聯(lián)盟區(qū)塊鏈關(guān)鍵技術(shù)

區(qū)塊鏈正迎來發(fā)展春風(fēng)。中國區(qū)塊鏈技術(shù)研究熱點(diǎn)和國際上稍微有點(diǎn)區(qū)別，中國研究熱點(diǎn)是聯(lián)盟區(qū)塊鏈的關(guān)鍵技術(shù)，同時(shí)區(qū)塊鏈的監(jiān)管技術(shù)也非常重要。

聯(lián)盟區(qū)塊鏈的關(guān)鍵技術(shù)

第一，聯(lián)盟區(qū)塊鏈具有高性能是非常重要的。公鏈方面以太坊每秒幾十筆，速度是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，現(xiàn)在國內(nèi)最好的聯(lián)盟鏈可以做到每秒幾千，甚至上萬個(gè)點(diǎn)的性能。大規(guī)模的節(jié)點(diǎn)，或者大數(shù)據(jù)量的情況下，性能會(huì)急劇下降，這是大家覺得區(qū)塊鏈浪費(fèi)和性能不高的原因。聯(lián)盟高性能關(guān)鍵技術(shù)需要在各個(gè)方面進(jìn)行技術(shù)突破，包括高性能的共識(shí)算法、高效智能合約引擎，也包括新型的共識(shí)機(jī)制，希望能夠提高共識(shí)效率與安全性，當(dāng)然主要是為了支撐大規(guī)模、各種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的主網(wǎng)。還有一個(gè)研究熱點(diǎn)是軟硬件協(xié)同優(yōu)化，這也是非常重要的。第二個(gè)關(guān)鍵技術(shù)是區(qū)塊鏈安全隱私。在中國要應(yīng)用，首先要全面支持我國加密算法和標(biāo)準(zhǔn)，這肯定沒問題。商業(yè)應(yīng)用需要對(duì)平臺(tái)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行隱私保護(hù)，可以通過命名空間的方式在物理層面進(jìn)行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的分離，這值得研究。更細(xì)粒度的隱私交易機(jī)制，要實(shí)現(xiàn)交易可驗(yàn)證，但是不可見。第三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)是高可用性。這里涉及動(dòng)態(tài)成員的準(zhǔn)入機(jī)制，以及節(jié)點(diǎn)失效后的快速恢復(fù)機(jī)制，這在分布式系統(tǒng)里都會(huì)碰到，不能整個(gè)系統(tǒng)都停下來加節(jié)點(diǎn)，而是應(yīng)該實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的。還有去中心化聯(lián)盟自治的管理機(jī)制，如何來做？是通過多方提案投票表決，還是別的方法。聯(lián)盟鏈?zhǔn)遣皇钦嬲茏龅焦芾淼墓?，公鏈大家不?huì)懷疑，但是聯(lián)盟鏈?zhǔn)嵌嘀行幕?，人們?huì)懷疑。還有高效的熱備切換機(jī)制，也是聯(lián)盟鏈的關(guān)鍵技術(shù)。第四是高可擴(kuò)展的關(guān)鍵技術(shù)。一是編程可擴(kuò)展，支持多種編程語言的使用。當(dāng)然越普通的編程語言越好，這樣用得更方便。二是存儲(chǔ)方式可擴(kuò)展，支持多類型、多組織形式的數(shù)據(jù)可信存儲(chǔ)。三是支持預(yù)言機(jī)提供可信外部數(shù)據(jù)源服務(wù)。四是支持跨鏈，實(shí)現(xiàn)同構(gòu)鏈與異構(gòu)鏈的跨鏈協(xié)同，這也非常重要。

鏈上鏈下數(shù)據(jù)協(xié)同技術(shù)

聯(lián)盟鏈產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用在國內(nèi)情況也可以，在金融行業(yè)、法律領(lǐng)域、醫(yī)療領(lǐng)域、能源領(lǐng)域、娛樂領(lǐng)域、公證領(lǐng)域等，雖然感覺今年區(qū)塊鏈有所降溫，但其實(shí)今年以來，我們國家在聯(lián)盟鏈的應(yīng)用還是有很多的，這些應(yīng)用不僅僅在金融領(lǐng)域，這與國外區(qū)塊鏈應(yīng)用還是有點(diǎn)區(qū)別。西方區(qū)塊鏈的發(fā)展基本上是基于金融創(chuàng)新，從而帶動(dòng)別的行業(yè)創(chuàng)新。而中國除了金融創(chuàng)新外，更重要的是在各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用，而且現(xiàn)在國內(nèi)有好幾家聯(lián)盟鏈平臺(tái)，也足以支撐現(xiàn)在的應(yīng)用。

最近有一個(gè)應(yīng)用的例子非常好，就是政務(wù)領(lǐng)域的公積金管理。住建部和中國建設(shè)銀行開發(fā)了公積金管理系統(tǒng)，把全國491個(gè)城市的公積金，等于491個(gè)節(jié)點(diǎn)，連在一起，不管哪個(gè)城市的公積金，每個(gè)人都可以異地很方便地操作。如果不用區(qū)塊鏈技術(shù)，這在以前是無法想象的。要么把數(shù)據(jù)全部集中在一起，要么就是各自分開的，這是很好的應(yīng)用。聯(lián)盟區(qū)塊鏈除了四個(gè)關(guān)鍵技術(shù)需要大家研究，還有鏈上鏈下數(shù)據(jù)協(xié)同的技術(shù)，這也是下一階段的發(fā)展方向。CAP定理就是一致性、可用性、分區(qū)容忍性，分布式的高性能實(shí)時(shí)計(jì)算，特別強(qiáng)調(diào)可用性、分區(qū)容忍性。但是無論如何，每個(gè)系統(tǒng)都是在三個(gè)點(diǎn)之間取一個(gè)平衡，如果強(qiáng)調(diào)一致性，那可能對(duì)可用性和分區(qū)容忍性會(huì)差一點(diǎn)。區(qū)塊鏈也有所謂不可能三角模型，它是去中心化、可擴(kuò)展、安全。同樣的完全去中心化，對(duì)安全性的要求。難度更大。所以傳統(tǒng)信息系統(tǒng)與區(qū)塊鏈系統(tǒng)都有一定的局限性。一方面，區(qū)塊鏈系統(tǒng)需要通過鏈下系統(tǒng)擴(kuò)展計(jì)算和存儲(chǔ)能力。另一方面，現(xiàn)有系統(tǒng)鏈下需要與區(qū)塊鏈對(duì)接以解決信息孤島、防篡改等問題。

如果大規(guī)模應(yīng)用，應(yīng)該解決鏈上鏈下一體的問題，所謂的鏈上就是區(qū)塊鏈，鏈下就是傳統(tǒng)的信息系統(tǒng)。怎么把區(qū)塊鏈系統(tǒng)嵌入到現(xiàn)在的傳統(tǒng)系統(tǒng)里，解決問題，或者反過來，用區(qū)塊鏈系統(tǒng)把傳統(tǒng)的信息系統(tǒng)釋放出來。就像剛才講的公積金項(xiàng)目，它是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的491個(gè)點(diǎn)完全是區(qū)塊鏈系統(tǒng)，而公積金系統(tǒng)又是傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)，區(qū)塊鏈在上面，下面有其他系統(tǒng)，反過來也可以把區(qū)塊鏈系統(tǒng)嵌入傳統(tǒng)系統(tǒng)，如果能夠協(xié)同就能確保關(guān)聯(lián)性和一致性。

目前國內(nèi)外對(duì)鏈上鏈下數(shù)據(jù)協(xié)同的技術(shù)的研究才剛剛起步，為了提高性能和計(jì)算能力，也進(jìn)行了一些協(xié)同研究，包括側(cè)鏈和狀態(tài)通道?？珂溂夹g(shù)，為了增加鏈與鏈之間互操作性和可擴(kuò)展性。鏈下計(jì)算，提高數(shù)據(jù)的隱私保護(hù)能力。這也是非常重要的，鏈上鏈下連接不能光考慮鏈上，鏈下系統(tǒng)如何對(duì)接，數(shù)據(jù)隱私保護(hù)也要對(duì)接。還有鏈下存儲(chǔ)都應(yīng)該研究。

鏈上鏈下數(shù)據(jù)協(xié)同技術(shù)

標(biāo)準(zhǔn)的、融合區(qū)塊鏈鏈上和鏈下數(shù)據(jù)協(xié)同的模型框架，目前需要研究以下技術(shù)點(diǎn)：1. 大規(guī)模高性能點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)。圍繞區(qū)塊鏈應(yīng)用，研究原來大規(guī)模點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)，這個(gè)才是最重要的，因?yàn)閰^(qū)塊鏈本來就是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸?shù)?。如果說網(wǎng)絡(luò)技術(shù)沒有突破，區(qū)塊鏈系統(tǒng)性能很難提升。2. 模塊化安全密碼學(xué)協(xié)議。本來區(qū)塊鏈就是分布式加上密碼。安全密碼學(xué)協(xié)議模塊化，區(qū)塊鏈子系統(tǒng)嵌入不同，模塊化安全密碼學(xué)協(xié)議也是研究?jī)?nèi)容。3. 高性能可編程計(jì)算引擎。我們希望用戶，不同的智能合約用不同的編程語言來編，既然用不同的編程語言，那就需要高性能可編程計(jì)算引擎。4. 可定義的數(shù)據(jù)分發(fā)協(xié)議。

區(qū)塊鏈的監(jiān)管技術(shù)

區(qū)塊鏈監(jiān)管技術(shù)非常重要。尤其是在中國大規(guī)模應(yīng)用時(shí)。公有鏈已經(jīng)成為新媒體的傳播媒介，因?yàn)楣墟湵旧砭哂腥ブ行幕?、不可篡改、不可刪除、低成本的特點(diǎn)。利用區(qū)塊鏈傳播有害信息、網(wǎng)絡(luò)謠言和煽動(dòng)性、攻擊性信息，會(huì)給區(qū)塊鏈技術(shù)的產(chǎn)業(yè)布局和發(fā)展帶來不利影響，公鏈會(huì)給監(jiān)管部門帶來很大的挑戰(zhàn)。任何一個(gè)好的技術(shù)或者工具都需要被正確使用，才能發(fā)揮最大的價(jià)值，這就對(duì)區(qū)塊鏈監(jiān)管提出了更高的要求。

除了研究區(qū)塊鏈技術(shù)本身，還需要有很好的方向。研究區(qū)塊鏈如何監(jiān)管，區(qū)塊鏈的安全最重要的是區(qū)塊鏈系統(tǒng)的安全，防攻擊等，除此以外，區(qū)塊鏈的內(nèi)容，公有鏈已經(jīng)成為傳播媒介，別的有沒有可能呢？類似于“北大岳昕”的意識(shí)形態(tài)、內(nèi)容監(jiān)管也是需要，是不是可以利用我們的技術(shù)呢。

區(qū)塊鏈發(fā)展有兩方面，一是國內(nèi)大規(guī)模應(yīng)用，用區(qū)塊鏈賦能經(jīng)濟(jì)建設(shè)，主要是用聯(lián)盟鏈，它的監(jiān)管相對(duì)可控。但是也應(yīng)該支持公鏈技術(shù)的發(fā)展，參與國際競(jìng)爭(zhēng)。目前雖然區(qū)塊鏈監(jiān)管已經(jīng)初見成效，今年公布了第一批197個(gè)區(qū)塊鏈信息服務(wù)備案編號(hào)，但是監(jiān)管的道路還非常長(zhǎng)。目前區(qū)塊鏈監(jiān)管技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)有以下幾點(diǎn)：1. 區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)的追蹤與可視化。2. 聯(lián)盟鏈穿透式監(jiān)管技術(shù)。 3. 公鏈主動(dòng)發(fā)現(xiàn)與探測(cè)技術(shù)。4. 以鏈治鏈的體系結(jié)構(gòu)及標(biāo)準(zhǔn)。只有提供了技術(shù)解決方案，而且相對(duì)可靠，才能在實(shí)際中應(yīng)用。

最后小結(jié)一下，根據(jù)目前中國的區(qū)塊鏈發(fā)展，對(duì)比國際，中國區(qū)塊鏈聯(lián)盟鏈還有很多事情要做。聯(lián)盟鏈底層平臺(tái)核心包括三部分，都應(yīng)該做研究，一是高性能。隨著高頻應(yīng)用，隨著節(jié)點(diǎn)數(shù)增長(zhǎng)是非常重要。二是可用性。可用性就是交互，編程方便，可以動(dòng)態(tài)熱備份，隨意插入、刪除。三是安全隱私。這里包括密碼編碼，包括物理隔離等技術(shù)。鏈上鏈下數(shù)據(jù)協(xié)同技術(shù)是未來發(fā)展的重要方向，只有這樣才能賦能各個(gè)行業(yè)?，F(xiàn)在系統(tǒng)都在，如何有機(jī)結(jié)合，數(shù)據(jù)協(xié)同技術(shù)非常重要，這還涉及到區(qū)塊鏈技術(shù)與大數(shù)據(jù)、人工智能、5G技術(shù)的結(jié)合，這都需要有數(shù)據(jù)協(xié)同技術(shù)。也要研究區(qū)塊鏈的監(jiān)管技術(shù)，這應(yīng)該是區(qū)塊鏈健康和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵之一。

（本文根據(jù)陳純?cè)菏康墓_演講整理而成，未經(jīng)本人確認(rèn)。）