區塊鏈關鍵技術點在應用實踐中的解決方案 - 李晨 | JTalk 第五期

時間 2019-12-01

原文原文鏈接

編者按：本文系萬雲區塊鏈的李晨講師，在掘金技術社區主辦的《給開發者的區塊鏈技術指南 | JTalk 掘金線下活動第五期》活動上的分享整理。掘金 JTalk 目前已舉辦5期，每期 JTalk 會邀請垂直行業的優秀工程師來分享優秀的實踐經驗，技巧方法。旨在爲開發者提供線下技術交流互動機會，幫助開發者成長。前端

李晨，萬向首席架構師兼產品總監，具備多年區塊鏈和雲計算從業經驗， 5項相關的技術專利做者。區塊鏈社區活躍分子，專一於區塊鏈底層技術研究和架構演進。更早以前服務於通聯數據，擔任金融雲平臺負責人。本次分享將圍繞區塊鏈技術自己進行深度剖析，同時結合萬雲在區塊鏈開發道路上的應用實踐，但願給予開發者一個快速入門的技術指南。如下是JTalk演講實錄：算法

我以爲區塊鏈是一個特別新的東西，即便從2009年比特幣第一個區塊誕生，到如今有一段時間了，我依然以爲它仍是一個很是新的東西。在我看來，區塊鏈無論是在商業模式，仍是在技術階段，都仍處於很是早期的階段。我我的一直有着一個觀點，即若是從價值觀上對一個新興事物的理解是不一樣的，作出來的東西必定是不同的。先介紹一下我對區塊鏈的理解。

從技術角度看區塊鏈

我是作技術出身，後來作了一段時間金融，作Fintech相關的東西，正由於我是作技術出身，因此對區塊的理解上走了一段彎路。2013年左右第一次接觸到區塊鏈，一開始對比特幣充滿了不屑感，從技術角度來看，以爲它很是不成熟，認爲它就是一個數據庫，這是我走過的彎路，我以爲（當時的）本身認識仍是很淺薄的。後來我對它的認識有所不一樣，首先從技術角度去看比特幣網絡：

零故障。從2009年比特幣創始到如今，沒有出現任何故障，也就是說它的可用性是100%，我相信如今作得最好的產品，微信也好、支付寶也好，都沒有辦法作到百分之百的可用性。
零成本。比特幣網絡如此龐大規模的網絡，天天有大量交易和節點挖礦，卻沒有專職維護人員在維護。以支付寶和微信舉例，騰訊或阿里後面有多少運維人員在維護它，每一年付出維護方面的成本是多少，但比特幣網絡沒有作這個事情。
零錯誤。比特幣網絡沒有記錯任何一筆帳。
零風險。中本聰帳戶上大概100多萬枚比特幣，即便價格跌下來，也是很是大的一筆錢，我相信全世界的黑客必定在千方百計攻破比特幣網絡，可是到如今比特幣網絡上沒有消失過一分錢。所謂的掉錢，我認爲是一些幣比較多的人，他們的設備裏被植入了木馬。從比特幣網絡上來講，歷來沒有掉過一分錢，沒有被黑客攻破過一次。從這個角度來看，它比支付寶穩定性要好，比支付寶更安全，比支付寶成本更低。並且，連它的創始人中本聰，你們都不知道他到底是一我的、一個組織，仍是什麼。在這樣一種模式下，可以創造出這樣一套達到如此高規格的系統，這是顛覆性的。

區塊鏈也是這樣一個情景，比特幣最先的白皮書就是點對點的現金系統，區塊鏈要作的事情就是創建一個去中心化的信息系統，可是我認爲區塊鏈發展到如今，並不只僅是點對點的現金系統。數據庫

比特幣網絡特別簡單。

數據層。比特幣網絡最下面是一個數據層，數據層解決數據區塊、鏈式結構、時間戳，其實就解決了兩件事——即上面的數據不能夠被篡改、數據能夠被追蹤。
網絡層。比特幣網絡全部技術在比特幣提出來以前不少年早就提出了，都很是成熟。爲何要有P2P網絡，而不是其餘網絡？由於P2P網絡是對等網絡，它符合區塊鏈裏面去中心化的理念，不怕其中任何一個節點當機癱瘓。
共識層。共識這套邏輯多是中本聰創造的，就是一些很難的題目讓你們去解開，去爭取記帳權。
激勵層。有一套發行機制，和一套分配機制。共識、網絡、數據所有是技術層面的東西，激勵層是經濟模型層面的東西。若是隻是下面三層，我以爲比特幣確定玩不起來，由於沒有激勵，只是一個純技術的東西，它的社羣不可能像如今這麼壯大。最根本的創新或最偉大的創新是在這上面有一層激勵層。經過代幣形式，造成對自我循環的機器模型，基於區塊鏈的技術。

POW的算法會消耗大量的算力，隨着挖礦節點愈來愈多，就會產生Block，這個帳本生成速度也會愈來愈慢，因此POW是形成如今比特幣網絡性能愈來愈慢的罪魁禍首。其實區塊鏈性能最大的一個問題是共識的算法。若是說比特幣是區塊鏈1.0的話，以太坊就是區塊鏈2.0。它從根本上改變了比特幣只是一個電子現金的系統、只有一個代幣的情況。到了以太坊，就不同了，擁有智能合約，所寫的這個合約在任何區塊鏈網上都不會被篡改，這就是區塊鏈2.0，有了智能合約，就能夠作去中心化的應用。從技術角度來看，我認爲智能合約沒有特別大的創新，由於基於智能合約下面一個虛擬機EVM。比特幣最大的創新是代幣機制和激勵機制，以太坊最大的創新是智能合約，智能合約是可編程的，讓數字貨幣可編程，比特幣真的就像中本聰同樣，是一個點對點的電子現金系統，其實就是支付系統，就是記帳。有了智能合約之後，以太坊可編程，這個變化就厲害了，最根本的革新是把商業邏輯能夠編程，能夠把業務邏輯放到區塊鏈上，業務邏輯透明、不可篡改。有了智能合約之後，它就是一個應用系統能夠把各類各樣商業邏輯放上去。 2.0帶來特別大的變革，最核心的東西就是將商業邏輯上鍊或讓數字貨幣有可編程能力。我我的認爲這就是所謂1.0和2.0之間核心的區別。 3.0是什麼？我也不知道。目前看來，有幾個方向可能會是3.0可以作的方向：

提高單條鏈的技術指標，其實無論是以太坊也好、比特幣也好，1.0、2.0性能都比較慢，這是它的核心問題，知足不了如今真正使用化的需求。有一些隱私方面的東西，可以保護，讓其餘一些商用標準，好比用在金融系統裏，必須符合加密標準，要符合一些認證的東西，這些都是目前全部區塊鏈項目當中沒有一個可以符合這個標準的。提升單鏈技術指標，多是區塊鏈3.0的第一個方向。
跨鏈。如今每一個鏈都是獨立的孤島，有本身的項目、有本身的社區、有本身的代幣，所謂的鏈和鏈之間不大相同，每一個鏈是獨立的王國。最後必定須要有一種機制能把這套鏈打通，不可能只是用一種數字代替，跨鏈會是區塊鏈3.0我我的看好的第二個方向。

關鍵技術點

共識性能

講到核心技術，目前你們吐槽最多的是區塊鏈性能很慢，轉移須要幾分鐘，要收取很高的礦工費用。這徹底很難知足如今的要求。我我的觀點是要提升性能核心是在共識上，目前看來共識有幾種：

POW，說白了就是拼算力，大概10分鐘左右，它有兩個個問題，第一比較慢；第二耗費算力，聽說比特幣如今挖礦耗電量很大。以太坊如今還處於POS和POW兼有階段，POS是1%，POS是99%，POS是權益證實，誰擁有的幣更多誰更有可能挖到礦，基於擁有這麼多幣就不會破壞這個網絡，這個模式改善對資源的消耗。原來POS，只要每一個人有幣，均可以去挖礦，不是說幣少必定挖不到礦，也有可能挖到礦，只是挖到的機率會比較低一點。POS是網絡中每一個節點記全部的帳。DPOS是網絡當中部分節點記全部的帳。相似於現實世界中的形態，DPOS就是議會制，所謂選出來超級節點也好或其餘名字也好，就是議員，你們投票選議員，由議員來記帳。
犧牲容錯性。POS、POW都是50%的容錯性，因此安全性很高。爲了提升性能，拜佔廷算法容錯率降到30%，如今超過1/3的節點就能夠破壞這樣的賬號，犧牲一個技術指標裏提高另外一個技術指標，全部技術在某種意義上都是權衡的東西，不太可能作到每個都特別好。
犧牲安全性。假設這個網絡被篡改過。網絡的通信都是安全的。

從價值上來講也是兩條路：

並行。原來迅速地算，算完了第一個算第二個，如今就像食堂打飯同樣，原來就一個窗口，只有一條隊伍可排，如今多開幾個窗口，好比開十個窗口，性能就高了。用犧牲計算性能去作一些其餘的事情。可是並行有一個問題，並行特別難，不少算法，尤爲區塊鏈是時間序列的數據存儲方式，要讓它並行去作，當中會有不少矛盾，這條路並很差走。
分片。經過分而治之的方法去優化，也是很經典的作法了。
數據隱私

區塊鏈如今很難解決鏈上隱私的問題，鏈上的數據你們都能看獲得。比方說有一我的給你轉了幣，你想看看這我的多有錢，只要到網上一查，就看獲得有多少，包括他持有多少代幣，由於區塊鏈足夠安全，反正也偷不掉；但現實生活中有人經過銀行給你轉一筆帳，確定不知道他有多少存款。可能在某些場景下並不必定是咱們想作的事情，因此如今區塊鏈上全部的數據都是透明的，這個事情是否是符合實際需求，這很難說，至少在咱們看到的不少企業級應用項目中，對數據隱私有比較大的訴求。解決數據隱私問題，也是兩條路。一個是 架構調整。 只存證不存儲，把你但願別人看不到你的數據，但讓他相信你有這個數據，作成一個Hash，讓這個Hash存在於這個鏈上。由於Hash不可逆，它能夠證實你有這樣一些數據。另外一個是黑科技。好比 環簽名和 零知識證實。所謂的零知識證實，就是我沒必要向你展現我有一個東西，可是能夠告訴你我有。打個比方，我要證實我有這個房間的鑰匙，但我沒必要展現這邊鑰匙，只要告訴你這個房間裏一共有幾盞燈，其中哪幾盞是亮的，就能夠證實了。

跨鏈

跨鏈，就是鏈和鏈之間是打通的。從技術角度來看，跨鏈有三種實現—— 側鏈、閃電網絡和中繼。跨鏈種類有兩種：第一種是價值跨鏈，就是代幣跨鏈。好比，以太坊上能夠存比特幣，比特幣上能夠存以太幣。第二種是服務跨鏈，好比某條鏈能夠去調以太坊的智能合約。

區塊鏈帶來研發過程的改變

開源：區塊鏈全部的東西都是開源的，這樣就沒有技術壁壘。我要作一個分叉太簡單了，在早幾年，有不少染色幣，看看其中的代碼，跟比特幣代碼徹底同樣，就是換了兩個參數，甚至我看到一個染色幣就把名字換了一下，再部署一下。因此開源會帶來第一個問題就是沒有任何技術壁壘，從好的角度來講，由於全部的東西都公開，因此技術迭代會很是新，有一些新的技術成果你們都隨時能夠看到。從壞的角度來講，像空氣幣、泡沫幣會層出不窮，由於去複製一條鏈沒有任何成本。蘋果、微軟公司全部的東西都是閉源的，要作一個iPhone、Office軟件是很難的。因此開源帶來研發的改變，就是沒有任何技術壁壘。
迭代：區塊鏈的迭代特別的快，這是由於開源，也是由於區塊鏈的商業模式，讓項目不的不快。不管技術，產品以及其餘任何方面，都是透明公開的。因此只有不斷加速迭代，才能保持領先。
社區：更多依賴社區的資源。好比拿測試來講，在傳統軟件開發中，原來發佈一個產品的話，產品作好之後，內部要作好幾輪測試，而後再推出來。區塊鏈徹底不同，區塊鏈是不斷的發佈，不斷更新測試網絡，社區經過測試網絡去進行測試，並反饋結果，固然也會獲得回報。好的項目，社區會爭先恐後的去作測試，我認爲這樣的測試是最充分的測試，會比傳統形態要充分、靈活和有效的多。這就是依靠社區資源的一個例子。

咱們遇到的坑

命名服務。區塊鏈上的地址，你們用任何一種代幣，你的錢包就是一個地址，這個東西不適合人類去閱讀，也沒辦法記，我如今也背不出我錢包的地址是多少，由於太長了。因此這對真正想將這個系統落地、想將它企業化來講是特別大的一個坑。
准入機制。原來企業內部系統，無論是CRM起來ERP，都須要CA認證，可是區塊鏈沒有這樣一個認證體系。
合約升級。由於每一個智能合約都不能像過去的軟件同樣被卸載後從新部署，原來寫了這樣一個業務邏輯，過兩個月不符合了，只能從新建一個智能合約，這樣作太麻煩，合約裏的數據又該如何處理。

應用案例

**聯盟鏈優化數據交換平臺編程

假設這樣一個業務，數據交換平臺，經過平臺交換數據，你們都信任這個平臺。原來你把這個數據給平臺不放心，由於平臺能夠作惡。如今有了區塊鏈，徹底能夠把何時用了數據，用了哪些數據，所有記在帳本上，跑在合約裏，參與方都相信算法和機器。還有一種更好的方法，引入和聯盟鏈中其餘人沒有任何關係的第三方來記帳，這樣更加具備公信力。

關於萬雲

最後送給你們的幾句話

五年前跟如今區塊鏈同樣，你們都在討論雲計算，當時很大的問題是雲計算一直飄在雲上，何時落地，五年後的今天雲計算已經落地了。兩年前，你們都在討論大數據，我理解兩年前的大數據其實應該叫數據大，有大量的數據，但沒有挖掘數據的價值，2018年來看，大數據行業已經顯現出其價值。區塊鏈和雲計算、大數據特別像，現在你們都在討論區塊鏈，特別熱特別火，但彷佛落地的還很少，我相信一段時間之後區塊鏈必定真正的落地，幫助到各行各業。後端

以上是《給開發者的區塊鏈技術指南 | JTalk 掘金線下活動第五期》講師李晨的分享，若是你對掘金的 JTalk 線下活動感興趣，能夠關注掘金活動頁面的 JTalk 活動報名。掘金 JTalk 目前已舉辦5期，每個月一期的 JTalk 會邀請垂直行業的優秀工程師來分享優秀的實踐經驗，技巧方法。旨在爲開發者提供線下技術交流互動機會，幫助開發者成長。安全