區塊鏈的未來

讓我們重新回顧一下區塊鏈的概念：在“沒有值得信賴的運營者、去中心化的信用模型”中，區塊鏈“記錄權利和價值的狀態”，是“執 行合同和交易”的基礎。

藉助區塊鏈的技術思想和概念，通信主體從互聯網——“值得信賴的運營者”中解放出來，無論是經濟活動還是社會生活，終於不再需要 一定有值得信賴的運營者了。

然而就算是現實應用的比特幣，也沒有完全實現上述技術思想。

如果可以將比特幣的基礎技術——區塊鏈技術分離出來，應用於更廣泛的領域，對照應用的各種條件，我們不得不承認，目前的區塊鏈技 術還遠遠不夠。

區塊鏈技術的研究者、 技術人員已經開始著手解決這一根本問題， 為了實現作為社會基礎的重要功能，區塊鏈的標準化工作也已經啟動，下面我們就來了解一下用戶動向和全球發展趨勢。

重新思考區塊鏈的完善程度

本書主要以比特幣的技術為中心，參照技術思想目標，詳細介紹了區塊鏈技術的各種問題。

有趣的是，在這樣的背景下，區塊鏈技術的各種屬性和特徵呈現出 “此消彼長（trade off）”的特點，很難同時提高區塊鏈的所有屬性。

多數中立的節點踐行著區塊鏈的去中心化性屬性，節點數量越多， 去中心化性的特徵就越明顯。

如果增加節點的數量，勢必要降低節點存儲的費用（否則只有有錢 人才能運營節點），區塊體積就必須縮小。

另一方面，如果節點數量增多，達成“共識”（區塊鏈的“共識” 還沒有準確定義）需要的處理就要增加，從而失去擴展性。如果提高 安全性和隱私，系統的性能和使用體驗就會變差，用戶需要付出更多精 力，承擔更多責任。精力和責任增多，節點的數量就會減少，喪失去中心化特性。

如果想擴大區塊鏈技術的使用範圍，這種此消彼長就無法避免。與 比特幣相比，如果出現了更加高速運行的區塊鏈技術，那麼肯定是犧牲了某些重要特性。技術知識受到限制，以此為基礎，不管怎樣考慮，擴 展性問題都無法輕鬆解決。

下面我們結合比特幣的例子來一起思考。單個區塊的大小約為 1M 字節，區塊的更新為每 10 分鐘 1 次，按照此消彼長的關係，為了滿足 技術的平衡，現在的速度已經是最佳比例。反過來說，如果想要擴展應用範圍，任何嘗試都可能遭遇瓶頸。

每天我們都會看到區塊鏈的創新性進步，這是互聯網引導通信去中 心化得到的結果。以各種生態系統的經驗為基礎，綜合各種創新想法，有益於區塊鏈的未來發展，所以我們更應該趁現在進行深入思考。

然而關鍵的區塊鏈技術，特別是公鏈等重視去中心化的鏈條，尚不具備這樣的功能。如果以互聯網為例，好比 1990 年前後，互聯網主幹 是 T1（1.5Mbps） 線路，終端為 2400 bps 調制解調器，數十億臺設備連入網絡，提供視頻服務，串聯社交網絡。

當下，區塊鏈還沒有餘力記錄全部信息。最重要的是夯實基礎，而 這不是幾年時間就能完成的。

起初人們也認為互聯網不會擴展，然而隨著多重化、 物理層技術 的開發，互聯網的性能得到了提升，不過現在仍在摩爾定律的框架內運行。

對區塊鏈來說，如果想擴大規模，至少以下任意一點要有所突破。

・存儲功能大幅降價。

・互聯網通信速度提高。

・網絡分佈式處理的同步性增強。

・充分考慮區塊鏈的障礙模型，尋找更加現實的共識算法。

・充實 Lighting 等鏈下協議。

在後摩爾定律時代，上述任意一點的技術研發都不容易。需要注意 的是，遵守數學法則的部分並不適用於摩爾定律的擴展規律。

如果是私鏈，可以假定值得信賴的第三方用途，區塊鏈的性能提高 就簡單了許多，而且可以通過多種實驗進行驗證。

不過人們可能會產生疑問，究竟有沒有使用區塊鏈的必要呢？比如 與區塊鏈類似，如果使用 1990 年提出的連接式時間戳方法，擴展時間戳 服務器的多元性，不考慮拜占庭難題，只思考可能出現的障礙，這種共 識算法完全可以滿足現有需求，所以我們有必要繼續進行深入討論。

拷問區塊鏈

世界技術開發為基礎領域注入動力

2017 年 1 月 30 日 -1 月 31 日， 美國舊金山舉辦了名為“Construct 2017”的招待活動，僅限區塊鏈開發人員參加，以美國為中心，最高水 平的區塊鏈開發專家齊聚一堂。

筆者與區塊鏈開源項目——“Hyperledger 項目”執行董事（Elective Director） 布萊恩·貝倫多夫（Brian Behlendorf）、 以太坊核心開發者弗拉德·贊菲爾（Vlad Zamfir）、“數字貨幣倡議（MIT Digital Currency Initiative）”的研究總監尼哈·納魯拉（Neha Narula） 參加會議，並有幸 登臺演講。討論的重要主題是如何從學術角度分析區塊鏈協議，並將結果反饋給工程師。

會中首先比較了工作量證明和權益證明的區別，然後就區塊鏈展開話題，分別討論瞭如何信任、 信任誰的信任模型及用戶隱私等，在肯定區塊鏈原有技術的基礎上，深入探討了區塊鏈的擴展性。

除了學術界，開發者對這些話題也極為關注。有聽眾反饋：“在各領域中應用區塊鏈技術時，究竟會面臨怎樣的瓶頸，又該如何解決問題呢？”

演講者達成的共識是：“問題在於可行性和隱私。解決這一問題至少要花 5 年以上的時間。”前文已經談過擴展性問題，而個人隱私問題因為存在國別差異，隱私框架的構築可能需要花費更多精力。但是，包括擴展性問題在內，會上並沒有討論究竟要犧牲哪些重要的性質。

“Construct 2017”大會的前一週，也就是 2017 年 1 月 26 日 -1 月 27日，斯坦福大學召開了另一場盛會——“Blockchain ProtocolAnalysis and Security Engineering 2017”。研究者和開發者齊聚一堂，討論如何提高區塊鏈技術的安全性。這次會議的討論中心不是區塊鏈的未來應用和構想，沒有紙上談兵，一開始就直奔主題，研究區塊鏈的正常進化過程。2018年以後，斯坦福大學每年都會舉辦類似會議，2018 年的會議已於 1 月 24

日至 26 日召開。

放眼全球，以區塊鏈新服務為賣點的初創企業不在少數。雖然數量有限，其中確實有一部分區塊鏈開發在始終堅持該技術本來的特性，正在朝著將區塊鏈確立為未來基礎技術的方向前進。

學術合作不斷加速

上面列舉的國際會議是開發者社區和學術界的“強強聯手”，這種合作起步於 2015 年，2016年加速發展。這種發展受益於比特幣和區塊鏈開發的特殊歷程。

將目光投向互聯網，以 1970 年的阿帕網為開端，到 1995 年商業化的漫長時間內，以美國大學為中心，學術界不斷改進技術，最終推動技術走向成熟。

從技術角度來看，首先由學術界開展研究、 進行確認，然後企業參與安裝，接下來擬定技術標準，最後投入商業化發展。這才是正常進化的過程，是互聯網等社會中堅技術的必經之路。

然而反觀比特幣的發展， 2008 年，中本聰發表論文，此後參照理論開始應用，以此為基礎，迅速發展到商業領域。沒有錘鍊技術的學術研究活動，標準化工作擱置一邊，結果導致諸多問題無法解決，商業發展卻更上一層樓（圖 13-1）。

區塊鏈技術與學術界的合作源自共同應對擴容難題。2014 年，隨著擴容問題愈發嚴峻，與比特幣價格的利害衝突加劇，再也無法用簡單的技術理論來改變區塊大小，融合加密、安全、 網絡和經濟學等多種背景的學術研究變得迫在眉睫。

2014 年 9 月， 蒙特利爾舉辦了首屆“Scaling Bitcoin Workshop” 大會，同年 12 月，在香港召開了第二次會議。為解決區塊大小問題，第二次會議中，專家提出了隔離見證技術。2016 年 10 月在米蘭、 2017年11 月在美國斯坦福大學分別召開了第三屆、 第四屆會議，包含隱私問題在內，大會從各種角度對比特幣高度化提案進行了討論。

2018 年度的“Scaling Bitcoin Workshop”於秋季在日本東京舉行。本次大會由日本區塊鏈學術聯盟“BASE（Blockchain Academic SynazidsedEnvironment）”主辦，承擔大會策劃事宜，BASE 是一箇中立性組織。

以 2017 年登場的ICO 為開端，與比特幣、 區塊鏈相關的金錢、 政治利益紛爭逐漸增加，成為區塊鏈技術正常發展的障礙。

中立性學術活動的興起

著眼於“區塊鏈技術的進步”，日本也開展了一系列中立性質的學術活動。2016 年，東京大學生產技術研究所在生產技術研究獎勵會中下

設了“分佈式賬本與應用技術”研究會。2017 年，慶應義塾大學SFC 研究所設立了區塊鏈實驗室。

2017 年 7 月， 以 日 本 為 中 心 的 BASE 聯 盟 宣 告 成 立， 主 要 進 行

國際區塊鏈技術的中立、 開放性研究。聯盟旨在將互聯網技術開發的“WIDE（Widely Integrated Distributed Environment）” 項目應用於區塊鏈 領域。

東京大學和慶應義塾大學是聯盟成立時的核心院校，對區塊鏈感興趣的國內大學加入聯盟，進行廣泛、 開放的產學合作。區塊鏈技術還不成熟，處於發展的初期階段，所以應該與某些商業、經濟乃至政治利益劃清界限，很多大學和企業與利益關係保持距離，堅持以區塊鏈技術研究開發為己任。

互聯網的技術開發中，利用“WIDE”項目，各國產學聯合，成果豐碩，並應用到“BSD/Linux”等開源軟件中，區塊鏈領域也應當積極效仿。

對於區塊鏈技術的發展和商業應用，有人認為“日本在不斷進步”，也有人持悲觀看法，覺得“日本已經遠遠落後”。僅從現有區塊鏈技術的成熟度來看，“全球發展依然呈現不成熟態勢，各國均落後於設定目標”。如果將區塊鏈技術的發展比作馬拉松，終點是取得與因特網技術

相仿的信任，那麼現在可能連最初的 1 千米還沒跑完。

前文曾經介紹過，“BSafe.network”的第一個節點設立在慶應義塾大學，由日本的大學引領發展。BASE 聯盟的活動之一就是發展“BSafe. network”，以 WIDE 為中心，招募網絡技術、 加密與信息安全等各領域的專家，進行中立、 開放的區塊鏈技術開發，這也是日本領先世界的重要機遇。

國際標準化工作剛剛開始，就已暗含玄機

作為社會基礎使用的技術，需要擁有較高的品質，具備互換性等特

點，擁有國際通行標準。

從目前的區塊鏈成熟度來看，開展標準化工作還為時尚早。隨著技術的進步，技術的要求和架構也會發生改變。

不過區塊鏈的標準化工作其實已經開始。Web 標準化團體——W3C 在 2016 年 6 月召開國際會議，從 W3C 的立場出發，討論區塊鏈關聯的標準化項目。

另外，經澳大利亞提案，為適應區塊鏈的標準化進程，在 ISO/IEC成立全新技術委員會——TC307。首屆大會於 2017 年4 月在悉尼舉行，同年 11 月在東京舉行了第二次會議。目前大會著手統一區塊鏈領域的專業術語，今後相關領域將陸續制定國際標準。技術標準的制定還為時尚早，參考安全、隱私、 身份、 用例、 參照架構等，現在工作的重點不

在於出臺標準，而是總結詳細的技術報告。

當然這樣的標準化動作也引發了疑慮。技術框架不斷變化，現在就選擇個別技術開展標準化工作，存在為了商業應用刻意加快標準進程的嫌疑。

長此以往，今後出現有效技術時，新技術的標準化工作可能受到阻礙。這種行為也偏離了優良技術的使用準則，極有可能被別有用心的企業、技術人員利用。

ISO/IEC JTC1 加密技術標準——“SC27/WG2”中就曾經發生過類似的反面案例。SC27/WG2 實施加密技術登記制度，ISO/IEC 9979 規範登記手續，創建多數算法的登記清單。

但是，清單裡的技術不一定是安全的技術，甚至還有根本無用的技術。當初只是出於宣傳目的，在名單中有意“注水”，縱容某些技術上榜，最終導致公眾對標準失去信任，草草收場。此後，SC27/WG2 廢除了 ISO/IEC9979 標準，重新開創了 ISO/IEC18033 標準，慎重進行標準的 安全性和性能評價。

同理，區塊鏈的標準也不應成為個別企業、 技術人員的宣傳工具，應該基於中立公平的標準，科學完成標準化工作。對 Web 系列技術來說，界面的確定、 安全的運行至關重要，如果使用加密技術，必須慎重確認加密技術的安全性。而眼下，在沒有確切評價方法的情況下，必須避免功利的標準化工作。

上文著重介紹了區塊鏈的研究開發和全球標準化動向，可能各位讀者已經感受到了日本應用與商業化討論的不同熱度。對日本來說，積累技術重要，但是瞭解全球通行的遊戲規則更加關鍵。尤其區塊鏈技術的應用沒有國境限制，我們更要關注國際動向。如果沒有這種意識，日本必將變成又一個“加拉帕戈斯孤島”。