在諸多新技術(shù)付諸應(yīng)用之后，越來越多的技術(shù)從業(yè)者開始發(fā)現(xiàn)，似乎摩爾定律已經(jīng)開始失靈了，兩年的周期遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上技術(shù)和信息爆炸的速度。但與此同時，我們卻發(fā)現(xiàn)另一個定律出乎意外的開始在科技圈里盛行，那就是叢林法則。狼性文化也好，剩者為王也好，云計算、人工智能、再到區(qū)塊鏈等技術(shù)無不在彰顯一個亙古不變的真理，適者生存。

那么如今大為火熱的區(qū)塊鏈技術(shù)是如何適應(yīng)當(dāng)今的互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的呢？從無到有，從瘋狂到理智，從虛擬到價值，區(qū)塊鏈的發(fā)展正在逐步走上正軌。攻克了性能、去中心化、數(shù)據(jù)安全等諸多難關(guān)之后，區(qū)塊鏈已經(jīng)變得越發(fā)的成熟。那么究竟怎樣的區(qū)塊鏈才是適合當(dāng)今市場環(huán)境的呢？我們又需要做怎樣的區(qū)塊鏈呢？

9月8日，《騰訊技術(shù)工程—區(qū)塊鏈技術(shù)沙龍》在深圳舉行，此次沙龍分別從騰訊區(qū)塊鏈技術(shù)探索近況、微眾銀行在金融科技和區(qū)塊鏈領(lǐng)域的探索、區(qū)塊鏈與下一代網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的結(jié)合、區(qū)塊鏈技術(shù)的本質(zhì)等四個方面的主題內(nèi)容，與參會者共同探討研究及業(yè)務(wù)過程中所遇到的挑戰(zhàn)與問題解決思路。

騰訊在區(qū)塊鏈技術(shù)的探索近況

首先登場演講的嘉賓是騰訊區(qū)塊鏈最早發(fā)起人之一、CDG FIT開發(fā)高級工程師王宗友，他對當(dāng)前區(qū)塊鏈技術(shù)中面臨的挑戰(zhàn)以及騰訊區(qū)塊鏈的解決思路做出了詳細(xì)的介紹。

首先，區(qū)塊鏈究竟是什么呢？可能一千人眼中有一千種，區(qū)塊鏈可以是分布式數(shù)據(jù)庫、信任機(jī)器、Token經(jīng)濟(jì)、價值互聯(lián)網(wǎng)、下一代互聯(lián)網(wǎng)、新的生產(chǎn)關(guān)系或者是分布式賬本等。但官方來講，區(qū)塊鏈的定義是一種由多方共同維護(hù)，使用密碼學(xué)保證傳輸和訪問安全，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)一致存儲、防篡改、防抵賴的技術(shù)體系。典型的區(qū)塊鏈?zhǔn)且詨K鏈結(jié)構(gòu)實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲。

那么區(qū)塊鏈?zhǔn)紫认氲降氖前踩珕栴}，以比特幣為例，防篡改的技術(shù)一方面包括了塊鏈、UTXO、HASH、簽名等密碼學(xué)原理防范，第二維度則包括了POW等算力博弈，第三方面則能容錯的分布式多方見證，三者完全獨立多維度共同防篡改，大大降低了 被篡改的可能。

從根源來看，防篡改有三個發(fā)展方向，一方面是在發(fā)現(xiàn)新維度，如POS及其變種如權(quán)益博弈等；舊維度優(yōu)化也可以包括BFT及其變種能在容錯方面實現(xiàn)多點一致；另一方面，過去采用的是靜態(tài)數(shù)據(jù)防篡改的方式， 在采用智能合約后就變成了動態(tài)邏輯防篡改。

商業(yè)區(qū)塊鏈系統(tǒng)應(yīng)用情景來看，目前外在的特征包括了用戶數(shù)量多、活躍度高、商業(yè)安全等，而由此帶來的技術(shù)挑戰(zhàn)就包括了性能、存儲、隱私等，這三個維度構(gòu)成了主要的挑戰(zhàn)。

在性能方面，造成性能主要問題的原因是由于多點共識和區(qū)塊串行所導(dǎo)致。解決性能問題需要從多個角度入手，在鏈外涵蓋閃電網(wǎng)絡(luò)、雷電網(wǎng)絡(luò)、打包簽名等；分片則涵蓋子鏈、多通道sharding等；在鏈內(nèi)的話，共識優(yōu)化的方法可以從時間角度、節(jié)點個數(shù)、VRF等；創(chuàng)新維度可以包括DAG、Hash Graph等。值得注意的是，在公式算法中，類似CAP原理，性能、參與節(jié)點數(shù)、容錯性三者不可兼得。

第二個挑戰(zhàn)就是來自于海量存儲方面，這主要包括了用戶增加和交易增長兩方面，單機(jī)將會無法存儲所有的數(shù)據(jù)。一個解決方案就是按照時間來切分，一般來講，采用的都是互聯(lián)網(wǎng)通用的解決方案，例如賬戶數(shù)據(jù)存儲解決方案或塊鏈文件存儲方案等。

第三個挑戰(zhàn)就是隱私保護(hù)，這需要保障信息共享和商業(yè)私密性之間實現(xiàn)平衡。那么應(yīng)當(dāng)如何解決呢？從數(shù)據(jù)方面分類，如果當(dāng)數(shù)據(jù)完全隔離時，交易數(shù)據(jù)只在交易相關(guān)方存儲，其他方無法獲取，但與防篡改的多方見證有沖突；所以數(shù)據(jù)部分隔離思路就是交易結(jié)果的特征在各節(jié)點數(shù)據(jù)相同，詳細(xì)數(shù)據(jù)只在交易相關(guān)方存儲；再者就是數(shù)據(jù)完全不隔離，通過密碼學(xué)手段保證交易信息不被競爭對手看到。

騰訊的區(qū)塊鏈解決方案如上圖所示，主要也是分為了應(yīng)用服務(wù)層、平臺產(chǎn)品服務(wù)層和底層核心平臺層等。在應(yīng)用時，聯(lián)盟鏈商業(yè)應(yīng)用有三個必要條件，多方參與、參與動力并且要保障鏈上和線下的一致性等。

區(qū)塊鏈技術(shù)在金融領(lǐng)域的應(yīng)用實踐

第二位分享的嘉賓是微眾銀行區(qū)塊鏈?zhǔn)紫軜?gòu)師，F(xiàn)ISCO BCOS平臺架構(gòu)師張開翔，他講述了微眾銀行在金融科技和區(qū)塊鏈領(lǐng)域的探索，以及在分布式商業(yè)場景中區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展和行業(yè)現(xiàn)狀。

張開翔首先對微眾銀行進(jìn)行了介紹，微眾銀行對金融科技的研究和投入很高，目前在區(qū)塊鏈領(lǐng)域的探索包括推出了鏈接同業(yè)的金鏈盟、開源底層平臺FISCO BCOS、與政府合作參與標(biāo)準(zhǔn)制定、也參與建立了機(jī)構(gòu)間的對賬平臺、仲裁鏈等。目前在探索分布式商業(yè)模式，存在分布式技術(shù)需求，采用了多方參與、聯(lián)盟組織的形式等實現(xiàn)合作共贏和業(yè)務(wù)創(chuàng)新。

那么應(yīng)該如何在金融行業(yè)理解區(qū)塊鏈呢？基于分布式網(wǎng)絡(luò)來對各種不同的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，多采用了分布式數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存儲。在商業(yè)層面，多方參與監(jiān)督、高效協(xié)作，以共識機(jī)制管控操作層面，支持監(jiān)管；在規(guī)則層面，定義資產(chǎn)流通規(guī)則、智能合約快速交易，控制業(yè)務(wù)風(fēng)險提升流動性。

目前來看，區(qū)塊鏈具有如下幾個特點，其打破機(jī)構(gòu)間或自然人界限的分布，通過共識算法在交易發(fā)生時就達(dá)成一致性確定性，在驗證過程中強調(diào)抗欺詐完成博弈和信任，計算和存儲冗余，能無差別計算和存儲；具有極高的容災(zāi)能力和系統(tǒng)可用性；能提供標(biāo)準(zhǔn)化的系統(tǒng)，也正是這些特點使其成為機(jī)構(gòu)之間創(chuàng)新互聯(lián)的基礎(chǔ)設(shè)施。

區(qū)塊鏈的知識體系非常的廣泛，往上走涵蓋了行業(yè)專家的內(nèi)容，而向下則包括了技術(shù)專家的內(nèi)容，中間則是一些架構(gòu)師的內(nèi)容。總結(jié)下來可以將之比喻為一個房子，其地基是數(shù)學(xué)、密碼學(xué)、操作系統(tǒng)、編譯原理等，框架是分布式系統(tǒng)架構(gòu)，空間是博弈，窗戶是信息安全，天花板則是業(yè)務(wù)和商業(yè)模式。

作為一種整體技術(shù)解決方案，區(qū)塊鏈融匯吸收了分布式架構(gòu)、分布式存儲、點對點網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、加密 算法、共識算法、智能合約等多類技術(shù);微眾銀行選擇了聯(lián)盟鏈作為支持分布式商業(yè)的基礎(chǔ)組件，其更能滿足分布式商業(yè)中的多方對等合作與合規(guī)有序發(fā)展要求，兼顧金融創(chuàng)新和金融穩(wěn)定。

目前，區(qū)塊鏈技術(shù)的主要應(yīng)用點在于分布式架構(gòu)部署、數(shù)據(jù)追溯與存證、對賬與清算、支付與結(jié)算等，而具體到聯(lián)盟鏈則用于存證、供應(yīng)鏈、支付、版權(quán)、身份等。而聯(lián)盟鏈面臨的挑戰(zhàn)則主要包括了高安全性、高性能、高可用性、業(yè)務(wù)落地及合法合規(guī)等五個方面。在速度方面，由于區(qū)塊鏈強調(diào)的是一致性、事務(wù)性和安全性等，所以會行程區(qū)塊鏈速度的瓶頸。

那么應(yīng)該如何解決問題呢？網(wǎng)絡(luò)方面優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，減少冗余流量，加速關(guān)鍵信息傳遞， 處理網(wǎng)絡(luò)抖動問題；存儲選擇讀寫速度更快的存儲方案，優(yōu)化流程減少讀寫沖突，批量讀寫，適當(dāng)應(yīng)用緩存；計算采用更高性能的庫和算法，避免重復(fù)計算，無鎖計算，隊列化和多線程計算；協(xié)作采用高速低耗能共識算法，優(yōu)化共識算法流程，協(xié)同多個節(jié)點并行驗證和計算，獨立事務(wù)交易并行處理，異步驗證。

在安全和隱私方面，需要分層次進(jìn)行，控制方面，需要準(zhǔn)入控制，驗證參與者身份和證書，角色設(shè)計，權(quán)限控制，過濾讀寫接口；然后進(jìn)行脫敏，敏感數(shù)據(jù)偽碼上鏈或不上鏈，將Hash摘要和少量元數(shù)據(jù)方式上鏈；加密方面，采用對稱加密非對稱加密算法， 用密碼信封完成加密數(shù)據(jù)分享 零知識證明，同態(tài)，環(huán)簽名，群簽名，閾值簽名；最后是隔離，如采用中央對手方，多鏈多通道，跨鏈通信等方式，再者還有鏈下計算和物理隔離等實現(xiàn)。

區(qū)塊鏈與下一代網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的結(jié)合

第三位分享的嘉賓是深圳大學(xué)副研究員楊術(shù)，他針對基于區(qū)塊鏈技術(shù)提出新一代TCP/IP，用以升級和改造現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)做出了分享。

目前互聯(lián)網(wǎng)正在飛速發(fā)展，在未來將為網(wǎng)絡(luò)接入百億甚至千億級別的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，但現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)恐怕難以承載如此大量的設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)開始從計劃經(jīng)濟(jì)向市場經(jīng)濟(jì)進(jìn)行轉(zhuǎn)變，但過去的網(wǎng)絡(luò)是靜止、信任和安全的，而如今的網(wǎng)絡(luò)需要承載更多責(zé)任，需要變革。那么從哪里變革呢？從最重要的TCP/IP協(xié)議，TCP將下層網(wǎng)絡(luò)向上層提供統(tǒng)一接口調(diào)用網(wǎng)絡(luò)連接來連接到服務(wù)器。

但是，TCP/IP設(shè)計了TCP地址，但是沒有設(shè)計IP地址。比如在高鐵上，人的IP會常常改變，導(dǎo)致整個TCP/IP重啟，因此人們常常會感覺到網(wǎng)絡(luò)掉線或者卡頓。傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)雖然解決了TCP/IP的可擴(kuò)展性和移動性問題，但并沒有解決其他問題，網(wǎng)絡(luò)主機(jī)之間依然需要不斷的合作，因此結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)設(shè)計的新一代網(wǎng)絡(luò)幫助解決了可信任、公平性、安全等問題。

那么網(wǎng)絡(luò)發(fā)生了哪些變化的呢？傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)更關(guān)注節(jié)點本身，但是在現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)中，針對特定信息的訪問是最普遍的場景，也就是說信息中心網(wǎng)絡(luò)中更關(guān)注的是信息實體，具體表現(xiàn)為訪問被命名的資源，而非主機(jī)節(jié)點；通過內(nèi)容復(fù)制和緩存實現(xiàn)可擴(kuò)展的內(nèi)容分發(fā)；快速的內(nèi)容解析路由及靈活的訪問控制。

在未來對網(wǎng)絡(luò)影響比較大的項目，如NDN就將網(wǎng)絡(luò)中的一切內(nèi)容名字化取一個ID，在用戶需要某一個內(nèi)容時，網(wǎng)絡(luò)只需要將ID交給路由就可以實現(xiàn)。如果是傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的話就必須要通過網(wǎng)絡(luò)連接到服務(wù)器才能實現(xiàn)，造成巨大資源浪費，而且在傳播過程中還可能造成更大的安全問題。但是NDN提出在網(wǎng)絡(luò)中建立倉庫，只要發(fā)現(xiàn)有所需內(nèi)容就可以獲取，保障可擴(kuò)展性。但NDN的問題在于完全棄用了TCP/IP，需求過大。

為此，普林斯頓大學(xué)提出了服務(wù)中心網(wǎng)絡(luò)，保留了TCP/IP，增加了服務(wù)訪問層，采用漸進(jìn)式的修改，只需要修改IP地址和端口號就實現(xiàn)。服務(wù)中心網(wǎng)絡(luò)只需要用戶向網(wǎng)絡(luò)提出服務(wù)，而服務(wù)中心網(wǎng)絡(luò)則會把這一信號轉(zhuǎn)換為路由信號，且不需要用戶擔(dān)心IP地址變更這些問題，而且速度更快。因此用區(qū)塊鏈結(jié)合服務(wù)中心網(wǎng)絡(luò)就成為了新一代網(wǎng)絡(luò)的原型。

區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)原本存在一些問題，整體運行效率較低，運行范圍也會受限，因此驗證交易的成本較低，如果運行高復(fù)雜度計算時，驗證花費時間過長，這甚至容易導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)DDoS攻擊。目前不同的項目采用不同的方式解決，如IPFS，當(dāng)服務(wù)方希望網(wǎng)絡(luò)存儲，那么用戶可以發(fā)起挑戰(zhàn)，挑戰(zhàn)成功可以獲取獎勵，這樣就從全網(wǎng)驗證變?yōu)榱瞬糠烛炞C。但這種機(jī)制在于任意性比較大，所以目前希望利用區(qū)塊鏈選取節(jié)點，并對全網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)督，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有問題時及時抽查并進(jìn)行懲罰。

對于目前的比特幣的結(jié)構(gòu)來講，其效率比較低。對其進(jìn)行改進(jìn)目前有兩種機(jī)制，一種是鏈下機(jī)制，另一種則是鏈上改進(jìn)交易結(jié)構(gòu)來提升效率。以IOTA的DAG結(jié)構(gòu)為例，對傳統(tǒng)線性交易結(jié)構(gòu)改為樹樁，異步性增強，不同節(jié)點進(jìn)行附著，但這導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)發(fā)散，算力分布在大界面上，交易確定時間較長，也更容易受到攻擊。解決方法可以通過設(shè)置一個寬度，讓其在后續(xù)節(jié)點發(fā)展在范圍之內(nèi)，不會過分發(fā)散也能保障不被攻擊。

區(qū)塊鏈技術(shù)本質(zhì)

最后一位分享的嘉賓是中國計算機(jī)協(xié)會CCF區(qū)塊鏈專業(yè)委員會委員、TEG計費平臺部賬戶中心總監(jiān)潘安群，他講述了針對區(qū)塊鏈技術(shù)未來的判斷、認(rèn)識以及一些推理。

從本質(zhì)上來看，區(qū)塊鏈可以理解為一個異地多活的分布式數(shù)據(jù)庫。宏觀上看，區(qū)塊鏈和數(shù)據(jù)庫一樣都是用來保存數(shù)據(jù)。無論數(shù)據(jù)庫的形式如何變化，本質(zhì)還是數(shù)據(jù)的存取，區(qū)塊鏈本質(zhì)上是交易數(shù)據(jù)的存取。異地多活機(jī)制多年來一直是分布式數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域在探索的方向，但鮮有成效。區(qū)塊鏈以一種全新的方式實現(xiàn)了全球最大的異地多活數(shù)據(jù)庫。

二者功能對應(yīng)來看，區(qū)塊鏈本質(zhì)來看是鏈?zhǔn)劫~本，有World State，采用共識算法，利用智能合約實現(xiàn)，具有分片和跨鏈方式；而分布式數(shù)據(jù)庫則是采用操作日志記錄，用于數(shù)據(jù)存儲，采用一致性算法，存儲過程，采用分片方式。

而在安全性方面來看，二者的側(cè)重點明顯不同。區(qū)塊鏈賬本有成千上萬份副本分散在全球各地，數(shù)據(jù)幾乎永不丟失，同時利用所有節(jié)點的相互制約，人很難惡意篡改數(shù)據(jù)。安全性和抗審查是區(qū)塊鏈的重心，表現(xiàn)出來就是去中心化。用戶體驗和性能相對而言并不是區(qū)塊鏈最關(guān)心的，而這些問題卻是數(shù)據(jù)庫所重視的。二者產(chǎn)品上的側(cè)重點不同，從而導(dǎo)致技術(shù)實現(xiàn)上的差異。

共識機(jī)制在分布式數(shù)據(jù)庫里叫一致性算法，數(shù)據(jù)庫采用主從結(jié)構(gòu)。而在區(qū)塊鏈里每個節(jié)點是完全對等的多活架構(gòu)，使用pow或pos等共識算法爭奪記賬權(quán)，爭奪記賬權(quán)的節(jié)點決定將那些交易打包進(jìn)區(qū)塊，并將區(qū)塊同步給其他節(jié)點，其他節(jié)點仍然需要基于本地數(shù)據(jù)對區(qū)塊中的交易做驗證，并不像數(shù)據(jù)那樣無條件接受。

騰訊云區(qū)塊鏈平臺TBaaS最初是基于聯(lián)盟鏈做的，為此推出了一些優(yōu)化性功能，比如成員管理、區(qū)塊服務(wù)、頁面封裝、賬鏈代碼等。其在設(shè)計時提供了諸多的模塊化設(shè)計，針對不同的應(yīng)用場景為用戶提供不同的選擇；智能合約方面采用的通用合約開發(fā)語言是golang，javascript，java，隔離的合約執(zhí)行環(huán)境是docker；安全隱私方面支持硬件加密機(jī)和國密算法，采用多鏈設(shè)計，實現(xiàn)數(shù)據(jù)物理隔離，私有數(shù)據(jù)隔離保護(hù)。

TBaaS邏輯上分成三個組件：背書節(jié)點，共識節(jié)點，驗證節(jié)點，其中背書節(jié)點是驗證節(jié)點的一個子集；交易依次在三個組件上執(zhí)行，采用三階段的交易流程：執(zhí)行合約—打包區(qū)塊—交易驗證。具體來看從背書節(jié)點模擬執(zhí)行合約，并對執(zhí)行結(jié)果簽名—背書，采用了靈活可配置的背書策略；在打包區(qū)塊，共識節(jié)點將背書后的交易中打包成區(qū)塊；然后在驗證節(jié)點驗證區(qū)塊并提交。

區(qū)塊鏈所遇到的挑戰(zhàn)主要是性能和可擴(kuò)展性等問題。針對性能問題，并發(fā)處理采用了流水線技術(shù)，及保證交易順序不變，區(qū)塊鏈之間進(jìn)行并發(fā)。并發(fā)會引入數(shù)據(jù)競爭，由于版本不一致還會導(dǎo)致分叉、數(shù)據(jù)幻讀等問題；而通過預(yù)處理為多活并發(fā)節(jié)點提供統(tǒng)一數(shù)據(jù)視圖。

結(jié)合通兌積分的場景舉個例子，比如a和b是互相不認(rèn)識的兩個人，分別在銀行1與銀行n辦理業(yè)務(wù)獲得了對應(yīng)銀行的積分，可能銀行1的積分并不能兌換或僅能兌換很少東西，通過TBaaS，用戶a可以一起使用銀行1和銀行n的積分兌換，另外其他行業(yè)也接入通兌平臺，提供兌換物品，這樣TBaaS就可以聯(lián)合積分提供方、物品兌換方，增強了流動性，也提高了積分的使用價值。

區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)歷了野蠻生長，也經(jīng)歷了變革穩(wěn)重。目前來看，這一技術(shù)顯然還沒有達(dá)到他的最高峰，這場沙龍為我們揭示的就是其未來發(fā)展的路徑，順應(yīng)發(fā)展，順應(yīng)市場需求，憑借區(qū)塊鏈的潛力，未來依然大有可為。