白硕:去中心化并非区块链本质特征

1评论 2018-04-09 14:06:35 来源:金融界网站 作者:白硕 账户深套?试试这四个方法

区块链面临的技术挑战有四个:第一是性能(TPS),趋势是回归中心化;第二是跨链技术——从侧链、公共侧链再到流通链;第三是数据主权保护;最后是架构层面,从业者有一个重新定义协议栈分层的机会。

  作者:“中国分布式总账基础协议联盟(ChinaLedger)”技术委员会主任、上海证券交易所前CTO、中国中文信息学会常务理事 白硕   

  3月28日,由「甲子光年」主办的「正本清源 | 2018“中国区块链第一辩”暨行业领袖峰会」在北京完美落幕。ChinaLedger技术委员会主任白硕在峰会上用二十分钟简明扼要地阐明了区块链技术的新挑战。

  区块链的底层技术之一“哈希算法”是什么?白硕用他首次公开发表的《西江月·哈希》巧妙地解释了哈希的单向性抗差分攻击特性。

  “正解飞流直下,强猜寸步难行。桃花揉碎满江红,一缕哈希得令。入密偏移少许,出文迥异西东。风驰电掣舞签名,数字人间为证。”——《西江月·哈希》

  白硕认为,区块链面临的技术挑战有四个:第一是性能(TPS),趋势是回归中心化;第二是跨链技术——从侧链、公共侧链再到流通链;第三是数据主权保护;最后是架构层面,从业者有一个重新定义协议栈分层的机会。

  很多人说区块链的本质是去中心化,白硕认为去不去中心化可以先放在一边。区块链真正的本质,是一个信任的基础设施。信任的基础设施总诉求可以拆分成8个方面:不可篡改、不可仿冒、不可抵赖、不可乱序、不可透支、不可双花、隐私保护、可运营性

   以下为ChinaLedger技术委员会主任白硕在「甲子光年」主办的「正本清源 | 2018“中国区块链第一辩”暨行业领袖峰会」上的演讲全文:

  各位,下午好!我今天分享的主题是《区块链技术新挑战》。

  【演讲视频】白硕:去中心化并非区块链本质特征 | 甲子区块链

  什么是区块链?大家都有各自的理解,我画这个图想用最简单,也是最直观的语言帮助大家理解一下。这里面每一个区块,它里面会有数据,但是除了本身有业务含义的数据之外,还有块与块之间钩稽把它联系起来的数据。红点代表过去,黄点代表现在,蓝点代表未来。红点就是过去链上所有的数据块,到最后一块的代表,就是历史的总代表也就是上一块的哈希;黄点代表现在,当前这个块所有数据总代表是这个默克尔树的根;蓝点代表未来,未来还没有来的时候这个数是不知道的。什么时候知道?我们挖矿挖出来,跟未来怎么钩就知道了。每一个块都有自己的过去、现在和未来,自己的未来跟下一个块的过去用哈希钩起来

  哈希是什么?大家都知道它是数学上散列的运算。这个词我写的,《西江月·哈希》:“正解飞流直下,强猜寸步难行。桃花揉碎满江红,一缕哈希得令。入密偏移少许,出文迥异西东。风驰电掣舞签名,数字人间为证。”它的上阙讲的是哈希本身的单向性,正着算很容易,反着算挖矿很难。下阙讲的是抗差分攻击的特点,一旦有一点微小的变化,它的输入和输出是面目全非的,你靠微小的变化去猜测它是什么注定要落空,这是数学上有保证的,正因为有这样的保证,我们可以把安全性寄托在没有办法去巧算,只能死算上。

  那么区块链的本质,很多人说是去中心化,去不去中心化我觉得可以先放在一边。我们看到它真正的本质,个人认为是我们讲的“Trustmachine”,它是一个信任的基础设施。这个信任的基础设施我们可以把它信任的总诉求分成8个方面。

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  其中,底下白色的四个方面是技术上的诉求,上面四个是业务上的诉求。上面四个又分蓝色的和红色的,蓝色的涉及价值转移,价值是守恒的,信息是不守恒的,要解决价值守恒的问题,就要控制透支、控制双花。而我们现在主流的区块链技术平台,已经把这样一个问题解决了。所以,通常提到区块链,我们的印象是从底下到上边蓝颜色的区间。但是上面还有诉求,一个是隐私和数据主权的保护,还有一个叫可运营性或者叫可运维性,为什么要有这两个?尤其是引入可运营性,中心化是不是偷偷地就被请回来了?我们的公有链上可运营性确实很差,DAO的实践可以看出来,没有好的办法去应对这个事件,最后不得已分叉,然后社区也跟着分裂。

  最近看到一个报道,说比特币的区块链上发现了儿童色情的链接。这个东西是写死在区块链上,就是你不可删除,不可撤销。你想对它采取措施都没有办法,是这样一个局面。落实到可运营性的方方面面分解到具体目标去看,有的时候给定的技术平台的特征就是这样的,那么你就没有办法去突破它。如果把它删掉我做不到,不光我做不到,其它国家的人也做不到,区块链的合规合法运营就会受到一些威胁。

  隐私保护当然说的就更严重了,前一两天,李彦宏说出让世人很震惊的一番话,大意是中国的用户愿意让渡自己的隐私权去获取各方面的服务。这个话从数据寡头的立场上来说可能没错,但是直接了点。我们从极客的角度可以反过来想,就算我还是想要方便的服务,难道我们技术上没有办法做到不让渡主权吗?我们结合密码学完全可以做到这一点。所以,上边的“可运营性”和“隐私保护”诉求,跟底下的“不可双花”、“不可透支”的需求,我们不能厚此薄彼,不能说底下的是区块链,上边的就可以不解决。我们认为区块链代表的是一个运动,这个运动走到现在这个份上,不光要解决底下六层,上面两层也要解决

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  我们经常遇到分布式账本和区块链的概念,有人说是相等的,有人说分布式账本是区块链的子集,我们理解不是,一是区块链的概念比分布式账本概念大很多;第二是分布式账本也有个别少数的解决方案不是区块链

  下一个概念就是币圈和链圈。区分币圈和链圈很简单,看它是不是三位一体。

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  左边的币圈是三位一体的,有平台、有社区、有币,这三个必须一起走,不能撇下一个或者撇下两个不管。链圈是我只要平台,别的都不要,平台拿到一个特定的应用场景,是企业也好,是企业联合体也好,就可以去做。

  从四个方面看技术有哪些挑战。第一个是性能,体现是TPS(每秒处理的事务数)。

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  我们也看到各种报道都不一样,在公链上一般都是在左下角。公链上如果采取一些措施,比如说把输入共识和输出共识分离,让它流水起来,然后进行分片,如果这两个东西做了一个,TPS可能提到千以上,如果两个都做得好的话可能进一步提升。

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  除了计算的效率还有存储的效率,因为全账本存储、全历史验证、全在链内实施古典传统的做法,可能在一些新的区块链平台上已经不这么做了。那么,我们看到通过快照的方式来提供不是全链的存储,而只是存储的某一个截面。比如,我们用分片的方式来并行化,这些都是在链内做的一些努力。另外一种做法,只存储和验证相关的交易,其它无关的交易就不存储,然后,你要想让对方相信,就自带证据,例如Corda、R3联盟就是这么干的。

  那我也看到链内外结合,利用“状态旁路”或者“状态通道”的做法。比特币有“闪电网络”,以太坊有“雷电网络”,其实做的都是类似的事情。就是链上搞批发,然后由这种高速的网络去管零售,零售可能进进出出很多笔,最后再回到批发只是一笔,用这种方式来缓解基础账本上的压力,总而言之有很多做法。

  我们看到一个倾向,在舍弃POW工作量证明,而采用涉及记账圈子更小的做法,比如权益证明,POS和DPOS,还有引入随机性的AlgoRand证明,这样的方式使得记账的节点数在急剧地减少,像EOS大概只有21个节点,那么就出现一个向心聚合的趋势。

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  换句话说,它在回归某种中心化。大家知道如果是20几个节点的话,无论是DOS攻击还是墙,都很容易把它搞掉。

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  化链为图也是,以太坊是所谓的账户余额模式,它的余额可以及时刷新到最新余额,你有没有透支只要看余额就够了。但是比特币不是,比特币要看你所有的UTXO,如果你要花一笔8年前收到的钱,那就要翻8年以前的老账。如果我们的存储,像刚才讲的类似于快照的方式,快照截至点不在老账那个地方就会出现问题,所以从链的方式也转移到图的方式DAG——有限无环图。

  第二个挑战就是跨链。这个说起来也很奇怪,我不认为跨链是一个近一两年马上就会见到大成果,马上要落地的东西,但是这个事情不解决,总是跟我们大的理想相反。因为区块链号称是未来的价值互联网,但是链和链之间都不通的话,从何谈起?我认为这是不妥的。那怎么做?第一步大家都有侧链,侧链是原链的附属品,侧链再往下可能形成公共侧链,公共侧链再往下可能就到了流通链,流通链谁发行无所谓,我就记流通的账就完了,哪怕是国家发行的也可以在上面流通,这是最理想的情况。

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  目前看,左边列了4种技术方案,其中Cosmos和Polkadot可能是目前大家议论比较多,比较看好的。这两个技术路线略有不同,我个人比较倾向于Cosmos,把链看成一个节点的话Polkadot链之间要想互通都得通过一个中心链,而Cosmos提供转接,在符合转接的协议基础上所有参加的链互相平等,更加符合去中心化的思想。

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  隐私方面,有几种动力让我们做更好的隐私,一个就是对抗数据寡头;第二个就是区块链自己,比如,加密数字货币本身这样一个深入的应用,出现了一个隐私货币,像Zcash这样的;第三个就是背靠背数据共享的需求,底下我们会讲点对点背靠背的数据共享;第四个就是人工智能在数据汇集起来形成智能的时候,会遇到数据共享方面的一些阻力。总的保护隐私和数据主权的技术可以看左图,(看右图)右上角是一些高级的密码学技术,左下角是一些有所取舍的技术,我们更关注右上角,这些技术非常先进,解决问题非常彻底,能够兼顾强隐私性和弱中心化。但是,它们可能在工程实现上有各种不足,如果克服了,前景应该非常好。

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  这是ChinaLedger提出的方案,比较偏中心化。同态加密意思就是这些数据对象是什么可以不知道,但还是能够见证这些数据之间关系的建立。如果蒙着眼睛能够建立关系并对关系做出一种背书,其实是蛮有用的。我们后面提到一些事情,比如深度学习,就可以利用神经网络上的乘法、加法、非线性多项式拟合,最后收敛拟合,这样不用给真数据,只需要给经过处理的数据,然后在一个地方去学,学出来了再拿回来。

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  这是背靠背点对点求交集,可以用在一个公司跟另外一个公司之间的合作,合作的基础是双方拥有用户手机号码的交集,双方如何都把自己的全集拿出来,还有把交集求出来,这个问题用区块链加密码学也可以做到。

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  还有不靠谱的方法——引入第三方,第三方是“狼”,它要知道的可能不是交集,而是并集,还有砸硬盘的方法,其实搞IT的要走到这一步是很没有面子的,虽然我们确实见到过这样的故事。

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  这是医院和保险公司之间,保险公司想要获取数据,医院又不拿出数据,有些计算是在医院完成的,在保险公司监督之下确实使用了真正的数据,还有一部分经过计算拿出来的,另外一部分已经脱敏,医院不介意了。

  下面的就是约车,一些小的约车公司怎样组成联盟?

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  大家不需要一个像滴滴这样的平台公司,只需要建立一个无人运营的调度和结算平台,就可以为大家提供服务,这样大家的客户都不会流失,也不会被彼此知道,还能把这个事做了,好评和差评很多是刷单刷出来的,怎样能确定是买单的人,而不是雇佣的水军?这个也有办法。

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  所以,我们看到在隐私和数据主权保护领域里面,出现了一系列通解,就是“区块链+大数据+人工智能”,利用主权边界内的数据,然后利用区块链建立信任,经过一定的处理去汇聚场景,这个场景可以产生智能,但是并不丢失隐私。

  底下这个是协议栈分层。

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  我们认为协议栈目前的做法还是欠妥,所以想做一些调整,像存证和定序可以不存在公链上,而把很多价值转移、隐私保护和存储服务、共识服务往上提。

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  做成这样有什么好处?我们可以向上增加能力时不用推倒重来,像Zcash向上增加很多能力时代码是需要推倒重来的,它不可能从底下往上继承,这就不是一个好的协议栈。所以这方面我觉得还有很多的努力空间,比如说怎样把存证定序、有效性检验和最终处理过户这三者分离开。

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  比如说如何把这个时序的见证和有效支付的见证分离开。

  【演讲视频】白硕:去中心化并非区块链本质特征 | 甲子区块链

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  这些如果能做到,我们会得到更好的协议栈,在更好协议栈下就有一个更好的可能性,我们就不需要苦哈哈的一个个项目去做。建立这样一个联盟链,其实只要把联盟链架设在公有链上,公链会提供一些共性的基础信任服务,在此之下我们可以搭建各自的联盟链,联盟链里面的敏感信息,尽管是私有部署,但是有些存证信息、定序信息可以实现公有部署和公有见证。

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  有了这个,大家可以看到其实链圈和币圈会实现比较好的融合

  结论:第一,在性能方面有点回归中心化的意思,指标提升了,过去的印象也会改变,但是必须向中心化回归;第二,跨链方面,可能会遵循这样一条路线往前走,一开始是侧链,然后是公共侧链,最后是流通链第三,数据主权保护,我们看到密码学里边所谓多方安全计算,这样一套解决方案,一套技术体系,会跟区块链技术相融合,闪亮登场最后是架构,我们可以看到协议栈的分层还没有定型,我们还有一次定型的机会

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