未來的網路信任與價值基礎 — 區塊鏈技術

導讀
區塊鏈並不是加密貨幣的代名詞,區塊鏈技術的主要特點是利用加密方式讓網絡中所有參與者共享交易記錄,具備不可撤銷、公開透明性、去中心化及可追溯性等技術特點,使其具有相當廣泛的應用潛能。本文摘錄許多政府單位的區塊鏈應用範疇與案例,探討發展區塊鏈面臨的法規與環境挑戰,以及發展所需的基礎建設,最後研提我國可參酌之建議。
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一、前言

2011年前,每枚比特幣(Bitcoin)的價格還不到1美元,不過到了2017年,比特幣價格瘋狂飆升到2017年12月的19,511美元高點,但是時隔不到一年,2018年11月的價格卻僅剩3000多美元(Hajric, 2018)。近年來,因為比特幣價格的大起大落,使得比特幣廣為人知,連帶其底層技術-區塊鏈(Blockchain),亦同時登入媒體版面,並引起各界的關注。然而,區塊鏈並不是金融科技(Fintech)或加密貨幣(cryptocurrency)的代名詞,依據哈佛商業評論(2017)的論點:「區塊鏈將會是下一世代網際網路的信任與價值基礎科技,帶給人們的長期影響會比短期衝擊來得更大。」可以預見的是,區塊鏈技術的實際應用,並不侷限於加密貨幣,其原始模型之多種價值定位與能力是相當廣泛的。實際上,許多程式碼開發者已持續利用多種共識演算法(Consensus Algorithm)、網絡管理模式,以及建立、分配與使用代幣的案例改良原始的區塊與鏈結分類帳架構,使區塊鏈能被應用於更廣泛的資訊管理與交易執行(Gartner, 2018a)。

Gartner(2018a)的研究也指出,區塊鏈是透過加密技術進行交易,並讓網絡中的所有參與者共享交易記錄,且其交易記錄的特徵是不可撤銷的。每一條記錄都包含一個時間戳記(Time Stamp )與參考連結且公開透明,每個人都可追溯之前任一時點的交易紀錄,其主要的特色如圖1所示。

圖1 區塊鏈特色
資料來源:哈佛商業評論(2017);本研究整理。

目前區塊鏈技術在產業界的代表產品多與加密貨幣相關,但其技術特性與發展潛力也吸引公部門投入與推動許多試驗性計畫。主要是因區塊鏈具有顛覆資產管理、供應鏈安全與交易模式的潛力,亦能協助政府追蹤資訊來源、確保資料準確性,以及長期紀錄資料變更的情況,部分政府單位已根據需求目的推動相關試驗性計畫,例如:美國為追蹤處方箋的藥品,已投入開發運用區塊鏈監管製藥產業供應鏈之計畫;此外,區塊鏈尚可用於身分識別、資產管理、投票系統等。各試驗性創新應用案例如表1。

表1 區塊鏈於公部門之試驗案例

目的 試驗案例
監管
供應鏈
美國2013年生效的藥品供應鏈安全法案(DSCSA)將促進國家藥品供應鏈的安全與敦促更嚴密的處方箋藥品分配系統,需要產業間合作來推動具互操作性(interoperable)的系統,以追蹤處方箋的藥品。例如Chronicled與LinkLab合作MediLedger Project,正利用區塊鏈為製藥產業開發能符合規範與改善供應鏈的方式。
身份識別 聯合國、Accenture、微軟、洛克菲勒基金會以及全球疫苗與免疫聯盟(GAVI)合作推動ID2020身分驗證工作,透過以太坊聯盟(EEA)的私有區塊鏈(private blockchain)來協助全球因從未在官方註冊、證件遺失或流亡海外難民等因素而無法持有官方身分識別的11億人,建立其個人身份識別。
資產管理系統 英國透過區塊鏈追蹤社福專款與學貸,部分受款者能利用app接收或使用被分配到的款項,同時政府能追蹤受款者的支出,以確保資金被使用在合理的地方。
投票系統 瑞士Zug是全球首座測試以區塊鏈為基礎的投票系統之城市。Zug花費數個月時間核發數位個人身分予市民,並推出電子投票試驗平台,邀集240位公民投票,共有72人參與。此次試驗被認為是成功的,且具被擴大應用的潛能。
土地與建築契約的長期合法性 美國伊利諾州Cook County的試驗計畫是測試跨客戶端資料庫模型與分散式分類帳的相容性,期望透過區塊鏈技術在不增加現行土地紀錄系統負擔的情況下,能利用區塊鏈系統協助改善純數位交易的法令保護。
資料來源:IDC (2018b);本研究整理。

另一方面,區塊鏈因其「無法修改已發生事件」的技術特色,而有相當廣泛的應用潛能,WEF(2018)指出,區塊鏈可應用於協助人類因應環境挑戰,並依各項特點而有其合適的應用方式,例如無法竄改的特點,可用於記錄漁獲資訊;去中心化的特點,可應用於電力交易,以降低輸配電的損失。區塊鏈現階段在環境議題的應用案例,彙整如表2所示。

表2 區塊鏈在因應環境挑戰的應用

目的 說明 案例
讓供應鏈更為透明 記錄整個供應鏈的交易資料,建立無法被修改的產品流程,讓消費者能完整追蹤產品從原料到商店成品的整個過程。 Fishcoin開發出可交易的代幣鼓勵漁民提供所捕獲的漁獲資訊,且這些資料將隨著供應鏈被不斷移轉,最後至消費者手中。
以去中心化與永續的方式管理資源 透過區塊鏈進行電力交易,讓消費端能直接與發電端交易,不須透過中心式輸配電網絡,以減少輸配損失。 LO3 Energy與西門子數位電網正推動Brooklyn Microgrid計畫,讓參與製造消費者(Prosumer)能利用其屋頂的太陽能電力,在紐約Brooklyn市場以近乎即時性的方式與顧客進行自主性交易。
作為永續金融的募資管道 區塊鏈能管理複雜的融資環境,並整合各方的利害相關人,讓計畫與群眾募資的創投專案具有可行性,透過將金融投資代幣化(tokenization)能降低更多利害關係人參與計畫的門檻,且不須透過第三方。 Clean Water Coin利用區塊鏈平台迅速且有效率地向全球募集到潔淨水(clean-water)專案的資金。
提供循環經濟的誘因 透過提供誘因予個人、企業與政府,將能讓目前被視為無經濟價值的物品被賦予新的金融價值,並驅使行為改變以實現真正的循環經濟。 Plastic Bank已建立社會企業來提供加密代幣作為獎勵蒐集海洋可回收塑膠容器的行為,代幣則可用於交換商品。
資料來源:WEF(2018);本研究整理。

二、區塊鏈現況與發展機會

(一)區塊鏈的市場發展與預測

全球許多主要國家與區塊鏈相關的新創團隊快速增加,目前最多區塊鏈創業團隊的國家依序為美國(341個)、英國(136個)、中國(42個)、加拿大(38個)與德國(26個)等,且7成以上的財務分析師預測區塊鏈將顛覆合約管理(Frost & Sullivan, 2018)。IDC(2018)更預測,數年內區塊鏈服務收益的年均成長率將高達71.3%,雖然短期內的區塊鏈服務開發機會僅是小規模的,但對未來服務產業具有極重要的策略性意義,詳如圖2。

圖2 2012-2022年區塊鏈的市場發展與預測
資料來源:IDC (2018);Startup Genome (2018);Frost & Sullivan (2018);本研究整理。

不過根據2018年Gartner對資訊長(CIO)的調查顯示,僅有1%的受訪者表示已投資與佈署區塊鏈技術。雖然區塊鏈已有相當多的概念性驗證(Proof of Concept, POC),但在擴張性、安全性、互操作性、資料管理、標準與大規模企業使用需求都面臨技術上的挑戰,即使許多地區與產業對於運用區塊鏈解決市場低效率、成本與延遲性保有高度興趣,但從目前的技術成熟曲線與發展預測來看,離市場應用仍有一段距離(Gartner, 2018a)。

(二)區塊鏈的機會與挑戰

區塊鏈所帶來最明顯的商業模式改變在於大規模的去中心化,以及以公有區塊鏈(public blockchain)技術為基礎,但是目前多數試驗性計畫多以私有或混合的區塊鏈措施為目標,雖能改善交易週期之時間與成本或拓展新客源,但尚無法根本性改變參與機構的商業模式,且目前許多人對於區塊鏈的治理機制仍不清楚,消費者對於去中心化的商業生態系統與加密貨幣的接受度仍不明朗,且區域間仍缺乏協調性(Gartner, 2018b),區塊鏈的發展優劣勢、機會與挑戰分析,詳如圖3。

圖3 區塊鏈SWOT分析
資料來源:Gartner (2017), Practical Blockchain: A Gartner Trend Insight Report;本研究整理。

三、歐盟的區塊鏈相關措施

歐盟認為可透過應用區塊鏈技術改善政府、企業與組織的業務流程,以及略過中介商,直接進行個人對個人交換業務與互動模式。2017年10月歐盟高峰會(European Council)中提及區塊鏈為迫切需要因應的新興趨勢之一,因而在2018年2月成立歐盟區塊鏈觀察站論壇(EU Blockchain Observatory and Forum, BOF) 1 ,以因應區塊鏈發展。其主要工作包含彙撰歐洲及其他地區的政策措施、監測與分析發展趨勢及處理新興議題、成為區塊鏈的知識中心、推廣歐洲行動方案及加強歐洲與多個利害相關人的接觸、作為歐洲地區重要的交流管道,並透過擬定國際願景與目標,以對歐洲有益的案例來激發成員國間的共同行動。其下又可分為兩個小組,其負責項目簡述如下:

(一)區塊鏈政策與架構工作小組(Blockchain Policy and Framework Conditions Working Group)

主要負責觀察跨技術與產業議題以研擬大規模推動區塊鏈所需的政策、法規與規範協助,並檢視技術與生態系統發展有關的問題,包括互操作性、可擴展性、永續性、網路安全與能源效率。

(二)案例與轉型工作小組(Use Cases and Transition Scenarios Working Group)

著重於最可能實現與可應用於公部門的區塊鏈案例,如身份識別、政府服務、健康照護、能源與環境提報。工作小組亦須探討其他部門的應用案例,包括金融科技、金融服務、供應鏈、創新產業或非營利單位。

另一方面,為強化歐盟成員間的合作,歐盟會員國在2018年陸續簽署同意建立歐洲區塊鏈合作夥伴(European Blockchain Partnership, EBP),並合作建立歐洲區塊鏈服務基礎設施(European Blockchain Services Infrastructure, EBSI),將提供具隱私性與安全性的跨邊界數位公共服務,目前已有27個會員國簽署(European Commission, 2018b)。

此外,為發掘區塊鏈技術對社會創新的效益,歐盟資訊社會暨媒體總署(DG Connect )轄下的歐洲創新委員會(European Innovation Council, EIC)推出500萬歐元的社會公益區塊鏈(Blockchains for Social Good)競賽,主要目的在於尋找開發可擴張、有效率與具高影響力的分散式解決方案。另一方面,歐盟已提供8,300萬歐元資金予區塊鏈開發計畫,預計2018-2020年將提供3.4億歐元以支持區塊鏈相關的發展計畫(European Commission, 2018a)。目前歐盟資助的區塊鏈專案計畫,主要包含CAPS(Collective Awareness Platforms for Sustainability and Social Innovation)、D-Cent(Decentralised Citizens ENgagement Technologies)、DECODE(DEcentralised Citizen-owned Data Ecosystems) 與MHMD (MyHealthMyData),各計畫目的與執行內容,詳如表3。

表3 歐盟重要區塊鏈專案計畫清單

計畫 內容
CAPS

✓建立面對新興永續議題挑戰的模式,讓每個人能透過合作行動輕易加入。
✓提供環境意識、在地與實務經驗,讓市民能夠分享知識、提出更明智的消費決策、改變集體的環保行為,以及建立更多參與式民主。
D-Cent ✓目的為結合公民機構來轉型民主,並協助公民開發可協助其行使直接民主與強化經濟的開放式資源、分散與隱私意識的工具,計畫執行期間為2013-2016年,目前已併入CAPS initiatives (CAPS 2020)。
✓D-Cent工具讓公民能即時獲知與他們有關的相關議題資訊,並協助民眾共同提出解決方案與政策;擬訂與投票決定解決方案及市政預算;最後執行並透過區塊鏈獎勵參與者。
✓在西班牙巴塞隆納與馬德里、冰島雷克雅維克、瑞典赫爾辛基皆有大規模的民主試驗計畫。
DECODE

✓主因為市民失去個人在數位平台的資料控制權而提出此計畫,主要探索如何建立以資料為中心的數位經濟(此處的資料來自民眾、物聯網與社群網絡的活動而產生),並確保合適的隱私性保護,預計在2017-2020年推動4個試驗計畫,2018年已在巴塞隆納與阿姆斯特丹實施,並舉辦一連串有關隱私性、AI與數據的研討會、黑客馬拉松與夏令營。
✓巴塞隆納的試驗計畫目的為探討數位民主與資料共享(Digital Democracy and Data Commons)以及公民科學資料治理(Citizen Science Data Governance)。
✓阿姆斯特丹則運用數位註冊(Amsterdam Digital Register)完成個人年齡驗證,參與者可利用DECODE向其他單位證實其年齡,而不需出示具有完整個資的證件。另一個網路鄰居(Gebiedonline)則為讓當地社區能利用Attribute Based Credentials管道,讓使用者能夠精準控制在社群平台所分享的資料。
MHMD

✓MHMD是Horizon 2020在2016-2019年研究與創新行動的計畫之一,目標是根本性地改變敏感資料的共享方式。
✓MHMD有機會成為第一個連結機構與個人的開放式生物醫學資訊網絡,鼓勵醫院開始為開放式研究提供匿名數據,同時促使公民成為其健康數據的最終所有人與控制者。
✓此創新模式主要涵蓋:區塊鏈、動態式同意權、個人資料帳戶、智慧合約,以及多重去識別化與加密技術。
資料來源:CAPS(2018);D-Cent(2018);DECODE (2018);MHMD (2018);本研究整理。

自2018年成立區塊鏈發展工作小組,小組內成員定期舉辦會議探討政府在區塊鏈發展的角色,以及發展區塊鏈應具備的基礎框架與可能涉及到的法律議題。其中,歐洲區塊鏈創新報告指出,目前歐洲各國已推出的相關政策與規範,如法國通過的企業成長與轉型法案(PACTE),其中一條與ICO有關的法條,不僅將代幣予以明確定義,更要求發行者應獲得官方批准,且在募資之前必須由法國金融監理機構(Autorité des marchés financiers, AMF)授權(Danny Lin, 2018)。此外,德國政府更明確地表示,應該開發完整的區塊鏈策略並協助提供合適的法令架構,讓加密資產與或貨幣能在歐洲與全球使用。

目前歐洲發展區塊鏈主要面臨的挑戰包含法規的定義與適用性、歐盟一般資料保護規範(GDPR)與區塊鏈間的衝突、商業模式面臨挑戰、技術與研究的方向是否正確,以及去中心化帶來的社會挑戰,本研究彙整目前區塊鏈面臨到的法規與制度方面的議題,詳如表4。從中可發現,技術創新往往帶來法規框架無法適用的問題,另一方面,日趨嚴謹的GDPR也可能限制區塊鏈與其他新興技術的發展,公部門必須考量推動技術創新與保護人民之間的平衡。

表4 區塊鏈面臨的法規與制度議題

議題 釐清法令與規範 GDPR與區塊鏈的衝突
內容 ✓企業擔憂開發出的產品不符合規定,可能使其面臨財務或刑責方面的懲罰。雖然歐洲各國已有部分規範,但各國的規範存在許多差異。
✓加密資產的會計與稅則仍相當模糊,以及在電腦程式碼中規定各方協議之智慧合約(smart contract)的法定地位(legal status)仍有疑慮。
✓因為去中心化的本質,許多區塊鏈計畫較偏向公共基礎設施,而非利益導向的私人區塊鏈,對於私人企業的區塊鏈規範是否適用於公有區塊鏈仍有待釐清。
✓2018年生效的GDPR與區塊鏈的去中心化有所衝突,一般來說,區塊鏈上的資料通常僅能增加,無法移除,但GDPR則要求個人有權修改或消除個人資料
✓對公鏈來說,難以辨識GDPR提及的資料控制者(data controller),即應對資料使用權負責的最終個體或機構。
✓GDPR要求,只有在資料移出地點能提供相同程度的資料保護規範,才能將資料轉移給第三方,但是許多公鏈是開放給所有人使用,對於地點並未設限。
資料來源:EU Blockchain Observatory and Forum(2018b);本研究整理。

政府部門將區塊鏈技術導入公共服務的考量,主要是基於區塊鏈的兩種特性,首先是可確保與分享重要資料與紀錄,如個人身分識別與資產登錄;其次為改善市場的監管與管制,減少政府在資料蒐集時,與市場參與者產生摩擦的機會,並能減少稅務詐騙以及縮短租稅資料計算與蒐集的成本。不過在利用區塊鏈技術取代某些既有方式之前,應持續利用試驗性計畫,了解技術可行性與應用區塊鏈帶來的經濟與社會衝擊。

為了讓區塊鏈能運作,EU BOF也建議政府單位應該建立合適的基礎設施,個人數位身份識別與數位版本的國家貨幣是政府應著重的基礎構成要素,表5將說明政府運用區塊鏈技術時,可預先建立的關鍵基礎設施。

表5 政府運作區塊鏈所需的關鍵基礎設施

關鍵基礎設施 說明
身份識別-必要的先決條件 1.建立數位經濟與社會的先決條件之一,是為所有參與者(企業、個人與政府單位)建立數位身份識別,政府需要開發能被應用於以區塊鏈為基礎的平台的數位身份識別系統,以推動與區塊鏈技術有關的服務。
2.目前網路中越來越多個資由服務提供者所持有,如社群媒體、電子商務或新聞網站,使一般人幾乎無法控制自身資料,且讓個資處於外洩或被駭客竊取的風險中,同時網路身分亦很容易偽造。
3.區塊鏈提供數位身份識別的解決方式,稱之為「自主權」(self-sovereign)身分,在這樣的形態下,政府能核發數位認證予公民與居民,證實該民眾的姓名、地址、生日、駕駛能力等,而區塊鏈使資訊真實性的驗證變得更為容易,且可依據權限提供資訊,理論上也較實體證件更難以偽造。
區塊鏈平台即服務-合適的工具 1.政府若想透過區塊鏈完成服務,設置區塊鏈基礎設施是先決條件,然而如區塊鏈這般新穎的技術,涉及相當多的挑戰,包含具一致性標準與實務案例不足的問題。
2.政府在平台設置時應考量成本、不同政府機構間的資料分享與互操作性流程,故試驗性計畫是必要的,但須考量概念性驗證與選擇供應商時所耗費的時間與金錢成本。
3.可應用區塊鏈平台即服務(Blockchain Platform as a Service)的模式,其具有彈性、以雲端為基礎的分享式基礎設施,能主導不同協議、開發工具,以及整合開發與運作環境。
法定貨幣代幣化-貨幣鏈(Money on Chain) 1.許多政府服務皆涉及貨幣交易,區塊鏈是相當好的交易平台,為了透過智慧合約執行即時且自動的支付流程,政府需要尋找利用國家貨幣直接在鏈中交易的方式。
2.發行法定加密貨幣或稱為中央銀行數位貨幣(central bank digital currencies, CBDC)是其中一種方式,如新加坡金融管理局的Project Ubin,著重利用分散式分類帳進行銀行間支付。英格蘭銀行為首個研究法定貨幣區塊鏈的中央銀行之一,並已發布中央銀行數位貨幣設計原則。瑞典中央銀行(Riksbank)則推出e-krona專案。
政策與規範-鏈的規則(Rules for the Chain) 1.就政策面而言,政府單位對於技術採用最重要的影響方式,是透過自行推動專案或是資助公私部門合作,如聯合國提出的ID 2020(詳見表1)。
2.目前與區塊鏈相關的管制問題是,如何讓區塊鏈符合GDPR規範中的資料保護,以及智慧合約的法定地位。
資料來源:EU Blockchain Observatory and Forum(2018c);本研究整理。

經由前述針對區塊鏈技術與法規框架、關鍵基礎設施的探討,EU BOF也提出諸多因應措施,以供歐盟政府參酌與採用,詳述如下:

  • 制定合適的基礎架構,確保此架構能夠讓政府機構輕易且快速地以符合成本效益與互操作性的方式,建立自己的應用程式。
  • 釐清、採用與執行與現行架構相關的法規生態系統,確保推動的政策與規範能適用於區塊鏈技術的應用。
  • 優先提供一般大眾、企業家與公務人員相關教育訓練。
  • 歐盟應適時推動具高度影響性的計畫,如透過會員國與公私鏈合作。

區塊鏈已連續數年被Gartner、WEF及其他國際智庫列為未來最具影響力的重大科技之一,若此技術能被廣為應用,將對社會經濟帶來顛覆性的影響。雖然現階段的技術發展仍有許多待突破之處,法律規範與相關的基礎建設也有待公部門積極規劃,但許多國家與創業團隊紛紛將區塊鏈應用在許多面向,然而目前社會大眾對區塊鏈技術應用的接受度尚不明朗,合適的商業模式亦未可知,但是提供所有參與者經濟價值卻是影響區塊鏈發展的主要因素。

區塊鏈技術的主要特點是利用加密方式讓網絡中的所有參與者共享交易記錄,其不可撤銷、公開透明性、去中心化及可追溯性等技術特點,讓區塊鏈技術具備相當高的發展潛能,除了一般常見的加密貨幣,如比特幣、以太幣等,其應用範疇尚包含生產供應鏈、資產管理、身份識別、醫療資料管理、公民投票,甚至是作為交易或募資管道等等,顯見其技術影響力與應用潛力。

為了推動區塊鏈技術的應用,歐盟已在2013年開始投入相關的專案計畫,2018年則進一步擴大投入區塊鏈技術應用的相關計畫。此外,歐盟執委會並於同年成立區塊鏈工作小組,分別針對法規制度與基礎環境進行研析。在法規方面,著重於探討各國在區塊鏈的法令不同、公鏈與私鏈的特性不同是否可一體適用、智慧合約的法定地位,以及區塊鏈與GDPR間的衝突問題。在基礎環境方面則偏重研析區塊鏈應用所需的基礎設施,包含確定身分識別是主要基礎,以及平台建立等。

綜上所述,區塊鏈技術具備巨大且長期的影響力,而在全球經濟成長放緩的時空背景下,科技創新被賦予促進經濟發展的使命,但科技創新帶動的快速變革往往會破壞整體社會經濟結構的平衡,過多的負向效益或將讓科技創新就此埋沒,因此,公部門須審慎處理平衡議題,並透過跨部門協調完善法規框架與基礎建設,以利在促進科技創新的同時,也能維持社經結構的長期發展。歐盟採用小規模多點推動試驗計畫的方式,同時探討可能涉及到的法規,以及相關基礎設施是否符合發展需求,或許值得我國參考。

註解

註1:EU Blockchain Observatory and Forum, https://www.eublockchainforum.eu/news/eu-blockchain-observatory-and-forum-names-members-core-working-groups

延伸閱讀