自2008年推出以来，区块链技术已经超越了其在加密货币中的应用，现在正准备改变众多商业应用，包括价值链和供应链，商业模式和市场结构。这项工作遵循设计科学研究，以指导基于区块链的概念验证，原型的实施，该原型能够实现汽车等现实资产的自动交易，并提供市场参与者，官方和其他第三方有效，透明和不可变的车辆历史记录。

本研究对现有研究的贡献有三个：首先，它引入了一种内置的机制（built-in mechanism），来降低基于区块链系统中交易的不可逆性而导致的交易风险。其次，它用一个包含安全注册和交易过程的无篡改和自治交易数据库系统取代了基于信任，集中和官僚的注册。第三，它提出了一种新方法，通过提供每种有价资产历史的可靠，透明和完整的记录来减轻柠檬市场的逆向选择效应。

总的来说，本文的研究结果说明了基于区块链的系统的潜力，同时也突出了商业应用的技术缺陷和挑战，例如可扩展性或隐私问题。

1.Introduction简介

区块链经常被称为二十一世纪的技术创新，可以说它具有可能重塑和破坏过多的经济活动。自2008年推出以来（Nakamoto 2008），在没有任何中央权力的情况下管理和维护的分布式数据库的概念，最近已经超越其作为加密货币验证机制的用途，并且正在向广泛的商业应用领域发展。今天，“信任机器“（Economist 2015） - 基本上结合了分布式数字分类账，去中心化共识机制和加密安全措施 - 正准备通过实现新形式的价值链和供应链，连锁店，商业模式和市场结构来彻底改变中介机构的作用。因此，无信任，透明和安全的交易系统（Beck et al. 2016），去中心化的资产管理方法，自主注册系统（Fairfield2015）和不可更改的事件日志的愿景宣布了组织结构和业务流程的颠覆性变化（ Glaser and Bezzenberger2015）。

在本文中，我们利用丹麦汽车登记处（Danish Motor Register ，DMR）的案例来提供记录，管理和跟踪汽车等实物资产所有权状态的一种新方法。并开发，实施和评估基于区块链的交易系统，其旨在取代中央机构成为可信赖的第三方。我们选择丹麦作为技术先进国家和政府服务数字化的领跑者，来说明基于区块链的系统在公共登记和交易系统方面的好处。我们与丹麦税务机关（SKAT）合作，探索基于区块链的汽车登记的潜力，并说明它如何能够取代传统的基于信任的，集中的和官僚的系统。

在此范围内，我们的研究贡献有三个方面：首先，我们引入了一种内置机制来降低与区块链交易不可逆性相关的交易风险（Bo ¨hme et al. 2015）。其次，我们通过使用基于区块链的替代方案（包括安全注册和交易流程）来取代传统注册，来解决提供和维护完整且始终一致的公共车辆历史记录(public record of vehicle history)的挑战。在此过程中，我们将说明如何使用自主且可能具有成本效益(PS:cost-efficient,成本效益,可以理解为划算)的事务日志替换可能昂贵，基于信任，不完整且不一致的官僚登记（bureaucraticregistry）。第三，我们建议通过提供每种有价资产历史的可靠，透明和完整的记录来减轻二手商品或柠檬市场的逆向选择效应（Akerlof 1970）。此外，我们的通用软件设计引入了一个通用的事务框架，其中DMR用例(use case)从高级框架继承其核心功能。这样，我们将实际考虑因素考虑在内，因为通用系统设计允许扩展到其他资产并确保适用性超出汽车的使用情况。

2. 基于区块链的商业系统

本节简要介绍了基于区块链的商业系统，概述了DMR用例，并确定了信息系统和经济学领域跨学科交叉点的研究差距。

2.1文献回顾

区块链首先作为一种机制被引入，防止（被称为）比特币的点对点电子现金系统的双重花费(double-spending)。基于Nakamoto（2008）的基本思想，区块链协议通过将由按时间顺序排列的，和加密互连的交易块组成的分布式数据库与去中心化的共识机制和加密安全措施相结合，来提供了不可变的交易记录（Glaser 2017）。这些元素的相互作用阻碍了潜在冲突的代理人之间传播损坏的信息和缓和的摩擦(corrupted information and moderates frictions)，而无需中央管理机构或权威机构（Fairfield 2015）。结合智能合约（Szabo 1994），即由区块链节点的对等网络承载的虚拟机上运行的程序（Buterin 2013; Wood 2017），该技术已经超越了其在加密货币中的起源，并且正走向各种商业应用（Nofer et al，2017）。 由于具有非中介化的潜力及其调解和解决多边冲突的能力，区块链的破坏性影响不仅限于金融服务行业（Wo ¨rner et al. 2016），而是鼓励讨论各个行业的用例。潜在的应用包括去中心化的市场和应用平台，公证服务（Wo ¨rner et al. 2016），数字身份证明和合法化（Wo ¨rner etal. 2016），数字版权管理系统（Fujimura et al. 2015），不可篡改的注册管理机构(Fairfield 2015; Glaser 2017; Xu et al. 2017)，以及跟踪（数字）资产所有权的交易系统(Fairfield 2015; Beck et al. 2016)。 从技术角度来看，共识机制可以创建新的块，并允许代理在任何给定的时间点（Buterin2013）通过分散的时间戳自动地就交易的正确顺序和共享系统状态达成一致（Gipp et al.2015） 。但是，为了实施有效的调解机制，应用的共识方案需要根据手头的具体用例进行调整： 在公共场合和匿名场景中，新块的创建必须产生足够的努力成本，以防止传播损坏的信息。带来的结果是，欺骗成本的增加减少了整个系统中存在冲突的信息（Lamport et al.1982），减轻了Sybil攻击的风险（Dinger and Hartenstein 2006; Douceur 2002）。 在实践中，诸如工作量证明（Nakamoto2008; Anderson et al. 2016），股权证明（Andersonet al. 2016; Kiayias et al. 2016）或空间证据（Atenieseet al. 2014; Dziembowski et al. 2015）人为地创建添加新块的成本，从而阻止潜在的恶意节点篡改数据。不利方面，它们还会产生巨大的费用，例如电力形式(O’Dwyer and Malone 2014)，从而阻碍了系统的效率。 另一方面，在具有已知参与者的专用网络中，不存在Sybil攻击的威胁，并且不需要昂贵的冲突解决方案。因此，基于身份的识别方案(Bellareet al. 2009)，例如基于散列的用户认证(Li et al. 2015)，提供了更有效的替代方案，其也允许不同级别的隐私。 总之，区块链技术提供了一种分布式软件架构（Xu et al.2016），它没有单点故障或集中治理的要求。因此，它实现了自主，透明，安全和无篡改的交易数据库（Glaser 2017），降低了编写合同的复杂性（Davidson等人，2016年），促进了具有成本效益的微交易(Beck et al. 2016)，并允许出现新颖的组织形式和商业模式（Glaser和Bezzenberger 2015）。 在此范围内，Greiner and Hui（2015）引入了无信任系统的概念，并提出通过消除对信任的需求来解决对等系统中的信任问题。因此，代价高昂的信任建立机制，如可信中介，管理机构或人际信任，都被加密协议，分散式一致性算法和智能合约所取代(Greiner and Hui 2015; Glaser 2017)。 Beck et al. (2016)将这一概念应用于基于区块链的商业系统的观点，并开发交易系统的概念验证原型，“通过基于自我执行规则完成交易，实现无信任运营”（ Beck et al. (2016)。然而，无信任的概念仍然模棱两可，因为有人可能会说，信任不会被替换，而是从中央机构或市场当局转向算法（Lustig and Nardi 2015），最终控制代理人的互动（Maureret al.2013）。除了这种模糊性之外，理解分布式账本的技术协议和实施，分散的共识系统和分散的应用程序仍然很复杂Glaser and Bezzenberger 2015)，研究人员和从业者仍然很难充分发挥其潜力。 除了可用性问题之外，基于区块链的系统仍然面临着各种技术挑战。 首先，由于其作为基于交易的系统的性质，智能合约应用程序不能触发自身，而是需要某种形式的外部干预来执行（Glaser 2017）。其次，作为一种新兴技术，基于区块链的系统仍面临各种技术限制，例如容量，延迟和查询问题(Glaser 2017; Beck et al. 2016; Wo ¨rner et al. 2016)。第三，区块链协议的技术结构存在一些缺点，例如51％攻击的威胁(Nakamoto 2008; Bo ¨hme et al. 2015)，与部署的共识机制相关的成本增加(Brenig et al. 2016; Beck et al. 2016; O’Dwyer and Malone 2014)隐私问题(Kosba et al. 2015; Bo ¨hme et al. 2015)和交易风险(Bo ¨hme et al. 2015)。 交易风险涉及通过区块链系统进行交易的不可逆转性。结合分散的时间戳和块的互连，交易的不可逆性确保了正确的交易顺序，并且对于保护用户免受双重花费尝试以及恶意代理传播损坏数据至关重要。由此产生的数据不变性使交易方能够信任所存储的交易历史的正确性。在错误交易或欺诈的情况下，比特币或以太坊等当前协议的不可逆转特征仍然是未解决的问题，并且对于有价值的现实世界资产（例如汽车和证券）的交易构成了禁止性障碍。在所有条件相同的情况下，这会导致用户更喜欢提供机制来撤消错误交易或通过强制回收交易资产的替代系统。 总的来说，我们采用Beck等人（2016）介绍的加密交易系统的概念。 将概念扩展到现实世界资产的链上传输，并制定以下第一个研究问题： 研究问题1：我们如何降低因区块链交易不可逆转而导致的交易风险，并仍提供有效的交易日志？