高承實:區塊鏈在新基建中的作用和未來發展

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作者 中國計算機學會(ccf)區塊鏈專業委員會通訊委員、中國密碼學會會員、cecbc區塊鏈專委會特聘專家 高承實教授


4月20日,國家發改委創新和高技術發展司司長伍浩表示,初步研究認為,新型基礎設施包括資訊基礎設施、融合基礎設施和創新基礎設施。區塊鏈作為新技術基礎設施的組成部分,被歸類在資訊基礎設施類別。 

一、區塊鏈被納入新基建意味著區塊鏈應用1.0版正式開啟 

短期來看,新基建是中國政府為了應對此次疫情出臺的產業政策,但實際上這也是對一段時間以來中國經濟發展速度持續下行作出的必要回應。新基建將在未來5-10年間成為推動中國經濟持續快速並進入高質量發展的有力抓手。區塊鏈被納入新基建建設範疇,將在短期內給區塊鏈行業帶來大量的專案建設需求和資金投入,這有可能一改區塊鏈行業的低迷狀態。

我們認為,發改委將區塊鏈納入新基建範疇,意味著區塊鏈應用1.0版正式開啟。 

區塊鏈自誕生以來走過的路並不平坦。先是為各種虛擬加密貨幣所困擾,進而又被各種炒幣挖礦繫結,而區塊鏈系統本身具有的資料公開透明、資料不可篡改不可偽造、去中心化、系統集體維護、去信任、交易可追溯等特性卻很少得到應用,更不用說透過區塊鏈以上特點特徵降低甚至消除資訊不對稱,進而最佳化業務流程和改變生產關係了。 

去年中國中央政治局集體學習區塊鏈的1024講話,作為區塊鏈在中國發展的綱領性文獻,立意高,著眼長遠,具有極高的指導性,同時也起著正本清源,校正區塊鏈發展方向的重大意義。本次發改委將區塊鏈納入新基建建設內容,正是對1024講話精神的落實。 

發改委將區塊鏈與人工智慧、雲端計算並列,說明目前我們主要還是將區塊鏈作為一種技術手段和技術工具,區塊鏈在當前的新基建中起的作用也主要是區塊鏈本身所具有的這些技術特性。現階段也確實有非常多的業務場景急需透過技術手段實現區塊鏈以上這些屬性,以確保資料權屬和資料質量。 

我們將直接利用區塊鏈這些技術特性的應用,稱為區塊鏈應用的1.0版。 

隨著對區塊鏈認識的不斷深入,我們也認識到,區塊鏈最終要實現的,除了直接應用區塊鏈以上這些技術特性,更要透過區塊鏈最終實現最佳化業務流程、降低運營成本、提升協同效率,進而重構生產關係的目標,即伍浩司長定義的“融合基礎設施”的內容,也是我們所定義的區塊鏈應用的2.0版。 

因此,伍浩司長也指出,“伴隨著技術革命和產業變革,新型基礎設施的內涵、外延也不是一成不變的。”

二、區塊鏈相比網際網路帶來了哪些根本性的改變?

1. 區塊鏈的本質作用是什麼?

從技術角度來看,區塊鏈並不是新的技術,至少在比特幣系統中不包含任何新的技術。區塊鏈所用的所有底層技術,包括非對稱密碼、雜湊函式、p2p對等網、安全多方計算,都是早已經成熟的技術,只是因為這些技術按照特定的結構被組合在一起而被賦予了新的功能。在這些底層技術的獨特組合基礎上,區塊鏈在全網範圍內的所有節點間實現了賬本的一致性冗餘分佈儲存。相比其他系統,區塊鏈系統具有資料公開透明、鏈上資料不可篡改不可偽造、系統去中心化執行、集體維護、去第三方信任、交易可追溯等一系列特點。 

從系統效能來看,區塊鏈是一種非常低效也非常浪費的系統。那麼這種系統有什麼作用呢? 

在我們看來,區塊鏈的本質在於,首先在於區塊鏈透過資料的全網一致性分發和冗餘儲存,實現了資料的公開透明和不可篡改。其次,在實現資料公開透明和不可篡改不可偽造的基礎上,區塊鏈在系統層面降低了資訊不對稱,進而可以基於新的資訊獲取能力實現業務流程的最佳化和重構。區塊鏈在資訊系統去中心化的同時,透過構建業務系統的去中心化和業務流程的去中介化,實現總體效率的提升和利益的重新分配。

2. 什麼是區塊鏈區別於網際網路的根本要素所在?

區塊鏈誕生於網際網路基礎之上,但區塊鏈系統具有與網際網路明顯不同的特性。在區塊鏈區別於網際網路的諸多特性中,我們認為,區塊鏈的鏈上資料全網可驗證,是區塊鏈系統與網際網路最根本的區別所在。

網際網路環境下的資訊系統可以實現資料的公開透明,也可以實現資料的可驗證,但這種公開透明或可驗證,是中心機構決定的資料是否公開,以及是否允許驗證。即使由權威第三方決定該資料是否必須公開或資料是否可驗證,大多數時候也是權威第三方自己對資料進行驗證後再告知驗證結果,而不是由所有人來決定資料是否可公開,以及能否由全網節點對資料的真實性進行驗證。因此,在網際網路情況下,即使資料公開,或經第三方進行了資料真偽驗證,但這些資料是不是真的,是不是沒有被篡改的,或是否完整,也是不得而知的,從而在資料的可信任程度方面大打折扣。 

而區塊鏈系統則實現了鏈上資料在全網範圍內的無條件的公開透明。即使為了匹配更多業務場景,讓更多隱私資料上鍊,但區塊鏈系統在最低程度上要求實現資料的全網可驗證。如果鏈上資料既不公開透明也不可驗證,那麼這些資料是否真的不可篡改不可偽造也就無從檢驗了。既然連資料真偽都無從驗證,那麼後面所有的區塊鏈的去信任和交易可追溯等特性也無從建立了。 

區塊鏈的鏈上資料可驗證,是區塊鏈區別於網際網路的根本性因素,這也是由區塊鏈的其他元素結構性地決定和支撐的。 

區塊鏈系統去中心化執行和系統集體維護為資料可驗證提供了物理支撐,區塊鏈的鏈上資料公開透明是區塊鏈鏈上資料可驗證的特例,區塊鏈鏈上資料不可篡改不可偽造是鏈上資料可驗證的前提,而交易可追溯和去第三方信任是資料可驗證的衍生功能。 

比特幣系統或大多數區塊鏈系統實現的鏈上資料全公開透明當然是資料可驗證的最理想模式,但這無疑會將很多資料排除在區塊鏈系統之外,也會限制很多業務場景在區塊鏈系統上的執行。因此,從與更多業務場景匹配,讓區塊鏈在更多場景下發揮更大價值的角度,綜合目前技術的發展進步情況,安全多方計算、零知識證明等技術已經可以允許隱私資料上鍊,在確保資料隱私的前提下,實現資料的真實可驗證。 

三、區塊鏈帶來了哪些獨有的社會價值?

區塊鏈由此帶來了兩個層面的價值。第一個層面就是鏈上資料的公開透明和不可篡改不可偽造。區塊鏈這一特性不僅會降低整個系統的資訊不對稱性,而且還會極大提升系統整體的信任水平,增加治理透明度,營造可信環境,進而推動治理水平的提高。區塊鏈這一個層面的價值,既可以由許可鏈在許可範圍內實現,也可以由非許可鏈在整個社會範圍內實現。

區塊鏈帶來的第二個層面的價值,在於透過資料在全網範圍內所有節點間的一致性冗餘分佈儲存,降低甚至消除資訊不對稱,由此可以在資料對等基礎上實現業務流程的最佳化和重構,實現業務系統的去中心化和業務流程的去中介化,在總體上提高生產效率。並且由於最佳化後的業務系統去掉了不必要的中心環節和中介環節,進而可以將原來中心環節和中介環節佔有的利潤進行重新分配。區塊鏈第二個層面的價值,主要由許可鏈在被許可的範圍內實現。

四、區塊鏈在被納入新基建以後將有哪些新的發展?

在當前區塊鏈應用1.0版本開啟之後,區塊鏈將會有哪些新的發展呢? 

區塊鏈被納入新基建建設內容以後,在需求、政策和資金等多種要素投入的驅動下,將獲得難得的歷史機遇,得到極大的發展。發展重點應該至少包括以下幾個方面。 

一是區塊鏈技術體系自身的完善。區塊鏈在與產業場景結合的過程中以及區塊鏈自身技術發展迭代過程中,也遇到了一些技術層面的問題。比如交易處理效率問題、隱私資料保護問題、資源消耗問題、不同區塊鏈系統的資料互連互通問題。這些問題,有些是區塊鏈自身技術層面的問題,有些則是區塊鏈如何與業務場景匹配的問題。這些問題都有待區塊鏈在新基建的建設背景下取得技術層面的突破,使自身的技術體系得到進一步豐富、發展和完善。

二是區塊鏈應用落地場景的進一步豐富。區塊鏈作為新基建的一個重要組成部分,就不應該再是面向某一個行業或某幾個行業,而要具有相當的普適性。目前區塊鏈已經在一些產業、行業、場景中得到落地應用,比如區塊鏈發票、司法存證、跨境貿易等。去年中央政治局集體學習區塊鏈之後**的講話,已經指出了區塊鏈要發揮作用的廣泛的應用空間。在被納入新基建以後,隨著自身技術體系的完善,區塊鏈將在更多場景、行業和產業當中得到更廣泛的應用。

三是區塊鏈與其他技術的發展融合將得到進一步深化。與5g、雲端計算、人工智慧不一樣的地方在於,區塊鏈本身不是單一的技術,而是一個有著特定結構的技術體系。因此,在與更多業務場景匹配的過程中,區塊鏈也必然要與其他技術融合,實現更加豐富的功能組合,這也是區塊鏈與其他幾種技術不同的地方所在。在區塊鏈融合其他技術形成新的技術功能組合以後,區塊鏈將獲得更加廣闊的應用空間。

四是區塊鏈的標準化工作將得到快速推進。區塊鏈成為新基礎設施的一個組成部分,必然要求區塊鏈自身技術體系的標準化和規範化,否則難以形成統一的基礎設施,也難以向上層應用提供穩定可預期、可推廣複製的規模化的服務。

在以上四個方面的改變發生並作用發揮得以深化以後,區塊鏈將真正奠定其資訊基礎設施的地位,同時向融合基礎設施方向演進。那個時候,就將是區塊鏈應用的2.0版大幕開啟之時了。

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