馬兆豐:區(qū)塊鏈技術(shù)及應(yīng)用

信息化觀察網(wǎng)
王文
2016年稱為區(qū)塊鏈的元年,也是區(qū)塊鏈概念不斷驗證的一年。2017年區(qū)塊鏈粗放的企業(yè)獲得總投資額達到十億美元,2017年區(qū)塊鏈技術(shù)突破實驗室進入真實的市場環(huán)境。2018年的風(fēng)口變成了“區(qū)塊鏈”,各行各業(yè)不管...

2016年稱為區(qū)塊鏈的元年,也是區(qū)塊鏈概念不斷驗證的一年。2017年區(qū)塊鏈粗放的企業(yè)獲得總投資額達到十億美元,2017年區(qū)塊鏈技術(shù)突破實驗室進入真實的市場環(huán)境。2018年的風(fēng)口變成了“區(qū)塊鏈”,各行各業(yè)不管懂與不懂,都試圖與區(qū)塊鏈扯上點關(guān)系。北京郵電大學(xué)區(qū)塊鏈及安全技術(shù)聯(lián)合實驗室主任馬兆豐在2018互聯(lián)網(wǎng)+產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展論壇上就“區(qū)塊鏈技術(shù)及應(yīng)用”發(fā)表了自己的看法。

北京郵電大學(xué)區(qū)塊鏈及安全技術(shù)聯(lián)合實驗室主任馬兆豐

區(qū)塊鏈本身解決的問題,銀行為中心的互聯(lián)網(wǎng)交易方式,過去銀行處理方式是點對點。央行、結(jié)算中心為主的,各節(jié)點參與中心化的架構(gòu)。第三方機構(gòu)中心的互聯(lián)網(wǎng)交易方式,微信、京東、百度、支付寶、美團、蘋果支付系統(tǒng)。中國的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及移動技術(shù),包括全球范圍內(nèi)的支付能力和應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力都非常強。中心化的支付為主要手段方式。

存在的問題。教育過于集中,增加交易成本,信任中心不總可靠。我最早非常排斥,并且對區(qū)塊鏈技術(shù)有些輕視的態(tài)度。大家就是為錢而來,為錢而戰(zhàn),為錢而奔。比特幣已經(jīng)那么成功,2013年同學(xué)說能不能投資一些比特幣,我是否定的態(tài)度。交易與數(shù)字貨幣有關(guān)之外的東西,這才是區(qū)塊鏈的本質(zhì)。后面大家提出問題,去年幼兒園發(fā)生不太恰當?shù)氖录?,調(diào)取監(jiān)控錄像時發(fā)現(xiàn)監(jiān)控錄像找不到被裁減。我在公開的場合不說哪一個事件了,這樣的事件有沒有從技術(shù)的角度有效地防范解決,過去的方式就是視頻監(jiān)控,這是中性化的。中心控制人可以隨意剪輯視頻,防止事態(tài)擴大,某種程度很難以防備。經(jīng)常去找錄像的時候,他們會說壞了。區(qū)塊鏈可以解決這樣的問題。

2008年中本聰發(fā)表一篇論文《比特幣:一種點對點的電子現(xiàn)金系統(tǒng)》,首次提到區(qū)塊和鏈的概念。圖非常形象,A與B產(chǎn)生交易,網(wǎng)絡(luò)上是以區(qū)塊的方式代表,該區(qū)塊網(wǎng)絡(luò)給網(wǎng)絡(luò)里的所有參與者,交易相關(guān)數(shù)據(jù)以時間為序組織成為合理的順序化的,帶有塊狀的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的方式。網(wǎng)絡(luò)是點對點的,而不是單一的中心化的系統(tǒng)。區(qū)塊鏈的平臺有非常有趣的現(xiàn)象,無人職守,任何人可以隨時隨地參與,說的是公鏈。系統(tǒng)在運行過程中沒有人值守,但它可以正常往下運行。接近十年的時間,沒有受到大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)安全攻擊威脅,系統(tǒng)正在穩(wěn)健地運行。

在互聯(lián)網(wǎng)上有的概念,銀行能夠證明你有一百元人民幣,區(qū)塊鏈網(wǎng)購里能證明你擁有一個數(shù)字貨幣。區(qū)塊鏈平臺里能夠有效地證明你擁有一個比特幣,2017年末時,比特幣的價值到兩萬零八百美元的價值,今天是四萬三千一個比特幣。擁有的比特幣在區(qū)塊鏈上可以無障礙地被證明驗證,區(qū)塊鏈里是P2P網(wǎng)絡(luò)的。

任何人隨時隨地,只要能夠聯(lián)網(wǎng)就可以驗證自己的賬戶。我說我的比特幣地址,別人可以查上面有多少錢,有多少比特幣。你生成有多少比特幣,把地址公開了,大家都可以查。在P2P網(wǎng)絡(luò)中如果篡改其中的一個節(jié)點是可能的,但由于多個網(wǎng)絡(luò)都有這樣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),篡改一個沒有意義。篡改過數(shù)據(jù)不能發(fā)送,不被節(jié)點認可,這是區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的特點。核心支撐密碼學(xué)、P2P網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫、交易的方式與方法,有深厚的技術(shù)體系支撐。它不是就是簡單的比特幣而已,實現(xiàn)起來沒有那么容易。交易單、區(qū)塊和區(qū)塊鏈,交易單手機起來構(gòu)成數(shù),這構(gòu)成了一個區(qū)塊。不得不說挖礦的概念,區(qū)塊的頭,區(qū)塊的時間加區(qū)塊的難度值,拿出來后組成一個數(shù)字串,用一個函數(shù)做一次哈希函數(shù)運算,為了防止碰撞和增強安全性,再做一次函數(shù)。一旦找到其中的哈希函數(shù)做出預(yù)算的值小于目標值就算成功。比特幣的總數(shù)是2100萬個,嚴格起來是2099.375萬個。每一個單一的區(qū)塊按照時間的順序組織起來成為鏈式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。數(shù)字貨幣,點對點支付,防止雙重支付,交易記錄不可更改,這是比特幣相關(guān)的技術(shù)體系。

比特幣的發(fā)展歷史從2008年至今一直在不斷地向前發(fā)展,我相信大量的人持有比特幣,持有的人更多,就會有更多的人相信。數(shù)字貨幣體系里,很多人有不同的看法,仁者見仁,智者見智。

區(qū)塊鏈技術(shù)是以密碼學(xué)、P2P網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),將特定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)按照一定的方式組織為區(qū)塊,然后把這些數(shù)據(jù)塊按照一定的時序方式以鏈式結(jié)構(gòu)成為一個數(shù)據(jù)鏈。通過密碼學(xué)技術(shù)和工作量證明或權(quán)益證明等共識機制,保證數(shù)據(jù)的完整性和不可偽造性,基于一個業(yè)績邏輯采用可自動執(zhí)行的智能合約機制,實現(xiàn)區(qū)塊數(shù)據(jù)的動態(tài)生成、驗證、加入的分布式計算范型。區(qū)塊鏈的本質(zhì)是分布式的賬本,大家說我的數(shù)據(jù)庫怎么辦,怎么把里面的數(shù)據(jù)改改。為什么更改可以更改,但到底行不行。它的基本特點是開放的,無信任中心的,可追溯的,分布式。剛才講到開放,私鏈都是不同程度的開放。剛才講到權(quán)限或類型為分類的方式,比特幣是公有鏈,比特幣是私有鏈?,F(xiàn)在幾大互聯(lián)網(wǎng)巨頭做的相關(guān)工作,溯源和供應(yīng)鏈金融都是基于聯(lián)盟鏈。區(qū)塊鏈的演進,從最初的比特幣開始1.0、2.0。按照正常的狀態(tài)執(zhí)行,可以保證所有的操作完備。區(qū)塊鏈2.0到3.0包括超越貨幣和金融范圍的相關(guān)技術(shù)。區(qū)塊鏈起源就是P2P網(wǎng)絡(luò),非對稱加密,哈希函數(shù),數(shù)據(jù)庫技術(shù),數(shù)字貨幣。區(qū)塊鏈技術(shù)本身,網(wǎng)絡(luò)是P2P而不是自己家里的,也不是哪一個中心的。PKI的技術(shù)包括哈希函數(shù),這樣的密碼算法不是標準意義上的。為什么內(nèi)存數(shù)據(jù)?因為內(nèi)存可以快速計算交易,比特幣的十分鐘確立一個區(qū)塊。

區(qū)塊鏈的誕生意義,去中心化、高度透明、集體維護、匿名、去信任。IT領(lǐng)域很多人關(guān)注新技術(shù)和新思考。去年有人工智能、大數(shù)據(jù)相關(guān)的研究,去年風(fēng)向標一變到了區(qū)塊鏈。很多人說有沒有可能接不代幣的區(qū)塊系統(tǒng)。Token認為信息安全概念很重要。中國政府對區(qū)塊鏈持有不同的態(tài)度,前一段時間的央行表態(tài)是謹慎的。既然大家都非常熱衷數(shù)字貨幣,無利不起早。大家都三點開始行動,中國政府應(yīng)該以合理的方式謹慎地讓中國區(qū)塊鏈參與者有場所和技術(shù)團隊,讓他們在中國好好地待著。沒有一個人不愛惜自己的羽毛,隨著國民素質(zhì)的提高和社會進步,以及物理人生的合理可追溯方式,可以更加開放兼容并蓄。

區(qū)塊鏈是當前的一個區(qū)塊和另外一個區(qū)塊相連,當前有共識算法和區(qū)塊包。我們說快區(qū)塊鏈能夠溯源,當商品從數(shù)字化的方式進入時,其實你在后臺建立的是一個個的數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)在區(qū)塊鏈體系里就是交易。這個地方是山東的蘋果,這個地方是慶陽的柿子,我們進入到區(qū)塊鏈體系時會有Hash,可能是十層五十層,都沒有關(guān)系。如果有人說數(shù)據(jù)有問題或者它本身造假,本來蘋果要超過五公分,結(jié)果是八公分,明顯有造假的協(xié)議。改掉的難度,改這個值的話,前面Hash0和Hash1都得改掉。改掉的難度,Hash函數(shù)的難度,玻璃上寫了一個字花好月圓,我不告訴大家,把鏡子打碎讓你猜上面寫的什么字,讓你復(fù)原內(nèi)容,難度很大。我寫了字知道是什么內(nèi)容,打碎了讓別人猜。正向計算是容易的,反向計算困難。如果要把慶陽數(shù)據(jù)改掉,那得把下面六個節(jié)點的數(shù)據(jù)改掉。密碼學(xué)的計算不可行,要改掉交易本身由默克爾樹決定這件事不可行,在溯源的技術(shù)實現(xiàn)上可以。大家說箱子里裝的是蘋果,我裝的是五公分的蘋果,但到手里裝的是三公分的蘋果,信息的世界里可以做到追蹤溯源。區(qū)塊的塑造和默克爾樹涵蓋交易體和區(qū)塊體,我們把區(qū)塊體運算,區(qū)塊構(gòu)成了太多的復(fù)雜。交易進行輸入輸出,這是上一個區(qū)塊,下一個區(qū)塊。交易機制和過程就想告訴大家交易過程為什么可以被確認正常的,而不是胡亂猜測的??崭穸伎赡苁峭ㄟ^的,但人工智能里大家說今天在人臉識別時是基于特定的選擇和提取及驗證,模式匹配。臉上的特征多一個少一個沒太大的關(guān)系,人臉識別是相似度計算大于你的閾值時就通過,小于閾值就不通過。中國以后要建智能分析,這沒有太大的影響。但在區(qū)塊鏈里多一個空格,你的比特幣就驗證出現(xiàn)問題,你的交易會被認為是篡改的,這是演進沒有可能會投機取巧的P2P系統(tǒng)??】吹焦€、版本號與驗證,錢包拿著進行說明,然后雙方進行計算。默克爾根,難度的位數(shù),所有的一切就是由機器計算。目標值XZ是確定的函數(shù),我要計算Y五,這是一次一個變量的函數(shù),滿足條件即可。

比特幣的分杈問題,從A1-D8,縱向的這一排有12位,這應(yīng)該寄給我算出來,但主鏈上誰驗證的最長,以這樣的方式選擇分杈的過程。以太坊里恰好每個人計算都是有份的,及時測鏈計算出的關(guān)系仍然給你小額的獎勵。在某種程度可以理解節(jié)點數(shù)據(jù),看是不是低于目標值,如果是低的話全網(wǎng)廣播。銀行可以讓你查賬戶有一百萬,比特幣體系至少要求六個區(qū)塊,前面朱玉老師說挖礦了,后面系統(tǒng)決定自己說自己不行,必須得讓前面馮老師驗證。專家和我們關(guān)注的是一樣的,后面隨機選擇的節(jié)點。很多的交易有30多個驗證點,交易驗證的越多越耗時間,比特幣區(qū)塊鏈的體系里至少要有很多的區(qū)塊幫你驗證后,交易才能有效。數(shù)字貨幣世界里要有確認要求。

共識機制涉及到拜占廷將軍的問題。挖礦的過程就是雙哈希小于目標難度值的過程,什么是工作量證明。為了獲得比特幣,為了驗證這件事情,你想投機取巧是不可能的。為了挖礦只有通過努力工作才可能獲得比特幣,為了驗證這件事情,只有老老實實的工作才可以,否則你無法驗證這件事情。當別人挖出比特幣驗證是很快的,但挖掘比特幣的過程有一定的難度時間。實用拜占廷容錯PBFT。包括密鑰的錢包和軟件,生成閃電網(wǎng)絡(luò)。區(qū)塊鏈1.0涉及到錢包,區(qū)塊鏈借鏈發(fā)幣、交易、流通做流通。區(qū)塊鏈3.0涉及到網(wǎng)絡(luò)接入、高級語言開發(fā),圖靈完備高級語言。金融服務(wù)和供應(yīng)鏈管理、智能制造、醫(yī)療健康、社會公益、教育就業(yè)都是區(qū)塊鏈發(fā)展前景。歐洲的學(xué)位證書確認互認,歐洲有教育認證的網(wǎng)絡(luò),把所有教育相關(guān)的信息放在區(qū)塊鏈上互查。我們在任何地方可以找到對應(yīng)的地方,有助于大家了解。移動電商,我們做了全球首家的區(qū)塊鏈電商做的非常好,還有文化娛樂和知識產(chǎn)權(quán)的保護。中國版權(quán)保護中心也實現(xiàn)了版權(quán)鏈,有一家公司做瓊瑤,就是寫一小說進行盜版。今天在技術(shù)實踐層面可以做到不被盜版,而且可以有激勵,激勵就是數(shù)字貨幣相關(guān)的。智能制造,國家電網(wǎng)利用區(qū)塊鏈做智能電網(wǎng)的相關(guān)業(yè)務(wù),慈善和公益錢花在哪里。電商包括阿里和京東都在布局。征信體系有教育與檔案管理都是非常好的應(yīng)用和未來的價值。

區(qū)塊鏈上線做區(qū)塊鏈的平臺上交易所,它的底層要有鏈,要有總量的分配和經(jīng)濟學(xué)的控制,還有區(qū)塊鏈的地址系統(tǒng)非常重要。區(qū)塊鏈的瀏覽器,上面可以查自己有多少比特幣。我說有多少比特幣,大家說你吹牛,查一下就知道。錢包系統(tǒng),有硬件錢包,軟件錢包,也有獨立的。社群是上交易所的時候必須要建的,而且除了社群之外其它的系統(tǒng)要求開源的。區(qū)塊鏈基礎(chǔ)設(shè)施的BAAS平臺,這是我們做的開發(fā),基于比特幣體系的,基于基礎(chǔ)設(shè)施的支撐完成上線了7個交易所。

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