区块链政策制定者指南

政策制定者的区块链指南艾伦MCQUINN和丹尼尔·卡斯特罗2019年4月政策制定者可以而且应该做更多的事情来支持区块链创新和采用，例如确保法规具有针对性和灵活性，以鼓励区块链实验。关键的外卖区块链是一项强大的新技术，可以创建分布式数字允许多方参与安全、可信交易的账本彼此没有中介。区块链最适合某些类型的应用程序，包括加密货币、共享数据服务、智能合约应用程序、去中心化市场、真实性跟踪和数字身份。政府可以而且应该做更多的事情来支持区块链创新采用，包括通过支持公共部门采用，创建灵活的允许实验的监管环境，并使用有针对性的监管执法。信息技术与创新基金会第1页 介绍互联网时代使许多类型的交易变得数字化，例如金融存款和取款，但这些交易的记录仍由集中式维护把关组织，例如银行。区块链是一项强大的新技术，可以创建分布式数字账本——一种数据库——允许多方参与安全、可信的互动在没有中介的情况下相互交易。例如，区块链启用了创建“加密货币”，这是在没有中央货币的情况下创建的数字货币人们可以使用权威人士以电子方式汇款，而无需银行。然而，区块链已经许多其他用途，为公共和私人组织创造机会，以促进提高生产力，打开新市场，颠覆传统业务模式。政策制定者应该通过促进政府对区块链技术的使用来加速区块链的采用，以及对法规进行现代化改造，以确保政策不会阻碍技术的积极使用。2009年，“中本聪”（Satoshi Nakamoto）是一个尚未确定身份的个人或团体的化名个人，发布了第一个区块链系统的代码，以创建点对点1虚拟货币比特币。比特币的区块链架构首次消除了分布式支付系统的根本问题，使任何参与者都不切实际通过多次花费同一单位的虚拟货币来欺骗系统。它的工作原理是结合几种先进的加密技术和激励结构，确保参与者将一起工作，而不需要相互信任。虽然比特币仍然有今天作为加密货币的一种形式，许多个人、公司、非营利组织、大学、政府已经从比特币的区块链系统中借用了代码或想法来完全创建。新的和创新的区块链应用程序，以应对无数挑战。特别组织正在使用区块链使参与者网络能够进行可信交易没有中央权威。在过去的十年中，对不同数字货币的投资狂潮，各种区块链的类型，以及基于区块链和数字货币的独特服务。科技IBM等公司已经提供了区块链即服务应用程序，而金融丰业银行、丹麦银行和US Bancorp等服务提供商已投资共享2区块链。此外，许多初创企业使用区块链通过销售数字来筹集资金。向投资者提供代币，作为传统风险投资资金或首次公开募股的替代方案。但重要的是，即将到来的区块链应用浪潮的大部分将在金融之外。行业。区块链在过去几年中受到了媒体的广泛关注，这两者都受到比特币早期投资者的天文数字利润以及一些人古怪的说法技术可以从根本上改变社会、国家主权和民主。像2000年代初的互联网狂热，高度关注激发了许多组织加入区块链潮流——例如，在2018年，在一家冰茶公司改变其3名称包括“区块链”一词，其股票增加了500%。监管机构有信息技术与创新基金会第二页 监管区块链活动的速度很慢，从而为犯罪分子创造了洗钱的机会金钱和欺骗投资者。这些做法受到了几家金融机构的审查。4监管机构。尽管如此，一个由合法的基于区块链的项目组成的丰富生态系统已经出现，并且未来几年可能会看到许多使用区块链的新应用程序，以及更多采用新的应用程序。以及现有应用，例如跟踪全球供应链中的货物并实现点对点连接设备之间的事务。例如，世界经济的2018年报告Forum和贝恩公司估计，通过部署区块链，全球企业可以产生比其他方式多1万亿美元的贸易融资（为进口商和出口商提供贷款）5将生成的。然而，政府可以而且应该做更多的事情来支持合法的区块链创新和采用，包括确保法规不会不必要地限制某些基于区块链的产品应用。为此，本报告提供了10项原则来指导政策制定者方法这个任务:1. 确保技术中立。2. 积极支持区块链在公共部门的采用和部署。3.支持区块链的研究和发展。4. 促进区块链应用的法律确定性。5. 在国家层面而不是次国家层面为区块链制定规则。6. 创造一个灵活的监管环境，使实验成为可能。7. 使用有针对性的监管执法来激励公司保护消费者。8. 避免使用区块链技术的法律法规。9. 促进区块链应用的数据互操作性。10. 努力建立跨部门区块链法规的国际协调。区块链解决什么问题?区块链解决了一个远远早于其创建的问题：如何让一群参与者到达尽管无法相互信任，但达成共识。这个问题，被称为拜占庭将军问题，最初描述的是一群将军，每个将军指挥一支军队的一部分，相隔距离，必须作为一个群体达成共识，是进攻还是撤退一次，因为他们的整个联合部队如果只有一些人攻击或信息技术与创新基金会第3页 6]撤退。不幸的是，将军们不能相互信任，他们用来信任的信使沟通可能是叛徒或间谍。许多流程使用受信任的中介（如企业或政府机构）来协调参与关联交易的多方之间的活动。这些中介机构通常提供许多功能，其中之一是创建和维护记录系统提供有关交易的权威信息来源，各方都依赖这些信息来源准确。例如，银行保留有关客户之间资金转移的记录;契据登记处保存买卖双方关于土地所有权的正式记录;和政府各机构保留其公民出生和死亡的官方记录。在区块链之前，它是参与这些交易的各方不也负责维护这些交易的权威记录，因为可能存在欺诈行为或在这些记录中引入其他错误。例如，想象一下，如果出现以下情况可能出现的问题银行客户可以独立修改其存款历史的官方记录，取款,检查支付。区块链消除了对受信任的中介机构维护官方记录系统的需要通过创建一个分布式数字分类账，所有各方都可以通过该分类账验证他们是否有权访问完全相同的数据，任何一方都无法对现有记录进行未经授权的更改。因为各方都可以拥有自己的数据副本，区块链增加了透明度，支持审核，并消除任何单点故障。这些功能是有代价的，然而，由于区块链涉及许多不同的计算机系统复制相同的数据，并且从事冗余的计算任务。当没有现有时，区块链提供了许多重要的好处中介机构，现有中介机构成本高昂或不可靠，或现有中介机构可以使用区块链来有效地提高透明度，安全,或他们的记录的可靠性。因为区块链消除了可信中介的关键角色（即维护一个记录），许多区块链爱好者认为该技术具有显着潜力颠覆现有的流程和组织，从而将效率提升到新的水平交易。特别是，区块链允许参与者摆脱对中心化依赖或分层组织模型到分散的组织模型。显然，这种潜在的破坏取决于许多不同的因素，因为中介机构可能提供许多更重要的功能超越记录系统，包括验证或验证真实交易的详细信息世界。尽管如此，当没有现有的中介时，区块链提供了许多重要的好处（例如当政府或私营部门不提供所需的服务时）;现有中介机构成本高昂、繁琐或不可靠;或者现有的中介机构可以使用区块链来有效地信息技术与创新基金会第4页 提高其记录的透明度、安全性或可靠性。此外，因为区块链技术不断改进，与运行大型去中心化数据库相关的成本可能会下降，这将使它更适合不同的用例。区块链是什么和它是如何工作的呢?区块链是数字分类账，记录分布在网络中的信息确保每台计算机具有相同记录的计算机。区块链技术包括三个基本组成部分：加密链接的数据结构、点对点网络、协议和共识。首先，区块链由一系列数字“块”组成，这些“块”安全地连接在一起使用加密技术创建虚拟数据链的顺序。这些块记录金融交易、各方之间的协议和所有权记录等信息(见图1)。其次，区块链在分布式点对点计算机网络上运行。每台计算机在网络，称为节点，存储区块链的副本，验证区块链是否具有未被篡改，并验证何时可以将交易添加到新区块。节点共享和同步更新。图1:一个区块链是如何工作的最后，区块链使用“共识协议”来维持所有参与者之间的协议——一组规则，允许节点确定何时向区块链添加新信息。共识协议旨在使区块链能够抵抗篡改并确保网络中所有参与者之间的数据一致性。有许多类型的共识协议使用不同的技术，每种协议都有不同的优点和缺点。本报告将简要描述五个：工作证明、权益证明、实用的拜占庭容错、经过时间证明和烧毁证明（见表 1）。信息技术与创新基金会第5页 Ta ble 1：共识协议及其优缺点工作的证明最流行的共识机制，称为工作量证明，要求网络中的节点在添加新块之前竞争解决复杂的加密难题。解决这些问题谜题在计算上很复杂，需要节点参与一定的工作量。这每个谜题的参数都会定期更新，以确保需要一定的时间来解决它们。具有工作量证明共识机制的加密货币区块链中的节点是之所以被称为“矿工”，是因为区块链系统会奖励第一个解决问题的节点与cryptocurrency并创建一个新的块。然而，虽然很难解决这些难题，但验证难题是否已解决是7计算简单。这是通过所谓的哈希函数完成的，该函数生成任何给定数据的唯一数字指纹。即使对输入稍作修改也会导致截然不同的哈希输出。哈希是一个单向函数，这意味着它不能反。因此，此过程使验证交易变得容易，但很难伪造它们。当矿工确认一个区块有效时，它会创建两个哈希：每个交易的哈希8块，以及证明它已解决先前加密难题的哈希值。因为每个块包含哈希值以及有关链中前一个块的信息，节点不能追溯修改一个块，而不首先解决该块的加密难题，并且每个在它之后阻止 - 对于任何节点来说都很难自行完成的任务。信息技术与创新基金会第6页 具有工作量证明共识机制的区块链是能源密集型的，这使得它们难以扩展。例如，比特币和以太坊区块链消耗了大约 7592018年太瓦时的电力。虽然这还不到全球年度的0.4%用电量，比一些国家多——例如，葡萄牙消耗了大约4910每年太瓦时。然而，这种能源消耗大部分发生在数据中心。在中国等国家，因为那里的能源很便宜，但不幸的是，主要生产11来自高碳排放的燃料，如煤炭。能源消耗模式可能会随着时间的推移而发展，因为区块链使用不同的共识机制，这些机制的能量更少密集的,或者随着矿业的经济变化。箱1:区块链安全风险虽然某些类型的区块链，如工作量证明模型，是高度篡改的抵抗，攻击者已成功使用多种方法来破坏blockchain-based应用程序。可怜的实现,缺陷和故障12开发人员在创建新的区块链软件时可能会犯编码错误。为例如，帮助维护比特币网络的开发人员在 2018 年发现了一个错误这将允许攻击者创建新的比特币并增加供应13货币。同样，加密货币Zcash的开发人员在其2019 年 2 月的底层加密，恶意方可以利用该加密来生成14无限的货币。攻击对等网络当攻击者将特定用户与去中心化网络欺骗网络接受虚假信息，然后15确认欺诈性交易。攻击共识协议“51%攻击”发生在工作量证明区块链上，当一群不良行为者发生时安装比网络其余部分更多的挖矿容量，使他们能够追溯16对数字分类账进行更改。例如，在2018年5月，加密货币比特币黄金遭受了51%的攻击，导致价值1800万美元的被盗17之前的26个大cryptocurrency。使用区块链攻击应用程序攻击可以针对使用区块链的软件。例如，在2014年，一组黑客从一家名为Mt的加密货币交易所窃取了数百万美元的比特币18由于该公司系统的安全性差，Gox。信息技术与创新基金会第7页 股份的证明在权益证明共识机制中，系统在19]基于他们在区块链中控制的“赌注”的确定性方式。与每个节点存储令牌的地址，以及每个令牌的更多（即节点在系统）节点能够验证下一个区块的机会就越高。例如如果一个节点有 50 个代币，另一个节点有 100 个代币，则后一个节点的可能性是后者的两倍能够验证链中的下一个区块。与其提供用于验证块的令牌，系统以用户交易费的形式奖励节点。这种类型的共识机制比工作量证明模型更有效，并且在存在静态时效果最佳供应的令牌。权益证明模型的一个问题是，拥有少量代币的持有者不太可能“赢得彩票”并生成一个区块。这不利于参与者令牌平衡以运行节点，这对整个数据库不利，因为参与者越多区块链,更安全。为了解决这个问题，开发人员创建了两种权益证明的变体。一、租赁权益证明模型，节点可以相互租用其账户余额以创建更高的生成块的机会。参与节点仍然控制着他们的代币，可以消费他们随时。其次，在委托权益证明模型中，代币持有者使用他们的余额来选择有机会生成区块的节点列表。虽然这些参与者没有