最值得关注的区块链技术突破方向

编者： 作者：史兴国，中国第一代互联网技术专家，曾参与创建中科院软件所互联网实验室并任总工，并主持“中国的操作系统”红旗Linux操作系统的技术研发工作，于2016年创立超块链公司，并入选苏州工业园区领军人才计划。 张向宁，中国第一代互联网企业家，1995年创立万网（www.net.cn），2009年被当时香港上市的阿里巴巴集团所收购，成为“阿里云”的前身。现任青怡投资创始合伙人，是第十届、第十一届全国青联委员，中国互联网协会理事，北京师范大学校友企业家联谊会副会长，华中科技大学（原华中理工大学）北京校友会副会长。 现阶段，业内对区块链的态度两极分化十分明显，一派认为区块链将以摧枯拉朽之势颠覆现有产业，另一派则冷眼指出区块链项目在产业落地方面尚无任何有说服力的表现。相持不下的关键，是一方急于说服另一方，而现实的发展节奏离拨云见日其实仍还很远。 作为现阶段区块链技术的成功应用代表，比特币和以太坊都谦虚（务实）地把自己定位为试验性项目，你能从白皮书中体会到这些项目对改变世界信心十足，但显然他们并不认为那是现在。而我们看到的产业布道者们明显激进得多，他们甚至已经有成功案例对外兜售。圈内有一位评论人曾评价：“很多人拿出的区块链方案，其实只是为了挽救自己融资失败的上一个BP（商业计划）而已。”此说法虽显尖刻，但反映出部分现实的问题。 事实上，确实有很多人急切希望看到区块链立竿见影的效果，然而，区块链技术并不是那种孤立的、可以直接嵌入现有业务并立即收获效果大幅提升或性能明显改进的技术。甚至于，区块链技术反而有很大可能会拖慢现有系统的效率——去中心化技术在多数情况下是不具备效率优势的。 但是那些仍没有意识到区块链技术颠覆性的人，确实应该换个角度再仔细思考一下了。其实，区块链是价值容器和载体，是互联网上全新的价值工具。在此之前，人类从来没有任何手段将一定的价值编码在一串数字中，并且可以与陌生人之间仅通过网络而不借助特定第三方来完成价值汇兑。 早期的一些研究指出了区块链的账本特征和数据库特征，但是很快被误读为区块链就是公共账本或分布式数据库。这犯了一个常见的错误，把正向描述简单地反过来，通常是不成立的。鸭子会游泳，但会游泳的不都是鸭子。公共账本和分布式数据库都不足以描述区块链技术。无需陷入枯燥的技术讨论就可以证明这一点，除了区块链技术本身，没有任何账本或分布式数据库技术可以实现比特币这样的应用——一个自治的、数字化价值铸造与交换平台。 互联网发展的初期曾有一个信息匮乏的阶段，在www以前，互联网基本上还只是一个通讯网，主要的应用是email、ftp、telnet之类的信息传递和收发。http协议和www服务器支撑起互联网信息的表达和传播，使互联网第一次在全球范围内成为信息平台。信息的匮乏凸现了门户网站地位，使其成为当时重要的信息汇集地，浏览器成为人们接触这个信息网络的主要手段。这非常类似于数字货币今天的样子。比特币成为数字化价值表达和传播的手段，交易所成为数字化价值的汇集地，各类数字钱包成为人们接入价值互联网的重要手段。 后来的故事我们就很清楚了，www远远不是互联网的全部，那是互联网的第一次腾飞，也是第一次泡沫泛起。同样的，数字货币和Token远远不是价值互联的全部，区块链也许将迎来泡沫，但远方的价值互联时代已经在向我们招手。 今天的区块链面临同样的问题。区块链技术让数字化价值的表达和传播得以实现，但整个互联网上仍处于数字化价值匮乏阶段。各种数字货币和Token成为数字化价值的汇集地，但形态仍极为单一。我们不妨做一个大胆的预测，随着这一轮由数字货币掀起的数字化价值启蒙的完成，更多的基于价值互联的应用场景将被挖掘和尝试。随之泛起的泡沫将会把行业抛向顶峰，同时把淘汰的形态推向谷底。有大量的试错会在谷底阶段消亡，但一个更广泛的价值互联基础将会慢慢形成，并初具规模，随之会诞生出很多我们今天完全未能预料到的业态及行业角色。那时候将没有人再讨论是否去中心化和在哪个行业落地问题，一个全新的人类价值运转体系初具雏形，一个完全不同于我们传统认知的数字化价值世界等着我们去驰骋。 在长期的发展进程上，最大的影响因素则是区块链技术自身的完善。正如我们之前讨论过的，区块链技术来自于数字货币的无心插柳，其自身并没有明确和独立的技术目标。区块链技术在价值表达与传递方面的出色表现让人们看到了价值互联的曙光。如果想让区块链技术撑起远超过数字货币预设的未来，区块链必须突破数字货币的设计局限，这样才能在性能和通用性上真正达到支撑骨干网运行的水平。我们归纳了以下几个最需要获得突破的区块链技术方向： （1）链结构技术 当前区块链的链结构起源于比特币的设计，这个链结构非常经典和简洁，基本能够满足一个试验性项目的要求，在稳定运转了多年以后，也缺少改进的动机。后来出现的数字货币项目，在链以外的技术上做了很多激进的改进，比如以太坊的智能合约为链上资产增加了可编程能力。而事实上这些数字货币并没有对区块链底层技术作出革新，他们对链底层的修改仅限于参数级的调整，如改变了出块时间、调整了块容量等。事实上在数字货币系统里，链结构与共识算法和账本数据耦合过于紧密，也一定程度上限制了链技术的改进空间。甚至很多资深技术人员也说不清，哪些结构和算法是可以解耦的，哪些是严格依赖的。他们在精心设计一个完美的数字货币，而非承载未来的区块链。 最能引起跨越式进步的，是链结构的革新。随着类如CryptoKitties阻塞事件的逐渐频繁，业内终于开始意识到问题：现有的链结构已经成为性能提升的硬瓶颈，区块链如果想谈未来，这是一个必须要解决的问题。但改进链结构是技术门槛非常高的事情，链结构的变化势必要求与之相适应的共识算法。同时提出链结构和与之相配的共识算法，对研发团队的技术水平是极高的挑战。 当链结构改进完成，它所带来的改变不仅是性能上的提升，脱离数字货币的设计局限后，链上所承载的数据将不仅仅是数字货币和Token，我们知道今天的大数据技术主要是非结构化数据处理技术，一旦当区块链可以高效接纳和处理非结构化数据，一个真正属于未来互联网的区块链技术才真正诞生。一个智能合约的出现就已经为我们带来了无比精彩的Token世界，那么链结构更新以后的区块链会带来多少惊喜，提升多大的潜力和空间呢？ （2）共识技术 共识算法是区块链技术的信用基础，在技术实现上，其面临着分布式计算中经典问题的极致挑战。比特币所使用的PoW共识算法在解决数据一致性和抗攻击的问题上堪称完美，但也由于耗费过多的算力（能源）而饱受诟病。事实上，计算难度的障碍是最天然公正的信用背书，同时也是密码学的基本原理。这是为什么在自治系统里很难找到其他优于PoW算法的原因。为了解决算力消耗问题，各类基于PoS或BFT的算法相继提出，但这类算法同时也给系统带来了很大局限性，甚至是系统的降级和退化。 由于共识算法对区块链是如此重要，以至于共识算法技术的任何进展都一定会剧烈改变未来发展进程。未来的共识算法必须向高性能、高适应性和扩展性发展。事实上，通过多年的跟踪和研究，我们发现PoW的算力梦魇并非来自于其运算难度本身，而是由于比特币强化了它的对抗性，使得算力消耗变成了一场军备竞赛。这并非是不可改变的。包括我们在内，国际上也有很多在共识算法方面的新探索，新算法各有优劣，但任何共识算法上的突破，对区块链技术的进步都将会是决定性的。 （3）链间交互技术 目前的区块链是一个完全闭环系统，链上与链外是完全孤立的两个世界。以太坊用智能合约技术为链外数据影响链上数据提供了一定的可能，但仍然十分初级。而未来的区块链要支持起码的链间双向交互能力、事务级的互操作能力，可现有的区块链技术完全不具备，而且在基础架构上也缺乏实现这类扩展的可能。现在跨链交易的研究非常活跃，主要目标是解决数字货币的跨链兑换，这样的改进仍旧不具备充分的革命性，当然，这类研究的进展也会正面促进链间交互技术的发展。真正的突破，将会发生在区块链基础架构上的改进之后。 （4）DApp等高级应用特性 区块链技术脱胎于数字货币，随着链上技术的发展，链上栈式指令升级为脚本指令后，智能合约由此产生，进一步催生了Token的发行和应用、DAO的尝试、ICO热潮、交易所的生态价值，很多业务角色和行业形态是技术缔造者自己也始料未及的。DApp是众多高级应用中的一种，虽然目前还处于非常早期的尝试阶段，但使链上数据不再只是一条记录，而是作为程序的输入重新实现功能上的组合，从而变成社交工具、票券市场、游戏、交易平台等多种多样的应用形式。也许以后我们除了刷朋友圈，还会开始刷价值圈？ 人们很难在三十年前的某天探讨互联网技术的落地表现，今天对于区块链亦是如此。区块链真正爆发的条件仍在形成中，不过从区块链当前的技术现状出发，我们也归纳了三个在短期内最容易获得突破的产业方向： （1）版权和互联网内容领域 这几乎是当前互联网化最充分的一个产业，区块链技术目前很大的缺憾是不能保证线下数据的可信性，而互联网内容产业是一个充分线上化了的领域，恰好避开了区块链当前的技术不足。 （2）闭环业态内的金融应用 区块链的数字货币血统，是其在金融领域试水的最佳注脚。虽然区块链在金融领域的布局如火如荼，但千万不能忽视了这个行业的保守和区块链技术当前的局限性。目前区块链技术的闭环特性是个很大的局限，在对付金融领域内不同角色的各种业务流时，挑战是非常大的。不过，在特定闭环业务领域，比如供应链内部的金融业务，是区块链在下一次重大技术变革之前最先有可能发挥作用的领域。 （3）那些需要自组织的对等协作领域 这不是一个具体的行业，凡是参与方的地位较为对等，自治场景比较强的业务，都可以归为此类。在过去，这类业务场景由于缺少恰当的经济协作工具，或是难以壮大，或是处于半公益状态发展，借助社区模式的运作来维持，例如百科（Wikipedia）或者知乎。区块链为这类协作提供了非常有力的工具，同时这个领域对区块链技术不完善的容忍程度较高。 我们看到产业先行者们急于讲一个令人信服的故事，然而区块链的技术特点，注定了这项技术的发展节奏需要等待条件的成熟。短期内的机会，也可能和未来的制高点有所差别。区块链关键技术的成熟过程，将决定全行业的发展节奏和方向。我们希望，通过这一系列的分析和阐述，给喧嚣中的行业带来一个不同的视角，以一个从容的姿态，和更准确的方式，去迎接这次人类文明的新飞跃。 本篇说明：本篇由史兴国主笔写成，张向宁修改。

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