穿越鏈圈牛市，四位大咖把脈2019年區塊鏈技術方向|破•立2018

互鏈脈搏按：此為互鏈脈搏跨年專題【破·立2018】“共識”篇第一篇，承接“破”篇，介紹過去一年區塊鏈行業湧現的底層技術、共識演算法，以及應用技術等情況。專題共有12篇深度內容、30位行業大咖寄語、四大行業排行榜。瞭解2018年區塊鏈行業發展邏輯，掌握2019年區塊發展趨勢，閱此專題觀止。

從全民狂歡，到幣圈大佬和投機者黯然離場，2018年的區塊鏈行業經歷了過山車式的發展。

公鏈百舸爭流，共識演算法層出不窮，在這場喧囂的背後，很多區塊鏈關鍵技術也取得了長足的進步。而如今，隨著熱潮退卻，行業漸冷，2019年區塊鏈技術又將走向何方？

互鏈脈搏邀請到了美國新澤西理工學院教授唐強、迅雷鏈總工程師來鑫、工信部賽迪公有鏈技術評估負責人蒲松濤以及工信部區塊鏈技術與資料安全重點實驗室專家羅蕾四位實力派大咖進行了圓桌對話，共話2019年區塊鏈技術發展方向，供業界同仁參考。

美國新澤西理工學院教授唐強

迅雷鏈總工程師來鑫

工信部賽迪公有鏈技術評估負責人蒲松濤

工信部區塊鏈技術與資料安全重點實驗室專家羅蕾

以下為圓桌對話：

互鏈脈搏：2018年區塊鏈行業有哪些新技術讓您印象深刻？

來鑫：在共識演算法方面，2018年有DAG（有向無環圖）、Algorand、Hashgraph等演算法的提出引起業內熱議，尤其是Algorand讓我印象最深刻，因為看到介紹的時候，發現跟迅雷鏈當時基於共享計算節點的DPoA+PBFT演算法的思想非常相近，未來共識演算法的技術發展也會是類似這樣，讓安全和效能得到平衡的同時更進一步。

架構方面，以太坊的分片及迅雷鏈同構多鏈這種提升擴充套件性技術的提出是一大亮點，同時側鏈、多鏈等鏈間互動技術也得到了一定的發展。

治理方面，EOS無疑是最大的標杆，如何在記賬集中化的同時保證鏈的公信力，EOS給業內提供了學習和參考的範例。

此外，當我們回顧2018年的時候還有很多會映入腦海，比如2018年很多大廠相繼推出BaaS（Blockchain as a Service，區塊鏈即服務）平臺、Fabric的升級和應用等等。

唐強：讓我印象深刻的新技術包括以Ouroboros family，Thunder，Algorand等為代表的可證明安全的，綠色的共識機制逐漸取代POW為主的第一代共識機制，慢慢成為主流平臺的底層協議。以分片技術（sharding）和鏈下（offchain）的第二層優化的提高吞吐量的多種解決方案，但當前這些解決方案都非常有侷限性，有很多迫切需要解決的不足之處。

底層新型密碼學工具比如可驗證的延遲函式（verifiable delay function）也是一個很有意思也很有想象力的工具。

蒲松濤：我主要關注公有鏈方面，可以說今年很多宣傳的新技術也都沒有完全實現，至少沒有看到有什麼特別的新技術被大家用起來，自然也沒法看到使用的效果。但是，可以看到，大家都在做努力的嘗試，主要的關注方向包括如何提高TPS，如何確保更稿的安全性，如何提高隱私保護等等。這些方面都會有一些技術創新成果，但要說哪一個讓我印象深刻我還沒法確定，我認為現在仍然處在探索階段，很多新技術還沒有特別成熟的方案，比如像分片這些新的技術還沒有真正落地，還有很多工作要做。

從大的方向來講，今年技術上沒有啥太大突破，但從另一個角度來講，今年EOS超級節點備受詬病之後，基本上被大家所認可，包括現在一些新的公鏈如果要追求更高的TPS、更好的易用性的話，通過競選的方式來形成超級節點，就是DPOS採用的這種方式，今年可以說是更加成熟的。像公信鏈、Cybermiles、本體這些全都是走這條路線，基本上大家都就認可了超級節點這種方式。

羅蕾：我比較關注的還是在資料安全和隱私保護，這方面越來越受到大家的關注，而且技術在不停地在推動，進步也比較快。比如國內萬向投資的矩陣元，他們在安全多方計算（MPC）方面做了一些探索，也取得了一些成果。

互鏈脈搏：通過2018年區塊鏈技術的發展，據您觀察，其發展趨勢是怎樣的？（底層技術、共識演算法、應用技術都可以講）

來鑫：接下來，我認為區塊鏈技術的發展趨勢主要包括公鏈的效能提升、共識演算法改進、側鏈及跨鏈通訊、隱私保護、標準化與規範化等四個方向。

1） 效能提升將仍然是部分公鏈專案的主旋律，例如以太坊的分片方案和新的Casper共識機制等，目前都處在初步開發階段，離釋出還有很長的路要走。

2） 共識演算法方面，我發現有向無環圖(DAG)和雜湊圖(HashGraph)這些新型的區塊鏈資料結構已經引起了研究人員和開發者的關注。未來，共識演算法的研究趨勢可能將側重於新型區塊鏈結構下的共識演算法、可擴充套件性高的共識演算法、適用於低效能裝置或智慧硬體的共識演算法、更關注公平性和效率的共識演算法等幾個方面。

3) 隱私保護技術在很多場景下都是非常重要的需求，但由於區塊鏈去中心化的特性，所有鏈上資料都是公開的，任何人都能看到你賬號的所有交易記錄或其它資料，這會讓很多使用者特別是企業使用者望而卻步，或只能自己投入研發成本建立私有區塊鏈系統。因此對隱私保護技術的研究和開發也是一個重要的發展趨勢。

4) 區塊鏈技術的標準化與規範化有利於開發者在技術選型、協議和介面方案方面節省開發成本，有利於使用者及時享有新技術突破帶來的效率優勢。目前國內外相關標準化組織都在積極探討區塊鏈技術的標準與規範，我們的國家標準應該不久就會發布，這可能也意味著對區塊鏈合規化運營的要求會有所加強，法律法規的建設和監管會隨之而來。

唐強：很高興你們對區塊鏈的劃分和我個人的劃分標準是一樣，（上層分散式應用，核心層共識，底層密碼學的building blocks），而且我們在這每一層都工作。

對於發展趨勢，我覺得共識機制會繼續取得長足的進展，不同場景下的scalability都會有更好的解決辦法。基於其他物理資源的共識機制也會持續出現，同時更加適用於不同環境下的共識機制，比如適用於輕量級客戶端的協議，該協議同時還可以適用於跨鏈通訊。

在應用層面，如何克服在當前共識機制還有不少缺陷的前提下滿足上層應用需求，比如更加更精細定義的，隱私保護的分散式應用，比如提供更好的匿名性保護同時又可控的的應用。同時，產業人員和技術人員的深度溝通，會挖掘出不同場景下更有意義的一些應用。

而在底層技術層面，因為上層應用需求，更多的新型密碼學工具會被提出和構造出來，已有的密碼學工具比如zk-SNARK也可能會取得更大範圍應用的可能性。

還有一個很重要但是一直被忽略的方面，如何安全的部署一個blockchain。今年國際密碼學年會（CRYPTO’18）上我們的一個研究結果表明，如果礦機中實現的雜湊函式簡單的修改了原本應該實現的雜湊函式的非常少數的點，能夠使得晶片廠商完全的控制鏈的增長。如何考慮blockchain協議從設計，到實現，每一個環節的分散式信任能得到最大可能的保證，是一個很重要但是也蠻困難的問題。

蒲松濤：我們做公鏈技術評估，還是更關注共識演算法。共識演算法是最底層的東西，現在各種噱頭也特別多，各種新的共識也都出來了。我始終的觀點是共識簡單是最有效的，一定不要搞得太複雜，實際上有些共識演算法很簡單，像POW非常簡單，但它現在都特別有效。千萬不要為了共識而共識，不是說你的共識演算法好，你的公鏈就更好了，當然將來如果有可能演變成那種自適應的共識演算法，可以動態調整，那就肯定很厲害了，可能是一個大的方向。

從當前的共識演算法來講，我還是看好POW和DPOS，DPOS可能是現在大家比較能接受的一套共識體系，可能其它的不用DPOS共識演算法，但是思路基本上還是一樣的，然後它在中間可能會增加一些隨機元素，使得安全性更高，但其實大部分思路還是一樣的，就是大家共同參與整個的治理，而實際做工作的都是少數的超級節點，基本上都是這種思路，這可能也會影響未來整個區塊鏈的創新方向。

羅蕾：我覺得未來技術發展還是要結合具體的應用場景，像所有達成共識的東西，其實人們想象的比較美好，但是推動起來一步到位還是比較困難的，所以無論是密碼學還是公鏈的共識演算法，都應該要跟應用深度融合。

在共識演算法方面，因為公鏈的形態比較多，那麼未來共識演算法也要不斷演進，形成大家比較認可的演算法。我們比較認同多人投票這種機制，能夠得到社群或社群的檢驗，然後不斷演進升級。

互鏈脈搏：您覺得，目前制約區塊鏈發展的技術瓶頸有哪些？

來鑫：從總體來看，目前的技術瓶頸包括擴充套件性差、隱私保護、 交易費用高、缺少成熟的企業級架構特性等幾個方面。

目前只有迅雷鏈等幾個專案解決了擴充套件性問題，對於其它專案，擴充套件性問題仍然是影響其發展的一個重要問題，例如以太坊的分片方案還在開發中，離釋出還有很長的路要走。而隱私問題會讓區塊鏈的應用場景受到很多限制。

此外，高交易手續費是比特幣和以太坊等公鏈專案越來嚴重的問題，這會降低使用者執行交易或呼叫合約的意願。

最後，只有一個區塊鏈系統無法支撐起一個成熟的企業級的應用，它還缺少很多必要的要素和部件，例如海量資料儲存、資料分析和監控服務、鏈上與鏈下資料的互動協議、鏈與鏈之間的互操作性等等，都是需要繼續完善的地方。

唐強：對於應用來說最大的瓶頸還是可擴充套件性，不管是吞吐量，支撐階段規模，還是對智慧合約的各種限制，就像20年前的網際網路網速太慢導致也只能有簡單的應用一樣。

蒲松濤：區塊鏈技術瓶頸其實有很多，其中難度最大是跨鏈，因為它涉及不同的鏈、不同的格式、不同的協議，如何把這些協議統一起來，這個難度是最大的。

羅蕾：我覺得主要還是三個方面：第一個是資料安全，因為在區塊鏈網路中需要通過資料來核實資產，那如何解決多方協同的安全問題；第二個是資訊網路安全的問題，這方面在技術上現在有很多傳統辦法可以解決的；第三，還是一個機制的建立，這方面需要結合具體應用來解決。

互鏈脈搏：您預計2019年哪些區塊鏈技術難題可以獲得解決？

來鑫：首先我覺得效能問題會得到進一步解決；隱私問題也會有更多的解決方案和嘗試；與實體經濟結合的過程中，企業級的架構也會逐漸完善。

但要說一年之內能徹底解決其中任何一個問題都是不現實的，因為每個區塊鏈專案的進展不同、側重點和應用場景也各不相同。

如果是拿迅雷鏈來說的話，我們可以說效能問題已經被解決了；交易手續費對其它公鏈來說是技術問題，對迅雷鏈來說只是運營問題，因為我們可以給使用者返還手續費，後續還會推出低手續費的智慧合約方案。

唐強：正如上面所說，我覺得2019年共識機制會繼續進步，尤其是不同場景下的可擴充套件性和健壯性會有更好的解決方案，比如在聯盟鏈場景下，和支援輕量級客戶端的協議。

在底層技術上，我相信現有的密碼學工具如zk-SNARK可能會取得更大範圍的應用，同時新型的密碼學工具會被構建出來，比如為了支撐分散式儲存的一些新型可支援驗證的密碼學工具。

蒲松濤：目前我們能看到的大家在突破的幾個重點技術難題，包括如何在保證去中心化和安全性的同時，更好地提高TPS和效能，還有分片技術、隱私保護、提高安全性，以及跨鏈等，這幾個方向今年業界都在做探索。至於明年能不能取得成績還不好判斷，但可以肯定，我們能夠看到一些比較成功的案例，或者至少一兩個細分方向會有成果。至於區塊鏈大的方面的技術突破，我覺得可能性不大。

當然還有一個領域我覺得有非常長足的發展潛力，但是好像現在做的不多，就是做開發語言的視覺化，類似於簡單的圖形化語言，我覺得非常有意義。因為這個能讓開發者開發應用更簡單，讓普通使用者也能夠看得懂智慧合約，這個應該是很重要的方向。

羅蕾：我覺得明年在隔離計算和資料安全上可能會有一些解決方案出現，因為這個是屬於資料共享的一種區塊鏈的應用場景。相對而言，它不太涉及到幣的問題，這可能是比較容易突破的方向，並且隔離計算和資料安全方面存在的問題也是當前比較急迫的，亟待解決的問題。

互鏈脈搏：國內外在區塊鏈技術在發展上有哪些差異？2019年這些差異會有哪些變化？

來鑫：就說下跟美國的比較吧。國內比較側重於將已有理論成果用於專案落地，更多的專案是基於以太坊、EOS等專案的程式碼，再做一些小修改。在基礎理論的原創性研究上，或原創專案的開發上，跟美國還有很大差距。

未來的一年這個情況估計也不會有太大的變化。但從更長遠來看，當經過了技術成熟度曲線的“期望過高期”，進入幻想破滅“底谷期”，再重新穩步發展的階段，這個過程會淘汰掉大部分沒有技術基礎的專案，留下認真做專案的團隊，並吸引更多的研究人員加入這個領域，相信到時候這個差異就會慢慢縮小。

唐強：國外學術界和工業界深度互動，最火的幾個區塊鏈初創專案（比如Cardano，Thunder, Algorand等）都來自於學術界成果轉化所做的創業公司，工業界也能意識到可證明安全的設計的重要性。單純的ad hoc的design，handwaving的分析，在密碼學和安全研究和實際中已經有大量的例項證明是很危險的一件事。

同時因為區塊鏈技術是一個還不成熟的新技術，需要研究，而不可能僅僅依靠開發。但是它又是一個可能很快能落地的技術（不像某些技術其實還會在實驗室裡很久），因此國外工業界在基礎研究的投入也是很明確的事，而且有很多的例子，（比如IOHK-愛丁堡大學的區塊鏈實驗室）。

國內在這一方面似乎還不是很明確，包括幾個頂級公司，很多還是傳統KPI模式，或者過度強調落地應用。不利於發揮一項新技術的巨大革新潛力。這個風氣隨著國際化程度的加深，希望慢慢能更趨於合理。

我們和京東集團聯合成立的區塊鏈實驗室也是在探索學術界和工業界深度合作，希望結合網際網路公司的快速推進和學術界清晰理解問題本質的各自優點，在推進區塊鏈技術發展本身的同時，也能找到在技術落地過程中的各種挑戰的良方。

蒲松濤：我覺得差別非常明顯，我們做公鏈相關評估研究，很明顯地感覺到國外更注重原創。很多創新性的、原創性的技術，包括像閃電網路等新技術，幾乎都是國外的人先提出來的，這方面我覺得是國外開發者崇尚技術的這一特性所導致的，所以他們特別注重原創，特別注重一個專案的程式碼質量的持續提高，這個是值得我們去學習的地方。

但國內不一樣，國內更加註重應用，喜歡把好的技術拿過來，然後根據實際的應用情況進行改造和組合，然後形成一條用起來更好的鏈。

比如我們評估的公信鏈，它用的實際上和位元股、STEEM、EOS一樣，都是用的石墨烯底層架構，石墨烯是一套開源元件，大家都能用。在這個基礎上，公信鏈做了一些改進，然後專注本地市場，你看他們做公信寶和布洛克城，使用者量很大，但應用生態還是在國內，這個實際上是非常典型的國人做區塊鏈的做法。就是拿成熟的技術，根據本地實際應用的情況來進行改造，不是完全的原創，但是特別注重實效，取得的實際效果也很好。

所以從創新的角度來講，我覺得非常明顯的差別就是國外特別注重原創，國內注重應用型的創新。這實際上是不同地區人的創新模式的特點，你不能說誰對誰錯。我的觀點是，發展下來國內肯定是優勢的，因為區塊鏈最終還得靠應用，在應用這個層面做更多的功夫肯定是佔優勢的。  

羅蕾：整體來看，國內外在技術發展上的差異並不是特別大，因為在整個行業發展方面我們跟國際上還是保持同步的。但是國內更加註重應用側，而國外更加註重底層技術的突破，所以跟國外相比，國內在底層技術突破方面還是有一些差距。

另外，在技術突破上，國內也有一些技術在國際上是領先的，比如安全多方計算（MPC）就是國內率先提出來的，並且行業裡面已經逐步開始落地。

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