文件索引和分布机制，智能存储文件位置和散列值（独一无二的参考值，是文件内容的总和）。存储在数据库中的散列值可以与外部文件中的值进行比较，实现外部文件完整性，通过时间戳给出更多从有关文件被创建到最后一次被访问的时间细节。
凭借强大的身份管理系统，实现业务逻辑特定应用的智能合约，与智能合约互动的前端界面，IPFS，IPDB，Swarm，BigchainDB，Fluree等提供的多功能数据库处理能力，以及云服务拓展全球节点的强大能力，区块链能够以可拓展、高性价比的方式处理多种跨行业应用。
区块链一个最重要的用途就是追踪货物在供应链中转移过程中的所有权归属，以及利用物联网设备和每次事件触发的时间戳记录下的不同参数。
在制药行业，区块链可以追踪药物在价值链中从制造商到最后分销点的移动，找出其来源，辨别真伪。
同样，在农业领域，区块链可以追踪农作物从农场到餐桌的移动过程，使用物联网技术来检测存储条件，如温度等，保证农作物不会在路上被破坏。
从农场到餐桌——农业区块链
同时，我们可以利用物联网和区块链技术来追踪产品在供应链中的整个移动过程，保证将作物腐败和浪费降至最低程度，控制污染，在需要时，我们也可找到生产作物的原始农场。我们还可以利用Lean Six Sigma等方法来改善流程，消除无附加值的中间商，保证农民利润的最大化，带动他们奔向富强。
在一家名为Parity的工程公司帮助下，世界粮食计划署已经在以太坊上建立一个私有链，直接通过区块链来转运送往叙利亚难民的资助。
世界粮食计划署原来习惯于根据提供给难民的资助来发行代金券，难民可以用代金券在零售商店和超市兑换商品。这种方式存在错误代金券提交、银行收费、时间延迟等问题。
现在，在区块链的帮助下，难民被提供了区块链上的账户，这些账户通过他们的虹膜扫描图像来确认身份。现在，当难民从超市购买物品时，超市员工通过虹膜扫描仪来确认他们的身份，然后根据相应难民账户，从世界粮食计划署扣除相应款项。
这能够帮助世界粮食计划署削减98%的银行和其他金融机构的收费，现在他们已经计划将该项政策扩大到所有地区难民的更多服务项目。
区块链上的贸易融资
公司为了满足运营和快速发展的需求，希望从银行和金融公司获得贷款，但是为了拿到贷款，他们需要向银行提供大量的文书，这导致成本的增加，而且不得不向中介机构支付费用，以便促进文书、关系、合约及其他物流事宜的处理。
通过区块链，公司可以在高度信任的环境下，直接与银行进行交易，不仅削减了文书筹备工作，而且交易更加安全可靠。
传统基于纸张的交易（左）、基于区块链的合约管理（右）
区块链技术的应用优势：
- 通过消除中间商，降低交易成本；
- 整个体系都值得信任，因为所有的交易都以不可变的方式记录在分布式账本上，而且带有身份确认及记录和监督的时间戳；
- 透明、防诈骗、票据无误，所有记录都通过精简流程和验证格式来处理，并被编码到系统中；
- 各方现在都可以在安全、高效的环境中运行，不再依赖人工操作。
制造商与经销商之间的供应链交易
消费品制造商通过庞大的经销商和转销商进行大规模分销。
因为需求倾斜、供应模式、人力不足等原因，制造商和经销商常常很难协调好记账和收账工作。
目前的体系存在的问题：
- 制造商与经销商之间缺乏信任，导致开具发票和付款周期的延迟；
- 大量的文书工作，导致很多不必要的时间延迟和开支增加；
- 销售人员在完成目标方面面临巨大压力，以至于过度倾销、无节制付款延迟；
- 经销商的资金在不同制造商之间周转，从业务中抽出营运资本来资助其他利益，导致营运资本危机。
基于区块链的供应链管理系统
基于区块链供应链管理系统具有以下优势。
- 自动完成开票、分派、端对端交易记录的智能合约；
- 与诸如生产规划、ERP、CRM、分析等其他应用及其他组织体系互动的智能合约，对需求规划、产品采购/制造周期进行微调，改进生产线运行；
- 减少对人为干预的依赖，以此减少基于人际关系的要求和决策导致的付款周期延迟；
- 防篡改和时间戳记录有助于监督订购—供应—分派—交付—付款周期的趋势，通过精简操作和减少营运资本要求来缩短订购—收款的周期；
- 减少管理过程中的摩擦。
跨境汇款
跨境汇款通常需要消耗很多时间，因为它涉及多个国家、不同银行、不同监管和非监管机构。这导致了时间延迟，大量的文书工作和高额交易费用等问题。
区块链能够将所有相关方连接在一起，作为任何一侧境内的节点，同时将监管机构也视为参与者，这样能够显著加速流程，处理好所有事宜。但是，作为中间商的有关金融机构必须与监管环境保持一致，防止未来出现任何法律问题。
基于区块链的国际汇款方案
在基于R3 Corda的系统中，基于可信第三方的公证人能够提供最佳的基于区块链的方案。该方案具有以下好处：
- 转钱和收钱的客户信息都进行了加密编码，保证信息的私密性，信息只能按照必须/已经知道的原则提供给相关方；
- 智能合约操作实现瞬时转钱功能；
- 通过消减不相关的中间商，降低交易费用。
票据贴现
票据贴现通常发生在中小企业与大型信贷机构接洽的过程中。
这个过程涉及很多文档，耗费很多时间。因为借款人与贷款人之间缺乏信任，区块链通过智能合约提供信任，降低双方的中间商数量，这是最佳方案。
R3 Corda提供一种点对点安全、可验证的交易，这种方法也比较合适。
该解决方案涉及一个受监管和通过认证的实体充当可信的公证方的角色，保证交易的权利不受侵犯，不会破坏交易的保密性。
票据贴现
医疗记录
爱沙尼亚是世界上一个非常小的国家，但是它却实现了所有人口的医疗记录的数字化，这些医疗记录实时上传到了区块链上。
这样医生可以拿到病人的可验证、无篡改的医疗记录，以及完整的诊断检查史，有助于医生给出正确的医嘱。
第1步：放射科医师与医生将记录上传到病人在区块链上的账户中。
第2步：病人使用自己的移动设备获取信息，授权医疗工作者获取健康数据，做出正确的治疗。
区块链上的医疗记录管理
健康保险
新加坡政府已经开始以特定数目的人口作为试点，实施基于区块链的医疗保险。它是一个基于以太坊的私有链，连接保险公司、医院、银行。
数据湖——访问和安全
当具有特定风险的患者签署保险计划时，相关细节将存储在区块链上。如图20.11所示。
当患者需要投保并办理相应的手续时，智能合约就会被触发，相应钱款将在24小时内从保险公司转移到医院，结清患者产生的账单。
这样能够大大减少患者的痛苦，因为他们常常无法确定具体的索赔的结算额及是否能收回这些款项。以下是保险领域的一些应用案例。
对所有被保险事宜进行自动、全面的背景信息和真实性验证；
自动索赔处理和结算；
区块链上注册的透明记录和不可变数据消除了保险公司的超额索赔和多次索赔的被欺诈可能性，有利于消除保险欺诈；
当具有影响力的事件发生时，所有物联网设备能够通过被触发的智能合约实施有效追踪，自动实现保险的结算。
区块链上的供应链管理
供应链管理已经成为区块链技术最具潜力的应用之一。以下是供应链行业积极采取的一些应用案例。
- 跨境商品运输；
- 追踪汽车备用件的移动，保证服务站的备件是原装备件；
- 追踪钻石在供应链上从源头到最终消费者的动向，测试其纯度；
- 以可验证的方式记录药物、药物从制造商到药房的转移，保证消费者能够在最终的零售点购买到正规的药物；
- 对农产品进行从农场到餐桌的追踪，保证最佳运输条件，当发生任何质量问题时，产品具有可追溯性；
- 利用物联网设备对整个价值链上的温度进行记录，追踪冷藏商品，保证它们没有在途中发生腐败。
区块链为很多商品与服务（如汽车、房子、出租房、教育服务等）的点对点交换提供了一个绝佳的平台，现在这些商品与服务均由大型电商机构负责处理。区块链允许用户以安全、匿名的形式交易任何商品，将目前主导的中心化管理干预降至最低程度。鉴于即将出台的法律规范及在区块链影响下形成的去中心化环境，这些行业的组织必须修改自己的业务模式，保证尊重平台用户的隐私及增长的自动化需求。
能源交易也是区块链应用频繁的一个领域。
能源生产商将能够以保密的方式，将自己多余的产品用于与有需求的消费者交易。智能合约可以为生产者与用户之间的能源交易提供列表、发现、交易和结算等功能。基于区块链的能源交换管过程如图。
基于区块链的能源交换过程
教育也是潜在的区块链应用领域。学生可以安全地将自己的所有信息存储在一个公有链中。教师与学生可以发现彼此，提供点对点培训和教育服务。背景信息验证和身份管理可归入区块链平台，促进教育资源之间的互动。
电子档案、反馈、认证
【钛媒体作者介绍：史尼瓦·马卡利（Srinivas Mahankali），印度新锐科学家，人工智能和数据科学领域的老江湖。作为科技前沿领域的怪咖奇才和跨国公司的CEO，他精通资本市场、数字营销、区块链、大数据、数据科学和精益六西格玛等，是一位具有广泛号召力的意见领袖。】
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