区块链的未来
2019-10-30 13:45:08
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区块链的未来


让我们重新回顾一下区块链的概念:在“没有值得信赖的运营者、去中心化的信用模型”中,区块链“记录权利和价值的状态”,是“执 行合同和交易”的基础。

借助区块链的技术思想和概念,通信主体从互联网——“值得信赖的运营者”中解放出来,无论是经济活动还是社会生活,终于不再需要 一定有值得信赖的运营者了。

然而就算是现实应用的比特币,也没有完全实现上述技术思想。

如果可以将比特币的基础技术——区块链技术分离出来,应用于更广泛的领域,对照应用的各种条件,我们不得不承认,目前的区块链技 术还远远不够。

区块链技术的研究者、 技术人员已经开始着手解决这一根本问题, 为了实现作为社会基础的重要功能,区块链的标准化工作也已经启动,下面我们就来了解一下用户动向和全球发展趋势。

重新思考区块链的完善程度

本书主要以比特币的技术为中心,参照技术思想目标,详细介绍了区块链技术的各种问题。

有趣的是,在这样的背景下,区块链技术的各种属性和特征呈现出 “此消彼长(trade off)”的特点,很难同时提高区块链的所有属性。

多数中立的节点践行着区块链的去中心化性属性,节点数量越多, 去中心化性的特征就越明显。

如果增加节点的数量,势必要降低节点存储的费用(否则只有有钱 人才能运营节点),区块体积就必须缩小。

另一方面,如果节点数量增多,达成“共识”(区块链的“共识” 还没有准确定义)需要的处理就要增加,从而失去扩展性。如果提高 安全性和隐私,系统的性能和使用体验就会变差,用户需要付出更多精 力,承担更多责任。精力和责任增多,节点的数量就会减少,丧失去中心化特性。

如果想扩大区块链技术的使用范围,这种此消彼长就无法避免。与 比特币相比,如果出现了更加高速运行的区块链技术,那么肯定是牺牲了某些重要特性。技术知识受到限制,以此为基础,不管怎样考虑,扩 展性问题都无法轻松解决。

下面我们结合比特币的例子来一起思考。单个区块的大小约为 1M 字节,区块的更新为每 10 分钟 1 次,按照此消彼长的关系,为了满足 技术的平衡,现在的速度已经是最佳比例。反过来说,如果想要扩展应用范围,任何尝试都可能遭遇瓶颈。

每天我们都会看到区块链的创新性进步,这是互联网引导通信去中 心化得到的结果。以各种生态系统的经验为基础,综合各种创新想法,有益于区块链的未来发展,所以我们更应该趁现在进行深入思考。

然而关键的区块链技术,特别是公链等重视去中心化的链条,尚不具备这样的功能。如果以互联网为例,好比 1990 年前后,互联网主干 是 T1(1.5Mbps) 线路,终端为 2400 bps 调制解调器,数十亿台设备连入网络,提供视频服务,串联社交网络。

当下,区块链还没有余力记录全部信息。最重要的是夯实基础,而 这不是几年时间就能完成的。

起初人们也认为互联网不会扩展,然而随着多重化、 物理层技术 的开发,互联网的性能得到了提升,不过现在仍在摩尔定律的框架内运行。

对区块链来说,如果想扩大规模,至少以下任意一点要有所突破。

・存储功能大幅降价。

・互联网通信速度提高。

・网络分布式处理的同步性增强。

・充分考虑区块链的障碍模型,寻找更加现实的共识算法。

・充实 Lighting 等链下协议。

在后摩尔定律时代,上述任意一点的技术研发都不容易。需要注意 的是,遵守数学法则的部分并不适用于摩尔定律的扩展规律。

如果是私链,可以假定值得信赖的第三方用途,区块链的性能提高 就简单了许多,而且可以通过多种实验进行验证。

不过人们可能会产生疑问,究竟有没有使用区块链的必要呢?比如 与区块链类似,如果使用 1990 年提出的连接式时间戳方法,扩展时间戳 服务器的多元性,不考虑拜占庭难题,只思考可能出现的障碍,这种共 识算法完全可以满足现有需求,所以我们有必要继续进行深入讨论。


区块链的未来

拷问区块链


世界技术开发为基础领域注入动力

2017 年 1 月 30 日 -1 月 31 日, 美国旧金山举办了名为“Construct 2017”的招待活动,仅限区块链开发人员参加,以美国为中心,最高水 平的区块链开发专家齐聚一堂。

笔者与区块链开源项目——“Hyperledger 项目”执行董事(Elective Director) 布莱恩·贝伦多夫(Brian Behlendorf)、 以太坊核心开发者弗拉德·赞菲尔(Vlad Zamfir)、“数字货币倡议(MIT Digital Currency Initiative)”的研究总监尼哈·纳鲁拉(Neha Narula) 参加会议,并有幸 登台演讲。讨论的重要主题是如何从学术角度分析区块链协议,并将结果反馈给工程师。

会中首先比较了工作量证明和权益证明的区别,然后就区块链展开话题,分别讨论了如何信任、 信任谁的信任模型及用户隐私等,在肯定区块链原有技术的基础上,深入探讨了区块链的扩展性。

除了学术界,开发者对这些话题也极为关注。有听众反馈:“在各领域中应用区块链技术时,究竟会面临怎样的瓶颈,又该如何解决问题呢?”

演讲者达成的共识是:“问题在于可行性和隐私。解决这一问题至少要花 5 年以上的时间。”前文已经谈过扩展性问题,而个人隐私问题因为存在国别差异,隐私框架的构筑可能需要花费更多精力。但是,包括扩展性问题在内,会上并没有讨论究竟要牺牲哪些重要的性质。

“Construct 2017”大会的前一周,也就是 2017 年 1 月 26 日 -1 月 27日,斯坦福大学召开了另一场盛会——“Blockchain ProtocolAnalysis and Security Engineering 2017”。研究者和开发者齐聚一堂,讨论如何提高区块链技术的安全性。这次会议的讨论中心不是区块链的未来应用和构想,没有纸上谈兵,一开始就直奔主题,研究区块链的正常进化过程。2018年以后,斯坦福大学每年都会举办类似会议,2018 年的会议已于 1 月 24

日至 26 日召开。

放眼全球,以区块链新服务为卖点的初创企业不在少数。虽然数量有限,其中确实有一部分区块链开发在始终坚持该技术本来的特性,正在朝着将区块链确立为未来基础技术的方向前进。

学术合作不断加速

上面列举的国际会议是开发者社区和学术界的“强强联手”,这种合作起步于 2015 年,2016年加速发展。这种发展受益于比特币和区块链开发的特殊历程。

将目光投向互联网,以 1970 年的阿帕网为开端,到 1995 年商业化的漫长时间内,以美国大学为中心,学术界不断改进技术,最终推动技术走向成熟。

从技术角度来看,首先由学术界开展研究、 进行确认,然后企业参与安装,接下来拟定技术标准,最后投入商业化发展。这才是正常进化的过程,是互联网等社会中坚技术的必经之路。

然而反观比特币的发展, 2008 年,中本聪发表论文,此后参照理论开始应用,以此为基础,迅速发展到商业领域。没有锤炼技术的学术研究活动,标准化工作搁置一边,结果导致诸多问题无法解决,商业发展却更上一层楼(图 13-1)。


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区块链技术与学术界的合作源自共同应对扩容难题。2014 年,随着扩容问题愈发严峻,与比特币价格的利害冲突加剧,再也无法用简单的技术理论来改变区块大小,融合加密、安全、 网络和经济学等多种背景的学术研究变得迫在眉睫。

2014 年 9 月, 蒙特利尔举办了首届“Scaling Bitcoin Workshop” 大会,同年 12 月,在香港召开了第二次会议。为解决区块大小问题,第二次会议中,专家提出了隔离见证技术。2016 年 10 月在米兰、 2017年11 月在美国斯坦福大学分别召开了第三届、 第四届会议,包含隐私问题在内,大会从各种角度对比特币高度化提案进行了讨论。

2018 年度的“Scaling Bitcoin Workshop”于秋季在日本东京举行。本次大会由日本区块链学术联盟“BASE(Blockchain Academic SynazidsedEnvironment)”主办,承担大会策划事宜,BASE 是一个中立性组织。

以 2017 年登场的ICO 为开端,与比特币、 区块链相关的金钱、 政治利益纷争逐渐增加,成为区块链技术正常发展的障碍。

中立性学术活动的兴起

着眼于“区块链技术的进步”,日本也开展了一系列中立性质的学术活动。2016 年,东京大学生产技术研究所在生产技术研究奖励会中下

设了“分布式账本与应用技术”研究会。2017 年,庆应义塾大学SFC 研究所设立了区块链实验室。

2017 年 7 月, 以 日 本 为 中 心 的 BASE 联 盟 宣 告 成 立, 主 要 进 行

国际区块链技术的中立、 开放性研究。联盟旨在将互联网技术开发的“WIDE(Widely Integrated Distributed Environment)” 项目应用于区块链 领域。

东京大学和庆应义塾大学是联盟成立时的核心院校,对区块链感兴趣的国内大学加入联盟,进行广泛、 开放的产学合作。区块链技术还不成熟,处于发展的初期阶段,所以应该与某些商业、经济乃至政治利益划清界限,很多大学和企业与利益关系保持距离,坚持以区块链技术研究开发为己任。

互联网的技术开发中,利用“WIDE”项目,各国产学联合,成果丰硕,并应用到“BSD/Linux”等开源软件中,区块链领域也应当积极效仿。

对于区块链技术的发展和商业应用,有人认为“日本在不断进步”,也有人持悲观看法,觉得“日本已经远远落后”。仅从现有区块链技术的成熟度来看,“全球发展依然呈现不成熟态势,各国均落后于设定目标”。如果将区块链技术的发展比作马拉松,终点是取得与因特网技术

相仿的信任,那么现在可能连最初的 1 千米还没跑完。

前文曾经介绍过,“BSafe.network”的第一个节点设立在庆应义塾大学,由日本的大学引领发展。BASE 联盟的活动之一就是发展“BSafe. network”,以 WIDE 为中心,招募网络技术、 加密与信息安全等各领域的专家,进行中立、 开放的区块链技术开发,这也是日本领先世界的重要机遇。

国际标准化工作刚刚开始,就已暗含玄机

作为社会基础使用的技术,需要拥有较高的品质,具备互换性等特

点,拥有国际通行标准。

从目前的区块链成熟度来看,开展标准化工作还为时尚早。随着技术的进步,技术的要求和架构也会发生改变。

不过区块链的标准化工作其实已经开始。Web 标准化团体——W3C 在 2016 年 6 月召开国际会议,从 W3C 的立场出发,讨论区块链关联的标准化项目。

另外,经澳大利亚提案,为适应区块链的标准化进程,在 ISO/IEC成立全新技术委员会——TC307。首届大会于 2017 年4 月在悉尼举行,同年 11 月在东京举行了第二次会议。目前大会着手统一区块链领域的专业术语,今后相关领域将陆续制定国际标准。技术标准的制定还为时尚早,参考安全、隐私、 身份、 用例、 参照架构等,现在工作的重点不

在于出台标准,而是总结详细的技术报告。

当然这样的标准化动作也引发了疑虑。技术框架不断变化,现在就选择个别技术开展标准化工作,存在为了商业应用刻意加快标准进程的嫌疑。

长此以往,今后出现有效技术时,新技术的标准化工作可能受到阻碍。这种行为也偏离了优良技术的使用准则,极有可能被别有用心的企业、技术人员利用。

ISO/IEC JTC1 加密技术标准——“SC27/WG2”中就曾经发生过类似的反面案例。SC27/WG2 实施加密技术登记制度,ISO/IEC 9979 规范登记手续,创建多数算法的登记清单。

但是,清单里的技术不一定是安全的技术,甚至还有根本无用的技术。当初只是出于宣传目的,在名单中有意“注水”,纵容某些技术上榜,最终导致公众对标准失去信任,草草收场。此后,SC27/WG2 废除了 ISO/IEC9979 标准,重新开创了 ISO/IEC18033 标准,慎重进行标准的 安全性和性能评价。

同理,区块链的标准也不应成为个别企业、 技术人员的宣传工具,应该基于中立公平的标准,科学完成标准化工作。对 Web 系列技术来说,界面的确定、 安全的运行至关重要,如果使用加密技术,必须慎重确认加密技术的安全性。而眼下,在没有确切评价方法的情况下,必须避免功利的标准化工作。

上文着重介绍了区块链的研究开发和全球标准化动向,可能各位读者已经感受到了日本应用与商业化讨论的不同热度。对日本来说,积累技术重要,但是了解全球通行的游戏规则更加关键。尤其区块链技术的应用没有国境限制,我们更要关注国际动向。如果没有这种意识,日本必将变成又一个“加拉帕戈斯孤岛”。


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