區塊鏈關鍵技術點在應用實踐中的解決方案 - 李晨 | JTalk 第五期

編者按：本文系萬雲區塊鏈的李晨講師，在掘金技術社群主辦的《給開發者的區塊鏈技術指南 | JTalk 掘金線下活動第五期》 活動上的分享整理。掘金 JTalk 目前已舉辦5期，每期 JTalk 會邀請垂直行業的優秀工程師來分享優秀的實踐經驗，技巧方法。旨在為開發者提供線下技術交流互動機會，幫助開發者成長。

李晨，萬向首席架構師兼產品總監，具有多年區塊鏈和雲端計算從業經驗， 5項相關的技術專利作者。區塊鏈社群活躍分子，專注於區塊鏈底層技術研究和架構演進。更早之前服務於通聯資料，擔任金融雲平臺負責人。本次分享將圍繞區塊鏈技術本身進行深度剖析，同時結合萬雲在區塊鏈開發道路上的應用實踐，希望給予開發者一個快速入門的技術指南。以下是JTalk演講實錄：

我覺得區塊鏈是一個特別新的東西，即使從2009年比特幣第一個區塊誕生，到現在有一段時間了，我依然覺得它還是一個非常新的東西。在我看來，區塊鏈不管是在商業模式，還是在技術階段，都仍處於非常早期的階段。 我個人一直有著一個觀點，即如果從價值觀上對一個新興事物的理解是不同的，做出來的東西一定是不一樣的。先介紹一下我對區塊鏈的理解。

從技術角度看區塊鏈

我是做技術出身，後來做了一段時間金融，做Fintech相關的東西，正因為我是做技術出身，所以對區塊的理解上走了一段彎路。2013年左右第一次接觸到區塊鏈，一開始對比特幣充滿了不屑感，從技術角度來看，覺得它非常不成熟，認為它就是一個資料庫，這是我走過的彎路，我覺得（當時的）自己認識還是很淺薄的。 後來我對它的認識有所不同，首先從技術角度去看比特幣網路：

1. 零故障。從2009年比特幣創始到現在，沒有出現任何故障，也就是說它的可用性是100%，我相信現在做得最好的產品，微信也好、支付寶也好，都沒有辦法做到百分之百的可用性。
2. 零成本。比特幣網路如此龐大規模的網路，每天有大量交易和節點挖礦，卻沒有專職維護人員在維護。以支付寶和微信舉例，騰訊或阿里後面有多少運維人員在維護它，每年付出維護方面的成本是多少，但比特幣網路沒有做這個事情。
3. 零錯誤。比特幣網路沒有記錯任何一筆賬。
4. 零風險。中本聰賬戶上大概100多萬枚比特幣，即使價格跌下來，也是非常大的一筆錢，我相信全世界的黑客一定在想方設法攻破比特幣網路，但是到現在比特幣網路上沒有消失過一分錢。所謂的掉錢，我認為是一些幣比較多的人，他們的裝置裡被植入了木馬。從比特幣網路上來說，從來沒有掉過一分錢，沒有被黑客攻破過一次。從這個角度來看，它比支付寶穩定性要好，比支付寶更安全，比支付寶成本更低。而且，連它的創始人中本聰，大家都不知道他究竟是一個人、一個組織，還是什麼。 在這樣一種模式下，能夠創造出這樣一套達到如此高規格的系統，這是顛覆性的。

區塊鏈也是這樣一個情景，比特幣最早的白皮書就是點對點的現金系統，區塊鏈要做的事情就是建立一個去中心化的資訊系統，但是我認為區塊鏈發展到現在，並不僅僅是點對點的現金系統。

比特幣網路特別簡單。

• 資料層。比特幣網路最下面是一個資料層，資料層解決資料區塊、鏈式結構、時間戳，其實就解決了兩件事——即上面的資料不可以被篡改、資料可以被追蹤。
• 網路層。比特幣網路所有技術在比特幣提出來之前很多年早就提出了，都非常成熟。為什麼要有P2P網路，而不是其他網路？因為P2P網路是對等網路，它符合區塊鏈裡面去中心化的理念，不怕其中任何一個節點當機癱瘓。
• 共識層。共識這套邏輯可能是中本聰創造的，就是一些很難的題目讓大家去解開，去爭取記賬權。
• 激勵層。有一套發行機制，和一套分配機制。 共識、網路、資料全部是技術層面的東西，激勵層是經濟模型層面的東西。如果只是下面三層，我覺得比特幣肯定玩不起來，因為沒有激勵，只是一個純技術的東西，它的社群不可能像現在這麼壯大。最根本的創新或最偉大的創新是在這上面有一層激勵層。通過代幣形式，形成對自我迴圈的機器模型，基於區塊鏈的技術。

  

  POW的演算法會消耗大量的算力，隨著挖礦節點越來越多，就會產生Block，這個賬本生成速度也會越來越慢，所以POW是造成現在比特幣網路效能越來越慢的罪魁禍首。其實區塊鏈效能最大的一個問題是共識的演算法。 如果說比特幣是區塊鏈1.0的話，以太坊就是區塊鏈2.0。它從根本上改變了比特幣只是一個電子現金的系統、只有一個代幣的狀況。到了以太坊，就不一樣了，擁有智慧合約，所寫的這個合約在任何區塊鏈網上都不會被篡改，這就是區塊鏈2.0，有了智慧合約，就可以做去中心化的應用。從技術角度來看，我認為智慧合約沒有特別大的創新，因為基於智慧合約下面一個虛擬機器EVM。 比特幣最大的創新是代幣機制和激勵機制，以太坊最大的創新是智慧合約，智慧合約是可程式設計的，讓數字貨幣可程式設計，比特幣真的就像中本聰一樣，是一個點對點的電子現金系統，其實就是支付系統，就是記賬。有了智慧合約以後，以太坊可程式設計，這個變化就厲害了，最根本的革新是把商業邏輯可以程式設計，可以把業務邏輯放到區塊鏈上，業務邏輯透明、不可篡改。有了智慧合約以後，它就是一個應用系統可以把各種各樣商業邏輯放上去。 2.0帶來特別大的變革，最核心的東西就是將商業邏輯上鍊或讓數字貨幣有可程式設計能力。我個人認為這就是所謂1.0和2.0之間核心的區別。 3.0是什麼？我也不知道。目前看來，有幾個方向可能會是3.0能夠做的方向：

1. 提升單條鏈的技術指標，其實不管是以太坊也好、比特幣也好，1.0、2.0效能都比較慢，這是它的核心問題，滿足不了現在真正使用化的需求。有一些隱私方面的東西，能夠保護，讓其他一些商用標準，比如用在金融系統裡，必須符合加密標準，要符合一些認證的東西，這些都是目前所有區塊鏈專案當中沒有一個能夠符合這個標準的。提高單鏈技術指標，可能是區塊鏈3.0的第一個方向。
2. 跨鏈。現在每個鏈都是獨立的孤島，有自己的專案、有自己的社群、有自己的代幣，所謂的鏈和鏈之間不大相同，每個鏈是獨立的王國。最後一定需要有一種機制能把這套鏈打通，不可能只是用一種數字代替，跨鏈會是區塊鏈3.0我個人看好的第二個方向。

關鍵技術點

共識效能

講到核心技術，目前大家吐槽最多的是區塊鏈效能很慢，轉移需要幾分鐘，要收取很高的礦工費用。這完全很難滿足現在的要求。我個人觀點是要提高效能核心是在共識上，目前看來共識有幾種：

1. POW，說白了就是拼算力，大概10分鐘左右，它有兩個個問題，第一比較慢；第二耗費算力，據說比特幣現在挖礦耗電量很大。以太坊現在還處於POS和POW兼有階段，POS是1%，POS是99%，POS是權益證明，誰擁有的幣更多誰更有可能挖到礦，基於擁有這麼多幣就不會破壞這個網路，這個模式改善對資源的消耗。原來POS，只要每個人有幣，都可以去挖礦，不是說幣少一定挖不到礦，也有可能挖到礦，只是挖到的概率會比較低一點。POS是網路中每個節點記所有的賬。DPOS是網路當中部分節點記所有的賬。類似於現實世界中的形態，DPOS就是議會制，所謂選出來超級節點也好或其他名字也好，就是議員，大家投票選議員，由議員來記賬。
2. 犧牲容錯性。POS、POW都是50%的容錯性，所以安全性很高。為了提高效能，拜佔廷演算法容錯率降到30%，現在超過1/3的節點就可以破壞這樣的帳號，犧牲一個技術指標裡提升另一個技術指標，所有技術在某種意義上都是權衡的東西，不太可能做到每一個都特別好。
3. 犧牲安全性。假設這個網路被篡改過。網路的通訊都是安全的。

從價值上來說也是兩條路：

1. 並行。原來迅速地算，算完了第一個算第二個，現在就像食堂打飯一樣，原來就一個視窗，只有一條隊伍可排，現在多開幾個視窗，比如開十個視窗，效能就高了。用犧牲計算效能去做一些其他的事情。但是並行有一個問題，並行特別難，很多演算法，尤其區塊鏈是時間序列的資料儲存方式，要讓它並行去做，當中會有很多矛盾，這條路並不好走。
2. 分片。通過分而治之的方法去優化，也是很經典的做法了。
3. 資料隱私

區塊鏈現在很難解決鏈上隱私的問題，鏈上的資料大家都能看得到。比方說有一個人給你轉了幣，你想看看這個人多有錢，只要到網上一查，就看得到有多少，包括他持有多少代幣，因為區塊鏈足夠安全，反正也偷不掉；但現實生活中有人通過銀行給你轉一筆賬，肯定不知道他有多少存款。可能在某些場景下並不一定是我們想做的事情，所以現在區塊鏈上所有的資料都是透明的，這個事情是不是符合實際需求，這很難說，至少在我們看到的很多企業級應用專案中，對資料隱私有比較大的訴求。 解決資料隱私問題，也是兩條路。一個是架構調整。只存證不儲存，把你希望別人看不到你的資料，但讓他相信你有這個資料，做成一個Hash，讓這個Hash存在於這個鏈上。因為Hash不可逆，它可以證明你有這樣一些資料。 另一個是黑科技。比如環簽名和零知識證明。所謂的零知識證明，就是我不必向你展示我有一個東西，但是可以告訴你我有。打個比方，我要證明我有這個房間的鑰匙，但我不必展示這邊鑰匙，只要告訴你這個房間裡一共有幾盞燈，其中哪幾盞是亮的，就可以證明了。

跨鏈

跨鏈，就是鏈和鏈之間是打通的。從技術角度來看，跨鏈有三種實現——側鏈、閃電網路和中繼。 跨鏈種類有兩種：第一種是價值跨鏈，就是代幣跨鏈。比如，以太坊上可以存比特幣，比特幣上可以存以太幣。第二種是服務跨鏈，比如某條鏈可以去調以太坊的智慧合約。

區塊鏈帶來研發過程的改變

1. 開源：區塊鏈所有的東西都是開源的，這樣就沒有技術壁壘。我要做一個分叉太簡單了，在早幾年，有很多染色幣，看看其中的程式碼，跟比特幣程式碼完全一樣，就是換了兩個引數，甚至我看到一個染色幣就把名字換了一下，再部署一下。所以開源會帶來第一個問題就是沒有任何技術壁壘，從好的角度來說，因為所有的東西都公開，所以技術迭代會非常新，有一些新的技術成果大家都隨時可以看到。從壞的角度來說，像空氣幣、泡沫幣會層出不窮，因為去複製一條鏈沒有任何成本。蘋果、微軟公司所有的東西都是閉源的，要做一個iPhone、Office軟體是很難的。所以開源帶來研發的改變，就是沒有任何技術壁壘。
2. 迭代：區塊鏈的迭代特別的快，這是因為開源，也是因為區塊鏈的商業模式，讓專案不的不快。無論技術，產品以及其他任何方面，都是透明公開的。所以只有不斷加速迭代，才能保持領先。
3. 社群：更多依賴社群的資源。比如拿測試來說，在傳統軟體開發中，原來釋出一個產品的話，產品做好以後，內部要做好幾輪測試，然後再推出來。區塊鏈完全不一樣，區塊鏈是不斷的釋出，不斷更新測試網路，社群通過測試網路去進行測試，並反饋結果，當然也會得到回報。好的專案，社群會爭先恐後的去做測試，我認為這樣的測試是最充分的測試，會比傳統形態要充分、靈活和有效的多。這就是依靠社群資源的一個例子。

我們遇到的坑

• 命名服務。區塊鏈上的地址，大家用任何一種代幣，你的錢包就是一個地址，這個東西不適合人類去閱讀，也沒辦法記，我現在也背不出我錢包的地址是多少，因為太長了。所以這對真正想將這個系統落地、想將它企業化來說是特別大的一個坑。
• 准入機制。原來企業內部系統，不管是CRM起來ERP，都需要CA認證，但是區塊鏈沒有這樣一個認證體系。
• 合約升級。因為每個智慧合約都不能像過去的軟體一樣被解除安裝後重新部署，原來寫了這樣一個業務邏輯，過兩個月不符合了，只能重新建一個智慧合約，這樣做太麻煩，合約裡的資料又該如何處理。

應用案例

**聯盟鏈優化資料交換平臺

假設這樣一個業務，資料交換平臺，通過平臺交換資料，大家都信任這個平臺。原來你把這個資料給平臺不放心，因為平臺可以做惡。現在有了區塊鏈，完全可以把什麼時候用了資料，用了哪些資料，全部記在賬本上，跑在合約裡，參與方都相信演算法和機器。還有一種更好的方法，引入和聯盟鏈中其他人沒有任何關係的第三方來記賬，這樣更加具有公信力。

關於萬雲

最後送給大家的幾句話

五年前跟現在區塊鏈一樣，大家都在討論雲端計算，當時很大的問題是雲端計算一直飄在雲上，什麼時候落地，五年後的今天雲端計算已經落地了。兩年前，大家都在討論大資料，我理解兩年前的大資料其實應該叫資料大，有大量的資料，但沒有挖掘資料的價值，2018年來看，大資料行業已經顯現出其價值。區塊鏈和雲端計算、大資料特別像，如今大家都在討論區塊鏈，特別熱特別火，但似乎落地的還不多，我相信一段時間以後區塊鏈一定真正的落地，幫助到各行各業。

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以上是《給開發者的區塊鏈技術指南 | JTalk 掘金線下活動第五期》 講師李晨的分享，如果你對掘金的 JTalk 線下活動感興趣，可以關注掘金活動頁面的 JTalk 活動報名。掘金 JTalk 目前已舉辦5期，每月一期的 JTalk 會邀請垂直行業的優秀工程師來分享優秀的實踐經驗，技巧方法。旨在為開發者提供線下技術交流互動機會，幫助開發者成長。

JTalk 預告

JTalk 第六期即將在杭州舉辦。

• 主題：從前端到“後端”
• 時間：5.20