[25] 本章由达鸿飞写作完成。达鸿飞,小蚁创始人，昵称“达叔”，现居上海。中国区块链社区的代表人物，上海浦东国际金融学会金融科技组委员。2013年起全职从事数字货币和区块链技术创新，联合创立了“比特创业营”，多次在北京、中国香港等地的数字货币峰会担任演讲嘉宾。
一、数字货币
（一）总量恒定型：比特币
尽管区块链的倡导者们有意把区块链技术作为一种中性的独立技术从比特币中抽离出来，但不可否认，比特币是第一个初步成功并引起广泛关注的区块链应用。它在发行机制、分配机制、币值调节机制上有不少创新。中本聪将比特币定义为一种点对点的电子现金系统，“电子现金”一词表明他想要发明的并不仅仅是一个支付系统，而是一套有着独立货币哲学的货币系统。
比特币最常被人提及的特性就是总量恒定。比特币的最高上限为2100万个。在2009年初比特币网络开始运行的最初几分钟内，比特币的数量为零。当大约10分钟过去后，第一个区块产生了，生产出这个区块的矿工也就获得了50个比特币的奖励。这50个比特币就是世界上产生的第一批比特币。通过查询历史数据，我们可以看到最早的这个区块，也就是说区块0的详细信息（见表5-1）。
表5-1 创世区块详细信息
数据来源：区块元blockmeta.com
可以发现，这个区块产生于2009年1月4日，仅包含了1笔交易，就是那笔“无中生有”新生成出来的50个比特币。在每个区块里，这些新生成的比特币被称作“区块奖励”。由于当时只有中本聪一个人在运行比特币网络，毫无疑问这个区块的产生者就是中本聪本人，这50个比特币的区块奖励也在中本聪的控制下。而迄今为止，这50个比特币都还静静地躺在这个地址里，一次也没有被花费过。
区块奖励并不是一成不变的，每隔4年，区块奖励就会减半。也就是说，2009年开始时，区块奖励是每个块50个比特币，而到2013年，区块奖励就会减半为25个；到2017年，区块链奖励就会再次减半为12.5个；以此类推，直至2100万个比特币分发完毕。这就是比特币的发行机制。图5-1描述了比特币的发行曲线。尽管2030年左右比特币就能达到2000万的发行量，但是要到2140年左右才会达到最终2100万的发行总量。
图5-1 比特币发行曲线
比特币通过将新产生的币作为区块奖励分配给矿工（区块生产者）的方式完成整个发行过程。这一过程的最主要特点有三个。
一是发行有严格的既定规则，任何人都没有权利修改这些规则，进行规则外的增发。这一约定和经济学家、诺贝尔获得者弗里德曼的观点非常接近。弗里德曼认为，根治通货膨胀的唯一出路是减少政府对经济的干预，控制货币增长。控制货币增长的方法是实行“单一规则”，即中央银行在制定和执行货币政策的时候要“公开宣布并长期采用一个固定不变的货币供应增长率”。
二是发行的主体是不特定的，任何人只要打开运算设备（不管是矿机还是普通计算机）都可以参与到挖矿也就是说货币的发行过程中。这个特点体现了“去中心化”的精神，只要拥有算力，任何人都可参与而不取决于参与者的身份、地位。
三是存在真实的发行成本，该成本主要包括购买矿机的成本和运行矿机的成本。这些成本的存在“赋予”了比特币某种价值。从经济学角度看，决定价格的并非成本，而应该是市场供需关系。你可以花费数亿美元的成本把一块蛋糕发射到火星之上，但这块蛋糕并不会因此获得数亿美元的身价（如果没有既足够有钱又足够疯狂的疯子的话）。但是不可否认，成本的存在给了市场一个极强的心理预期信号。成本就像是一张比特币市场价格的安全网。回顾比特币的历史价格，每当触及成本时，总会快速迎来反弹。比特币的这种需要成本的发行机制是对布雷顿森林体系瓦解后世界各国无须成本就能发行所谓“信用货币”的一种反讽。
从发行需要成本，发行依照收敛性曲线这些特性来看，比特币模拟的恰好是黄金这种贵金属。和比特币类似，黄金的总量有限，开采需要一定成本。然后，比特币可以跨地域转移、几乎可无限分割、可编程、易保管等特性确实可以完胜黄金这种几千年来人类世界共通的价值存储手段。
然而正因为模拟了黄金的种种属性，比特币也就具备了黄金作为货币时体现出的种种缺点。例如在现阶段，比特币更多地被用作一种投资投机商品，而非货币，导致其价格往往大幅度波动（图5-2），暴涨暴跌阻碍了其成为一种通用的货币。即便我们假设比特币成为一种通用货币，由于总量固定，发行速率既定，比特币无法根据市场的供需而调整货币供应量，也会导致比特币成为一个糟糕的计价单位。当经济发展和财富增长时，以比特币计价的商品的比特币标价反而会持续下跌，物价越来越低。如果这也不是太大的问题的话，更糟糕的是员工的工资可能每半年就要降薪一次，用比特币计价的GDP数据可能是永远停滞不变的，国家可能要提高其他税收来弥补铸币税的消失。人类对价格数字的直觉和数千年积累的经济知识体系恐怕很难适应和跟上这样的变化。
图5-2 比特币市场汇率历史走势图
数据来源：区块元blockmeta.com
（二）锚定型：比特股
非弹性供给的货币会导致币值不稳定，而难以成为一般经济计量单位。如何创造一种能够保持币值相对稳定的货币，一直是数字货币社区的热门话题。这种稳定货币如果被发明，那么基于数字货币的支付结算将会变得非常简单易用。
比特股就是这样一个试图解决这个问题的、基于区块链技术的系统。比特股设计了一套发行“比特资产”的机制。比特资产是一个总称，具体的资产可以是比特美元、比特人民币、比特黄金等。比特股的创始人丹尼尔·拉姆（Daniel Larimer）认为通过其设计的去中心化的发行和交易，各种比特资产将能够锚定各自对应的标的物，实现币值的稳定。比如，比特美元将能够锚定美元的价值，使1比特美元总是等于1美元的购买力。那么具体机制是怎么实现的呢？我们看看比特股维基上的一段描述。
市场锚定指的是比特资产和真实世界中对应的资产在价值上如何保持相等或相近的一种机制。比特股通过提高预测市场的准确度和效率创建一套全新的加密资产，从而锚定如美元、黄金、石油或者任何其他的任何资产。这些资产被称为比特资产（如比特美元、比特黄金、比特石油等）。比特美元是一种在比特股块链上内建交易所交易的数字资产。比特美元跟踪的是真实美元相对于比特股的价值。这种跟踪机制是通过交易行为来确立的，市场上的交易者都预期着比特美元锚定真实美元，这种预期会使他们的交易增强预期的效果。当交易者看到比特股相对美元升值时候，他们会使用更低的以比特股计价的美元的价格来买入美元，因为他们预期着卖出者会用更低的价格抛售。
这种市场锚定基于下面的具体机制。
首先，比特股系统中内置了一种同样名为比特股（简称BTS）的数字货币。BTS的币值和其他数字货币一样是具有高度波动性的。我们可以设计一种机制，用BTS作抵押发行一种新资产，并把这种资产分为A份额和B份额，A份额保持币值的稳定，而由B份额的持有者吸收所有的波动。A份额持有人的收益是获得了稳定的币值，可以用于定价、支付、价值存储；B份额持有人的收益是获得了杠杆，因为其吸收的是A+B整体的价格波动。天底下当然没有免费的午餐。A份额获得稳定币值的交换条件是丧失了BTS币值上涨时的收益权，B份额获得杠杆的交换条件是BTS币值下跌时蒙受的加倍损失。当B份额的市值已经临近临界点，将要不足以覆盖整体波动时，B份额将被平仓。在这里，稳定的A份额就是前文所描述的能够锚定现实资产的“比特资产”。
这样的设计非常类似中国证券市场上的分级基金。但两者的本质区别在于，比特股的设计中，包含A、B份额的类似“分级基金”的发行权是由完全去中心化的市场完成的。任何持有BTS的用户，只要能在市场上找到交易对手方，就能够抵押BTS发行出比特美元、比特人民币、比特黄金这样的比特资产。事实上，用户甚至可以自己和自己成交，发行出A和B份额，然后留下自己想持有的部分，将另一部分通过市场转让出去。在这种设计下，货币的发行权成为一种纯粹的市场行为，因此比特股创始人丹尼尔·拉姆也就把这样的机制称为“去中心化的央行”。
但是这里还存在一个问题，即A份额相对于什么而言比较稳定。通过同样的抵押机制生成的比特资产为什么有的能锚定美元，有的就能锚定石油？
比特股给出的答案很简单：“仅仅因为名字不同。”当一种比特资产被命名为比特美元时，所有发行、交易的市场参与者都会判断市场中的其他交易者对这种比特美元的价值判断，而其中最合理的假设就是市场中的其他参与者也会认为比特美元的价值应当锚定美元。因此，当比特美元币值高于美元时，会有人抛出获利，当比特美元币值低于美元时，会有人买入等待恢复1∶1时获利。这一机制乍听起来似乎纯属臆想，但如果你读过经济学博弈理论就会知道，这是另一个经济学诺贝尔奖获得者托马斯·谢林于1960年在《冲突的策略》中提出的一个后来以其名字命名的著名概念——谢林点。谢林是这样阐述的：
假设明天你要在纽约跟一个陌生人见面，你会选择什么时间和什么地点？这是一个协调博弈问题，其中任何时间、任何地点都平等。谢林询问了一些学生，发现绝大多数的回答是“中午在纽约中央车站”。没有什么因素使“纽约中央车站”成为更好的地点（任何一个酒吧，或者图书馆阅读室都可以用于约定见面），但纽约的文化传统提高了中央车站的保险系数，从而使其成为一个自然的“谢林点”。
在比特资产的例子中，比特美元的谢林点就是美元，比特石油的谢林点就是石油。仅仅是一个名字的不同，在充分市场博弈的情况下，就真的能够各自锚定相对应的实体资产价格！
尽管在理论上，比特股的这套机制是比较合理的。但在实践中，比特资产的锚定还是碰到了不少的问题。首先，比特股的锚定机制相当复杂，用户首先需要在交易所买到BTS，然后通过比特股的客户端才能发行比特资产。发行过程相当复杂，涉及挂单、平仓、卖空、杠杆等很多复杂的类金融衍生品的概念，普通用户只能敬而远之。
其次，所有比特资产的价值都来自发行时被抵押的BTS的价值。BTS本身的流动性并不太好，因此就容易发生价格波动。而BTS一旦价格波动，就可能会影响到前文所述的高波动的B份额，引发对B份额的平仓，即将B份额所抵押的BTS卖出。这样一来又会造成BTS的价格下跌，引发更多的B份额被平仓。因此，比特股不得不设计了一种熔断机制来进行保护，但熔断也会造成比特资产的价格锚定不准确。
最后，在不同的市场环境下，用户对A、B份额的持有愿望是不同的。市场纷纷预期BTS上涨的过程中，用户倾向于持有B份额；下跌时，则更愿意持有A份额。如果不设计额外的机制来调整A、B份额的动态激励，那么就很容易导致大量比特资产被用户主动平仓，造成比特资产短缺，而不能适应市场需求。
归根结底，由于BTS只是一种虚拟财产，其市场深度和流动性明显不足。以BTS的价值抵押发行比特美元、比特人民币作为一般货币的设计在实践中碰到了较大的问题，难以实现其创始人最初“去中心化央行”的宏大愿景。
（三）政府发行型：央行数字货币
2016年1月20日，来自中国人民银行的一则新闻轰动了笔者的朋友圈，其标题看似非常普通——《中国人民银行数字货币研讨会在北京召开》，然而它的内容却是轰动性的，文中明确指出：
在我国当前经济新常态下，探索央行发行数字货币具有积极的现实意义和深远的历史意义。发行数字货币可以降低传统纸币发行、流通的高昂成本，提升经济交易活动的便利性和透明度，减少洗钱、逃漏税等违法犯罪行为，提升央行对货币供给和货币流通的控制力，更好地支持经济和社会发展，助力普惠金融的全面实现。未来，数字货币发行、流通体系的建立还有助于我国建设全新的金融基础设施，进一步完善我国支付体系，提升支付清算效率，推动经济提质增效升级。
会议要求，人民银行数字货币研究团队要积极吸收国内外数字货币研究的重要成果和实践经验，在前期工作基础上继续推进，建立更为有效的组织保障机制，进一步明确央行发行数字货币的战略目标，做好关键技术攻关，研究数字货币的多场景应用，争取早日推出央行发行的数字货币。
关于我国央行是否会考虑将区块链技术用于央行数字货币的问题，周小川行长如是说：
“数字货币的技术路线可分为基于账户（account-based）和基于钱包（wallet-based）两种，也可分层并用而设法共存。区块链技术是一项可选的技术，其特点是分布式簿记、不基于账户，而且无法篡改。如果数字货币重点强调保护个人隐私，可选用区块链技术。人民银行部署了重要力量研究探讨区块链应用技术，但是到目前为止区块链占用资源还是太多，不管是计算资源还是存储资源，应对不了现在的交易规模，未来能不能解决，还要看。”
周小川行长所说的基于账户和基于钱包的概念，实质系指基于服务器的电子货币和基于私钥的加密货币。前者即普通电子货币，账户所有权并不真正属于用户，而是托管于服务器之上。后者即以比特币为代表的加密货币，用户拥有账户的绝对专属权，不仅可以用自己的密钥开启，还可以通过智能合约授权别人拿密钥开启，账户的控制权归根结底在用户端，商业银行也未必有权开启。
英国央行也正在全面探索区块链技术，数字货币被纳入了英国央行在未来一年的研究重点。英国央行货币政策二把手本·布劳德本特（Ben Broadbent）曾在一次讲话中指出：比特币可能无法得到广泛应用，但由央行发行的数字货币可能对全球金融体系产生巨大影响。“去中心化的虚拟票据交易所和资产登记处”可能会是这项技术更好的探索之路。
澳大利亚央行也是探索数字货币和区块链技术的先行者。澳大利亚储备银行（Reserve Bank of Australia）支付政策部门主管托尼·理查德（Tony Richards）就建议，在将来某个时间澳元应该转换成数字货币形式。他特别指出：“可行的方案是由中央银行发行货币，再由授权机构监管货币交易和流通，当然现有的金融机构可能会参与其中。”
各国央行发行数字货币的出发点很简单。首先，纸钞的流通成本太高。据美国零售商和银行估计，持有实物美元的年均成本在60亿美元左右，其中包括会计、储存、运输和安全成本。纸钞逐渐退出交易已经是大势所趋。一旦纸钞退出交易，那么央行就和货币的使用者切断了所有的直接联系，用户使用的不再是央行直接发行的货币，而是银行、第三方支付所发行的IOU（欠条），央行的货币政策将更难被传导至市场。其次，日本和北欧国家央行已经在实施所谓的负利率，然而负利率只能传导到金融机构而无法传导至个人。因为一旦在个人层面实施负利率，那么个人的第一反应就是从银行提取现钞，那就会造成全国范围的挤兑和银行业危机。相反，如果现钞退出市场交易，央行就可以更好地实施包括负利率在内的货币政策，从而更强地影响市场。这也是荷兰央行用DNBCoin、英国银行用RSCoin进行数字法币概念验证的出发点。
二、支付汇兑
关于货币的定义，学过政治经济学的朋友恐怕对这句话都耳熟能详，“货币具有价值尺度、流通手段、贮藏手段、支付手段和世界货币五种基本职能”。实际上后两者是前面三种手段的派生。现代经济学著作中，一般认为货币的本质只有三个，即交换媒介（medium of exchange）、价值存储（store of value）和计价单位（unit of account）。然而比特币的出现挑战了这一货币定义。即便在比特币白皮书发表七年后的今天，比特币的波动仍然较大，至少和有一定波动率的单只股票相当。而价值存储和计价单位这两个货币职能都要求货币的币值相对稳定。但是，比特币却切切实实可以被用作交换媒介来完成支付，特别是跨境的支付。
假如你想购买一个美国互联网公司的云计算服务，需要支付100美元，而你既没有信用卡也不愿去银行办理国际电汇，要怎么办呢？你可以：
①在中国的比特币交易所花大约650元人民币买入价值100美元的比特币；
②将这些比特币立即提出，并转入美国的比特币交易所；
③将这些比特币卖出并获得100美元，将这100美元提现至上述云计算公司的收款账户。
由于比特币本身良好的全球流动性，在这里很好地起到了交换媒介的作用。由于在整个流程中，用户持有比特币的时间一般不超过1小时，也就无需承受太大的波动风险。这里的比特币已经部分起到了货币的作用，但又仅仅作为交换媒介，而非价值存储和计价单位。
在支付汇兑这一领域，目前领先的有BitPay、Circle、Coinbase这三家公司。它们都想通过比特币网络建立起一个类似VISA/万事达的全球支付网络。BitPay选择了面向商家，直接提供支付处理服务，而Circle、Coinbase选择了面向消费者提供钱包和买卖服务。
BitPay进入最早，成立于2011年。2014年5月，BitPay获得了当时数字货币领域最大的一笔投资——3000万美元的A轮融资，公司整体估值也达到了1.6亿美元。BitPay的早期投资人中还包括了香港亿万富翁李嘉诚的Horizons Ventures（维港投资）。时至今日，BitPay的客户已经包括微软、PayPal等知名公司。
BitPay为商家提供接受比特币付款的服务，并实时生成以比特币计价的价格。回到上面的100美元的收款例子，如果这家公司接入了BitPay，那么用户会发现多出一个用比特币支付的选项，并且此时的比特币计价的价格会每15分钟按照比特币的市价发生变化。用户可以直接用已有的比特币支付，没有的话就自行在交易所购买。对商家来说，可以直接把收到的比特币保存，也可以要求BitPay及时按照市价帮他卖出，而直接获得100美元。
那么为什么BitPay不提供完整的三步服务？原因在于监管。美国有严格的金融监管制度，BitPay在现有的服务模式下，其需要的金融牌照较少。如果提供完整的三步服务，那么就要面临严格的反洗钱、KYC（了解你的客户），甚至是KYCC（了解你的客户的客户）等监管挑战。由于美国是联邦制国家，在美国50个州申请一遍金融牌照可不是“好玩”的。不是财大气粗的公司，根本玩不起这个游戏。最近一轮融资额达到3000万美元的BitPay也还没有能力收集齐所需的牌照。
然而世界“土豪”总是有的。2015年，Circle获得了高盛、IDG（美国国际数据集团）等机构的5000万美元投资。Circle的商业战略就是跑马圈地拿各种牌照，处理和政府关系是它的强项。2015年9月，Circle第一个获得了美国纽约州的BitLicense。2016年4月，Circle又第一个获得了英国政府颁发的电子货币牌照。正因为各种牌照在手，Circle提供了买入、卖出、支付等全套比特币支付服务。而且用户在Circle的美元余额还能受到美国联邦存款保险制度的保障。不过，牌照是把“双刃剑”，严格的监管压力也导致Circle的用户体验下降。
说到支付汇兑不得不提的另一个项目叫作Ripple。Ripple是一个甚至比比特币还古老的项目。我们今天熟知的Ripple则是2012年由杰德·麦克莱伯（Jed McCaleb）和格瑞恩·拉森（Chris Larsen）接手后的Ripple Labs公司主导的Ripple。
Ripple的理念是SWIFT 2.0。SWIFT（Society for Worldwide Interbank Financial Telecommunication，即环球同业银行金融电讯协会）是一个国际协作组织，运营着一个全球性的金融电报网络。银行和其他金融机构通过它与同业机构交换电报，从而完成金融交易。
当用户甲通过中国的A银行向美国B银行的用户乙汇款100美元时，有如下两种情况。
1.A银行和B银行有直接合作关系
A银行首先向用户甲收取100美元和对应汇费，然后通过SWIFT网络发送一份电报给B银行，通知B银行向用户乙的账户存入100美元。尽管这100美元并没有真的从中国移到美国，但用户乙已经收到款了。由于A、B银行有合作关系，它们彼此有一定的信任额度，可以过一段时间清算一次彼此的欠账关系，做一次结算。
2.A银行和B银行没有直接合作关系
这时就比较复杂了。A银行不能直接给B银行发电报，因为B银行并不认可A银行的指令。此时A银行就只能寻找一间和A银行、B银行都有合作关系的C银行。A银行向C银行发电报，C银行再向B银行发电报。如果找不到这么一间C银行，还可能需要经历A银行→D银行→E银行→B银行的路径。
以上的流程看起来似乎很快就能完成，但是由于SWIFT成立于1973年，是诞生于电报技术年代的产物，大量的流程设计需要人工参与。一笔SWIFT汇款，短的话也要几天时间，长的话甚至可能超过1周。同时，SWIFT网络的运行成本高昂，导致了国际汇款费用较高。以中国银行为例，每笔SWIFT汇款需要150元的电报费加上汇款金额千分之一的汇费。更糟糕的是每个中间行、收款行都会进行几美元到几十美元的扣款操作。尽管你在100美元之外，已经额外支付过了电报费、汇费，对方实际到账的却也往往只有90美元甚至更少。扣费的多少取决于中间经过多少和哪些中间行，扣费金额在用户汇款前是无法准确获知的。低速、昂贵的SWIFT系统成了国际汇款，特别是小额汇款的障碍。
Ripple便是为了解决这个问题而诞生。在Ripple协议中，各个银行可以把用户的银行余额搬到Ripple系统中来。一些做市商会在Ripple内置的交易市场里进行类似于“A银行人民币∶B银行美元”这样的挂单。比如当前美元兑人民币的汇率中间价是6.5∶1，那么做市商就会挂出6.51∶1，卖出银行B美元同时买入银行A人民币，挂出6.49∶1，买入银行B美元同时卖出银行A人民币的挂单。当银行A的用户甲想要向银行B的用户乙汇款时，神奇的事情发生了：用户甲只需要表示准备向用户乙转账100美元，此时Ripple系统会在各个内置市场里自动寻找最优的汇款路径，并自动完成兑换、汇款的全过程。一般情况下，用户甲在银行A的人民币会被直接兑换成在银行B的美元，而某些时候可能绕个圈子更便宜。比如系统会帮你发现把银行A的人民币先兑换成银行C的日元再兑换成银行B的美元更划算。
Ripple就像一个货币的同声传译，无论对方需要什么货币，你只需要提供你在Ripple里的有价值的资产，系统就能自动帮你找到最优的兑换路径，并完成汇兑的全过程。在Ripple系统里，比特币这样的交换媒介不再是必需品。银行一旦接入Ripple系统，其用户的存款余额就可以被数字化，从而拥有和比特币类似的流动性，在Ripple网络里自由流动、自由兑换。
Ripple的发展也不是一帆风顺的。其架构设计注定了其在合规性、隐私性和可扩展性上的短板，银行也对直接使用Ripple公司的服务并不感兴趣，而更愿意自建系统，自组联盟。对此最直接的印证就是包括高盛、JP摩根、巴克莱、瑞银等40多家银行加入了2014年才成立的R3联盟，而Ripple阵营的银行却屈指可数且并不知名。Ripple的商业前景还未明朗。
三、登记结算
银行间的支付汇兑只需要记录一种资产类型，即货币。而当一个系统除了货币还可以被用于其他各种类型资产的权益归属、份额转移和流转交易时，这个系统就具备了登记结算的能力。区块链的分布式账本技术备受关注，而分布式账本最适合的应用场景就是登记结算业务。
在中心化账本体系下，为了追求数据的一致性和单一真相来源（single source of truth）, A、B、C、D这些市场参与者把记账的任务托付给了中央登记结算机构，并约定大家一致认可登记结算机构处的账目为最高效力的账本。因此，这些中央登记结算机构需要非常强的公信力才能被各个市场参与者所认可，而建立和维护这样的公信力需要极为繁杂的内部规章和外部审计流程。
在分布式账本体系下，每一个市场参与者都维护一份全市场的账本，各个参与者通过区块链技术对各自的账本进行实时同步，保证账本内容的一致性。这使得分布式账本做到了在物理上的多点分布和逻辑上的数据统一。参与者当然有能力篡改自己的账本，但是区块链技术的底层密码学实现保证了这只能骗骗自己，而无法欺骗其他市场参与者。
在计算机科学中，想要在分布式系统下取得数据一致性有两种思路，分别被称为共享存储（Shared memory）和消息传递（message passing）。区块链技术兼具两种思路，通过点对点网络的共享存储和不停的消息传递，实时同步各自的账本从而实现数据一致性。
区块链技术怎样应用于登记结算业务？让我们先从登记和存管说起。在证券市场形成的早期，股票都是实体的纸质凭证。进行交易时双方就需要一手交钱，一手交票，非常烦琐。尤其当货币可以记账式支付后，股票的纸质凭证的实体转移成为制约股票交易速度的瓶颈。于是存管业务出现了，即投资者把股票的纸质凭证存放在各自的券商处，当发生股票交易时，只需要券商和券商之间在股票上做背书过户的工作就可以了，投资者不再直接持有股票。
随着上市发行的股票越来越多，股票交易越来越频繁，这种以人工操作为主的实物股票背书过户制度越来越阻碍了证券交易的发展。1968年美国出现了纸上作业危机。为了解决这一危机，美国设立了中央证券存管机构（CSD，central securities depository），即美国证券存管信托公司（DTC）。
中央证券存管机构出现后，证券交易出现了非移动交收（immobilization）和无纸化（dematerialization）的重大升级。首先是纸质凭证都被中央证券存管机构集中管理，发生流转交易时，不再需要做任何的物理上的移动工作，而仅仅是在一个账本上更新这份股票的拥有者，实现了非移动交收；然后，市场逐渐发现纸质凭证已经没有任何存在的实质意义了，只要有一份大家公认的账本，就能够完整地记录股票的归属，于是股票不再是上市公司自身发行登记的纸质凭证，而成为上市公司在中央证券存管机构电子化登记账目，实现了证券的无纸化。
对于登记和存管，可以说区块链的分布式账本是极佳的解决方案。区块链上的任何资产天然就是以无纸化和非移动形式交收的。用区块链实现的电子化登记账目可以在没有中央证券存管机构存在的情况下，由各个市场参与者分布式的分会维护更新，实现CSD所能提供的完整功能。而且区块链的智能合约还能实现证券的代码化，让证券变成可编码的智能资产。股票的分红派息、股东投票、禁售限制等可以程序化实现，将人工操作降到极低。
说完登记和存管，就要说一下结算了。结算是清算和交收的统称。清算类似于轧差，通俗地说就是如果我昨天吃饭借了你10元钱，你昨天买水又借了我3元钱，那么轧差后我就只需要还你7元钱了。可以想象如果有100个人，彼此间都相互借过钱，那么这时候需要轧差的交易对可就乱如一团麻了，而且一旦有人违约，还可能造成难以预计的风险传递。因此，在现代证券交易里，中央对手方（CCP，central counterparty）模式成为一个常用的轧差方式。有中央对手方存在的轧差就叫作清算。在中央对手方模式下，A和B之间的交易被拆分成了A和CCP，CCP和B的两笔交易。对于A、B来说，就不再需要担心对方的支付能力，CCP会保障交易的完成。
清算就是算账，账算完后，就是交收了。只有清算、交收都完成了，才是结算完成，交易成功。交收时，结算机构把A卖出的证券登记给B，“同时”把B的货币划拨给A。
上面的模式看起来很完美，但是却存在着问题。首先，中央对手方模式是一种“大而不倒”式的安全。把分散纠缠的风险都堆放在一起，并不等于风险就不再存在了。中央对手方的优点是隔离了风险传递，但代价是把风险都聚集到了中央对手方一个人的身上。最终的走向有可能就会像2008年次贷危机中的银行一样，一旦发生危险，国家就不得不动用国家财政来拯救。其次，细心的读者可能发现上一段最后一句话里的“同时”是打了引号的。是的，这里的同时只是一种希望。由于资金的划拨是通过银行体系，证券的转让是通过中央登记存管机构实现的，是没有办法做到真正的原子级的货银对付的，交钱和交货总有先后。
那么能否找到解决这些问题的终极方案呢？区块链也许是一个答案。
通过区块链的分布式账本技术，理论上可以完全消灭轧差/清算的过程。正是由于现存证券交易系统技术和流程上的低效，资金和证券登记的割裂，才导致了清算、交收环节存在的必要性。
在区块链技术下，首先资金和证券可以在同一个账本中登记，从而保证原子操作级的货银对付。所谓原子操作，即指交钱和交货这两个动作被包含在一个不可分割的操作指令中执行，要么同时成功，要么同时失败。任何意外，无论是突然断电还是断网，都不可能导致钱付了而证券没有转移成功。
其次，中央对手方存在的必要性来自于多边轧差的混乱和可能产生的风险传递，而代价就是把风险集中到了一个中心点上，这意味着中央对手方就是一个单点故障源（Single Point Of Failure）。而区块链技术可以实现证券交易的实时全额结算（RTGS，Real-time gross settlement）模式，完全避免了轧差/清算的业务流程，让交易和结算成为一个动作，不再存在结算（清算、交收）这一过程。没有了清算、交收流程，中央对手方也就不再有存在的必要了。由于一次交易一笔结算，原来错综复杂的多边轧差关系也不复存在，世界一片清净。
当然，尽管理论上区块链可以完全消灭清算、交收流程，但由于网络宽带、存储容量、延迟性要求等技术条件的限制，在要求高频、高吞吐、低延迟的证券交易领域，基于区块链技术的实时全额结算的登记结算系统还难以胜任。基于区块链技术的登记结算目前更适合用于低频、低延迟要求的场外交易系统。
在纳斯达克上市的电商公司Overstock就以此为理念，利用区块链技术开发出了一个名为T0的证券交易平台。顾名思义，T0意味着T+0结算，是对美国现存T+3股票结算的巨大超越。T0近期收购了一间ATS（另类交易系统，有点像中国的互联网证券）公司，并已经得到了美国证券监管机构SEC的许可，将在2016年下半年发行Overstock的股票。未来，投资者既可以在既有的纳斯达克市场内，也可以通过合规的ATS交易系统在T0平台上购买到Overstock公司的股票。如果T0上的价格、流动性都不错的话，也许越来越多的公司会愿意到T0上发行股票。T0的口号是对基于区块链技术的证券登记结算系统的一个很好的诠释：The Trade Is The Settlement(交易即结算)。
纳斯达克当然也不甘示弱，通过和区块链技术公司chain.com的合作，推出了自己的非上市公私股权登记系统LINQ。有意思的是，2015年12月LINQ上第一个登记股权的公司也是其合作开发方chain.com。目前有6家和区块链技术相关的公司成为LINQ的首批内测客户。纳斯达克使用区块链技术布局非上市公司的意图有两个：一是全球资本市场越来越青睐于一级市场，大量独角兽公司迟迟不上市，越来越需要一个一级市场的登记流转服务，因此纳斯达克还收购了专注于上市前公司股权转让服务的SecondMarket（二级市场）；二是作为一个金融服务公司，纳斯达克有大量的技术输出服务，为全球几十个资本市场提供技术服务，区块链方向的技术储备会为未来几十年的技术输出业务提供基础。
同时，各国的证券交易和登记机构也没闲着。澳大利亚证券交易所ASX和美国的中央证券登记结算机构DTCC，先后宣布与区块链技术初创公司DAH（Digital Asset Holdings）合作，开发基于区块链技术的登记结算系统。东京证券交易所JPX也在和IBM以及野村综合研究所进行区块链登记结算的概念验证工作。伦敦证券交易所LSE则牵头成立了“交易后分布式账本工作小组”（Post-Trade Distributed Ledger Working Group）这一技术联盟。此外，纽交所NYSE、多伦多证券交易所TSX、芝加哥商品交易所CME、韩国证券交易所KRX等也都在区块链领域进行探索。
国内也有一个类似的项目：小蚁（AntShares）。小蚁是一个用来登记结算各种数字资产的区块链底层协议，而其中一类数字资产就是公司股权。公司可以将自己的股东名册放到小蚁区块链上进行管理，公司的投资者们用电子签名在区块链签订股权转让的电子合同，由区块链保证货银对付，实现公司股权的数字化流转。有两类公司在现阶段就非常适合使用小蚁。
第一类是进行股权众筹的公司。这些公司在股权众筹完成后面临管理大量股东的问题。股权的变更登记费时费钱费力。利用小蚁区块链，众筹投资者不仅可以在线上完成股权登记的所有电子合同，还能非常方便地进行股权的再次转让，为股权众筹提供了良好的退出机制。
第二类是进行员工持股激励方案的公司。这些公司原本的员工持股激励方案往往都是落在一份份的纸质文件上，而没有一个完整的数字化的股权激励管理系统。使用小蚁后，公司可以把股权、期权、限制性股权、虚拟股权（分红权）等各种权益在一个去中心化的区块链系统里管理起来，而员工则能够自己掌控自己的权益份额，感受到实实在在的激励。利用小蚁，公司还可以将投票权和经济权益分离，实现更好的管理架构。
在全球区块链行业会议Consensus 2016上，美国特拉华州州长宣布了一个令人震惊的消息：特拉华州将修改其公司法，允许公司用区块链技术登记股权，实现公司注册的流程简化，并更好地对股权归属进行追踪，更好地实现股权的流转交易。在特拉华州注册的美国公司超过100万家，其中包括美国一半以上的上市公司和超过65%的财富500强公司。特拉华州的举动将深刻地影响美国国家层面的公司股权登记体系。
现有证券市场的登记结算制度是历史演变的产物，其业务流程较长，参与主体复杂，导致了清算、交收的效率低下，往往要T+1甚至T+3才能真正完成交易。冗长的结算流程导致了更久的资金占用和更长的风险敞口。基于区块链技术的登记结算系统，有望实现低摩擦的登记存管流程，从中央证券存管模式转换到分布式账本存管模式；有望消灭部分低频应用场景下的清算、交收过程，从而使这类场景不再需要中央对手方这一角色，代之以实时全额结算模式。
四、数据存证
前面花了较大的篇幅介绍了区块链技术在数字货币、支付汇兑、登记结算这三大领域得以应用的内在逻辑。理解了这些内在逻辑后，就会发现，区块链在其他领域的应用往往“万变不离其宗”，总是这三种应用场景的某种变形。那么我们就先来看基于区块链的数据存证应用。
基于区块链的数据库有一个核心的特点是不可篡改。前面说过，你可以篡改你自己手里的那份账本，但那只能骗骗你自己，骗不到别人。你可以在自己的脸上写上“我是刘德华”，但全社会每个人头脑里的账本上都记录着刘德华的长相，你只能照镜子骗自己，骗不到其他人。基于不可篡改这一特点，区块链就是一个非常好的数据存证技术。
成立于2012年的存在性证明（Proof of existence）项目可能是这个领域最早的实践者。在其官网上，用户可以把一个本地的文件拖入浏览器。这个文件本身不会被上传，而是会在本地浏览器内进行一次摘要计算，计算出此文件的数据指纹——哈希值。这个哈希值会在10分钟左右被“存在性证明”网站通过一笔交易写入比特币的区块链。从而这份文件的数据指纹就永久性地被公开保存在了比特币区块链上。
值得再重复一遍的是，公开保存在比特币区块链上的仅仅是该文件的简短的数据指纹。通过数据指纹是无法反推出任何有关该文件的信息的，哪怕是文件大小也不行。文件一直留在用户本地电脑上，不会被公开或上传给“存在性证明”官网。
用户可以将“存在性证明”这样的服务用于三个目的。
①知识产权保护。用户可以把自身创作的作品、专利的数据指纹通过“存在性证明”网站记录到比特币区块链上。当未来发生版权纠纷时，用户通过展示区块链上的数据指纹，证明自己早在某某时间就已经拥有该份文件。如果对方无法提供更早的证明，再结合其他证据，就很容易推定你是该知识产权的创作者。
②给文件盖时间戳。你可以把一份合同、一份文档的数据指纹通过“存在性证明”网站记录到比特币区块链上，从而为这份合同、文档盖上一个时间戳。通过区块链向外界证明在某个时间点，这份合同、文档就已经存在了。
③完整性校验。当你把一个文件的数据指纹通过“存在性证明”网站记录到比特币区块链上后，未来你就可以校验这份文件是否被篡改过。比如微软可以把Windows的安装镜像的数据指纹上传至比特币区块链，任何用户从第三方网站下载到Windows安装镜像后，都可以通过比特币区块链比对数据指纹是否一致，从而发现该安装镜像是否遭到了恶意软件的篡改。
这个领域另一个著名的区块链项目叫作公证通（Factom）。Factom这个名字取自拉丁语Factum，意为“确定的事实”。和“存在性证明”相比，公证通的架构更为完整。公证通是这么介绍自己的：
公证通旨在借助区块链技术，为大型的私营或公有机构安全地存储数据。公证通将这些数据进行编码或者生成数据的独一无二的特征码（哈希），然后将其存储在公证通系统内不可篡改的分布式账簿中。账簿中的这份不可篡改的数据可以被用来作为某份数据的“存在性证明”，也可以为未来的商业活动提供“事实来源”。
公证通也可以被理解为是一个不可撤销的发布系统，（公证通系统中的）数据一经发布，便不可撤销。公证通的这个特性提供了一份准确的、可验证的且无法篡改的审计跟踪记录，消除了（人类活动中的）盲目信任。
与“存在性证明”网站上传数据指纹不同，公证通还提供了一套分布式存储原始数据的存储网络。数据指纹被存储于比特币区块链，数据原文被存储在公证通自建的分布式存储网络。存储在公证通存储网络的数据将每隔十分钟被计算一次数据指纹，并将数据指纹上传到比特币区块链，从而使得公证通本身也无法修改用户的原始数据。
尽管公证通能够存储数据原文，但由于其经济模型的设计，每GB的存储成本超过1000美元。公证通并不适合当网盘来使用存储一般性数据，而更适合保存精简的需要审计的关键性数据。
与Factom、Proof of existence类似的项目还有Stampery、Bitproof等。
五、知识产权保护
把区块链技术与知识产权相结合是目前比较热门的区块链应用场景之一。一是有极高的市场需求，从每年的“3·15”维权热度可以看出，知识产权的维权存在取证难、周期长、成本高、赔偿低等一系列问题；二是区块链具有的功能恰好匹配了这种市场需求，维权难的关键原因是第三方执行效率低下，而区块链通过程序算法自动记录信息，移除了第三方，信息储存在互联互通、共享的全球网络系统中，无法被任意篡改,极大地提高了维权的效率。
知识产权保护的第一步是确认知识产权是何时生成的。具体到版权这类知识产权来说，一直以来存在两种不同的实践：一种规定必须经过登记程序的作品才享有完整的版权；另一种则规定只要作品创作问世版权就生成了。美国过去一直实行第一种实践，即经过登记的作品才享有版权，而近年来通过修改版权法，美国开始和世界其他大部分国家一样接受了创作问世即版权生成的做法。
尽管如此，当碰到侵权、诉讼、版权转让等情形时，未经登记的版权仍然面临种种不便。而在美国版权办公室每登记一件作品就要35~55美元的支出。考虑到今天大量在互联网上发表的海量文字、图片、视频，为每件这样的作品注册版权几乎是不可能的任务。基于区块链的版权登记能够很好地解决上述问题。
①区块链的开放性让任何人都可以在全球任何角落向区块链写入信息。不管是在凌晨3点的西雅图不眠之夜，还是在横跨大西洋的量子号邮轮，只要能连上互联网，版权登记就不受时间、空间的限制。
②区块链上的信息一经写入就无法篡改。无论是上传者本人，还是相关机构都无法对历史进行修改。信息一旦写入，时间戳就把这段信息永久地封存，无法篡改。
③区块链的登记将能做到几乎免费，让更多的作品有可能被登记。
④在区块链上可以很方便地实现链上版权交易。
Mediachain在区块链与分布式文件系统（IPFS)基础上推出元数据协议，允许数字创意者在他们的创作作品上附加信息，并在数据上添加时间戳传送到比特币区块链，然后存贮在IPFS。后者是一个整合了区块链技术的点对点文件系统。
Monegraph则侧重区块链的版权交易，其产品的用户体验和其他图片分享销售网站无异：创作者上传自己的作品形成作品集，Monegraph的手机App将其展现给潜在的买家，并形成交易。但在技术上，Monegraph使用区块链对每件作品进行确权登记，并在发生授权使用和权利转移时进行相应记录。
此外，从事知识产权方向的区块链项目还有Verisart、Blockai等。
六、溯源、防伪与供应链
溯源，顾名思义就是追踪记录有形商品或无形信息的流转链条。通过对每一次流转的登记，实现追溯产地、防伪鉴证、根据溯源信息优化供应链、提供供应链金融服务等目标。把区块链技术应用在溯源、防伪、优化供应链上的内在逻辑和前文所述的数据存证场景非常类似——数据不可篡改和加盖时间戳。
传统的溯源系统要么使用今天的中心化账本模式，要么由各个市场参与者分散孤立地记录和保存，是一种信息孤岛模式。
在中心化账本模式下，谁作为中心维护这个账本变成了问题的关键。无论是源头企业保存，还是渠道商保存，由于其自身都是流转链条上的利益相关方，当账本信息不利于其自身时，其很可能选择篡改账本或者谎称账本信息由于技术原因而灭失了。这样的例子在现实生活中屡见不鲜，摄像头总是在关键的时候没被打开，又或者刚好损坏。因此，利益相关方维护的中心化账本在溯源场景下是不可靠的。
信息孤岛模式下，市场的各个参与者自我维护一份账本，这样的账本俗称台账，电子化后又被冠上进销存系统的名字。不论是实体台账还是电子化的进销存系统，拥有者都可以随心所欲地进行篡改或集中事后编造。例如我国工商部门强制要求的食品台账制度，在落到小企业、个体经营者层面时，往往变成了一种为了应付检查而突击编造的形式主义。而且这些上下游链条的台账之间没有互通互联，各自是一个独立的信息孤岛，无法做到快速的追溯问责。
区块链在登记结算场景上的实时对账能力，在数据存证场景上的不可篡改和时间戳能力，为溯源、防伪、供应链场景提供了有力的工具。
位于英国伦敦的区块链初创公司运营了溯源领域的一个知名项目——Everledger。Everledger是一个用于登记钻石身份和记录钻石流转过程的区块链。Everledger的主要客户是承接钻石偷盗险的保险公司。保险欺诈是欧美保险公司最头疼的问题。美国和欧洲的保险公司因为保险欺诈每年要损失450亿英镑，经管保险公司的年度反欺诈支出高达2亿英镑，65%保险欺诈无法破案。这其中，每年约有1亿的金额被用于珠宝的失窃赔付。
Everledger正是瞄准了这样一个市场。通过和美国、安特卫普、以色列、印度等地的钻石鉴定机构合作，Everledger利用钻石的4C信息（颜色、切工、纯净度、克拉）外加14个特征数据，为每个钻石生成一个独立编号。通过在区块链上记录这一编号的流转过程，Everledger可以转载钻石的归属和所在地。当钻石不幸失窃时，保险公司在Everledger上将该钻石标记为被盗。这个钻石无法再次投保，如果被用于抵押也很容易被接受抵押的机构在Everledger上查找到，同时还为执法机构追寻赃物提供了方便。
除了Everledger，还有侧重于药品溯源的BlockVerify，侧重于艺术品防伪的verisart，着力于奢侈品防伪的唯链（VeChain）。唯链由中国区块链初创企业BitSE开发，主要用于LV包的防伪。通过和LV集团合作，在LV包中嵌入NFC芯片，实现LV包每次流转的区块链登记，从而为防伪鉴定和二手LV包交易提供可靠的支持。
当一个溯源区块链登记的标的物是国际贸易货物时，这个溯源区块链就具备了提供供应链金融服务的能力。SKUChain通过在货物包装上装配二维码、NFC芯片或GPS定位设备，使商品的流转能够自动被记录到SKUChain上。同时，通过把银行发行的信用证数字化，使资金流和物流能够同时无缝地在SKUChain上流通。
七、身份认证与公民服务
什么是身份是一个经久不衰的哲学话题。Identity其本意乃是“同一性”，而谈到同一性，不得不提出哲学史上的“忒修斯之船”问题。
一艘在海上航行了几百年的船,被不间断地维修和替换部件。只要一块木板腐烂了，它就会被替换掉，以此类推，直到所有的功能部件都不是最开始的那些了。问题是，最终产生的这艘船是不是原来的那艘忒修斯之船，还是一艘完全不同的船？如果不是原来的船，那么在什么时候它不再是原来的船了？哲学家托马斯·豪倍思（Thomas Hobbes）后来对此进来了延伸，如果用忒修斯之船上取下来的老部件重新建造一艘新的船，那么两艘船中哪艘才是真正的忒修斯之船？
历史上不同的哲学家给出了不同的答案。我更欣赏的一个答案是：忒修斯之船在物理上时时刻刻都不是前一刻的自己，只要时间永远单向流逝，绝对意义的“同一性”并不存在。下一秒的你已经不是绝对“同一性”的你，只是如此近似于上一秒的你，以至于我们可以认为下一秒你仍然会拥有类似的价值偏好，相近的生理反应。语言的抽象和窄域本质导致了我们只能低精度地描述世界，为每一团物质波指定一个身份。
回到现实世界的身份系统。在今天的世界，没有身份就无法拥有银行账户，无法获得社会福利，无法行使受教育的权利，更谈不上参与政治生活。同样，一个区块链上如果用户只拥有匿名的地址而无法证明自己的真实身份，那么其应用场景必然变得狭窄。
ShoCard是一个将实体身份证件的数据指纹保存在区块链上的服务。用户用手机扫描自己的身份证件，ShoCard应用会把证件信息加密后保存在用户本地，把数据指纹保存到区块链。区块链上的数据指纹受一个私钥控制，只有持有私钥的用户才有权修改，ShoCard亦无权修改。同时，为了防范用户盗用他人身份证件扫描上传，ShoCard还允许银行等机构对用户的身份进行背书，确保真实性。
OneName则提供了另一种身份服务。任何比特币的用户都可以把自己的比特币地址和自己的姓名、Twitter(推特)、Facebook（脸书）等账号绑定，相当于为每个社交账户提供了一个公开的比特币地址和进行数字签名的能力。
一个叫Bitnation的项目则更为激进。用户在其官网上通过区块链登记成为Bitnation的“公民”，并获得Bitnation“世界公民身份证”。然后凭此身份，获得Bitnation自我认可的各种公民服务。
与此相比，爱沙尼亚政府推出的“电子公民”计划可谓真正的接地气。2014年10月，其宣布向全世界开放“电子公民”身份认证服务。任何人只需要在其政府官网填写简单的信息，并用信用卡缴纳50欧元的申请费即可成为爱沙尼亚的电子公民。电子公民可以：①线上登记注册并管理一间基于欧盟商业法律体系的欧盟企业；②获得爱沙尼亚政府认可的数字签名、认证与加密文件的网络服务；③在线开立爱沙尼亚的数位银行账户；④使用全球跨境支付服务。
八、物联网
在即将到来的物联网时代，人们日常生活中的大部分设备将连接到云端网络。设备与设备可以直接通信，而无须经过主人；物联设备可以自主地决定运行的状态，自主地购买服务，自主地完成运行和维护。打印机可以自己订购所需的墨水，空调可以自动调用你的手机导航信息而提前调节温度。但是，传统的物联网模式是由一个数据中心负责收集各连接的设备信息，这种方式在生命周期成本和收入方面有着严重的缺陷。
为了解决这个问题，IBM提出的方案是让未来的每个设备实现自我管理，从而无需经常性地对它们进行维护。也就是说，这些设备的运行环境是去中心化的，它们连接在一起以形成一个持续运行的分布式云网络。只要这些设备都存在，那么整个云网络的寿命就会变得很长，并且运行的成本也将降低很多。
而解决分布式云网络的一个重要问题就是要解决各节点的信任问题。在中心化的系统中，信任是比较容易的，因为存在一个中央机构管理所有的设备以及各节点的身份，并且可以处理掉不好的节点。但是，如果这对于潜在数量几十亿的上网设备来说，几乎是一个不可能完成的任务。而IBM认为，比特币区块链技术恰恰解决了这个问题。IBM联合三星推出了一个基于区块链技术的物联网概念验证项目ADEPT。
在ADEPT的公开演示中，一台三星W9000型号的洗衣机可以自主地侦测到洗衣粉不足，然后向供应商进行自主订购。根据ADEPT项目的描述，这台洗衣机将能够自行发送更换零配件的订单，甚至能够和扫地机、洗碗机等其他家电设备进行电源竞价，最终实现用户家庭能源消耗的最小化。
同样，在物联网的世界里交易也将会和今天大众普遍理解的交易大相径庭。今天的交易往往是人和人之间的交易，而在物联网世界，交易的参与主体将不再是人，而会是各式各样的设备；交易的金额和频次因此也会发生重大的变化，金额变得极小，频次变得极高。在这样的一个环境下，设备信任网络的建立和微支付都要求我们有一个新的基础架构，而不可能依赖于传统的面向自然人的身份认证体系和面向人际交易的支付系统。
美国一家名为21Inc的创业公司就试图将区块链技术与物联网结合起来。21Inc的愿景是制造出一种可挖比特币的芯片。这种芯片可以安装在任何物联网的设备之中，一旦设备通电，这种芯片就能开始比特币的挖矿工作，挣得比特币。当这个设备需要进行支付时，不再需要人工向此设备充值，该设备可以动用自己挖矿挣来的比特币完成整个支付过程。这个设备就像一个自主系统一样，只要提供电能，就能自我运营。尽管通过这样的芯片进行比特币挖矿的效率显著低于专业的矿机，但是这种自给自足的模式大大减低了人的认知成本。只要插上电源，就可以不用再管了。这样一个宏大的目标也帮助21Inc获得了高达1.2亿美元的风险投资。
不难发现，这样的技术还可以复制到其他设备上。比如一台饮料自动售卖机，通过卖出饮料获得用户支付的数字货币，当存货不足时，售卖机自动向供货商发出订货单。当供货商补充饮料后，售卖机自动用之前收到的数字货币支付给供货商，并留存利润备用。同样，一台无人驾驶汽车可以成为一个独立自主运营的出租车，向乘客收取数字货币，用数字货币去充电桩购买充电服务，去汽车维修处用留存的利润更换老化的零件。
当然，物联网也不全然是巨头的天下。像Filament、Tilepay，这样的小型物联网区块链初创公司也在进行着自己的探索之路。
Filament正在制造两种硬件设备：Filament Tap，一种能够让物联设备和10英里内的手机、平板或电脑进行通信的模块；Filament Patch，一种用于增强物联设备的互联能力的模块。这些模块会首先被使用在工业设备上，让各个工业设备协同工作，而无需依赖一个中心化的组织者。Filament最近也完成了500万美元的融资。
Tilepay更聚焦于传感器数据的交易上。全球的用户都可以接入Tilepay，提供自己的手机GPS（全球定位系统）、温度计、汽车传感器、可穿戴设备等实时传感数据给数据需求方。数据需求方为自己获得的实时数据支付对应的比特币。Tilepay建立了一个基于区块链的大数据交易市场。
无疑，我们正在迎来一个万物互联、价值互通的时代。
九、保险
当金融证券业在积极探索区块链应用场景的时候，保险业也在紧锣密鼓研究区块链技术，埃森哲的常务董事艾比·让拉（Abizer Rangwala）这样写道：
我认为，保险业正在观察区块链技术，慢慢摸清区块链技术的真正商业用途或者说在一定程度上区块链的实际应用是什么。
区块链技术对保险产品的影响还尚不清晰，相比对银行的影响，可能会需要更长的时间才能显现出来。区块链技术将提高合约执行速度，比如区块链的时间戳特征能够改善个体合同，反映实际风险，如按需车险（合约只在车辆行驶期间有效）。
这样的论述并非空中楼阁。2016年3月，一个名为SafeShares的区块链保险创业公司联合英国老牌保险公车劳合社推出了第一个为共享经济服务的区块链保险服务。这项服务是为一家名为Vrumi的创业公司而量身定制的。Vrumi是一家类似于Airbnb（空中住宿）或Uber（优步）模式的办公空间共享服务平台。每个通过Vrumi提供办公空间的房主只需要缴纳每天2英镑的保费就能成为被保险人，获得75万英镑财物险到500万英镑人身险的完整保险方案。
一般的共享经济都采用所谓“保护伞保险”模式，平台即是投保人，也是被保险人。发生赔付事件时，保险受益人是平台，由平台再赔付给用户。在这个模式下，受损人和保险收益人不一致，而且平台的整体理赔额有上限，一旦到达上限，后续的受损人将无法得到赔付。
与其他共享经济的保险方案不同，在SafeShares这个基于区块链技术的保险方案下，办公空间的提供方是直接的被保险人，拥有直接申请理赔的权利。
区块链+保险领域另一个可能的方向是自动理赔的保险。通过区块链的智能合约技术，保险公司可以无需等待投保人申请理赔，就能主动进行赔付。例如，可以发行一种基于区块链智能合约技术的航班延误险。通过调用航空公司/机场的公共接口，智能合约得以判断某次航班是否发生了延误，延误情况的严重程度如何，从而自动触发理赔行为，而无需用户主动干预。延误理赔甚至可以是用类似出租车打表的方式完成。看着自己账户余额不停地增加，也许延误航班的常客们就不会再爆发国内机场延误时常见的打砸抢式的情绪了。
还有一个可能颠覆今天保险行业的模式是互助保险。互助保险的逻辑出发点很简单，保险本身就是一个互助行为，因此一旦技术允许，我们并不需要一个中介充当组织者，建立资金池，用用户的保费去做各种投资。用户完全可以通过点对点互助的形式，在没有资金池的情况下，通过互助达到保险的目的。2016年5月，美团早期员工创立的“水滴互助”就获得了IDG（美国国际数据集团）、腾讯、真格等机构的5000万美元投资，而其背后就使用了区块链技术。
在荷兰金融咨询机构AXVECO的区块链专家欧利文·瑞肯（Olivier Rikken）的一篇文章中，对基于区块链技术的P2P保险商业模式有过更有趣的模式设计。在Olivier设计的新模式下，保险公司的专业能力将更多体现在匹配供需、风险计算上，而不像今天的保险公司如此注重资产管理能力。
在P2P保险下，保险公司将提供一个保险交易市场，用户可以在市场内提出自己的保险需求，无论是标准化的还是非标准的，保险公司随后通过自己掌握的历史数据给这个保险需求计算出一个参考保费和响应的承保方的预期收益率。随后，想要提供承保服务的用户就可以竞标这份保单，既可以是一对一，也可以是一对多。
区块链在这个市场需要提供两个作用：①对保单交易进行登记；②利用智能合约，在满足赔付条件时，自动从承保人的账户划拨赔款给受益人，而无需银行的参与。在判断是否满足赔付条件时，保险公司可以作为提供损失鉴定报告的第三方。
在这种P2P保险模式下，用于资金端的来源是投资人用户，保险公司可以轻资本运营，甚至这个交易平台可以外包给第三方运行维护。另外，P2P保险由于没有保费资金池，可能在监管上和P2P借贷不需要银行牌照一样而不需要保险牌照，这样就减轻了合规成本。
除了初创公司，人寿保险和金融服务巨头约翰·汉克（John Hancock）也已经开始着手多个区块链概念验证的工作了，其目的在于展示分布式总账技术重塑保险行业的流程。John Hancock正在进行的概念验证项目的合作方是区块链技术公司ConsenSys和BlockApps，项目方向包括“了解你的客户”和“员工奖励计划”等。
另外，除了SafeShares、互助保险、P2P保险的模式，在溯源防伪项目中提到的Everledger也在从防伪的角度切入，和保险公司密切合作提供区块链登记溯源的珠宝盗窃险。看到这么多的保险业的创新火花，我们有理由相信埃森哲的常务董事Abizer Rangwala的看法：“我毫不怀疑，未来几年内，区块链技术将成为在保险业生态系统中的主流技术。”
十、医疗
全球医疗市场大得惊人，仅仅是制药这一个领域，市场规模就高达1.057万亿美元。美国是人均医疗开支比例最高的国家，医疗支出占整个GDP的16.8%，美国每年创造出来的财富中有1/6被花在了医疗上。医疗机构保存了大量的机密信息，例如病史记录、疾病、支付和治疗。区块链技术不仅能为这些敏感数据的安全和隐私存储提供解决方案，而且它还能帮助降低医院和医疗服务者在管理病人和其他信息时的巨大成本。
第一个显而易见的应用场景就是电子病历。在互联网高度发达的今天，大多数的医院仍然在使用手写病历。这些病历往往如天书般难以读懂，而且一旦丢失或因故无法携带（如出国），再次就诊时就失去了历史可循，甚至可能因此耽误宝贵的有效治疗的黄金时间。中国卫生部早在2010年就签发了《电子病历系统功能规范（试行）》的通知，然而6年后的今天电子病历任然进展缓慢。这其中一个重要的问题就是电子病历的保存是在医院处，而医院却又是医患合同中的利益相关方，大量的医疗纠纷中都牵涉到了电子病历的有效性上。由于医院单方面保管电子病历，在发生医疗事故纠纷时，患者往往指责医院对电子病历进行了修改。
因区块链的不可篡改性和高强度保密性可以给这些电子病历提供一个可靠的访问环境。当电子病历被保存在一个去中心或者多中心参与的区块链上的时候，医院单方面将无法对数据进行任何篡改。而且一旦上链，就可在全球范围内访问数据，无需担心病历丢失或者携带不便的问题，一个人的终生医疗信息都可以被记录在区块链上。位于瑞士的Healthbank(健康银行)就是采用一种完全透明的方法处理医疗信息，用区块链技术为个人医疗数据安全提供保障。Healthbank的口号是“我的数据，我的选择，我的Healthbank”。Healthbank允许个人与患者自己掌握自己的信息。医生访问、睡眠模式、心率、血糖浓度和其他的物联网设备都能够被调查到，并记录到Healthbank的区块链上。
随之而来的是另一个问题：个人医疗隐私的保护。2015年初，美国第二大医疗保险公司Anthem的服务器被黑客入侵，超过8000万的医疗保险客户和员工的资料被盗取。被盗取的个人信息包括住宅地址、生日、医疗身份号码、社会安全号码、邮箱地址和收入数据。就连该公司CEO的个人信息也未能幸免。2015年7月，加州大学洛杉矶分校发现其医疗网络UCLA Health被黑客入侵，又有450万个人敏感信息被盗。究其根本，只要隐私信息依然采用中心化方式保存，就难免发生百密一疏的情况。
区块链恰恰提供了保护隐私的工具。保存在区块链上的病历虽然是可以在全球任何地方都能访问的，却是用户用密钥掌握数据的绝对专属权与访问权。同时，区块链强大的智能合约功能可以让用户自主的设置权限。比如，用户可以使用这样的智能合约——当自己发生昏迷时，只要医疗机构和自己的亲人同时使用各自的密钥，也能获得访问自己医疗记录的权限。
除了医疗记录，有些创业公司着眼于将区块链技术应用于基因检测数据的共享。成立于2014年的DNA.bits公司，致力于解决针对医疗电子交换法案（HIPAA）的共享基因识别及相关临床数据的问题。由于其产品使用了比特币区块链平台，可聚集来自多个数据源的数据，而无需将这些数据收集到一个中央数据库。
全球医疗市场的几大主要玩家包括诺华制药公司（494亿美元）、瑞辉（474亿美元）、强生（163亿美元）、复迈（118亿美元），巨头间的交叉竞争调用了海量动态医药数据和历史医疗记录，给药物发现和个性化医疗带来高昂的成本。我们可以更进一步设想，如果全世界的医疗记录都加密保存在区块链上，那么只要能设计一种机制，让用户就可以主动将自己的敏感信息清除，而把医疗方面的信息免费或收费提供给医疗研发机构使用。海量、完备的医疗大数据显然将大大加快了研发的进度，为攻克更多不治之症提供帮助。
除了医疗信息与基因检测数据，整个诊疗过程的支付也可以应用区块链技术来提升效率。前面用区块链来管理医疗记录的生命周期的方法，也可以用于管理医疗账单的生命周期。当病患的医疗记录用区块链记录后，自然的医生的处方、诊疗的账单也可以被记录在区块链上。病历、处方、账单都上链后，医院、病患、保险公司这三方也就无需再通过繁杂的申请、核验过程来完成医疗保险的赔付，大大简化了赔付流程，提升了透明度。
Gem是聚焦医疗健康领域的区块链创业公司，其在2015年获得了700万美元的风险投资。Gem使用多重、硬件安全模块等技术管控区块链上的用户身份和信息安全。2016年4月，Gem宣布与飞利浦合作，推出了Gem Health项目，构建一种能够用来开发企业级医疗应用程序的私有以太坊区块链。对于Gem在管理这种新的私有区块链系统过程中承担的角色，Gem CEO表示他们的目的并不是为了将这个网络“纳为己有”，而是将自己定位为顾问和区块链项目研究公司之间的“红娘”。
另一个区块链医疗领域的初创公司Tierion也在与飞利浦健康开展合作。Tierion聚焦于数据保存方向，除了一般的病历外，其还开发了一种名为Chainpoint的区块链收据标准。任何行业的商家都可以通过此标准来在区块链上签发收据。
十一、博彩和预测市场
博彩与预测市场是区块链的一个重要应用方向。在区块链应用平台以太坊上，预测市场应用是出现频率最高的应用类别。
预测市场（Prediction Market）按照维基百科的定义，是以进行预测为目的而产生的一种投机市场。从发起预测的对象来说其目的是为了预测；从参与预测的用户角度，预测市场可在某种程度上理解成非标准化的博彩。预测市场和博彩的最大区别在于预测市场需要将链下信息进行记录和结果判断。
基于以太坊平台的Augur是目前融资额度最高的区块链预测市场应用，在2015年10月完成了总额520万美元的众筹。Augur目前已经进入Beta阶段，计划将于2016年底前正式运行。截至到2016年5月，Augur在进行Beta测试的阶段中共有618个预测市场项目，其中261个为开放状态，在数量上已经初具规模。Augur相比其他预测市场，其有如下优点。
①无中心化服务器，难以被关闭。传统预测市场一大问题在于扩张到一定程度后容易遭到政治等外力阻碍甚至直接闭站。利用去中心化的区块链技术可以打消该种忧虑。
②用户可以创造自己的交易市场。这意味着预测市场的项目可以是完全自定义而没有门槛。用户可以用此来预测总统大选结果或是明年玉米的收成，也可以是预测一场球赛，甚至明天是否下雨。
③低成本运营，所以低费率。低费率的原因在于运行成本通过区块链分摊，而团队成员在未来也只是通过REP代币而非工资来获取相应收入，所以后续人力成本几乎没有。
④众包型的结果判断。当某个预测项目产生结果时，Augur并不依赖于中心化的网站或个人来判断用户的输赢，即Augur不依赖中心化的信息源来获取美国大选的结果，而是用众包的方式获得大选结果。这避免了中心化信息源的单点故障问题。
⑤安全以及自动化的支付。Augur是基于以太坊的去中心化应用。参与Augur预测市场的用户无需担心对方赖账的风险，也无需担心中间平台卷款跑路。通过透明的开源代码，用户可以有充分的信心预期博弈的公平性。
Augur作为预测市场与博彩类应用的最大区别在于需要进行链下信息的链上录入以及众包式的结果判断。前者更多是利用经济激励实现，后者除了激励以外更多还需要数学模型的帮助。
Augur发行REP作为整个区块链系统的激励代币，对每笔交易收取2%手续费，相比传统预测市场收取5%的手续费更有竞争力。手续费的一半给予流动性提供方，另一半给予合格的REP代币持有者。一方面通过REP可以给予众包的结果判断者奖惩激励，[26]另一方面REP也可以作为Augur团队成员的长期激励因为Augur团队成员持有一定数量的REP。。故REP更像是Augur这个去中心化区块链预测市场系统的股份。
从“中本聪骰子”到Augur，区块链创业者可以通过数学和博弈制度的设计让古老的博彩和对赌（预测市场）变得更公平、更透明。博彩与预测市场可能无法成为主流，但它们也许会一直存在下去，就像赌徒这个职业一样。
[26] 由于不存在一个中心化的组织，故Augur上所有预测市场结果的事后判断都由REP持有者进行，再通过相应算法确保结果和现实一致。如果没有按时完成对应的项目结果判断的话，REP持有者将失去对应分红。