《Nature》| 环境需要加密监管（区块链技术的应用）

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作者：Guillaume Chapron 翻译：爱乐牛（标题里括号内容是我加的，原标题The environment needs cryptogovernance）

尽管全球环境危机持续爆发，但是如今的监管治理模式很容易出现腐败现象，无法引导人类走向可持续发展。由另一场危机引发的技术创新 - 2008年金融危机 - 提供了激进的解决方案。

比特币是一种开放源代码虚拟货币或“加密货币”，由匿名开发者在2008年推出，作为一种在没有银行的情况下进行交易的方式。比特币的总市值超过了280亿美元，比雷诺（Renault）这样的大公司还要多。比特币货币是完全安全的，因为它使用了一个依赖于加密化的数字协议：区块链---这个账簿跟踪所有比特币交易，没有中央政府控制---它的运作分布在世界各地的许多计算机平台上。

比特币的优势在于它解决信任危机的方式：系统不是检查每一方的可信度，而是假设每个人都是自私的---无论交易商多么贪婪，区块链技术仍然保持诚信和可信---即使当事人不可信。比特币证实了银行和政府不必确保金融系统的可靠性、安全性和可审计性。

区块链的出现常被与复式簿记法（十五世纪由意大利数学家Luca Pacioli首先描述）的发明相比较，后者使现代经济成为现实。但是我认为，区块链的影响远远超出了金融、监管和可持续性的范畴。

律师为合同担保、国家为法治背书，这些行为就像中央银行担保货币一样。管理机构需要在个人，团体，企业和社会之间建立信任。如果人类一再无法建立信任，也许算法应该取代它们。环境危机的增长部分是由于缺乏信任---彼此不了解的多个参与者之间，从公司和政府到个人消费者之间的隔阂越来越大---为欺诈和失败的政策创造了许多机会。 “加密监管”的时代已经成熟：讲信任、法律和执法外包给计算机代码处理。

为了实现可持续发展，区块链技术可能会改变游戏规则：它可以在没有信任的情况下产生信任、授权公民并且绕过中央当局；也可能使现有机构（包括政府在内）过时；而法律则可以由计算机代码编写的“智能合约”来代替。

独一无二的记录

区块链可以确定地证明在特定的时间存在一条记录的信息 - 一条数据、文件、交易、证书、事件或身份。并且，如果可以为资产分配唯一的数字标识符（如条形码），那么资产也可以被包含在内。

这个标识符是通过一个加密函数（哈希函数）运行的，后者将前者变成一个唯一的数字和字母串，然后存储在区块链中。哈希值可以在稍后重新计算以证明资产在特定时间存在，而同时又不必透露资产本身，（尤其是那些不愿意被公开的数据）---例如，初创企业对数字文档进行认证和时间戳、文凭等官方证书、科学或医学数据等等。

哈希函数是不可逆的，它只能在一个方向上运行：哈希值不允许你返回并获取生成该文件的原始文档，并且你无法猜测哪个文档会提供特定的哈希值。这意味着比特币里的证书不能伪造。当然，这个系统不能保证数据或文件的真实性，必须通过其他手段进行评估：例如，使用加密密钥基础设施可以确保人员评估人员的身份和声誉，这意味着只有经过认证和有信誉的评估人员才能输入数据。而且，传感器自动生成的数据（如射频识别芯片或温度或水质传感器）可以散列并直接输入区块链。

区块链技术可以保证事情按计划执行。例如，货物到达时将自动支付发票。这是通过“智能合约”来完成的，该代码使用称为Ethereum的编程扩展在区块链上实现，以保证智能合约在满足特定条件时就会被执行。巴克莱（Barclays）银行业务部门正在将其用于金融服务的原型设计。

智能合约有很多优点：他们的执行与当事人的意志、认可或行为无关，不可能被撤回；他们不需要可信任的第三方或托管文件来管理它们；他们很便宜；计算机代码不会像人类的语言那样含糊不清；他们独立于现有的法律规定或机构。

智能合约可以用来建立自主数字实体来管理自然资源和环境保护的平衡问题。例如，只有在遥感数据证明一个地区达到环境保护的目标之后，才能向这个地区发放供应自然资源（如蔬菜、农产品）的配额。这种自然资源将被加盖可持续性证书，允许该地区进入这些认证产品的市场。

四方共赢

至少有四个与监管和可持续性相关的领域可以从区块链中受益。

所有权。从出生证到鱼或森林，区块链可以证明任何可以数字化的东西的存在和所有权。例如，用以证明“某个社群拥有某森林”的证书可以用时间戳记录在区块链中。证书的真实性可以通过相关文档来证明。已经有创业公司开始这样做 - 阿克拉的Benben公司正在利用区块链为加纳发展土地所有权登记，而格鲁吉亚和洪都拉斯也在这样做。这将限制工业或腐败政府驱逐当地人口的行为。

可追溯性。实物产品可以追溯到整个生命周期。伦敦的Everledger公司用区块链技术认证和跟踪钻石交易，减少对被盗宝石等非正规途径所获得宝石的销售。同样，位于伦敦的技术平台Provenance正在开发基于区块链协议来跟踪资源和材料。去年，印度尼西亚与渔业合作，追踪供应链上可持续捕捞的鱼类。矿物、木材或食物也可以遵循同样的方法。海关官员可以通过使用便携式DNA条码扫描仪来发现非法交易的动物部位或植物。

如果生态足迹（footprints）与物联网相连，那么其他商品可以在区块链上标记生态足迹，并通过传感器记录制造过程对环境的影响。沃尔玛公司正在通过在区块链中记录农场起源和储藏温度等信息来跟踪其在中国的猪肉供应链。公司也可以用这种技术来跟踪他们使用的水、能源或原材料。企业或消费者的整体环境影响可以记录在区块链和通过退税等激励措施奖励的可持续行为上。建立商品的生命周期记录也将有助于发展循环经济。

激励。全球有20亿成年人缺乏银行服务。区块链可以让他们进入金融经济：比特币可以在没有银行账户的情况下转账。享有自然资源权利的社群可以通过比特币直接获得生态系统服务或实现环境保护目标。健康的生态系统可以取代其他形式的资本储备。

区块链可以确保保护和发展资金按预期使用；资金可以跟踪，并用到特定目的，在到达预定日期或在项目目标达到预期时才被释放；资金不能被擅自提取，隔绝了中间人的影响。

区块链可以更容易地收集保护措施，比如野生动植物造成的作物损失。并且，区块链支付是即时的，最大限度地减少延误或腐败，虽然文员仍然需要评估损害赔偿。地区可以在不受第三方控制的情况下，通过区块链快速、可靠地交易可再生能源。例如，基于以太坊的碳信用交易平台于2017年3月由一个环境金融集团在俄罗斯碳市场上推出。

决策。区块链将瓦解包括政府在内的所有机构。一个公共、共享和不变的资产和交易登记册，可以帮助公众监督政府官员尽其责。当局不得撤回或伪造证据，也不得扣押或关闭区块链机构。

投票也可以被视为“交易”（而由智能合约管理）。例如，区块链投票已被韩国社区政府用于当地预算投票。丹麦政党的内部选举以及在塔林证券交易所（Tallinn stock exchange）上市的纳斯达克公司股东也正在实施。澳大利亚邮政正在考虑将其用于大学和公民选举。莫斯科市正在探索应用区块链绕过投票欺诈。当地社区可以通过临时投票授权管理自然资源。例如，只有在基于社区的民主进程批准配额的情况下，鱼才可以在平台上交易。

区块链可以通过将控制权交还给用户来彻底改变“共享经济”。例如，个别的出租车司机和乘客之间的智能合约可以取代基于app应用的系统，比如出租车服务Uber。只有当乘客达到他们想要的地点时，付款才能被交付，而司机在选择这个人之前就明确知道他们有资金支付。正如以太坊区块链的创始人Vitalik Buterin所说：“区块链不是让出租车司机失业，而是让Uber失业，而让出租车司机直接与客户合作”。

技术挑战

当然，目前区块链技术也存在一些技术障碍。例如，比特币的交易速度缓慢：它被限制为每秒7次交易，而Visa信用网络平均每秒交易2,000次。为了运行和检查其复杂的算法，比特币需要一个高度计算能力的专用“挖矿”网络，其中大部分都位于中国、格鲁吉亚、美国、加拿大和瑞典，并且需要相当数量的电力。估计比特币每年消耗大约10.4万亿小时，几乎是谷歌作为一家公司使用的两倍（5.7亿亿小时）。

像任何新兴技术一样，区块链需要时间和鼓励才能被采纳。 简单的应用（比如存储数字货币）将比复杂的应用（比如建立自治的数字组织）要快。 好消息是智能手机的应用已经无处不在：例如，肯尼亚现在国内生产总值的43％是通过手机消费的。 但是比特币的好处和风险对于人们来说是难以理解的，因为技术是复杂的。 如果你将密钥遗失给，那么就无法恢复货币了。

一旦意识到区块链对权力瓦解的潜力，那么一些政府和机构无疑将会抵制区块链对它们的激烈竞争。然而谁也不能否认这种技术是提高效率和经济增长的工具。现在禁止使用比特币已经太晚了。即使使用区块链技术，监管和治理仍将是偏政治性（或者说中心化）的。例如，对区块链技术的使用将促进了一种世界观的形成---国家的中央权力被转移到去中心化的计算上。

区块链法以一系列“if-then-else”指令的形式作为一种法律制度，讲与普通法和民法一起出现。而要弄清楚不同的法律体系如何相互作用，将是一个挑战。法律语言细微差别，必须由经过培训的律师解释；而编程语言由明确的机器指令组成。法院不太可能理解计算机代码，而程序员可能不了解他们代码的真实含义。在执行过程中，虽然智能合约的寿命可能会受到限制，但是计算法则不能被中止，并且，不管其后果如何，都会被执行。

下一步的发展

区块链技术成为经济因素的组成部分，可持续性应该成为其属性之一。

可持续发展的科学家和区块链开发人员必须一起讨论这些问题和解决方案：资助机构应该鼓励如“SusTech”提出的结合密码学和可持续性技术的建议；研究人员需要找到比特币挖掘更节能的机制；人们对技术的信任需要进行心理学研究，等等。最重要的是，程序员和律师必须合作制定智能合约，并且需要一部链接法律语言和计算机代码的字典。

区块链监管的时代已经来临。它使人们受益，并使社会变得可持续。

原文：Nature 545,403–405 (2017年5月25日)  

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