作者：赵斌教授，复旦大学生命科学学院。
区块链进入普通人的视野，也许是比特币价格的热炒，也许是勒索病毒要求人们使用数字货币来支付恢复电脑内容的赎金，也许是新闻中看到的在黑网上购买毒品的交易。总之，近两年来，区块链技术开始迅速为普罗大众所听闻。作为一种新兴的技术，它甚至弯道超车盖过了也是刚刚兴起的人工智能和大数据的风头。世界各国开始大范围的鼓励和支持区块链技术的发展和落地应用。大家都期盼，2018年能成为区块链技术广泛应用的“元年”。
这里不准备花费太多时间解释区块链的技术本身。简单地说，区块链技术的基础，是构建一个不可变分类账的交易数据库，它可以看做是一种分散的、可创造信任的超级计算机。目前一些开发者、企业、银行、甚至音乐人士已把区块链技术应用在投票、供应链中的产品追踪、股权交易、货币支付、音乐家“创意护照”等用途上。一年前，瑞典农业大学的生态学家Guillaume Chapron在Nature周刊上发表了一篇文章“The environment needs cryptogovernance”，论述了区块链技术如何用来帮助拯救我们的环境。论文发表的当日，Science周刊记者采访了Guillaume Chapron，讨论了有关货币、政府和信任的未来。本文就是根据这篇文章和采访记录整理而成。
1. 用计算机来建立信任
区块链技术的优势，就在于它如何接近信任。该系统并不是要检查每一方的可信度，而是假定每个人都会表现出自私的行为。但无论贸易商多么贪婪，区块链则一直会保持诚信，即使当事人不能，也可以信任。如果人类总是无法建立信任，也许应该用计算机算法来取代它们。
其实，环境危机的日益增加，就是因为缺乏信任而导致的。彼此不为人知的多个参与者之间，从公司和政府到个人消费者之间的距离越来越大，为欺诈和失败的政策创造了很多机会。环境危机在传递中，其中要经过许多媒介，要经过第三方或者权威机构的定性评价这种中央控制的系统。比如，超市所出售的鱼，供应链很长，甚至超市最后都不知道它出产自哪里，因此，一些环境不可持续的商品就有很多机会进入供应链。而如果这是基于区块链的供应链，这将意味着，当消费者在购买鱼时，他知晓供应链的每一步，而且这个链条不能被伪造。例如，英国伦敦的技术平台Provenance正在开发基于区块链的协议来跟踪资源和原材料，它与印度尼西亚渔业公司合作，追踪供应链中可持续捕捞的鱼类。矿物质、木材或食物也可以参照这样的方法。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。
如果生态足迹与物联网相连，其他商品可以在区块链上标记其生态足迹，传感器记录制造过程对环境的影响。例如，沃尔玛正在通过在区块链中记录农场原产地和储藏温度等信息来跟踪其猪肉供应链。公司也可以追踪他们使用的水、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可持续行为中，这些行为可以通过退税等激励手段获得奖励。可以想象的是，建立这样的商品生命周期记录也非常有助于发展循环经济。
2. 智能合约保证计划的事件必须发生
在区块链支持的“加密治理”时代，法律可以用计算机代码编写的“智能合同”来代替，信任、法律和执法完全可以外包给计算机代码。区块链技术建立起来的智能合约可以保证计划的事件必须发生。智能合约的优点非常明显，其执行与相关各方的意愿、批准或行为无关，不可能退出，它们不需要可信的第三方或托管来管理，而且这种方式很便宜。换句话说，智能合约可帮助用户以透明无冲突的方式交换金钱、财产、股份或任何有价值的物品，同时避免中间商的参与。例如，货物到达时自动支付发票，这是通过制定用计算机代码编写的商业逻辑“智能合约”来完成的。该代码使用在区块链上实现的以太坊的编程扩展，智能合约在满足特定条件时自动执行。所以，有人说智能合约将在未来取代律师这个职务。
的确，计算机代码不会像人类的自然语言那样含糊不清，它们独立于现有的法规或机构。智能合约完全可以用来建立自主数字实体来管理自然资源。例如，我们可以用卫星来远程监测生物多样性，如果我们在某个地区达到了一定数量的生物多样性，合同中所设立的对当地社区的奖励就会立即执行。这种自然资源将被加盖可持续性证书，允许社区进入这些认证产品的市场。享有自然资源所有权的社区可以通过比特币直接获得生态系统服务或实现保护目标。这样，健康的生态系统可以取代其他形式的资本储存。社区可以通过区块链进行可再生能源交易，快速可靠，无需第三方控制。
区块链可以确保保护和开发资金按照预期使用。资金可以跟踪，附加有特定目的，有一个到期日或在项目时间表里满足条件时自动释放出来。这样，资金就不可能被吸走，因为中间人被切断了。区块链可以更容易地收集防止野生动物对作物造成破坏的保险，支付是立即执行的，这样可减少延误或腐败。
3. 自然资源和资产的所有权证明
区块链可以证明任何可以数字化的东西的存在和所有权。区块链可以肯定地证明，某个记录的信息（一段数据、文件、交易、证书、事件或身份）在特定时间存在。如果一个资产可以被分配一个唯一的数字标识符（比如条形码），那么它可以被包含在其中。该标识符通过一个加密函数运行，该函数将其转换为一个唯一的数字和字母串，称为哈希（hash），存储在区块链中。哈希函数仅在一个方向上运行 - 哈希值不允许返回并获取生成它的原始文档，并且用户无法猜测哪个文档会为他提供特定的散列值，这意味着这样的证书不能伪造。稍后可以重新计算哈希以证明资产在特定时间是存在的，却没有必要透露资产本身。类似的，还有土地登记、文凭证书，科学数据或医学数据。当然，区块链无法对输入的系统数据或文件的真实性进行认证明，但可以通过其他手段进行评估。例如，可以使用加密密钥基础设施确保评估人员的身份和声誉，这意味着只有经过认证和信誉良好的评估人员才能输入数据。也就是说，对评估人员的身份和声誉记录，本身也是一个区块链。可以理解的是，那些由传感器自动生成的数据，比如射频识别芯片、温度、水质和各种传感器，是可以经过哈希后直接输入区块链的。
4. 增加公众参与环境决策的责任心
区块链也可以影响决策。区块链投票是组织选举的一种非常便宜和安全的方式。按照现有的方式，如果你想组织一场关于如何管理自然资源的投票，无论是森林还是渔业，你需要规划基础设施，需要设立投票箱，需要告诉人们什么时候去投票。这花费了大量的时间和人力物力。最终，人们也许还不相信最终的结果。通过区块链，就可以使用智能手机和密码认证进行投票，并获得强大的安全性。这样，公共、共享和不可变的资产与交易登记就可以帮助公众监督政治家来真正负起责任。
投票也可被视为一种交易。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塔林证券交易所上市的纳斯达克上市公司的股东也正在实施；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来绕过投票欺诈。地方社区完全可以通过临时投票授权来管理自然资源。例如，只有在基于社区的民主程序批准下获得捕获配额的情况下，鱼才可以在平台上进行交易。
问题与挑战
当然，区块链技术也遇到一些发展障碍。比如，比特币交易速度很慢，每秒限制在7笔，而Visa信用卡网络平均每秒交易2,000笔。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“采矿农场”网络，这要使用整个城市相当数量的电力。比特币每年消耗约10.4太瓦时电力，几乎是谷歌作为公司使用的两倍（5.7太瓦时），所以我们需要开发一种更节能的算法。像任何新兴技术一样，区块链需要时间和鼓励才能被逐步接纳。比特币的好处和风险对于人们来说还是很难理解，因为技术太复杂了。
区块链法律以计算机语言的“如果-那么-其他”的形式出现，其实是一种新的法律体系了。人类法律语言的细微差别，都必须由经过培训的律师进行解释；而编程语言则由明确的机器指令组成，法院不太可能理解计算机代码，而程序员有可能不了解他们的代码在真实世界中的含义。
区块链技术已经进入了经济领域，并成为其中重要的环节，可持续性发展也是其中之一。可持续发展科学家和区块链开发人员也许应该面对面来讨论问题和解决方案。当Science的记者问题“有很多生态学家对区块链的方法感兴趣吗”？Guillaume Chapron是这样回答的：我还不知道是否有将区块链技术链接到解决环境问题的学术论文，我们需要更多的发展......我们拥有比特币这样的加密货币，我提议通过投票和合同来探索依赖密码学的环境治理。当人们越来越了解区块链能够胜任什么时，他们将会产生出越来越多的新想法，这是我们目前无法想象的。我的论文旨在激发思考。
参考资料：
[1] http://www.sciencemag.org/news/2017/05/can-bitcoin-s-cryptographic-technology-help-save-environment(doi:10.1126/science.aal1221)
[2] Chapron G. 2017. The environment needs cryptogovernance. Nature, 545: 404-405.
转载本文请联系原作者获取授权，同时请注明本文来自赵斌科学网博客。
链接地址：http://blog.sciencenet.cn/blog-502444-1111909.html