《区块链白皮书(2018年)》解读

贰怪  2018-12-06  区块链/区块链Blockchain栏目  

  2018年9月5日,中国信通院和可信区块链推进计划共同组织编写了《区块链白皮书》(2018年),并宣布启动“可信区块链推进计划”媒体特设组,该计划是在今年4月,由中国信通院牵头,百度、阿里、腾讯、京东金融、微软、Intel、华为等159家企业联手共同启动的,四个月以来,陆续成立了标准与评测、知识产权、云服务、工业应用、电信应用、溯源应用、供应链金融等10个工作组。

  本白皮书深入解读了区块链内涵概念,提出了区块链技术体系架构,分析了区块链关键技术发展路线,剖析当前区块链在政策、产业、技术和标准方面的最新形势和发展机遇,探讨了区块链发展面临的挑战,并提出相应政策建议。

  区块链凭借其独有的信任建立机制,成为金融和科技深度融合的重要方向。在政策、技术、市场的多重推动下,区块链技术正在加速与实体经济融合,助力高质量发展,对我国探索共享经济新模式、建设数字经济产业生态、提升政府治理和公共服务水平具有重要意义。 

  区块链作为点对点网络、密码学、共识机制、智能合约等多种技术的集成创新,提供了一种在不可信网络中进行信息与价值传递交换的可信通道。当前,基于区块链的应用探索一直在加速推进,跨链、隐私保护、安全监管等区块链关键技术也正在成为研究热点。然而,区块链技术仍处于社会实验阶段,各方对区块链的概念、架构、技术特点、发展路线及治理与监管等尚未形成共识。

  此外,中国信通院云计算与大数据研究所大数据部主任魏凯对《区块链白皮书(2018年)》进行了深度解读,主要分为区块链基本概念与适用场景、区块链技术架构和趋势、区块链发展状况、区块链发展面临的挑战与建议四个部分。

  

  区块链是一种记账技术的革新,是互联网的有益补充

  区块链到底是什么?它有什么不可替代的作用?适用哪些场景?

  基于区块链的分布式记账和基于数据库的传统记账方式相比,有四点不同,一是账本结构,传统记账采用的是复式记账法,但区块链是共享记账的方式。二是通过共识和激励来达到数据一致性的问题。三是合约层次的变化,传统记账和财务的流程是分开的,纵使账目不可抵赖,但是合同可以违约。但区块链的智能合约的执行和签署是一体的,是内置合约。四是传统数据库有增删改查的功能,而区块链为了做到极端的安全性、抗攻击,只有读和写两种功能。

  大家认为区块链是一个价值互联网,信息互联网是把数据当做信息广泛的传播、复制、连接,让我们的信息自由流动在全世界,而区块链让我们的信息可能成为资产,重点关注的对象是防篡改,防双花,它是互联网技术的一个补充。

  正因如此,大家有很多非理性期待,认为区块链可能会颠覆我们传统的世界,实际上它并不是万能的,它的适用场景是需要仔细界定的,那么到底在什么场景下适合适用区块链?

  我们起草组认为,区块链的应用有很大的成本,包括效率,维护、治理的成本,所以我们要寻找和发挥它最大比较优势的地方来使用。

  判别过程分为四部,第一,需要数据库存储信息;第二,业务多主体;第三,多方互不信任;第四,缺少可信第三方。满足上述四个条件,区块链才能够找到它存在的价值。

  基于这样一个判断,我们也希望通过白皮书的发布跟业界交流,如何让区块链在自己的业务场景中发挥不可替代的价值。

  

  我们认为,区块链是一个演进发展非常快的领域,我们也梳理出几个核心的层次。白皮书中提出了区块链参考架构,包括基础设施、基础组件、账本、共识、智能合约、接口、应用、操作运维和系统管理9部分功能。

  

  基础组件

  基础组件层可以实现区块链系统网络中信息的记录、验证和传播。在基础组件层之中,区块链是建立在传播机制、验证机制和存储机制基础上的一个分布式系统。我们可以看到,大部分的区块链系统都有这样的一些功能,比如网络发现、数据收发、密码库、数据存储、消息通知,来支持整个区块链上层的运作,慢慢在形成一个标准化的基础组件。这一层也有一些新的变化,尤其是跟硬件的结合,现在很多硬件厂商开始支持用硬件实现加密,加速加密的过程。

  

  账本

  账本是区块链中非常结构化的信息,负责区块链系统的信息存储,包括收集交易数据,生成数据区块,对本地数据进行合法性校验,以及将校验通过的区块加到链上。我们把区块链账本层的技术路线分成两类,一类是基于资产的,把资产作为关键字段,看这个资产如何流转。还有一类账本的记录方式是账户模型,记的是谁有多少钱,下一时段又有了多少钱。我们对这两种数据的记录方式做了详细的对比,分别适用于不同的场景。

  

  共识

  区块链最核心的功能是共识,因为区块链是个分布式系统,如何选择合格的会计去记这个账,是很有讲究的。我们把区块链达成共识的方式分成了两大类,一类是概率性共识,在网络里谁有记账的能力,就可以开始发起记账的请求,这个记账请求被更多的人追踪、跟进,链的长度会越来越长,大家会相信它,过一段时间就会有绝对的优势,是先写入后记账,我得到一个消息马上去记这个账,而不管其他人怎么看我,然后过一段时间,比如过1个小时以后,看谁的账被更多人跟进,谁就胜出了。还有一种确定性共识,是我们先在一个会议室里达成共识,先投票选出一个领导来,这个领导来记账,其他的人跟随。

  

  智能合约

  智能合约就是用代码写的甲乙双方达成的合同,协议一旦触发,将在区块链上不可逆的执行。我们也把智能合约编写的语言分成两大类,图灵完备和非图灵完备。图灵完备的好处是我可以表达任何事情,但是安全性有不可预料的风险,图灵非完备的,不能表达很多复杂的逻辑,但是它安全。

  现在智能合约也不是特别成熟,是区块链安全问题高发的一个区域,业界也提出了关于提高区块链智能合约安全的方案,大体上有几种,一是加强事前审计,二是对区块链的智能合约进行加密,防止黑客的攻击。三是严格限定区块链智能合约的语法结构,让它的表达更规范。我们也在白皮书里有很详细的关于智能合约的分析。

  

  应用

  我们在白皮书里并没有把几十种应用场景枚举出来,而是把应用分成三大类,第一是价值转移类,这类应用是把一笔资产从A账户转移到B账户,常见的比如银行转账、票据、金融类的应用。第二是存证类,它不涉及两个账户,只涉及一个账户,只是把存储的信息做一个改变,法律存证、溯源属于是这种类型的,依据的是区块链不可篡改的特性。第三是授权管理类,它对任何账户的数据都没有更改,只是授权某一个人能够访问某一个数据,用智能合约来管理。

  

  区块链技术发展趋势:

  我们可以看到四个发展趋势,一是架构方面,公链和联盟链融合持续演进,运用嫁接在公有链上的一种联盟链,来提高它的性能。二是部署方面,很多客户不太希望自己去维护区块链基础设施,很多云服务厂商顺势而为,提供定制化的服务。我们也成立了BaaS组做深入的探索。三是性能与扩展性方面,业界在这块的探索是最多的。现在可以看到三种解决方案:改变数据存储结构、分片和减少投票节点。四是共识方面,区块链如何在整个系统里达成共识,我们在白皮书里详细列举了不同的环境以及混合使用共识算法的选项。五是合约方面,安全、易用、可插拔都是研究的重点。

  

  白皮书的第三部分,主要从多个角度回顾了我国区块链的发展情况。

  

  宏观

  我们从宏观的角度可以看到,各个国家都在争相布局区块链的,竞争越来越激烈,特别是在国内,24个省市区都出台了鼓励发展的支持政策,这些政策也会为区块链产业发展注入很大的动力。

  

  产业

  区块链产业发展势头迅猛,从行业看,区块链应用逐渐细分,跟实体经济深度融合。从投融资看,全球区块链产业融资加速。从公司数量上,中国仅次于美国非常快的。

  

  创新

  在创新方面,我们国家呈现两少一多的情况,开源代码贡献少,在github上几乎看不到中国本土发起的项目。还有我们的科研论文,尽管近几年关于区块链的科研论文增长非常快,但是在国内顶尖学术杂志上发表的数量总体上还是偏少的。有一个自豪的地方是我们的专利申请出奇的多,去年专利申请量超过了美国。

  

  标准

  任何一个技术出现,大家都在想是不是首先做一些标准,我们院深度参与了国际电信联盟ITU FGDLT标准组织的设立,以及一些项目牵头的设立,ISO,以及W3C、IEEE等国际标准组织都在制定区块链相关的标准。

  

  第四部分,我们对区块链的产业发展当前存在的一些问题、挑战做了分析,并且提出了一些建议。

  

  大家会有一些普遍感受,在技术成熟度上,区块链还处于婴儿期。应景场景还需要去探索。在法律法规的制定以及人才供给方面,都是严重滞后的。

  

  相应的我们也提出了四个

  

  

  

  


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