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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。
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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)。
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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