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央行数字研究所所长姚前:区块链技术的特点和未来发展趋势

http://www.jingcsb.com/ 来源:第一财经 发布时间:2018-04-27 10:34:39

三是治理机制有待完善。公有链社区摸索出了“硬分叉”和“软分叉”等升级机制,但遗留问题有待观察。由于公有链不能“关停”,其错误修复也异常棘手,一旦出现问题,尤其是安全漏洞,将非常致命。

实际上,通过放松去中心化这个限制条件,很多问题能找到解决的方案。比如在联盟链这样的多中心系统中,通过关闭系统来升级区块链底层,或者紧急干预,回滚数据等,必要时都是可用的手段,这些手段有助于控制风险、纠正错误。而对于常规代码升级,通过分离代码和数据,结合多层智能合约结构,实现可控的智能合约更替。

互联网近年来的迅猛发展及其与物理世界的深度耦合与强力反馈, 已经根本性地改变了现代社会的生产、生活与管理决策模式。可以预见的是,未来在中心化和去中心化这两个极点之间,将会存在一个新的领域,各种区块链系统拥有不同的非中心化程度,以满足不同场景的特定需求。

二、区块链技术最新的理论和实践进展

随着社区的繁荣,研究的深入,不同应用蓬勃发展,对于区块链技术的局限有了更深刻的认识,在此基础上,针对区块链的一些不足提出了很多解决方案,主要集中在共识机制,性能,隐私和安全,治理机制和跨链技术等方面。

首先来看共识机制。共识是各方对某种陈述达成一致的过程或结果。在博弈论中,每个人都知道的信息称为共有知识,仅是共同知识的一个层次。共同知识还要求每个人都知道别人也知道的信息,以至每个人都知道其他人知道,并且相互认同。以安徒生童话《皇帝的新装》为例,在小孩戳破真相之前,每个人都知道皇帝是裸着的。但这是共有知识,不是共同知识。

区块链技术通过信息广播,交易签名,投票表决的方式,可以巧妙地将共有知识转化为高阶的共同知识。其中,节点签名并广播起到了让其他人知道我知道并认可该区块,从而达成共识获得共同知识的作用。在比特币中,其规则“最长链是全网的有效链”即是一种共同知识,矿工作为经济理性人使用该共同知识来支持高阶信念,对其他矿工的决策进行猜测,最终形成纳什均衡。

有后继研究认为,中本聪原始论文中51%的安全算力假设是有问题的。自私挖矿策略的存在使得比特币的理论安全阈值下降。自私挖矿简单说就是,挖到块后不发布,继续挖,如果挖到第二个块,这时再发布出来。如果在挖第二个块的过程中,有别人挖出的其他块被广播出来,则立刻广播自己之前挖到的块。经过理论测算,如果一个矿工有1/3的算力,则自私挖矿是有利于自己的。因此,基于掌握的算力份额大小,大小矿工的影响力是不同的,需要用新的计算模型求解博弈均衡点。

分布式系统的共识算法研究由来以久,上世纪80年代就开始研究,Lamport提出的Paxos以及后来在此基础上发展出的各种BFT拜占庭容错算法皆属此类,其核心在于通过节点投票达成分布式系统的状态一致性。比特币另辟蹊径,在技术之外叠加经济激励,以共识机制保证系统状态的全局一致。

古典共识机制的问题在于,一旦参与投票节点数量增加后,其共识效率会大幅下降以至于无法使用;中本聪共识机制的问题在于浪费大量能源以及交易确认时间长。

康奈尔和麻省理工的研究员提出了将中本聪共识和BFT类共识进行有机结合的混合共识方案,是一个新的突破方向,有可能兼具两者优点,避免各自缺点。目前这方面的研究还在持续进行中。

技术改进的第二个方面是在隐私和安全方面。在公有链中,需要对交易数据、地址、身份等敏感信息进行保护,同时又能让记账节点验证交易的合法性;对于联盟链,在构建隐私保护方案的同时,需考虑可监管性/授权追踪。可以通过采用高效的零知识证明、承诺、证据不可区分等密码学原语与方案来实现交易身份及内容隐私保护;基于环签名、群签名等密码学方案的隐私保护机制、基于分级证书机制的隐私保护机制也是可选方案;也可通过采用高效的同态加密方案或安全多方计算方案来实现交易内容的隐私保护;还可采用混币机制实现简单的隐私保护。

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