一文入門區塊鏈!高校“年輕人”和你一起劃重點

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萬向區塊鏈蜂巢學院線上公開課直播間第五期,邀請了來自清華大學(BTCU高校區塊鏈技術社羣創始人盧地)和浙江大學(浙大區塊鏈俱樂部主席黃諍傑)的兩位學霸,來探討他們眼中的區塊鏈,以及年輕人如要進入區塊鏈行業,該做哪些準備等話題。

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以下為正文,讓我們來看看年輕人的新想法:

請兩位先向大家介紹一下自己,以及你們為什麼會對區塊鏈感興趣?

黃諍傑:大家好,我是浙江大學的黃諍傑,現在是浙大區塊鏈俱樂部主席,我的本科專業是關於安全的,現在主要研究領域是區塊鏈。我本科時就接觸了比特幣原始碼,深入瞭解後發現其中涉及到了非常多的技術。

首先,區塊鏈作為去中心化平臺,在底層設計、高層架構等方面涉及到了非常多的安全技術,區塊鏈本身也是較貼近安全、計算機底層的系統。所以,我那時候開始就對區塊鏈產生了興趣。因為自己是程式設計師,對技術比較敏感,覺得區塊鏈技術非常具有推動性,因此對區塊鏈進行了更加深入的研究。

盧地:大家好,我是盧地,BTCU高校區塊鏈技術社羣的創始人,曾任清華大學區塊鏈協會副會長。當時我在清華區塊鏈協會認識了很多其他高校區塊鏈協會的小夥伴,大家就一起成立了BTCU社羣,方便交流區塊鏈相關的技術、話題等。去年我剛從清華畢業,現在已經完全加入到區塊鏈行業中了。

我2017年暑假時去矽谷一家風投公司實習,在這個過程中知道了區塊鏈,發現矽谷很多風投都在看區塊鏈專案,非常火熱。回國後和清華區塊鏈協會另一個創始人一起組建了清華區塊鏈協會,也是中國高校第一個區塊鏈協會。

不像黃諍傑有專業技術背景,我其實畢業於清華建築學院。為什麼會從建築行業轉到區塊鏈行業呢?我個人覺得相比於傳統行業來說,區塊鏈行業充滿了新奇與未知,在這裡我可以發揮出更多的創造性,以及有更多可以探索的東西。在區塊鏈行業進行奮鬥,對我而言是一件很有意思的事。

兩位分別來自清華大學和浙江大學,區塊鏈在這兩所大學中也是走在國內高校前沿。你們覺得目前大學生能做的和區塊鏈技術有關的課題研究都有哪些?

黃諍傑:我先從兩方面來介紹一下:第一,非專業的技術;第二,專業的技術。

首先,區塊鏈並不是只有計算機專業的人才能研究,因為它可以被應用到各個領域。區塊鏈更像一門替代性的技術。

金融領域可以應用到證券交易、證券發行,也可以作為供應鏈金融體系底層平臺,支援預付款融資、保險業務、支付、實時轉賬、跨境匯款等。也可以應用到物流溯源中,保證商品處於質量監管中。同時也可以運用在很多“新經濟”中,比如共享經濟,共享經濟的底層很適合用區塊鏈進行支撐。能源產業、智慧電網都開始嘗試將區塊鏈作為底層技術。在司法、醫療、教育、能源、溯源等領域都有交叉性的東西可以利用。

上面提到的是區塊鏈和產業的融合,計算機專業的學生也可以研究區塊鏈底層技術相關的課題。

例如密碼學採用ECDSA作為底層的密碼體系,可以考慮是否可以改進新的密碼學應用到現有的區塊鏈平臺中,提升平臺安全性。區塊鏈節點確認是緩慢的過程,很難提高網路有效性,那麼是否可以在網路層面進行改動,保證更快的區塊鏈通訊。當然,具體的方向還要看學生的興趣。

盧地:剛剛黃諍傑總結的非常全面,我補充一下,和大學生契合度比較高的還有一些學術型的研究。不僅僅是計算機類專業知識可以在區塊鏈領域做學術性研究,還有金融類。區塊鏈出現後有很多金融領域的創新,擴大了學術研究範圍,比如去中心化金融,包括去年很火的DCEP和Libra。Libra是Facebook的電子貨幣,DCEP是中國人民銀行有意發行的數字貨幣。這兩種數字貨幣怎麼設計?央行數字貨幣發行以後和現有的貨幣體系怎麼融合?有很多值得研究的地方。

學習管理專業的學生可以好好思考一下去中心化治理。有了區塊鏈之後,大家可以在區塊鏈上投票來決策很多事情,也可以利用區塊鏈難以篡改的特性寫好一些執行在程式碼上的規則,這樣的規則能對人類組織方式有怎樣的革新?比如說寫好了一套難以篡改的程式碼規則後,所有人對這套程式碼規則都明晰,如果觸犯了某條件一定會自動執行某結果。這是原來的治理機制所無法擁有的。

再舉個例子,有些公司頒佈章程後,很多員工不會去仔細研究,出了問題也有可以談判的空間。但如果用區塊鏈、程式碼來執行的話,這樣的事情就會少很多,有一句話說的很好:“程式碼是乾燥的法律,法律是潮溼的程式碼。”

還有現在非常火熱的去中心自治組織(DAO)、鏈上治理,現在的鏈上治理還很初級,大家覺得就是在鏈上投票而已,但這麼簡單的功能現在就已經產生了很好的結果。之前的大規模人類集體投票只能由政府組織,這是極為耗成本的,現在可以在區塊鏈上自動執行。

除了這兩類還有社會學、博弈學等,都是學術性特別強的課題。

兩位認為區塊鏈前沿技術有哪些?

黃諍傑:我覺得目前很多區塊鏈技術研究都可以歸為四類,分別是隱私、共識、分片、儲存。

隱私

比較知名的解決方案是零知識證明,這個技術本質上就像兩個富翁互相猜測誰的錢更多,但是又不想對方知道自己到底有多少錢。如果要實現這樣的過程就需要用到零知識證明。為什麼要用到零知識證明?因為區塊鏈平臺的資訊都是公開的,但又不可能把所有資訊都以明文形式存在鏈上,用零知識證明可以更好地實現隱私保護。

目前零知識證明已經有了比較成熟的演算法,最常見的是Zk-snark、Bulletproofs。不同演算法有不同的優勢,有的會在驗證上更快些,有的會在加密上更安全、抗量子攻擊。在區塊鏈平臺中用不同的演算法也會給平臺帶來不同的效益。

共識

什麼是共識?比如工作量證明(PoW)就是共識。但是PoW會產生巨大的電力開支,有人開始思考如何做出既環保又可保證安全性的共識演算法?於是漸漸有了PoS、DPoS等一系列演算法。PoS用的是權益證明代替傳統的挖礦收益證明,共識演算法的底層就是密碼學設計、邏輯設計。如果大家想多瞭解這方面的資訊,可以看一些密碼學文章,美密會、歐密會每年都會有很多共識層面的設計。分散式領域的文章也有很多設計思想可以被借鑑用在區塊鏈領域中。

分片

分片本質上是擴大鏈的承載能力,比如比特幣一個塊裡只能承載1mb的資料。資料量特別小,很難承載大量的交易,直接影響了鏈的TPS效能,TPS效能差的話很難用在高密集的場合。

現在大家都在思考如何對鏈進行擴容,讓鏈承載更多的容量。一般有兩種改進方式:一種在鏈上(Layer1)做,一種在鏈下(Layer2)做。

改進區塊鏈本身鏈上的結構提高資料承載能力,就是Layer1。而Layer2是在鏈下做,用技術在鏈上儲存一部分資訊,鏈下再搭建一部分資訊做擴容。鏈下擴容也涉及一些技術,比如狀態通道、側鏈,就是在鏈下(鏈以外)開設的另外一條通道,與鏈進行互動,從而提升了鏈的容量。

儲存

區塊鏈平臺本身不能儲存大量資訊,如果一個影片有幾G甚至是幾T,鏈就承載不了了。如何讓這樣的大檔案實現鏈上儲存呢?現在有很多技術可以實現,比如IPFS就是去中心化的儲存平臺,使用者可以儲存檔案到平臺上,也可以實現中心化的限制。也有人在IPFS上加了一層激勵,讓大家更加有動力儲存檔案,從而提高平臺儲存能力。

綜上,我覺得隱私、共識、分片、儲存是目前區塊鏈領域技術上研究比較熱門的方向。

盧地:剛剛黃諍傑介紹的隱私、共識、分片、儲存,都是非常硬核的技術方向,我再幫大家多補充一些非技術性的方向。比如我之前提到的兩個關鍵點:DeFi,去中心化金融;DAO,去中心化自治組織。

去中心化金融

現在大家做線上交易需要透過銀行或者支付寶這樣的第三方中介。比特幣出現後實現了點對點線上交易,其實就是線上交易實現了從中心化到去中心化。去中心化金融在比特幣區塊鏈的基礎上最佳化了,在沒有任何一個交易對手方時也可以直接進行交易。比如,我想賣掉某種貨物的時候,可以賣給去中心化的協議,透過協議作為買賣承接方,用自己的協議合理地算出貨物的市場價格。

還有一種是借貸。傳統金融做借貸,最保險的方式是從銀行借款,同時銀行也需要你有抵押品。在這種模式下,你相信銀行,銀行因為抵押品也相信你,所以借貸成功發生了。但也發生過很多不保險的借貸,如之前的P2P借貸,中間雖然有P2P平臺承擔信用擔保角色,但還是出了很多爆雷事件。

有了區塊鏈DeFi以後,我們不需要第三方中介。在這個場景中:不需要第三方中介,不需要負擔成本,可以起到降低成本的作用;同時更加可信,因為它是一串執行在區塊鏈裡的程式碼,具有難以篡改和自動執行的特性。如果把貨物抵押在智慧合約裡,任何人都動不了它,除非你還錢,到了約定時限你沒還錢的話,抵押物就自動歸借出方,借出方可以是人也可以是協議。

去中心化自治組織

去中心化自治組織DAO在區塊鏈出現之前也有很多存在於理論中的嘗試,有了區塊鏈以後終於能夠落地實現了。但目前,大部分專案還處在社會性實驗的試水階段,還需要時間來檢驗最終發展成果。

在技術之外,兩位認為區塊鏈能帶來什麼社會價值嗎?

盧地:剛剛我說到了DeFi(去中心化金融)在去中心化交易和去中心化借貸兩個方向上能夠產生的價值:增加信任度、減少中間環節。

在我看來,區塊鏈為社會能夠帶來的價值也主要是這兩方面。

區塊鏈作為網際網路技術的一部分,對網際網路的補充就是實現了之前用網際網路不能達到的線上化的部分。網際網路已經把生活中的很多部分線上化了,所帶來的便利大家都能感受到,但還有很多部分難以線上化,比如房產交易,我們不能在網上進行過戶,一定要去房管局進行過戶處理。再比如說借貸,我們嘗試把借貸搬到線上,但是確實還存在問題,沒有比較放心靠譜的線上借貸平臺。借貸、房產過戶等場景涉及到很大的價值交換,它需要較高的信任成本,用區塊鏈更加合適。

使用區塊鏈可以做到可信的線上化,並且減少在現實生活中必須需要的第三方中介,並且讓各種場景、相關應用感受到線下到線上的便捷轉變,線下很多都是很緩慢的,但是線上非常快。這是我認為區塊鏈給社會帶來的價值。

黃諍傑:我從聯盟鏈的角度講一下區塊鏈給社會帶來的價值。聯盟鏈首先是部分去中心化的概念,某種程度上聯盟鏈屬於聯盟內部成員所有,所以比較容易達成共識。聯盟鏈的節點數量非常有限,企業用聯盟鏈做業務系統會比較好做。

同時,聯盟鏈可控性較強。公鏈是一旦形成就不可篡改,而且公鏈有海量節點,而聯盟鏈中只要大部分達成共識就可以將區塊鏈資料進行更改。聯盟鏈本身比公鏈能更快達成共識,也是由於節點不多,交易速度自然就快了,這也是聯盟鏈在企業中用得多的原因。

另外,聯盟鏈的資料只限於聯盟鏈機構,只有聯盟鏈使用者才有權進行訪問,這比較貼合企業場景,企業肯定希望資料是聯盟鏈內部系統才能訪問的。

聯盟鏈也有侷限性,聯盟鏈無法與傳統技術融合,比較容易形成壁壘,聯盟鏈會降低本身的流通效率。

聯盟鏈的生態容易受到公有鏈生態衝擊,比不上公有鏈快速迭代開發的過程。

聯盟鏈場景中用得最多的是在溯源和供應鏈領域。溯源本身是資訊的傳遞,區塊鏈也是資訊傳遞。如果一個資料變成區塊,根據演算法生成內容,最終形成鏈,和商業模式非常契合。供應鏈目前用得比較多的還是醫療、食品、國際貿易中的商品溯源等,比如醫療機構完成授權建立一套聯盟,用聯盟鏈構建內部資料流轉過程,對過程進行加密上鍊。同時可以保證不可篡改、資料完整、安全隱私方面的需求,就能解決醫療系統中現有不良事件的發生概率(比如回扣)。

食品流通本身是非常流程化的,本質上是資訊生產——資訊加工——資訊流通的過程。區塊鏈資訊也是按照這樣的時間順序排列的,這兩者契合度很高。

聯盟鏈還可用在其他領域,例如像資產拍賣、銀行、集團公司、上下游產業等。

你們怎麼看待2020年區塊鏈面臨的挑戰以及未來的發展趨勢?

盧地:先說2020年區塊鏈面臨的挑戰,我結合今年的現象來具體聊聊。很多之前我們非常看好的公有鏈專案會在今年密集上線,它們在技術上各有千秋,有的隱私做得比較好,有的應用分片技術,有的在共識機制上做了創新等。

今年這麼多區塊鏈專案要上線,在技術上看都非常不錯,但是面臨的挑戰是上線後怎麼創造價值?這也是區塊鏈一直以來都面臨的挑戰。區塊鏈行業一直在做這樣的嘗試,之前我特別看好去中心化應用(DApp),但現在還沒有使用者基礎。DeFi近兩年比較火熱,但也有一些DeFi專案逐漸暴露了不少問題,比如抗性不夠好。雖然我特別關注DeFi發展,但是深究使用者數量時會發現真正使用的使用者數和它受到的關注度很不匹配。所以,區塊鏈面臨的問題是現在的應用性不是特別好,導致使用者真正使用區塊鏈的時候會覺得體驗不好。目前連線的資源還不夠多,所以產生的價值不夠大。

要讓區塊鏈“出圈”,讓更多人“進圈”,擴大大家對區塊鏈的認識。一方面區塊鏈要把效能做好;另一方面要找到價值點,做出更好的應用。

還有一個挑戰,怎樣讓更多人正確地認識到區塊鏈。今天的主題是“傾聽高校的聲音”,高校層面已經做出了很大的嘗試和改變,很多高校陸續開設區塊鏈課程。但現在區塊鏈高校課程沒有統一規範的大綱,很多老師在介紹區塊鏈的時候會比較側重他所擅長的方面。整體向好,但仍需要做出很多規範性的動作、努力、嘗試,這樣的話能夠讓更多的學生更加系統地認識到區塊鏈,激發他們的興趣,讓他們發現在這個領域存在很多機會。

這也是浙大區塊鏈俱樂部和我們的高校區塊鏈技術社羣在做的事情。希望可以讓更多的同學能夠接觸到很好的教育和普及,認識區塊鏈。

大學生是非常好的接受區塊鏈的群體,大家有學識背景、科研基礎,認識新鮮事物時能夠更容易站在技術角度、底層角度、正確角度去理解。再透過大學生影響到更多的人,讓區塊鏈更好地出圈。

這是我覺得現在區塊鏈面臨的挑戰和未來可能的發展趨勢。

黃諍傑:整個行業目前在做三方面的事:提高效能;加強安全;讓區塊鏈性質更加平等、組織化。

在提高效能方面,如何透過分片、多鏈提高網路的可擴充套件性。共識演算法也是比較大的改進,用新的PoS、DPoS改變已有的PoW。也有很多簽名演算法替代原有的ECDSA,提高簽名安全性和速度。

在加強安全方面,平臺要考慮安全效能,安全效能涉及到隱私保護的維度。可以透過現有技術的改進提高隱私保護,比如說同態加密、零知識證明、模糊資訊上鍊。

平等、組織化。這是從管理者的角度來理解區塊鏈應該如何組織、如何平等化。區塊鏈本身就是去中心化的,是更加平等的平臺,不可能去破壞最根本的特性,要在這上面實施監管需要考慮如何在原有的區塊鏈平臺上監管。監管時需要考慮使用者身份管理、許可權管理等維度,還要保證使用者資產怎樣被安全儲存,是用私鑰託管還是多重簽名。同樣也要保證運營機安全、閘道器安全、業務核心機制組織安全等。

這就是我對2020年區塊鏈可能面臨的挑戰和未來發展趨勢的理解。

今天我們直播的主題是“聆聽來自高校的聲音”,兩位對大學生學習區塊鏈有什麼建議嗎?

盧地:因為我在學校是學建築的,我的建議可能對非技術專業背景的同學更適用。

我學習區塊鏈是從比較易懂的概念入手的,比如不可篡改、去中心化。但是後來我發現片面的理解很難把區塊鏈正確運用到想研究的場景中,比如研究區塊鏈和房地產有什麼結合點,如果僅僅停留在對區塊鏈概念性淺顯的認識上,很難得到深層次的東西。

所以,學習區塊鏈時一定要進行系統性的學習,要了解區塊鏈的底層執行機理。研究清楚執行機理後再來理解怎麼實現難以篡改的特性,實現去中心化的特性,實現隱私保護的特性,就能輕易地知道,區塊鏈到底適不適用與這個場景。

我見過特別多的人因為片面的理解對區塊鏈有很多誤解。2018年是區塊鏈最火的時候,那個時候誕生了非常多“區塊鏈+”創意想法,最後大多被證明不可行。所以首先要樹立正確且系統的認識,再就感興趣的點進行深入研究。

有很多人說我不懂技術怎麼辦?我完全不懂程式碼,但也可以看懂比特幣是怎麼執行的,推薦大家看一些相關書籍,我比較推薦的是《區塊鏈:技術驅動金融》,這也是我的入門書。

黃諍傑:我從技術角度給學生一些建議。如果大家學計算機專業的話會接觸基礎課程,如資料結構、計算機網路、系統設計等。如果要了解區塊鏈系統,那需要對系統的每一方面進行詳細的瞭解。當你熟悉計算機網路才能理解比特幣的節點是怎麼發現另外一個節點的,也能更好地瞭解分散式系統。如果你還是本科生的話,建議你在本科期間把計算機的基礎課學好,這樣才能更快地吸收後面關於區塊鏈本身的技術點。

這些學完以後,可以開始看區塊鏈的基礎書籍,比如盧地剛剛提到那本。市面上也有很多偏技術方面的書籍可以幫助你加深對區塊鏈技術的理解。

也建議大家瞭解核心的早期專案:比特幣和以太坊,比特幣是最早的區塊鏈平臺,以太坊加入了智慧合約。以太坊專案、比特幣專案的官方白皮書詳細介紹了系統設計流程中是怎麼考慮以及如何設計的,同時也可以把開發者工具、原始碼下載下來,在這個基礎上深入學習。以太坊加入智慧合約後怎麼實現?當你瞭解比特幣基礎後再看以太坊就能理解裡面的設計,從而才能做更深層次的研究,比如分片、跨鏈、密碼學底層等。

如果大家想練手,可以開發比較簡單的應用,比如開發用以太坊作為後端的拍賣系統、交易系統。這一套搭建完後,你會對區塊鏈底層有更加深入且專業的瞭解。

區塊鏈系統特別龐大,需要很多基礎知識。基礎知識不單單在區塊鏈,在其他各個領域中都可以用到。這是我對技術專業的大學生給出的建議。

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