铝的数字形态

作者中文版。本文英文版发表于Aluminium International Today，2021 年 7—8 月号。原文按当时写成的样子呈现，未作事后修改。

有时候，天大的变化发生得悄无声息。看着好像一切照旧，其实一切都在飞快地动。眼下尤其如此——人类造出了一个新的空间，而它正在我们眼前重排我们对「价值如何产生、又归谁所有」的习惯认识。

这个空间的名字叫区块链。它诞生在二十一世纪之初，被称为人类自发明互联网以来最重要的技术突破。社会从此有了两个栖居之地——物理的和数字的。

区块链里的东西既摸不到也看不见。可它们存在，而且和我们周围的物理世界一样真实。就像发现一块新大陆那样，研究区块链和它那套引人入胜的密码学，有可能通向一片尚未打开的潜力。这关系到我们生活的每一面，也关系到我们所在的每一个行业，铝市场也在其中。我邀请各位一起走这条路；不过在进入直观的部分之前，先把基础弄清楚——这样这趟航行才走得稳。

区块链是什么

先看看这片新的密码大陆是怎么搭起来的。区块链首次投入使用是在 2009 年，用于比特币这种加密货币——为的是在系统里记录交易，并且在没有任何监管机构的情况下防止双重支付。它的构想由中本聪提出。而到今天仍无人知道这个名字背后是谁：一个人，还是一群开发者？能确定的只有一件事：区块链永久地改变了我们储存信息和保护交易的方式。

从某种意义上说，这个名字本身——区块的链条——就解释了这项技术要做什么、怎么做。区块链是一个分布式数据库，它没有连在某台共用服务器上的存储。它保存的是一份不断增长、按顺序排列的记录清单，这些记录被称为区块。

账本里所有区块都相互连着，后一个区块都包含前面各区块的信息。数据就这样累积起来，构成一个不断更新的数据库。

区块链的关键特征之一是去中心化。区块的信息同时保存在网络所有用户手上，不断更新，并且指向前面的区块。所以，只要有人试图修改、删除或替换账本里的某条记录，系统就会把数据与其他上千个账本版本比对，并发现不一致。

第二项重要优势是密码学加密，它保证系统内的信息受到保护，并且带有时间戳和指向前一区块的指针。加密会核验用户的访问权限，只允许他改动链上属于他「所有」的那部分区块。这靠私钥完成，没有私钥就无法重写文件。此外，加密还保证分布式区块链在所有用户手中的副本保持同步。

这个数据库既受保护，又几乎没有边界。它能容纳形形色色、无穷体量的信息：从加密货币的交易，到为物理世界中的价值物创建数字对应体——比如铝。

双重支付问题

我们来弄清区块链是怎么运作的，为此随便拿一件物理世界里的东西。可以是桌上的咖啡杯、手里的苹果——任何摸得到看得见的东西。不过既然我们要看的是区块链在铝上的用处，那就拿铝。设想我有一吨铝，我把它卖给您。现在您有一吨，我有零吨。例子再简单不过，但我们仔细看看究竟发生了什么，再拿它和区块链能做的事比一比。

铝实物交到了您的仓库，比如在鹿特丹，而转移这件事本身不需要证明：证明就是这次实物交付。现在铝归您所有、完全由您掌控，我则没有。实物金属的转移就是这个样子。不难想到，这不只适用于铝，也适用于比如法定货币。

现在设想我那批铝是数字的。事情就复杂了。您怎么确认这批铝现在真的属于您、而且只属于您？也许我先用电子邮件把它发给了一位朋友？或者我把这批货复制了，上千份副本躺在我的电脑里？又或者我把它放到了网上，已经有几百万人下载过了？

数字资产的交换，比实物铝的转移复杂得多。顶尖的 IT 专家长期寻找这道题的解法，还给它起了个名字——双重支付问题。

而答案就是区块链技术。

双重支付问题怎么解

我们已经明白，需要有一套系统来确认数字铝已经转移。比如可以建一张 Excel 表，把每一笔铝的交易都记进去。这样一张表，作用类似公证人，或者一本账簿。

需要的信息都能记在里面：谁卖出了铝、买方是谁、交易在什么时候发生、数量是多少。可问题马上就来了。如果这张表只存在我的电脑上，那有什么能阻止我改动旧记录，或者给自己多记几吨？

解法是把这张表发给所有人。那么我既不能给您多开出铝，也不能改动交易的历史：我的记录会与系统里其他的表出现分歧，所有人都会看到这次替换。作弊变得极其困难，因为这套系统不由某一个人掌管。而网络里的参与者越多，就越困难。

任何人都可以把表下载到自己手上，核对其他参与者记录的一切，甚至因为核对和维护网络而得到报酬。我们刚刚搭出了一条属于自己的、原始版的区块链。有一个细节很重要：区块链参与者的身份不公开，这使它完全匿名。

这当然是相当简化的说法，但若不深入技术细节，区块链就是这样运作的。区块链正是这样一个数据库：不断更新、对所有人开放，就像那张 Excel 表。网络里所有交易都是公开发生的。所有用户都知道最初有多少铝、它被转到了哪个数字地址、又是什么时候转的。区块链会核验系统里的全部交易。数字资产的交易，于是变得和一手交金属一样简单可靠。

如今即便没有铝的实物交付，您也可以确信它属于您——因为有上千人能为此作证。

这意味着我们可以用数字方式相互转移任何东西——从一公斤到成千上万乃至几百万吨铝。而这一切真的只需点一下，即便我在新西兰，您在欧洲或者世界上任何地方。

区块链与矿工

下面往技术里再看一层。您还记得，区块链是一条信息区块的链条。每个区块都有自己的头部、自己的密钥，以及指向前一区块的密钥。只有当用户通过计算为区块的密钥求出那个密码学签名——哈希——之后，这个区块才会进入主链。他们由此确认：记入新区块的各项操作，与已经进入链条的那些并不矛盾。

正是这个过程让我们的区块链保持诚实——就好像有几百个人在核对前一个例子里那张想象出来的表。在加密世界里，这个过程叫挖矿：一份重活，只不过这一次干活的是不偏不倚的计算机。结果是资源的缓慢积累，与开采矿产别无二致。

矿工用算力创造新区块——靠强力的处理器或显卡。他们组成一个巨大的对等网络，由分布在世界各地的计算机支撑。这些计算机被称为节点。

矿工在区块链里承担着最要紧的职能：把近期的交易装进网络的每一个新信息区块，并为每一个找到的区块领取报酬。

交易手续费

区块链网络里的交易名义上是免费的——但视需求高低，转账要交出金额中的一部分。这些钱作为报酬归于参与网络的矿工，而发送方付的是他这笔交易在区块中占用的体量。

铝代币与智能合约

还是回到铝上来。

区块链的革命性在于：它让价值得以表达，让中间物流那「多出来的一环」可以去掉，让一套对所有市场参与者开放的工具生态得以建立，并提高他们的隐私与安全。

区块链里的这类工具就是代币，换句话说，就是分布在网络上的账本中的记录。代币有不同类型，而我们感兴趣的是代表铝之价值的铝代币。

代币的用途一旦确定，剩下要解决的就是怎么管它、按什么规则管。代币通常通过智能合约来管理。代币能够从一个账户转到另一个账户，靠的是对每一个涉及账户上的数值和余额的连续记录。今天已有的代币，绝大部分是在以太坊协议上按 ERC-20 标准发行的。

以太坊由维塔利克·布特林在 2015 年创建并上线，他当时是一位二十一岁的加拿大籍俄裔程序员。以太坊后来成为全球性的区块链网络之一，交易所、交易商和投资者广泛参与其中。以太坊和 ERC-20 标准提供的安全保障，在物理世界里几乎无法达到。但以太坊——以及整个区块链——最大的优势是可达性：只要有互联网，谁都可以成为用户。

智能合约在世界各地的法律地位目前还没有定型。尽管如此，越来越多的国家意识到必须对加密货币以及各类加密工具和代币加以监管。代币化市场发展得非常快。能让这一发展再快一步的，是国家监管：它把大型参与者带进市场，也给这项技术新的竞争优势和动力。

数字铝

至此，代币这个概念和它栖居的环境我们都说清楚了。我们对数字铝的设想，简要说来是这样。

• 它是一种通用的数字价值表达，锚定铝的市场价格，一个单位等于一公吨原生金属。
• 它是一种数字化的支付和价值储存工具——而它只有在能够换成金属的时候才有意义。
• 数字铝市场与实物金属市场平行运行、地位对等。
• 数字铝的持有人有权按自己的判断和选择交换它、卖出它或者持有它。

持有人能得到什么

一种新的「物质形态」。铝是一种独特的产品：因为它的性质、它连续不断的生产周期，以及它在人类文明发展中无可替代的意义。铝的消费和铝的价格，可以视为「文明的呼吸」——人类对新事物与完善事物不懈追求的写照。

危机有时会拖慢铝市场的发展，但这些难受的阶段过得很快——比其他大宗商品和石油都快——而且总体上不影响它稳定的增长。与许多别的商品相比，全球铝消费和铝价受主观的、投机性的市场外因素影响更小。

数字铝本质上将成为一种新的「物质形态」。它将服从与由原子构成、躺在某个仓库或船舱里的铝相同的市场规律。也就是说，数字铝将拥有与实体金属对等的自身价值——它不是「数字倒影」，不是质押物，也不是挂在实物金属上的一项债权。

如您所料，这种「数字物质形态」适用于任何别的物件。借助区块链，可以造出一只数字咖啡杯，或者一个数字苹果。只是摸不到也看不见：它们不是由原子构成的，而是由区块链网络里的电子构成的。

没有中间仓储，也没有中间物流。数字铝的持有人不为金属的中间仓储和中间物流付费——只为「区块链物流」付费，而这明显降低成本、提高竞争力。在这样的安排下，持有人需要存放在账户里的只是数字铝，而不是堆在仓库里的金属库存。

在市场上交易。铝市场上的参与者越多，它的流动性越高。但参与者一多，就意味着从双边交易走向多边交易。在传统世界里这很难办；而建立在以太坊区块链和带智能合约的 ERC-20 标准之上的数字铝，将使即便复杂的多边交易也能安全、几乎即时地完成结算。

进入整个市场。铝市场进入门槛高，把许多参与者挡在门外。数字铝将使资产可以拆分，降低进入门槛，并为小型参与者打开新的市场。

数字铝应当是可拆分的——就像比特币：它的最小单位以创造者之名叫作「聪」，一枚比特币里有一亿个。这样一来，代币就能覆盖所有种类的铝产品：原铝、扁锭、原生铸造合金、圆铸锭、铝杆、铝箔等等。持有人可以用数字铝来购买实物产品。

任何商品和服务都能用数字铝标价。可拆分性使它不仅能用于结算铝产品，也能用于结算配套服务。几乎任何商品、任何服务都能用数字铝标出价值。每一枚代币最终都会走完整条支付链条，直到为它的使用者换成实物金属。

数字铝与环境保护

谈新时代的新事物，不能忘了可持续发展。数字铝提供了一个难得的机会，可以同时达成两个合理的目标：明显减轻对环境的压力，同时大幅简化供应链、削减市场参与者的成本。

它把中间物流的问题去掉了。数字铝将使产品可以直接交付给最终用户：中间环节和中间成本变得多余，周转则更便宜、更快。铝的中间物流年复一年地带来路线的巨大延长和多余的转运——那是几十万公里的海上和陆上运输，以及几十万吨烧掉的船用燃油和汽车燃油。上千立方米的松木被伐下并施以杀虫剂处理，只为在船舱和集装箱里固定这些多出来的货。

它把库内物流的问题去掉了。不再需要中间仓库和堆场里的库内物流，照明、安保、盘点和库内搬运的开支就会明显减少——那些为金属长期存放而占用的巨大面积，也能用得更合理。

它把废弃物的问题去掉了。数字铝将减少露天存放和搬运过程中产品表面的污染，从而消除长期存放后清洗金属所产生的废水排放问题。它同样减少运输次数，以及运输中难免的产品和包装损伤。废水处理、破损塑料和聚乙烯包装的更换与回收这些问题，首先就是这样解决的。

它符合低能耗的要求。众所周知，加密货币挖矿因高能耗和高散热对环境造成明显损害。数字铝作为一种区块链代币，就其本性而言不可被挖：它将在市场上被交换、被卖出，最终用来买铝，但不会通过计算被挖出来。持有人向网络的矿工支付手续费，但数字铝本身不可能成为挖矿的工具。

把数字铝比作电动汽车是恰当的：电动汽车不以尾气损害环境、自身没有碳足迹，但它行驶在沥青铺的路上。同样地，数字铝并不直接损害环境，它仍是一枚「绿色代币」。

结语

在铝市场的长期发展、它的透明度和竞争力上，数字铝很可能会扮演关键角色。国际监管机制成形还需要时间，但有一件事现在就该承认：数字化的发展，对整个人类而言是一个取之不尽的进步之源。数字铝虽然无法触摸，却会一直存在、一直承载着金属的价值，直到持有人想把它换成物理世界的果实——或者金属——的那一天。

数字铝未来对全球市场的巨大影响，怎么估计都不算过分；而这个领域里任何新的进展，都必定会改变我们看待自己这门行当的方式。

本文所载仅为作者关于铝市场潜在数字化可能性的思考，并非对任何具体项目——已有的或计划中的——的描述。作者的意见和判断均属其个人意见和判断，不应解读为与其有专业关联的任何主体的官方立场。

英文原文：《Digital State of Aluminium》，Aluminium International Today，2021 年 7—8 月号，第 30—34 页。