标准链走进南京大学--区块链技术的机遇与挑战

CZR标准链  2019-06-10  区块链/区块链Blockchain栏目  

  2019年6月4日,标准链首席架构师兼研发主管李崇博士接受南京社区会长邀请,来到南京大学进行区块链技术分享。李博士通过对比特币系统架构的一步步解析,结合国外多个已落地的区块链应用案例展示了区块链技术的运用助力企业在提高效率、降低成本等方面的极大优势。在随后的互动问答环节,李博士也从AI、大数据、物联网以及5G技术等多个知识面进行了解答。

  (视频为:李崇博士南京大学进行区块链技术分享)

  李崇博士:

  先介绍下我的所属单位N&T Labs Columbia University,这是一个我参与联合创立的位于纽约曼哈顿的实验室,主要进行关于AI和区块链技术的研发。N&T Labs主要依托于纽约附近比较有名的几所大学,包括哥伦比亚大学、普林斯顿大学以及纽约大学等,我自己也在哥伦比亚大学任教。

  目前N&T Labs正在孵化几个项目,都是关于区块链和AI的。其中区块链方面主要是canonchain(标准链),它是一个底层公链,主要集中在 IoT这个领域。我们希望在这个领域范围内,通过对标准链的优化做到最好。也就是说,标准链这个底层公链并不是各个方面都需要做到最好,这种大而全的东西往往结果是什么也做不好,选择一个细分方向也就是智能物联网这个领域尽力做到最好,这是我们的一个理念。

  第二个项目是Pekka,可以理解为基于区块链技术的一个应用,主要做的是共享算力。如同滴滴打车一样,全球每时每刻有很多电脑处于闲置状态。一台电脑或许不够强大,但如果将它们联系起来提供算力服务将超过包括阿里、谷歌等众多的云服务平台。而Pekka平台主要依托于机器学习、分布式计算、区块链的底层技术等。

  什么是区块链?这是一种底层技术,融合了密码学、分布式网络科学、以及各种工程学的组合,涉及了很多数学方面的内容,所以在我给哥伦比亚大学工程学院开设的区块链研究生课程中,会讲到很多数学公式方面的内容。今天不提技术,我想从一个角度去理解区块链,这也是我在给学生授课时一贯遵循的一个方法:我不会把更多时间放在讲解区块链是怎么工作的,而是我们为什么需要区块链,区块链是如何来的!只有深刻理解这两个问题才可以更针对性的去研究。这要从中心化网络和分布式网络说起。

  中心化网络的缺点大家都知道,那为什么现在99.9%依然还是中心化网络,而不用分布式网络呢?因为从科学角度来讲,有两个问题是解决不了的。

  节点信息不一致:这是由于网络通信延迟导致的。发布一个信息,其到达网络各个节点的时间是不一样的,这是由物理定律决定的,不是人为工程技术决定的。这在有些应用上或许影响不大,但也有部分应用对这个要求很高。

  攻击:攻击网络首先需要加入这个网络,分布式网络的进入没有限制,这也导致任何人都可以发起攻击,这是防不胜防的。

  这里我仅仅是high level的讲一下这两个问题,具体还需要很多的数学语言来严格定义和描述这两个问题。而主要是由于这两个问题,导致现在所有的网络还是以中心化为主。在我个人理解的逻辑里,比特币之所以出现,就是因为中本聪通过利用金钱的魅力,使得比特币系统可以接受各方检验和时间的洗礼,从而确认区块链技术可以真正解决这两个问题。

  比特币系统架构解析

   以递进的方式从4个比特币系统架构的模块去理解区块链技术

  ━  ID(User Identity):要进入比特币系统,首先需要有一个账户。比特币账户地址是随机分配的,按其规则大约有2^160个可能的地址可以选择,而地球沙子的总量约有2*63个,所以不同的两个人分配到同一个比特币账户地址的概率比捡到同一粒沙子的概率还要低得多,所以从概率学角度来说,比特币账户地址重复的概率几乎为零;

  ━  记账:有了ID之后,接下来要确认这个系统的记账方式。有别于中心服务器记账方式,比特币系统定义为每个人都记账,同时通过单个区块的头部哈希对前一个区块引用将账本串联成一条链式结构,以此实现不可篡改的目的。

  ━  账本更新:记账方式确认之后,接下来要考虑的就是如何实现账本的更新。方式也很简单,即由一个人来进行账本的更新,其余人对更新内容验证之后没有问题再对原来的账本进行更新,这也就是所谓的共识机制。

  ━  矿工:这个架构再往下就是需要确认谁来更新账本,如果每次都是一个人来更新账本,那又变成中心化了。所以这个负责账本更新的人是随机的,也就是比特币系统中所谓的矿工。矿工基于pow去计算符合条件的哈希值,以此获得“记账权”,这过程需要消耗大量的算力。

  通过比特币系统的这4个模块可以看到区块链架构的设计并不复杂,相比爱因斯坦推导相对论可以说简单的多,且运用的技术都是多年前就已经存在的,区块链技术正是对原有技术通过新的组合设计产生的。正因为设计并不复杂,所以其系统缺陷也肯定存在,最明显的一个就是电能的消耗。据统计,比特币挖矿消耗的电力与丹麦全民消耗的电力是一样的,所以后来很多项目对pow的共识机制进行了改进,设计出了更多不同与pow的共识机制。

  国外落地案例提前了解:

  资产通证化:

  ①.convexity properties;

  ②.St.Regis Aspen Resort;

  ③.Factor-805 in Brooklyn,NYC;

  ④.A luxury condo in Manhattan,NYC.

  供应链金融:SAP公司(2018年全球500强排名446)金枪鱼全生命周期追溯案例;

  金融:JPM Coin;

  智能物流管理:TimeSeries-the smart app company。

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