近日，深圳地铁、出租车、机场大巴等交通场景同时上线区块链电子发票功能，标志着区块链电子发票推广至交通行业。从2018年8月深圳开出首张区块链电子发票开始，短短半年时间里，深圳区块链电子发票已覆盖金融保险、零售商超、酒店餐饮、停车服务、互联网服务、交通行业六大领域。
腾讯公司区块链业务总经理蔡弋戈说，相较于传统电子发票，区块链电子发票具有全流程完整追溯、信息不可篡改的特点，有效地规避了一票多报、虚报虚抵、真假难验的难题，开票流程更加高效、便捷。
区块链，是近几年热门词汇，哪些特点使其在电子货币和票据领域大显身手？不可篡改和不可伪造的“自信任”原理是怎样的？本期科技能见度将对上述问题作出解读。
●南方日报驻京记者王诗堃策划统筹：郁石张志超
什么叫“区块”什么叫“链”？
区块链（Blockchain）的命名非常形象：把一串使用密码学算法产生的“区块”，按顺序相连形成“链”。
其中，每一个区块由“区块头”和“区块体”组成，“区块头”主要包含本区块和前一区块的哈希值、时间戳（区块创建时间）和随机数等；而“区块体”则是保存具体内容的位置。
为保护区块中以及链传递时的信息安全，区块链运用了密码学原理，涉及哈希函数、非对称加密（公钥技术）、数字签名等。
通过密码学原理设计，区块链能够实现任意部位的数据改动会导致下一区块的哈希指针错误，因此区块链具有不可篡改性。另一方面，数据区块的储存方式可以提供简洁的隶属证明，使得区块链上的信息可追溯。
去中心化：人人手中有账本
从事信息安全研究的中央财经大学信息学院院长朱建明告诉南方日报记者，在现实社会中，几乎所有的应用都是建立在中心化的管理机制之下的，这种管理机制，可以建立基本的信用体系。
朱建明举例说，“比如，银行作为中心管理机构管理着我们的账户，银行在为我们记账，我们的所有金融业务都要通过银行来完成，因为我们信任银行，而用户之间彼此互不信任。再比如，支付宝、微信作为可信的第三方为我们提供支付服务，同样起着中心管理机构的作用。”
通过中心管理机构建立的信用体系有哪些问题呢？
朱建明提到，这种信用体系通常成本比较高，“而且所有业务对中心管理机构的依赖程度很高”。
“如果我们把区块链存储的数据比作一个‘账本’，就好像全村的‘账本’并不集中在村里会计一个人的手里，村里的每一个人都手握一份同样的‘账本’，人人都有记录账目的权力。记录账目不再是一个人的工作，而是全体村民的工作，大多数人达成一致的账目才能被视作有效的账目。”朱建明表示。
“在P2P网络中，没有中心化的硬件或者管理机构，任意节点之间的权利和义务都是均等的。每个节点之间进行数据交换是无须互相信任的，系统的运作规则是公开透明的，所有的数据内容也是公开的，节点之间是不能、也无法欺骗其它节点。”朱建明表示。
从事区块链理论研究的工信部信息化推进联盟区块链实验室副主任王毛路曾撰文指出，区块链虽然有去中心化的特性，但应用区块链并不意味着完全替代原有的中心化机构，而是可以促进各行各业中心化机构之间达成共识，构成联盟。
腾讯研究院发布的《腾讯区块链白皮书》也提到，“区块链是天然的共享账本，双方只要把对账逻辑连接到区块链上，就可以完成信息、资金的核对，对于涉及环节较多的业务非常有竞争优势，同时监管机构也可以参与到共享账本的记录中”。
依靠技术实现各方相互信任
这种“自信任”是如何实现的？王毛路表示，区块链的每一个节点，拥有记账权和查询链上信息的能力。“基于哈希算法求解每生一个新的区块，会进行全网广播，确保无重复不断推进，从而实现分布式存储。这就意味着各个节点之间无须完备的信任基础。”
王毛路表示，通过预先设定好的数据同步规则，区块链能即时将数据进行全网同步，且其共识算法对节点延迟、丢包、宕机甚至恶意操作有非常强的忍耐性，能在不可靠的网络环境下实现节点间数据的一致性。
基于此，每一个相关节点都按照同步规则在其本地一致地保留所有数据，且任何单个节点都无法对数据进行篡改和删除。区块链因此具备自信任的特性，无须第三方证明，即可依靠技术优势实现利益相关各方的互相信任。
王毛路指出，区块链从架构上被分为公有链、联盟链与私有链三种类型。
比特币等数字货币区块链通过其开放式的参与机制，被认为是最为典型的公有链架构。公有链为了保障网络信任关系，运用工作量证明共识机制（如“挖矿”）提升了作恶的成本，通过牺牲效率换取了公平与公信力。
而私有链架构则仅限于单个组织内部使用，为封闭式区块链网络。私有区块链由于不需要考虑容错与多点协同，实际上牺牲了一定的公平换取了高效的处理速度。
王毛路指出，介于两者之间的联盟链则是最为适宜商业化应用的区块链技术架构。由于参与方为同一行业或相关业务组织，因此相互之间能够实现数字身份实名，从而确保了区块链上的数字化交易与实际法律主体对应，保障了合法有效性。
另外，在共识机制上由于参与主体数字身份互相知晓，提前达成了业务共识，因此不需要工作量机制的能源消耗。但由于联盟链参与方共同享有对整体网络的记账权，而非由单一中心控制，因此又能够兼顾一定的去中心化特性，保障了联盟各参与方之间的公平、公正与公开。
联盟链：区块链发票的技术
深圳的区块链电子发票的开具流程是这样的：依托腾讯公司提供的区块链平台，企业可以在区块链上实现发票申领和报税，交易完成后，系统自动生成发票内容与金额，实时开票。
朱建明告诉记者，传统的电子发票和纸质发票在外流转时间长，导致发票容易被篡改。“区块链发票通过税务机关、企业等多节点共同参与，实现了业务闭环，使得发票的整个生命周期，领票、开票、流转、报销都可以在线上进行，可实现实时开票与报销。”
朱建明表示，区块链电子发票，能够用区块链技术分布式存储数据的特点构造联盟链，对链上的发票数据流实现分布式的存储；运用算法和智能合约，实现发票流转智能化，防止数据被篡改，确保发票数据的真实性和一致性；利用区块链底层的点对点数据传输技术，实现发票数据的实时传递，提高了链上节点处理发票数据的效率。
对于区块链电子发票如何核销，朱建明向南方日报记者介绍了背后的技术流程：当用票端发起报销或核销行为时，受票端电子发票信息与用票端电子发票信息在企业端进行核对，通过在税务局一端开票企业和受票企业信息的映射和核对，来对发票信息进行验真。朱建明强调，区块链技术所具有的不可篡改、可溯源的特点保证了数据的真实性。
区块链还能落点哪些领域？
目前，最为人所知的区块链应用当然是比特币。而区块链发票则带给人们更多对于区块链走进生活的遐想。
朱建明指出，近年来，区块链技术引起世界各国的广泛关注，区块链技术也广泛应用于电子货币和票据之外的其他领域。“除了金融服务之外，各行各业都在积极探索区块链技术的新应用，比如医疗健康、数字版权、教育管理、文化娱乐、慈善公益等。”
供应链被认为是区块链落地的重要领域。朱建明曾以煤炭交易为例，撰文探讨了区块链落地的情形。他指出，我国大型煤炭企业传统交易模式成本高昂，现有的电子商务平台下供应商及销售商、客户交易效率低下。而基于区块链的大型煤炭企业电子交易平台，则可以由集团公司随时统计二级矿井的原材料需求状态及产成品待销状况，并将信息发布于集团公司的B2B平台，上游的原材料供应商、下游的销售商都可以在这个平台上进行交易，然后销售商将产成品在自己的区块链B2C平台销售。基于区块链的不可篡改、可溯源的特点，有助于解决供应链体系内各参与主体之间的纠纷，实现轻松举证与追责。
电子政务领域也被认为是适合区块链落地的领域。有统计显示，区块链的应用将为政府监管降低30%至50%的成本，并在运营上节约50%的成本。王毛路认为，基于区块链的多种特性，可以应用于信息、金融、合规、文化、医疗卫生等丰富的行业领域和公共事务服务场景中。“我们认为，今年将会有更多落地的区块链技术应用案例。”朱建明说。
