SACC 2018：區塊鏈的世界沒有權威!

2018年10月19日，第十屆中國系統架構師大會(SACC2018)圓滿落幕。作為國內最負盛名的架構師盛會之一，SACC 2018關注大資料、儲存、AI應用、區塊鏈等多個技術領域，旨在促進全球技術交流，推動國內技術升級。

本屆大會匯聚了眾多國內一線專家，他們帶來的技術分享著實令人受益匪淺。在19日下午的區塊鏈應用落地實踐專場，以太坊技術社群資深軟體工程師兼架構師楊鎮、初鏈基金會理事兼研究負責人張翰、北美區塊鏈協會(NABA)聯合創始人譚磊、INT首席架構師項若飛作了主題演講。

以太坊黃皮書極簡概要

關於以太坊黃皮書(以太坊技術手冊)，楊鎮分別從作者Dr. Gavin Wood、以太坊黃皮書的原始章節等方面做出了極簡的解讀，並詳細介紹了以太坊協議的基礎原理和資料設計以及以太坊協議的主要實現細節。

▲以太坊技術社群資深軟體工程師、架構師楊鎮

Gas 是在以太坊協議中衡量(智慧合約在 EVM 中執行的)計算量的基礎單位。除了 STOP、RETURN、REVERT 指令以外，其他所有 EVM 指令都是要消耗 Gas 的，且有確定的計算方式。

以太坊虛擬機器(EVM)是用來處理以太坊協議中所有的合約建立和執行的核心部分，也就是以太坊協議中處理交易的“執行模型(Execution Model)”。在以太坊中，除了兩個“簡單賬戶”(即沒有關聯程式碼和儲存狀態的賬戶)之間的轉賬交易以外，所有其他交易都是由 EVM 來執行(處理)的。

楊鎮表示，“以太坊是一個由交易所驅動的狀態機，以區塊為單位來記錄“世界狀態”的變動;可以簡單地理解為“區塊鏈 + EVM”。以太坊的基礎資料結構包含賬戶狀態、交易、收據和區塊，以及全域性的狀態樹、儲存樹和區塊級的交易樹、收據樹。區塊鏈的世界沒有權威!英雄莫問出處，你也可以成為‘專家’!”

Generality hardness: 根本上抵抗ASIC的挖礦原理

PoW演算法最初是由Cynthia Dwork與Moni Naor於1993年提出來的。當時主要的應用場景是反ddos攻擊和反email spam。1999年，Jacobsson發明了partial hash inversion演算法，中本聰在比特幣中也選用的是這個方案。

中本聰用PoW 解決的問題，如何在節點之間互無信任的基礎上實現去中心化記賬。記賬權如何在參與節點中分配?例如，用均值隨機數分配會遭到女巫攻擊。每次爭奪記賬權需要消耗算力資源 – Sha256d。

▲初鏈基金會理事、研究負責人張翰

區塊鏈行業所處的歷史階段包含：

• 第一代公鏈，比特幣、萊特幣、達世幣等，主要存在沒有實體經濟的問題;

• 第二代公鏈，以太坊以太坊—去中心化應用，效能低—無法落地，不可能三角：安全、效能、去中心化不可兼顧;

• 第三代公鏈，混合共識，解決不可能三角問題，PBFT + PoW：Permissioned— Permissionless，需要對兩者進行創新性修改。

如何改演算法之抽象原理?張翰表示，“令G為一個群，對每個群元素 g，令 rho_V(G)為G在向量空間 V上的表示。在普通挖礦演算法中，將 blockheade, nonce等資訊經過 padding 等運算之後，會形成一個向量 v(nonce);”

“透過窮舉不同的nonce 值，來尋找 hash(v(nonce)) 小於難度係數的結果;我們將 hash(v(nonce)) 改為 hash(rho(g)*v(nonce));只要 G 足夠複雜(Truehash 用的是置換群 S_2048，該群有 2048! 個元素)，這個演算法集合就不可能全部寫死在計算單元內;由於演算法會隨機切換，馮諾依曼瓶頸將不可避免。”

區塊鏈2.0：區塊鏈技術落地實踐

區塊鏈技術作為分散式資料儲存、點對點傳輸、共識機制、加密演算法等計算機技術的新型應用模式，基本已經獲得全世界的公認,很多領域在區塊鏈的應用上已經開始了探索和實踐，且不同領域的人選擇了不同的路徑對產業進行區塊鏈化的探索實踐。

▲北美區塊鏈協會(NABA)聯合創始人譚磊

譚磊表示，“大資料、人工智慧、區塊鏈等技術核心都是資料。區塊鏈是一個複雜的概念，IoT是它最好的朋友。傳統金融體系在區塊鏈下的改變是巨大的，譬如智慧合約與汽車、車聯網。”

版權、虛擬資產的機遇;醫療資料與檔案;租賃體系的中介;都值得我們去關注。大資料與區塊鏈的結合，包含兩點，一是大資料的區塊鏈化，另一個是區塊鏈的大資料化。

區塊鏈、DAG、Hashgraph, 怎麼選?

由於以比特幣為代表的區塊鏈技術，在頂層設計階段就沒有徹底解決共識問題，只是將問題作了一個轉換，利用經濟方法解決分散式系統的共識問題。因此，現階段的區塊鏈很難升級。

一旦區塊鏈被部署，並進入生產模式，在功能上進行新增、修改和刪除，難度極大，成本很高，比如，現在，區塊鏈修改都會造成區塊鏈系統的軟分叉或者硬分叉，構成了時間、精力和經濟上的浪費。

▲INT首席架構師項若飛

由此可見，區塊鏈的創新必須突破主流的架構，在頂層設計和數學方法上有所突破。DAG(有向無環圖)和Hashgraph是基於圖論(拓撲學)而非數論的數學基礎出發，對主流區塊鏈技術作的突破性探索。這些探索，是否能成為主流區塊鏈架構的替代者，仍需要大量的時間和應用案例去檢驗。

在區塊鏈技術的發展進入冷靜期裡，項若飛表示，我們需要從深層次去反思：區塊鏈技術到底被用來解決什麼問題?主流架構裡還存在哪些核心的問題需要反覆研究和修正?現階段的區塊鏈技術如何與業務結合，並不斷演進?