区块链在美国：10个案例、10个问题和5个解决方案
近日，美国国际战略研究中心(CSIS， Center for Strategic and International Studies)发布报告《利用区块链实现美国商业与繁荣：10个案例、10个问题、5个解决方案》。详细介绍了区块链改进医疗、制造业、运输业和农业等领域10个案例，回答了区块链相关10个关键问题，提出5项改进区块链生态的政策应对措施。
http://blockchain.51cto.com/art/201812/588971.htm
2018年11月，美国国际战略研究中心(CSIS， Center for Strategic and International Studies)发布报告《Harnessing Blockchain for American Business and Prosperity-10 Use Cases， 10 Big Questions， 5 Solutions》(《利用区块链实现美国商业与繁荣：10个案例、10个问题、5个解决方案》)。
时至今日，区块链不仅已经应用在具体的行业领域中，并且许多财富前500的企业和政府机构都在应用区块链技术。区块链初创企业的股权交易也从2013年的50笔9800万美元增长到2017年的144笔6.4亿美元。
报告中详细总结介绍了区块链改进医疗、制造业、运输业和农业等领域的10个案例，并将区块链相关的10个关键问题进行回答，集中回答了区块链的安全性等关注度极高的问题，最后报告提出5项用于改进区块链生态的政策应对措施。
一、区块链改变经济的10个案例
区块链催生了无数的商业想法、应用，并且已经应用于医疗、制造业、运输业和农业等领域。另外，许多财富前500的企业和政府机构都在应用区块链技术。区块链初创企业的股权交易从2013年的50笔9800万美元增长到2017年的144笔6.4亿美元。
下面介绍区块链技术应用于不同企业或领域的10种方式。
1、在全球供应链中追踪商品(商品溯源)
消费者对食品安全和伦理的担心促使企业对供应商、供应商的供应商和其他来源的原材料、组成部分等进行追踪。比如沃尔玛的视频安全总监Yiannas就花费数年时间从农场、工厂、到沃尔玛的商店来追踪水果、牛排和蛋糕，就是为了能够快速找出沙门氏菌爆发这类问题的源头。这一过程非法复杂，而且非常耗时。Yiannas使用区块链来进行产品溯源和追踪后，效率得到了很大的改善。对商品的溯源时间从将近7天缩短到2秒钟。
在制造业，区块链可以增强复杂供应链的协作和流水线化。以汽车为例，汽车是由来源于世界各地的30000多个部件组成的。如果制造商可以看到供应链中2级、3级、甚至4级供应商和原材料的流动，就可以降低协作的费用和时间，提供给消费者更便宜的产品。欧洲的空客公司就使用区块链来分析供应商和其他组件的源头，并与合作商共享收入。这些数据帮助空客减少飞机零部件修复的时间和费用，可以让飞机更加准时地将乘客送往目的地。
2、确保3D打印的质量和追踪
3D打印重塑了美国的制造业，有超过50%的美国制造业企业使用3D打印技术进行原型部件和最终产品设计。区块链可以解决工业制造业中3D打印存在的质量、溯源、知识产权问题，从而推动3D打印技术的市场应用。使用区块链可以加密生产过程中的数据，使企业可以保证和验证产品的质量。
3、创建个人一生的一站式医疗记录
区块链对美国复杂的医疗系统有很大的影响。比如医疗区块链可以追踪一个公民的完整医疗历史，包括用药记录、疾病史、受伤情况，可以帮助用户病人控制自己的数据。如果公民换了工作、或者保险项目、去别的州工作，他的医疗记录都不会受影响。区块链还可以改变保险支付方式：如果诊所确认病人已经被治疗过，智能合约就可以触发保险责任范围，以预防欺诈或不准确的保险报销。
4、使贸易物流流水线化
截止目前，国际贸易交易中的所有参与者，进口商、出口商、托运人、银行等都在维护自己的与交易相关的文档。这些文档数量多，如果有修改，维护起来非常麻烦。区块链就可以解决这个问题。Maersk(海运集团)与IBM一起创建了一个多方参与的基于区块链的完整的贸易生态系统平台，在平台上仓库、货运代理、港口、海关、出口商、进口商等都可以在一个数据交换平台上进行互操作。所有的参与者都可以看到完整的交易，访问相关的文档，共享数据和信息，每个人看到的数据都是实时更新的。而且系统中的数据是安全的，在没有其他用户参与的情况下，单个用户无法修改、删除、添加任一区块。
5、促进和保障海关贸易
每天有几百万产品到达美国海关，而预测分析和机器学习这样的新技术已经应用到全世界的海关机构：
- 新加坡海关利用机器学习模型识别出了香烟逃税的问题，原因是商品申报的重量比以往重量轻。
- 许多区块链已经在英国、韩国、新加坡等国的海关管理机构中测试了。
- 区块链对英国尤其有用：英国脱欧后，其海关申报从5500万增长到2.5亿，英国的现有软件程序无法处理这么大量的数据。区块链可以帮助解决这一情况：区块链可以帮助对产品进行溯源，确定商品的来源和适用的关税。
- 区块链记录也可以实时、安全、透明地共享给英国的边境管理局来分析商品安全、知识产权等问题。还可以减少边境管理局的成本，使产品更加便利地通关。
6、防止选举舞弊和确保选民身份
2018年5月，美国西弗吉尼亚州(West Virginia)成为第一个允许使用区块链技术进行互联网选举的州。选举是区块链技术最有潜力的应用领域之一。其安全性和身份保护机制可以减少诈骗，帮助选民相信他们的选举是匿名的，而且随时可以看到结果。而且使用区块链技术进行选举的话，每个人只能投一次票，投票的结果是不能更改的，每个选举点都可以实时看到选举的结果。区块链因其分布式的特点，可以使用黑客攻击变得更难。因此，区块链在选举中的应用是非常有潜力的。
7、农作物保险
保险是一个巨大的行业，但是定制化的策略在一些领域是无法实现的。比如，适应农民需要的定制化的农作物保险策略仍然太贵了。但区块链可以自动化决定触发哪些条款的过程可以减少整个过程的成本费用。Etherisic公司就使用区块链技术来自动确定哪些条件满足农作物保险的条款，并立即创建支付。
8、创建能源生产者和用户的网络
几十年前，许多企业都引入了智能电网来平衡电力生产和使用的不平衡问题。其中一个催化剂就是用户安装了太阳能，自己可以产生能源，还可以交易超出的部分。区块链也可以用于智能电网的优化，尤其是用作能源生产者-消费者或“专业消费者”之间的非中介能源交易平台。比如，德国南部区域需要来自部门区域的电能，但北部的电网无法处理电能的激增或对其进行运输。平衡电脑的成本超过12亿美元每年。TenneT就在使用区块链技术来解决这一问题。每个家庭都安装了智能软件，可以实时对电网的变化做出反应：如果电网欠电，用户可以将多余的电充进电网，如果电网电量太多，可以对用户的电池进行充电。区块链都所有产生的事务(交易)都有安全日志。
9、创建可以自己运行的智慧城市
美国有上百个城市已经使用智慧城市应用来管理交通、应对犯罪、传输能源、预警污染等。这些智慧城市应用的背后是连接传感器和其他工具来获取城市相关数据的物联网(Internet of Things)。区块链可以放大物联网对城市运行的影响，使城市更加自动化的运行。
比如，迪拜就将区块链应用到城市服务当中，计划到2020年超过1亿的政府文档都会使用区块链，包括签证申请、账单支付、许可证续领等。区块链技术还能将“权力交给人民”，使每个人都参与与他人的直接交易中。比如，迪拜的区块链系统可以记录所有房地产合同，连接房主和房客来支付水电、通信等费用。
10、货物到达时自动支付
国际贸易金融(trade finance)要确保来自B国的买家收到来自A国的卖家的产品后，卖家可以马上收到款项。有些买家和卖家非常熟悉，彼此信任。因此无需贸易金融：卖家信任买家，相信他在收到货物后会进行支付。
但大多数情况下，不会有这么长期的交易关系。卖家经常会面临一些不确定性：不清楚买家什么时候会支付，也不清楚买家是不是会支付。所以就有银行、保险公司等为企业贸易做背书，但卖家仍然不能完全确保买家一定会支付。日本之前就出现过这种诈骗事件。
区块链的出现和应用改变了这一情况，交易相关方都可以实时访问同样的数据和数字化的文档。而且文档不需要存储在多个数据库中，只需要保存一份就可以了。如果使用智能合约的话，当传感器通过货物标签了解到获取到达买家后，就可以自动触发付款流程。基于区块链的支付系统比传统支付系统要快很多，就像发邮件一样，几秒钟就可以完成整个支付流程。Singapore的DBS和斯坦福的Chartered都证明了这种基于区块链的系统的可行性。
区块链还可以改善供应链金融(supply chain finance)，卖家可以更快地收到买家或银行支付的款项。智能合约可以自动触发银行到卖家的支付进程，如果整个供应链都使用区块链，那么各相关方的支付就都是可以自动化、数字化、端对端和加速的。这可以增加各相关方的现金流，减少供应链中的金融漏洞，促进企业的发展。
二、区块链相关的10大问题
1、如何确保区块链中的数据的真实性和不可改变性?
都说区块链中的数据是不可变的，那么真的是不可变的吗?区块链会被黑吗?答案是有可能，但可能性不大。因为每个区块链都是用户经过合约建立的。也就是说每笔交易都经过了多次验证，区块链中的加密也确保了记录不会被逆向。但区块链也存在三种类型的漏洞：
一是对区块链系统的访问。设想一个使用区块链应用的城市，那么谁应该有权限来访问其中的数据呢?应该部分访问还是全部访问?如果政府或企业在应用中存在单点失效(single point of failure)，那么问题就非常严重了。为了解决这些问题，区块链管理员需要平衡许多问题。其中一个问题就是安全性和可访问性，另一个是是区块链管理员要保护一些非机构化的数据。
第二个漏洞是区块链也可能会被攻击和劫持。如果有51%的链被攻击者控制，那么就可以对区块链进行恶意修改。密歇根州已经提交了一个法案来对非法修改区块链数据进行处罚。
第三个漏洞是胡乱输入和胡乱输出(garbage-in-garbage-out)的问题。如果输入到区块链的数据是不准确的怎么办，比如最开始的医疗记录是不准确的或涉嫌欺诈的。其中一个方法就是在创建数据记录时用机器来取代人。
2、谁拥有和管理区块链?谁对产生的问题和损失负责?
- 区块链是去中心化的，那么谁来维护呢?
- 是不是需要像网站那样去维护呢?
答案就是技术本身。
因为区块链不是由中心化的权威机构来运行，而是由所有区块链的用户来运行。在无需许可的区块链(permissionless blockchains)中，区块链是负责运行的社区所拥有的。但这又出现了一个新的问题，用户在运行区块链而没有人拥有它的情况下，谁来负责?在许可(permissioned)区块链中，运营区块链的实体是可以决定谁有权限来访问区块链。在许可区块链中，manager(管理员)负责维护网络，但是由使用链的用户来决定连接、接收新的数据记录。
3、智能合约真的智能吗?
智能合约触发了约定责任的完成。这种自动化的约定功能并不少见。但复杂的合约需要多方参与来完成约定责任。许多银行、律师这样的中间人需要验证事件是不是真的产生了，然后执行下一步。智能合约就是为了解决这样的任务而生的，智能合约用外部的数据源来确定什么时候执行合约。数据源叫做Oracle，会告诉智能合约事件是真的发生了。
但智能合约并没有我们想象的智能。首先，智能合约只与合约设计的智能相一致。而且，合约设计者的假设和合约实现和执行有一定的差距。其次，攻击者也是可以伪造和修改记录的。研究表明区块链存在漏洞，大约有3.4%的以太坊智能合约也存在漏洞。
4、区块链是否会存在身份窃取?
社交媒体中有3%的用户是假的，那么可以在区块链上创建假的账号吗?
区块链上的身份会被窃吗?
这里存在大量的问题。互联网是在没有明确和可证明的个人身份的情况下建立的。当然也可能会有一个由政府运行的数字身份库。许多政府已经为公民创建了中心化的数字ID，然后公民可以用数字身份来选举、纳税、开户等等。但这种数字身份是中心化的，区块链可以解决关于身份窃取的担忧。区块链可以将身份凭证放在区块链上，这是由用户控制的，而且可以通过中心化的库进行验证。区块链可以帮助实现匿名投票，而这是民主进程的完整性中最重要的。
5、区块链可以与其他相连吗?
社交媒体可以将不同的用户建立联系，区块链的价值会随着用户基础的扩大而扩大。但未来在任何领域都不会有一个全球性的区块链，但我们每个人都会成为区块链的一部分。但不同网络的方案和数据系统可能会导致不同的区块链无法互联起来。我们现在使用的软件是使用API应用程序接口来与其他应用程序进行通信的，那么区块链之间如果需要通信怎么办呢?用区块链来构建一个大型的生态系统需要区块链管理者迁移所有用户，并同意相关的规则，还存在数据迁移和使用新的智能合约等问题。
6、区块链如何与非链数据库通信?
如果一方的数据和文档是不在线或不在区块链上，另一方的数据和文档在区块链上，双方可以通信吗?
那么可以选择将所有的数据放上区块链或先将区块链上的数据复制到线下的数据库里。但这也是存在风险的，如果把链上的数据导出到链下的数据库，那数据存在被修改的风险。
7、区块链会帮助洗黑钱?
洗黑钱是世界各国面临的全球性问题。银行和监管机构每年花费约80亿美元来应对这一问题。银行和监管机构要求在转账时提供一些身份凭证信息等来监控资金流以检测是否存在洗黑钱的行为。但全球监管环境并不和谐，每个银行需要满足不同等级的监管。因为区块链是匿名的，那么区块链是否会帮助犯罪分子来洗黑钱并隐藏其交易信息呢?答案是银行系统有许多的漏洞，而犯罪分子使用区块链洗钱的成本会非常高，因此犯罪分子洗黑钱主要还是会依靠传统的银行系统。
8、区块链会耗尽地球的能源吗?
区块链上的记录和数据都会使用能源，而比特币的运行需要更多的能源。这是比特币的设计原理来决定的。比特币挖矿机需要将最近的交易列表都变成签名来证明这些信息的正确性。而这个过程需要大量的算力。因此，有人担心随着网络规模的增长和比特币价值的增加会导致更大的竞争，随着消耗更多的能量。
其他类型的区块链应用比比特币消耗的能量要少很多。而且区块链可以以一种节能的方式出现，即以产品的形式去交易，这可以增加其持续性。在这样地推动下，会出现新的增加算力的方法。
9、区块链会取代我们的工作吗?
最近有很多的报告都说人工智能会对我们的工作带来很大的影响。那么区块链会对律师、银行这样的机构带来影响吗?
区块链并不会大范围地影响我们的工作，但是会像其他技术一样，改变公司的商业和收入模式。区块链面临的问题并不是技术，而是如何体现区块链的价值主张。其中一个挑战是如何向所有的参与者来分配价值以吸引更多的用户加入该链中。
10、美国在区块链开发中落后了吗?
有专家认为美国在区块链的应用中落后了。但事实上许多发展中国家比发达国家应用区块链的速度更快。其原因有二：
一是区块链可以解决发展中国家的很多挑战和难题，而这些问题在发达国家出现的很少;二是发展中国家的监管没有发达国家先进和复杂，这都促使了该技术的应用。
三、美国应考虑采取的5项措施