中科院院士鄭志明：下一代區(qū)塊鏈技術(shù)的核心是三元平衡尋優(yōu)問題

在上一波區(qū)塊鏈熱潮中，幣圈的狂熱把這門前沿技術(shù)推上風(fēng)口浪尖。

中國科學(xué)院院士梅宏表示，為了弄清區(qū)塊鏈的基礎(chǔ)、問題和技術(shù)難點(diǎn)，并給出清晰準(zhǔn)確的表述，中國科學(xué)院學(xué)部在一年多前設(shè)置了“區(qū)塊鏈”的會議主題，并設(shè)立了跨學(xué)部論壇。然而會議時(shí)間一推再推，卻意外迎來新一波區(qū)塊鏈的討論熱潮。

12月7-8日，“區(qū)塊鏈技術(shù)與應(yīng)用”科學(xué)與技術(shù)前沿論壇在深圳召開。本次大會集齊五位中國科學(xué)院院士，以及多位專家學(xué)者、金融機(jī)構(gòu)技術(shù)負(fù)責(zé)人，就區(qū)塊鏈的技術(shù)理論、發(fā)展現(xiàn)狀和金融領(lǐng)域的落地應(yīng)用等多個(gè)方面展開主題演講。

其中，中國科學(xué)院院士、軟件開發(fā)環(huán)境國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任鄭志明以“區(qū)塊鏈技術(shù)與發(fā)展”為題進(jìn)行了7日當(dāng)天閉幕報(bào)告的演講。鄭志明在報(bào)告中指出，目前區(qū)塊鏈的困境在于“三元悖論”，即可擴(kuò)展性、分布式和安全性三者不可兼得，最多得其二；下一代區(qū)塊鏈技術(shù)的核心是三元平衡尋優(yōu)問題。另外，共識成本和監(jiān)管安全也成為了阻礙區(qū)塊鏈有效發(fā)展的兩大難點(diǎn)。

以下為鄭志明院士現(xiàn)場報(bào)告節(jié)選，雷鋒網(wǎng)AI金融評論做了不改變原意的刪減如下。

一、區(qū)塊鏈的基本目標(biāo)

大家都談?wù)搮^(qū)塊鏈，到底這個(gè)技術(shù)的最基本目標(biāo)是什么？

我們知道人類發(fā)展史上，千百年以來，信任這件事情是人類社會發(fā)展最基礎(chǔ)的，也可以講是人和人之間的信任。我們通過血緣關(guān)系來建立信任關(guān)系，包括社會來建立一些信任關(guān)系。信任是一種機(jī)制，這種信任機(jī)制其實(shí)是花了很大的成本來建立。而區(qū)塊鏈技術(shù)，我覺得從信息技術(shù)來講，它是一個(gè)從框架上來講相對成熟的、能夠從技術(shù)上來保證信任的一種機(jī)制。

為什么前些年不講區(qū)塊鏈？實(shí)際上這和信息技術(shù)的發(fā)展是密切相關(guān)的。我們知道從信息技術(shù)發(fā)展經(jīng)過這么幾個(gè)階段：第一個(gè)階段是有了互聯(lián)網(wǎng)，互聯(lián)網(wǎng)的基本解決目標(biāo)是信息的互聯(lián)；發(fā)展成了移動互聯(lián)網(wǎng)以后，解決的問題是人人互聯(lián)，比如現(xiàn)在我們有手機(jī)，人人可以端到端移動的互聯(lián)；現(xiàn)在想5G的目的，想在2020年把物聯(lián)網(wǎng)建立起來，物聯(lián)網(wǎng)建立起來以后就是萬物互聯(lián)，這個(gè)應(yīng)該是數(shù)字經(jīng)濟(jì)的1.0階段。

這種信息互聯(lián)、人也聯(lián)起來，物也連接起來，都連接起來，下一步要干什么？實(shí)際上人最重要的事情就是價(jià)值互聯(lián)，價(jià)值能夠自由流轉(zhuǎn)，這才是最重要最基礎(chǔ)的一件事情——價(jià)值要想達(dá)到價(jià)值互聯(lián)，就是必須要建立一個(gè)低成本的信任通道，這就是區(qū)塊鏈。

為什么會在四中全會之前，中央政治局第十八次集體學(xué)習(xí)提到區(qū)塊鏈？區(qū)塊鏈和社會治理能力和水平是密切相關(guān)的，這里面最重要的就是信任通道，要建立起信任的體系和機(jī)制。

最簡單的我們來看一下。經(jīng)濟(jì)學(xué)里面有最基礎(chǔ)的幾個(gè)理論，定價(jià)理論是經(jīng)濟(jì)學(xué)里面最最基本的理論，傳統(tǒng)的定價(jià)理論改造一下可以寫成GDP=M×V，M就是廣義貨幣，像M1、M2，就是投的錢，過去我們的經(jīng)濟(jì)發(fā)展是靠投資。

我們?nèi)绻褍r(jià)值互聯(lián)，價(jià)值的自由流轉(zhuǎn)這件事情能夠做好，實(shí)際上把速度提起來，就可以讓我們投入資本少一點(diǎn)，速度提高GDP。到了這樣的生態(tài)，這就是社會經(jīng)濟(jì)和社會治理的2.0版。所以總書記把區(qū)塊鏈作為核心技術(shù)自主創(chuàng)新的重要突破口我覺得是非常對的，信息發(fā)展到現(xiàn)在這個(gè)時(shí)代實(shí)際上是非常對的。

這個(gè)基礎(chǔ)的核心要可信而且要智能，但是這兩件事情的背后大量的實(shí)際上是數(shù)學(xué)、密碼和信息技術(shù)，所以你如果講整個(gè)區(qū)塊鏈系統(tǒng)是一個(gè)完備區(qū)塊鏈系統(tǒng)的的話，可以作為單獨(dú)技術(shù)來講，這個(gè)是要小范圍不能是大范圍，涉及到很多問題，非常難的。實(shí)際上區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，從安全、運(yùn)行、拓展多角度來講，充滿著非線性、隨機(jī)和動態(tài)。

二、區(qū)塊鏈的定義

什么叫區(qū)塊鏈？我簡單講一講，過去的數(shù)據(jù)存儲是存在一個(gè)機(jī)構(gòu)里，現(xiàn)在這種存儲這種形式發(fā)生了變化。這種形式是把數(shù)據(jù)的存儲方式加上了時(shí)間軸，形成鏈?zhǔn)酱鎯Ψ椒ā?/p>

首先過去的方式是集中式的存儲、集中式的維護(hù)，現(xiàn)在存儲是分布式的。

第二，對應(yīng)的數(shù)據(jù)安全大量用的這種密碼。王小云院士主要講了哈希和區(qū)塊鏈之間的關(guān)系，這里面不僅僅是是哈希，哈希是一個(gè)很重要的密碼工具，還有許多其他的加密技術(shù)。

第三，智能合約，我在這所有參加活動的這些人形成一個(gè)群體，這個(gè)群體必須要按照一定的規(guī)則來做事情，這種規(guī)則就叫智能合約，這種合約就是規(guī)則。

區(qū)塊鏈雖然起源于比特幣，很多人一談區(qū)塊鏈就說這是金融科技，就是數(shù)字金融，實(shí)際上說窄了。盡管他起源于比特幣，好像跟比特幣同時(shí)起源，但是從區(qū)塊鏈的技術(shù)屬性來講，他是一種信任體系，他是可以為金融服務(wù)也可以為其他服務(wù)，所以他核心的價(jià)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過數(shù)字資產(chǎn)的應(yīng)用范圍。

實(shí)際上我們在2009年就已經(jīng)開始做這樣的事情，那時(shí)候是我看到當(dāng)時(shí)比特幣的報(bào)告，因?yàn)楫?dāng)時(shí)我跟李衛(wèi)院士正在做可信分布式軟件系統(tǒng)。它到底難在什么地方？我們做過可信系統(tǒng)的人，都知道這件事情討論起來實(shí)際上是軟件系統(tǒng)里面一個(gè)核心問題。所以當(dāng)看了報(bào)告以后，我跟李衛(wèi)院士講，我說它是一種分布式的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。李校長講，“咱們趕緊寫兩份分布式可信軟件系統(tǒng)的文章”，而且要寫中文，（平時(shí)）我們一般寫英文，我們就發(fā)布了。

其實(shí)這里面應(yīng)該寫上區(qū)塊鏈，那時(shí)我對區(qū)塊鏈的理解沒有像現(xiàn)在認(rèn)知這么深入，我說技術(shù)就不要寫在理論文章里面了，就沒有寫。這里面我們講的東西，作為區(qū)塊鏈基本理論問題，實(shí)際上是包含一定復(fù)雜性的。

三、區(qū)塊鏈的基本特征

區(qū)塊鏈的基本特征，基本第一點(diǎn)就是開創(chuàng)共識，大家來共同維護(hù)數(shù)據(jù)的安全，保證不可篡改。

第二點(diǎn)就是我們經(jīng)常講的去中心化，分布式。我從來不講去中心化，其實(shí)分布式是去物理中心，不是去管理中心。還有去信任，去掉以往我們傳統(tǒng)的人和人之間的信任關(guān)系，轉(zhuǎn)化成對機(jī)器的信任，或者對于技術(shù)的信任。

第三點(diǎn)就是基本的特點(diǎn)，隱私性和監(jiān)管。這兩件事情，大家一直覺得矛盾，其實(shí)從我們現(xiàn)在做的鏈來看，隱私和監(jiān)管是可以融合的。

第四就是智能合約，可以實(shí)現(xiàn)基于區(qū)塊鏈合約規(guī)則的法制，頂層治理節(jié)點(diǎn)制定智能合約。公鏈代表這個(gè)國家的區(qū)塊鏈水平，所以在這個(gè)鏈上，這種頂層治理節(jié)點(diǎn)可以讓國家的政策法規(guī)，包括行業(yè)的自律要求都在合約里，所以合約就是規(guī)則。剛剛已經(jīng)講過，如果有這樣的智能合約可以保證自上而下100%按照這個(gè)規(guī)則治理國家社會經(jīng)濟(jì)，避免上有政策下有對策的情況發(fā)生，這是一定可以做到的。

區(qū)塊鏈的適用范圍，什么樣的場景可以用到區(qū)塊鏈呢？六類原則，只要你的產(chǎn)業(yè)生態(tài)或者你應(yīng)用滿足以下六類之一就可以用的區(qū)塊鏈，第一個(gè)就是要生產(chǎn)關(guān)系的調(diào)整，優(yōu)化生產(chǎn)關(guān)系，第二多方交易性，第三可信性，第四去中介性，第五原子性，第六隱私性，這六點(diǎn)我們可以看到，我們社會現(xiàn)在目前的產(chǎn)業(yè)和生態(tài)絕大多數(shù)都屬于這六類之一。

四、區(qū)塊鏈應(yīng)用之中小企業(yè)融資

下面我講一下區(qū)塊鏈的應(yīng)用，今天上午其實(shí)有些專家已經(jīng)講過，供應(yīng)鏈里面中小企業(yè)融資難的問題，現(xiàn)在我們這件事情已經(jīng)喊了幾十年，但是融資難的問題現(xiàn)在仍然嚴(yán)重存在。

供應(yīng)鏈這個(gè)行業(yè)的痛點(diǎn)對于中小企業(yè)融資難，為什么難？有人覺得銀行老是看著大用戶，可能有這個(gè)因素；我們琢磨一下眾多中小企業(yè)里面，總是有一定比例的企業(yè)他里面存在著這種虛假的貿(mào)易，存在內(nèi)部交易，商業(yè)欺詐等等等等，實(shí)際上他的信用基礎(chǔ)、他的可信性降低了，在這種情況下必然導(dǎo)致銀行不敢放款，導(dǎo)致中小企業(yè)為了完成生產(chǎn)任務(wù)只好融資，所以產(chǎn)生融資難融資貴一系列問題。

政府對于這件事情其實(shí)講了好多好多話，也出臺了很多相關(guān)文件，但是這個(gè)問題還是沒有從根本上解決。這件事情如果用區(qū)塊鏈技術(shù)，實(shí)際上可以很好實(shí)現(xiàn)。以應(yīng)付帳款憑證為基礎(chǔ)的多級企業(yè)的信用傳遞問題，可以完成這件事情。

因?yàn)閺你y行或者出資方來講，他愿意投資，他愿意把資金出在核心企業(yè)和一級供應(yīng)商，這種融資的這個(gè)憑證或者這種款只給了一級或者核心企業(yè)，到了N級的核心企業(yè)怎么辦，三級供應(yīng)商給二級供應(yīng)商供貨，他自己融資，融資以后把東西生產(chǎn)出來，把東西給二級，二級然后給一級，但是整個(gè)過程支付是沒有發(fā)生的，所以他要想融資就很困難。那么現(xiàn)在如果這種區(qū)塊鏈實(shí)現(xiàn)以后，我們可以把這個(gè)代支付憑證轉(zhuǎn)讓支付，按照區(qū)塊鏈這種信任可以一級一級轉(zhuǎn)下去，使得他拿這個(gè)憑證可以從銀行拿到錢，拿到錢以后可以解決融資難、融資貴的問題。

五、3.0階段：爭奪區(qū)塊鏈戰(zhàn)略高地

現(xiàn)在區(qū)塊鏈行業(yè)正處于從2.0到3.0的過渡階段，各國實(shí)際上加重了對3.0的戰(zhàn)略高地的爭奪。2.0階段主要以智能合約為特點(diǎn)的這樣的一個(gè)特征，實(shí)際上真正的區(qū)塊鏈真正大的應(yīng)用在生態(tài)和產(chǎn)業(yè)，這方面的大的應(yīng)用到現(xiàn)在我們還沒有看出來，這個(gè)還比較少，到目前為止還比較少，過兩三年可以看到這樣一些場景。

其實(shí)到3.0，我們知道區(qū)塊鏈這件事情，其實(shí)他這個(gè)技術(shù)和一般的信息技術(shù)是不一樣的。剛才前一個(gè)報(bào)告尹浩院士剛才講操作系統(tǒng)和平臺，這是非常重要的，這是大家都在爭奪的這么一個(gè)戰(zhàn)場，誰抓到了操作系統(tǒng)和平臺，或者兩者的結(jié)合，就能夠在信息技術(shù)領(lǐng)域占據(jù)很大的優(yōu)勢。

過去做任何的操作的時(shí)候都是Windows，或者打開安卓手機(jī)都是可以在這些系統(tǒng)上面做應(yīng)用。這種系統(tǒng)是信息交付系統(tǒng)，但是我們要注意，從一開始講區(qū)塊鏈，它是一個(gè)規(guī)則交付系統(tǒng)，具有相當(dāng)強(qiáng)的擴(kuò)張性，或者講侵略性?，F(xiàn)在國外他們做公有平臺，（我們）很多人不重視公有平臺，實(shí)際上相當(dāng)于在安卓系統(tǒng)和你在Windows系統(tǒng)做APP。但是實(shí)際上這種規(guī)則推到什么地方，什么地方就要按這個(gè)規(guī)則來做事情，是區(qū)塊鏈技術(shù)與Windows不一樣的地方。我們國家要重視區(qū)塊鏈技術(shù)，特別是區(qū)塊鏈系統(tǒng)和平臺的建設(shè)，是我們國家能不能實(shí)現(xiàn)強(qiáng)國夢一件很重要的事情。

區(qū)塊鏈技術(shù)很多人在開發(fā)，區(qū)塊鏈技術(shù)到底是個(gè)什么東西？實(shí)際上你把它拆開，就是三個(gè)系統(tǒng)，一個(gè)子分布式子系統(tǒng)；第二是安全系統(tǒng)，也就是王小云院士上午講的安全系統(tǒng)；第三個(gè)就是效率系統(tǒng)，或者說可擴(kuò)展系統(tǒng)，三個(gè)系統(tǒng)合起來就是區(qū)塊鏈。

六、區(qū)塊鏈的三元悖論問題

比特幣是分布式和安全性做得很好，可擴(kuò)展性這塊很糟糕。所以區(qū)塊鏈本質(zhì)上是一個(gè)三個(gè)子系統(tǒng)的，三元悖論問題?？蓴U(kuò)展性子系統(tǒng)做得不好：聯(lián)盟鏈比較好做，變成公有鏈就比較難做。大家不要小看平衡尋優(yōu)的問題，三元平衡尋優(yōu)實(shí)際上是解決這個(gè)問題最難的問題。

大家可以看到，原來有個(gè)叫二元悖論問題，在解決信息對等情況下我怎樣能夠獲得最大的收益，做了二十多年解決了這個(gè)問題，拿到了諾貝爾獎(jiǎng)。實(shí)際上三元悖論問題比這個(gè)問題還要難，不要覺得區(qū)塊鏈很容易做，其實(shí)這個(gè)結(jié)構(gòu)性東西是非常難做的。所以我們看一下區(qū)塊鏈涉及到的共識、可信、隱私、跨鏈、性能，三元大概指哪一塊，這里面再拆開是這些技術(shù)，尋優(yōu)是尋什么，里面的數(shù)學(xué)背景是什么，后面就是它的數(shù)學(xué)問題，你必須要把這地方要學(xué)得非常好，非常熟才可以把總架構(gòu)設(shè)計(jì)出來。

其實(shí)總書記講的這個(gè)關(guān)于區(qū)塊鏈的講話，實(shí)際上核心就是打造基于區(qū)塊鏈加下一代信息技術(shù)的共信、共享的法制的智能平臺，使我們國家真正邁進(jìn)信息國家2.0階段，使得在這個(gè)平臺上能夠大家共信——重塑社會信任模型、共享——創(chuàng)建低成本的價(jià)值轉(zhuǎn)移通道，法制——創(chuàng)建基于規(guī)則的法律社會治理的模式。這其實(shí)上是區(qū)塊鏈技術(shù)在我們國家率先或者達(dá)到世界先進(jìn)水平的三個(gè)標(biāo)志。

國內(nèi)外的區(qū)塊鏈技術(shù)，差異究竟在什么地方？其實(shí)國外我也研究資料比較多，國外的以區(qū)塊鏈基礎(chǔ)技術(shù)平臺也就是操作系統(tǒng)研發(fā)為主，而國內(nèi)的區(qū)塊鏈主要是以應(yīng)用或開發(fā)為主，一個(gè)是研發(fā)一個(gè)是開發(fā)，這兩個(gè)是有很大的差異的，因?yàn)檫@是他們做的目標(biāo)，現(xiàn)在國外推出的區(qū)塊鏈技術(shù)都是操作系統(tǒng)技術(shù)，盡快建立我們國家主權(quán)的區(qū)塊鏈技術(shù)平臺非常重要。

七、區(qū)塊鏈的其他現(xiàn)存難點(diǎn)

我們現(xiàn)在有三個(gè)問題，一是國內(nèi)的區(qū)塊鏈發(fā)展現(xiàn)狀專利比較多，開源代碼和開源論文比較少；二是沒有安全可控的底層平臺，依賴于國外的開源社區(qū)成果；第三點(diǎn)沒有軟硬件一體化平臺。

很多人覺得區(qū)塊鏈這個(gè)事情做很來很容易，其實(shí)很難，因?yàn)槲沂菍W(xué)數(shù)學(xué)的，所以我知道這個(gè)是很難的，這些問題就導(dǎo)致了安全風(fēng)險(xiǎn)。首先就是技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，金融風(fēng)險(xiǎn)，經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)和國家市場治理的風(fēng)險(xiǎn)。如果我們的基礎(chǔ)技術(shù)跟不上的話，處于長期落后，長期使用國外的區(qū)塊鏈技術(shù)，實(shí)際上是用人家的規(guī)則治理我們的國家，這是一個(gè)非常大的問題。

實(shí)際上區(qū)塊鏈還有兩個(gè)問題，一是共識成本，要把群形成體一定要有某種共識，比如最簡單的線性代數(shù)里，向量怎么形成空間，需要共識，這個(gè)共識就是向量的平行四邊形法則。這個(gè)群要形成一個(gè)體就要有共識?，F(xiàn)在傳統(tǒng)的這種共識機(jī)制是成本不上去，效率就會降，所以這是一個(gè)很大的問題。

二是監(jiān)管和安全，或者監(jiān)管和隱私。這件事情實(shí)際上從國家治理來講是重要的，必須要有穿透式的，對數(shù)字穿透式的一個(gè)監(jiān)管，這兩個(gè)怎么融合起來技術(shù)要做是不容易的。