CBC100 | 刘峰：数字经济下的区块链技术与应用研究

本期我们邀请到刘峰博士，为大家分享《数字经济下的区块链技术与应用研究》。

刘峰，上海对外经贸大学区块链技术与应用研究中心主任，华东师范大学博士，上海对外经贸大学特邀研究员、人工智能与变革管理研究院区块链技术与应用研究中心主任，中国计算机学会高级会员，中国自动化学会区块链专业委员会委员，清华X-lab区块链创新教育计划合作委员会专家委员。主要研究兴趣在区块链、深度学习、认知科学等学科交叉领域。担任多个国内核心学术期刊、国际会议、SCI/EI等国际特约编辑及审稿人。

围绕《数字经济下的区块链技术与应用研究》这一主题，我主要从三个方面来分享。

一、区块链的定义及历史渊源

什么是区块链？如果从技术上来说的话，它更像一个通过一条链式实现算法自治且能够实现信息追溯及不可篡改的许可/开放式的公共账本。如果从金融的角度来说，他可能是一个能够去发行自己的交易媒介或介质的机器，并且可以创造一定的交易原则。

区块链技术和人工智能技术、大数据技术等的区别是什么？

对于大数据而言，它是新一代的生产资料；对于人工智能而言，他是生产力的工具，促进生产效率。而对于区块链本身来说，他更偏向于生产关系的重构。

区块链的特点是什么？

1、去中心/去中介化。通过上面区块链上产生的数据及密码学和数学的算法进行建立信任关系，而不需要中心化机构来构建。

2、算法自治。因为区块链通过密码学和数学算法，建立起代码及法律的智能合约执行系统，通过这种技术手段实现，减少人为干预。

3、开放/许可与透明。交易主体身份信息被加密之外，其他的信息都是开放的，任何一个参与者都可以通过公开或者许可审查后的端口进行查询全网相关记录。

4、追溯及不可篡改。链式数据库可以在任意一个已发生的节点追溯信息到创世（初始）节点，且共识后的节点信息除非链被完全摧毁否则无法篡改已产生的数据。

通过国内外两百份的相关的研究论文成果和报告进行检索和分析，我们发现，区块链技术主要还是四个大的方面来理解，并且主要涵盖了六层，应用层、合约层，激励层、共识层、网络层和数据层。

1、在可编程与智能合约这方面，大家一直听到可编程货币，政府可编程等有关的内容，都是通过应用层、合约层基本来去进行实现，所以智能合约在里面扮演着重要角色。

2、在传播机制、P2P与验证机制这块，偏底层的网络层的创新，国内的研究的学者并不多，都是国外的同行在研究。国内研究偏向在博弈机制，共识算法资源等层面上。

整个来看，我们整体的国内还是偏应用研究多一点，然后国外的话还是偏底层用的多一点。从应用的具体的表面上来看的话，国内的一些研究人员和技术人员，除了一小部分在金融的一些创新，更多的是在社会治理管理有新的一些概念和一些工具。国外的同行其实更多的还是关注在金融本身去做应用研究。这是国内外一个非常明显的区别。

二、区块链的技术创新

2017年，大家逐渐通过这三个共识协议（p o w、pos、dpos）才开始尝试去理解区块链，如果你对pow进行很深刻的了解后，你会发现为什么比特币到现在依然是最具备可靠性，时间运行最长，没有出过任何错误的代币。

p o w ，它的优点就在于他是非常耗费资源的，他通过大量资源达到准确性的目的。通过复制大量的哈希来赚取挖矿的权益时，实际上大家都在变相的维护这个链，如果黑客想篡改数据，同时把篡改其他的节点，相当于一个人对抗全世界。

pos 和dpos 的不同在哪？他们不是竞争性的，而更多的是合作关系，就像公司的各个股东一样，是利益共同体。

raft 、paxos、拜占庭三个协议支撑了第二代区块链技术，现在没有人宣称比特币的第三代技术来了，那第三代到底是哪里？从定义上来说，一定要经历一个类似于从实验室的产品到试验性的社会产品，到最后商业性的产品落地的过程，这样我们才会认识并认可区块链技术的更迭。从科研角度来讲，现在谈第三代技术还是有点遥远，毕竟现在没有人特别明确第三代真正到底要干什么。

第一代区块链技术是比特币，第二代是以太坊，那第三代是什么？我认为所谓的第三代技术可能还是从共识协议出发。第三代技术一定是能够去对应商业性，全球化，并且是非常低的open excess 的设施，大家会非常方便使用它，为它付费，维护他、它，最后它还需要得到全世界的认可。

当然还有一些其他的协议,一些好的DeFi是通过算法实现稳定币，但是有的明显存在问题。有的基于信任的，基于时间差异而提出，但实际上没有太多创新。目前来看，我们研究院还是希望在共识协议上来强化我们在商业上的加密安全。

从科研人员的角度，我认为底层技术如果单纯想把加密，把算法做复杂的话，是没有太多用处的，毕竟更多的技术是需要从商业场景应用的角度出发，所以我们的研究很多都是考虑商业场景应用的基础上去做技术创新。

研究成果分享

1、一种基于Pedersen承诺与Schnorr签名的区块链安全多方计算协议

这个协议主要是把加密这部分做的更好，同时在效率上进行了改进，因为效率问题是制约区块链发展的重要因素。跟传统协议相比，提升了百分之八十三点五的效率。

2、椭圆曲线签名算法

椭圆曲线签名算法是最基础的数据签名。对于这个，我们提出了一种适用于区块链的两方去签名的算法。

基于哈希的没系统的区块链两方算法研究，主要有三点：

1）对签名信息、密钥信息、签名对信息上链存储，通过合约对公开的数据信息进行监测认证，主要是为了防止签名双方链下篡改数据作恶。

2）哈希证明系统的中间件添加身份验证机制，保证签名者的签名身份具有一定的可信性。

3）对算法定义、安全模型定义等设计内部签名实现的内容进行内部封装，只提供需权限认证的机构

3、区块链舆情存证方案

三、协同创新与前瞻应用

应用创新的初衷应该是以人为本，以生产要素来重构，并且适用于泛知识时代。

好的应用应该是服务于人的，是能够看到底层的生产力和关系的，同时，能去适应未来以消费为重点，以个性化知识消费为共识，以分散式的消费和研究为大方向的趋势。

如何做好数据迭代，主要基于三个层面来说：面向场景，面向效率，面向治理。

1）面向场景：通过利用大数据，做追踪识别、图像验证、图像识别，最终做推荐、最优化。

2）面向效率：用AI智能算法、深度学习等各种各样的技术来去服务于场景。

3）面向治理：用区块链技术来实现防伪，溯源，存证，为通证、联盟服务。

从场景、到治理、到效率，同时在过程中去做策略优化，真正做到数据的迭代，提升生产率，把生产资料充分利用起来，重构优化好生产关系。

双链双中台应用架构模式

中小型企业和机构一般是有IP应用架构的，IP应用架构里面已经设计了大中台、小中台或者是双中台。

区块链应用-中台架构

核心设计层面来说，从链上到链下需要设计新的协议，做一些技术创新，来提升效率，解决瓶颈问题。

区块链协同创新融合应用——分散式算力交易 

分散式算力交易到底是什么呢？是交易token 还是交易算力？交易算力token式一个比较新的概念，但是这种概念可能是存在法律问题的。现在很多算力，尤其是服务机房里面的大机器，其实没有被充分利用。而这些算力被用来挖矿合理吗？我们要考虑它的利润，环保问题，符不符合法律法规的问题。

算力交易是非常具有潜力的板块，未来，可能会由国家去协调把控。

区块链应用-区域整合

区块链应用-异构平台协同

区块链技术发展未来的会有哪些方向呢？

第一，线上过渡到线上和线下相结合。

第二，线上还要往跨链上面去发展，弥补自己的性能的不足。

未来，各种链都会有自己对应的产品，会有相关协同机制进行串联，实现整体协同。区块链技术将会朝着多领域交互、个性化商用，分散式的交易，以及跨链等方向发展，而这些都是未来技术研究的重点。