区块链研究报告论文

如果火车站的售票大厅只有一个售票窗口，所有前来买票的人全部要在这个窗口外排队，那么这个售票大厅的卖票速度可想而知，在单位时间内卖出的车票数量将非常有限。此前的区块链网络处理任务的进程，就面临这样的尴尬。受到“不可能三角”的制约，早期的区块链网络通常是单链形式，为了兼顾安全性与去中心化，不得不作出性能方面的牺牲，使得区块链技术在处理任务时，“只有一个窗口卖票”，性能亟待提升。近日，中科院计算所博士、创新工场人工智能研究院副院长王嘉平等人提出的高性能区块链系统Monoxide模型，打破了这一瓶颈，在尽量不引入额外的实体和机制的前提下，可同时满足安全、高性能和去中心化的三角特性，使区块链横向扩展1000倍以上，从而使数据吞吐量提升1000倍以上。相关论文发表在不久前的2019年NSDI（网络系统设计与实现）国际会议上。“不可能三角”区块链由“数据块”和“链条”组成，是一种分布式记账底层技术。一般认为，区块链具有去中心化、高安全性等核心优点，可以完美解决共享经济发展过程中的信息不对称、交易成本高、陌生人信任等难题。因此，区块链被认为是最具潜力的颠覆性技术之一。根据目前的研究，区块链技术可以应用在数字货币发行与交易、跨境支付与转账、智能合约、供应链溯源等领域。不过，处于高速发展中的区块链技术却长期面临着一个著名的“不可能三角”技术瓶颈。区块链“不可能三角”也称“三元悖论”，指区块链网络模型无论采用哪种共识机制来决定新区块的生成方式，都无法同时兼顾性能、安全、去中心化这三项要求，只能满足其中两项而牺牲另外一项，最多三者取其二。王嘉平告诉《中国科学报》，受到“不可能三角”的制约，早期的区块链网络通常是单链形式，为了兼顾安全性与去中心化，不得不作出性能方面的牺牲。也正是因为这个瓶颈，区块链技术至今仍然无法在各领域内发挥出它的全部潜能。“多个窗口卖不同的票”而王嘉平等人提出的高性能区块链系统Monoxide模型，则打破了这一瓶颈，可同时满足安全、高性能和去中心化的需求。“首先，是用多链取代单链。”王嘉平说。换言之，就是为售票大厅增设窗口。事实上，此前也有一些研究尝试在区块链中采取多链模型。但此前研究者提出的多链，都是孤立工作、无法协同的，无法真正发挥“多链”的潜能。这可以理解为，售票大厅增设了多个窗口，但是一个窗口只能卖一个目的地的票。这仍将导致前来买票的人在“不对应”的窗口无法成功买票，而是需要根据目的地去对应的窗口买票。这意味着，同一时间内，有些窗口前会排起长队，而有些窗口前可能空无一人。整个售票大厅在单位时间内卖出的车票数量仍然有限，卖票效率仍有很大的提升空间。其次，是让多链系统协同发挥作用。“Monoxide模型是一个并发的多链系统，每一个链称为‘共识组’。”王嘉平介绍。具体来讲，共识组是由多个同质的、功能上完全一致、地位上也完全平等，逻辑上尽量隔离的独立共识系统的实例所构成，它们并行工作，分摊全网的数据吞吐、计算、存储的压力，分摊全网状态的维护工作。由于共识组之间完全并行、异步，所以即便某一个共识组发生拥塞，也不会干扰其它共识组的数据吞吐和产出新数据块。如此一来，“去往不同目的地的人，无论在哪个窗口都可以直接买票，不同窗口的售票员会在后台协同发挥作用，使单位时间内卖出的车票数量最大化。”反应在计算性能上面，区块链的数据吞吐量和容量将有大幅提升，即单位时间每个窗口卖出的票数与单位时间售票大厅容纳的人数明显增加。为了验证Monoxide模型的可行性，王嘉平等人在由4.8万个全球节点组成的真实环境中进行了测试。实验证明，Monoxide模型可以将一个现有的单链共识算法，横向扩展1000倍以上，从而使数据吞吐量提升1000倍以上，同时也将全网计算能力（CPU）提升2000倍以上。“理论上，横向扩展的倍数上限甚至能够达到10万量级。”王嘉平说。推动模型落地应用据了解，该论文的两名作者王嘉平博士与汪浩博士，均毕业于中国科院计算所。王嘉平曾先后就任微软研究院研究员及主管研究员。多年连续在国际图形学顶级会议ACM SIGGRAPH发表最新研究成果，拥有美国专利十余项。入职创新工场后，王嘉平涉足投资领域，投资方向为区块链和人工智能，曾主导了对比特大陆的首轮机构投资。去年12月，计算机网络顶级学术会议NSDI宣布录用由王嘉平及汪浩撰写的区块链研究论文。不久前，2019年NSDI会议正式发布了该论文。据悉，NSDI是USENIX组织开办的关于网络系统设计的著名会议，虽然历史很短，但由于其强调系统、实用、跨学科的特点，广受计算机学者关注。一直以来，NSDI以重视文章质量著称，采用严格的双盲评审，每篇文章都要经过两轮总计六到八个审稿人审阅，之后还需经过程序委员会的讨论筛选。通常，每届会议录用20多篇论文，录取率仅在25%左右。王嘉平等人的论文入选2019年NSDI国际会议，是该会议今年录取的唯一一篇与区块链相关的论文，也是中国在区块链领域入选该会议的第一篇文章。一直以来，区块链技术的应用与普及都备受关注。由于区块链技术在效率提升、安全保护等方面存在巨大潜能，越来越多的行业开始认识到区块链的力量并逐步尝试落地。而Monoxide模型的提出，则让区块链技术向实际落地应用又迈进了一步。王嘉平透露，2019年8月，Monoxide将上线测试网络，供开发者做技术评估。这将赋能金融支付、医疗卫生、智慧城市等实际场景。据悉，创新工场也将与中科院计算所展开更深入的技术和产业合作，促进区块链技术更好地落地应用。（郑金武）论文链接：https://www.usenix.org/conference/nsdi19/presentation/wang-jiaping来源：科学网

近年来，区块链技术蓬勃发展，大有变革整个在线数字世界的气势和雄心。从 2008 年「区块链之父」中本聪发表论文《Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System》至今的十余年间，全世界最聪明的学者、开发者投身于这一领域的研究上面，前赴后继地出现了各种致力于提高区块链系统性能的项目。不过，处于高速前进中的区块链技术却长期面临着一个著名的「不可能三角」技术瓶颈。也正是因为这个问题，区块链技术至今仍然无法在各领域内发挥出它的全部潜能。这里的区块链「不可能三角」也称「三元悖论」，指区块链网络模型无论采用哪种共识机制来决定新区块的生成方式，都无法同时兼顾性能、安全、去中心化这三项要求，只能满足其中两项而牺牲另外一项，最多三者取其二。去年 12 月，计算机网络顶级学术会议 NSDI 宣布录用由王嘉平博士及汪浩博士撰写的区块链研究论文，该论文提出名为异步共识组 Monoxide 的区块链扩容方案，可以在由 4.8 万个全球节点组成的测试环境中，实现比比特币网络高出 1000 倍的每秒事务处理量，以及 2000 倍的状态内存容量，有望打破「不可能三角」这个长期困扰区块链性能的瓶颈。王嘉平博士原为微软总部雷德蒙研究院主管研究员，专注分布式系统、计算机图形学和视觉以及用于机器学习的 GPU 集群等领域的研究，有数十项研究成果发表于 ACM SIGGRAPH/ToG 顶级国际期刊，已授权的美国专利十项余项。他师从沈向洋博士 (现微软全球执行副总裁)，在中科院计算所获得博士学位，其博士论文获得 2009 年度全国百篇优秀博士论文奖，是该年唯一一名计算机科学专业的获奖者。创新工场执行董事王嘉平王嘉平博士现任创新工场执行董事，投资方向为区块链和人工智能，曾主导了对比特大陆的首轮机构投资，成为其首轮三大主要投资方之一。值得一提的是，论文的两名作者，王嘉平博士与汪浩博士均毕业于中国科院计算所，中科院计算所也是这篇论文的联合署名单位之一。未来，创新工场也将与中科院计算所展开更深入的技术和产业合作。中国区块链技术论文首次入选国际顶会这是在区块链领域，中国人入选国际顶级会议的第一篇文章。NSDI 全称 Networked Systems Design and Implementation，是 USENIX 旗下的旗舰会议之一，也是计算机网络系统领域久负盛名的顶级会议。与其他同领域的顶级学术会议相比，NSDI 更加侧重于网络系统的设计与实现，注重系统的性能和伸缩性，大名鼎鼎的大数据系统 Spark 就曾发表在 2012 年的 NSDI 大会上面。一直以来，NSDI 以重视文章质量著称，采用严格的双盲评审，每篇文章都要经过两轮总计六到八个审稿人审阅，之后还需经过程序委员会的讨论筛选。通常，每届会议录用 20 多篇论文，录取率仅在 25% 左右。NSDI 关注的研究课题是计算机网络和分布式系统，区块链的核心技术就属于这个领域。可是事实上，学术界目前在这个领域的主流研究方向还是关注于中心化的数据中心、超算中心里的理论挑战和实际工程问题，对应的大多是云计算行业和涉及大量计算任务的机器学习领域。此次，王嘉平博士与汪浩博士共同发表的论文《Monoxide: Scale Out Blockchain with Asynchronized Consensus Zones》闯入 NSDI 2019，是国际主流学术界首次认可区块链扩容方案的相关研究，是该会议今年录取的唯一一篇与区块链相关的论文，也是中国入选区块链领域的第一篇文章，可谓是「中华之光」。打破区块链不可能三角瓶颈，意义堪比深度学习技术突破之于AI受到「不可能三角」的制约，早期的区块链网络通常是单链形式，为了兼顾安全性与去中心化，不得作出性能方面的牺牲——如果把区块链网络处理任务的进程，类比成人们去售票大厅购买车票的过程，那么单链区块链就可以看作是整个售票大厅只有一个售票窗口，所有前来买票的人全部要在这个窗口外排队，于是这个售票大厅的卖票速度可想而知，在单位时间内卖出的车票数目自然也不甚理想。而 Monoxide 模型的出现则打破了这一瓶颈，在满足安全、高性能和去中心化的三角特性前提下，尽量不引入额外的实体，不引入额外的机制。那么，这是如何实现的呢？首先，用多链取代单链，换句话说，为售票大厅增设窗口。事实上，此前也有一些研究尝试多链模型，但是孤立工作，无法协同，无法真正发挥「多链」的潜能。可以理解为，售票大厅增设多个窗口，但是一个目的地仅对应一个窗口。也就是说，前来卖票的人在「不对口」的窗口无法成功买票，而是需要根据目的地去对应的窗口买票。这意味着，同一时间内，有些窗口前会排起长队，而有些窗口前可能空无一人，整个售票大厅在单位时间内卖出的车票数目仍然有限，卖票效率仍有很大的提升空间。Monoxide 网络是一个并发的多链系统，每一个链称为"共识组"，是其精髓所在。具体来讲，共识组是由多个同质的、功能上完全一致、地位上也完全平等，并逻辑上尽量隔离的独立共识系统的实例所构成，它们并行工作，分摊全网的吞吐、计算、存储的压力，分摊全网状态的维护工作。由于共识组之间完全并行、异步也无需锁定和同步，所以即便某一个共识组发生拥塞也不会干扰其它共识组的吞吐和出块。如此一来，在上面所描述的售票情景中，前来售票大厅买票的每一个人，无论在哪个窗口都可以直接买票，不同窗口的售票员会在后台协同发挥作用，使单位时间内卖出的车票数目最大化。反应在性能上面，区块链的吞吐量和容量将有大幅提升，即单位时间每个窗口卖出的票数与单位时间售票大厅容纳的人数明显增加。实验证明，Monoxide 模型可以将一个现有的单链共识算法，横向扩展 1000 倍以上，从而使吞吐量提升 1000 倍以上，同时也将全网计算能力 (CPU) 提升 2000 倍以上，将状态表达的内存空间提升 2000 倍以上。理论上，横向扩展的倍数上限甚至能够达到 10 万量级。这一研究成果，无疑为区块链技术的发展带来质的飞跃。王嘉平透露，2019 年 8 月，Monoxide 将上线测试网络，供开发者做技术评估。落地应用指日可待，将赋能金融支付、医疗卫生、智慧城市等实际场景一直以来，区块链技术的应用与普及都备受关注。由于这项技术在效率提升、安全保护等方面存在巨大潜能，越来越多的行业开始认识到区块链的力量并逐步尝试落地。而 Monoxide 异步共识组系统的提出，则让区块链技术向实际落地应用又迈进了一步。互联网发展至今，任何一个实实在在的在线应用，都是需要承载日常大量的访问和操作以及记录大量用户的状态和信息。这导致，任何一项区块链技术的落地应用，都要求区块链技术本身有能力承载这样的流量和用户体量。这就是为什么区块链技术本身的性能对应用的切实落地至关重要。Monoxide 异步共识组系统在丝毫没有牺牲去中心化特性实现了性能提升，每一个全节点的工作压力 (带宽、计算、内存、磁盘 IO) 并没有伴随全网横向扩展提升而显著加大。如此一来，就能够保证让一台普通中档价位的电脑轻松地作为网络的一个全节点，通过普通家用宽带网络接入主网，为推进区块链技术的落地进程作出重要贡献，意义重大。例如，过去在金融支付领域，受到货币兑换、手续办理等因素的制约，跨国支付往往需要花费较高的时间成本，难以高效完成。而在具有公开、不可篡改属性的区块链技术的帮助下，交易双方的信用机制将得到保障，并且大幅提升系统的运转效率，降低业务成本，能够有效推动跨境支付在商业领域中的发展。同理，区块链技术在银行清算、供应链管理、商品防伪溯源等领域也大有可为，甚至有机会带来颠覆式的改革。另外，在以海量数据为支撑的人工智能领域，区块链技术的潜能也有极大的施展空间。数据安全是人工智能行业内的热门话题和痛点之一，区块链技术凭借自身的去中心化、匿名化等特点，不仅能够确保领域内数据共享的安全性及私密性，还可以避免数据孤岛情况的发生。这种区块链技术与人工智能技术的有机结合，可以为智慧城市、医疗卫生、食品安全等领域提供更多可能性。

以太坊联合创始人Vitalik Buterin和伦敦大学学院的两名博士生Mustafa Al-Bassam和Alberto Sonnino发布了一篇关于欺诈证明（fraud proof）的论文，以便“轻客户端可以获得接近全节点等效的区块有效性保证”。轻客户端就是智能手机上的以太坊钱包。它们非常轻，对矿工非常信任，自身也不验证协议规则。到目前为止，一切都很顺利，但是分片对安全性的要求更高，这一要求也会让轻型钱包更加安全。论文中说：“我们的论文对于使用分片对区块链进行扩容的工作也能发挥重要作用，因为在分片系统中，网络中单个节点不会下载并验证所有分片的状态，因此必须使用欺诈证明来检测来自恶意分片的无效区块。”这篇高度技术性但也能让人理解的论文描述了一种方法，通过该方法，节点可以验证区块，然后发布这种有效性的证明。然后，轻钱包或分片可以验证该证明，如果有任何错误，它们会拒绝该区块。但是有一个问题：“恶意区块生产者可以通过扣留重新计算dataRooti所需的数据并仅将区块头释放到网络来阻止整个节点生成欺诈证明。区块生产者能在区块发布后很长时间后释放可能包含无效交易或状态转换的数据，使区块无效。这将导致未来区块分类账上的交易回滚。”证明部分可以说是相对容易的，但这个数据扣留问题很难解决。 Buterin说：“基本上，现在会使用抹除码和欺诈证明将'100％数据可用性'问题转换为'75％数据可用性'问题，转换后的问题可以通过随机抽样技术更容易地解决。”Vitalik的论文更深入地描述了这个过程，本文也在某种程度上引用了论文中的相关内容，以便于让读者更容易理解：“区块生产者编译由k个share组成的数据块，使用Reed-Solomon编码将数据扩展到2k个share，并在扩展数据（每个叶对应一个share）上计算Merkle root（dataRooti）。当轻客户端使用dataRooti接收区块头时，它们会从dataRooti所代表哈希树中随机采样share，并且只有在收到所有请求的share后才接受区块。如果一个对抗性的区块生产者使超过50％的share无法使用，从而使完整数据无法恢复，则有50％的可能性客户将在第一次抽样中随机抽取不可用的share，两次抽样后有25％的概率，三次后为12.5％，以此类推。这是使用替换抽样时的情况，在完整的方案中，会在没有替换的情况下进行抽样，因此概率会更低。请注意，要使此方案正常工作，网络中必须有足够的轻客户端采样足够的share，以便区块生产者需要释放超过50％的share才能通过所有轻客户端的抽样挑战，从而可以恢复整个区块。”有了完整的区块以后，我们可以创建欺诈证明，轻节点可以检查它，而轻型节点实际上可以变成一个完整的节点。这里假设至少有一个完整节点是诚实的，显然诚实的完整节点越多越好。在分片的情况下，则假设每个分片至少有一个诚实的节点，这意味着分片中的节点将是非常重要的，并且在某种程度上可以理解为为节点越多，容量越大。前Blockstream CTO和现比特币核心开发人员Gregory Maxwell的反应是：“错误编码的反扣留问题已被多次讨论过——而且我一直很沮丧，因为我无法激发人们对这个想法的兴趣。”论文中也表示：“网络上一直有关于如何设计欺诈证明系统的讨论，但是没有提出处理所有区块无效案例和数据可用性的完整设计。”Vitalik的论文包含一个欺诈证明原型和一个数据可用性原型。由于欺诈证明一直被认为是公共区块链扩容的主要瓶颈，因此这似乎是一种技术上的突破。按照当前的方案，资源使用消耗量为每1MB区块14kb，验证时间大约为1秒。轻客户端必须为每个区块执行上述操作，但它们不需要存储这些证明。 一旦它们检查发现该区块是有效的，它们就可以忽略14kb的资源使用消耗量，因此看起来似乎不会消耗存储空间。这意味着在这种设计中，轻节点可以自动拒绝无效区块，从而让矿工不能欺骗它们，因为在这种设计中，轻节点将像完整节点一样支持协议规则。如果情况确实如此的话，那么完整节点存储和同步可能不再是问题，可扩展性问题有能得到解决。

如果火车站的售票大厅只有一个售票窗口，所有前来买票的人全部要在这个窗口外排队，那么这个售票大厅的卖票速度可想而知，在单位时间内卖出的车票数量将非常有限。此前的区块链网络处理任务的进程，就面临这样的尴尬。受到“不可能三角”的制约，早期的区块链网络通常是单链形式，为了兼顾安全性与去中心化，不得不作出性能方面的牺牲，使得区块链技术在处理任务时，“只有一个窗口卖票”，性能亟待提升。近日，中科院计算所博士、创新工场人工智能研究院副院长王嘉平等人提出的高性能区块链系统Monoxide模型，打破了这一瓶颈，在尽量不引入额外的实体和机制的前提下，可同时满足安全、高性能和去中心化的三角特性，使区块链横向扩展1000倍以上，从而使数据吞吐量提升1000倍以上。相关论文发表在不久前的2019年NSDI（网络系统设计与实现）国际会议上。王嘉平 图源：网络“不可能三角”区块链由“数据块”和“链条”组成，是一种分布式记账底层技术。一般认为，区块链具有去中心化、高安全性等核心优点，可以完美解决共享经济发展过程中的信息不对称、交易成本高、陌生人信任等难题。因此，区块链被认为是最具潜力的颠覆性技术之一。根据目前的研究，区块链技术可以应用在数字货币发行与交易、跨境支付与转账、智能合约、供应链溯源等领域。不过，处于高速发展中的区块链技术却长期面临着一个著名的“不可能三角”技术瓶颈。区块链“不可能三角”也称“三元悖论”，指区块链网络模型无论采用哪种共识机制来决定新区块的生成方式，都无法同时兼顾性能、安全、去中心化这三项要求，只能满足其中两项而牺牲另外一项，最多三者取其二。王嘉平告诉《中国科学报》，受到“不可能三角”的制约，早期的区块链网络通常是单链形式，为了兼顾安全性与去中心化，不得不作出性能方面的牺牲。也正是因为这个瓶颈，区块链技术至今仍然无法在各领域内发挥出它的全部潜能。“多个窗口卖不同的票”而王嘉平等人提出的高性能区块链系统Monoxide模型，则打破了这一瓶颈，可同时满足安全、高性能和去中心化的需求。“首先，是用多链取代单链。”王嘉平说。换言之，就是为售票大厅增设窗口。事实上，此前也有一些研究尝试在区块链中采取多链模型。但此前研究者提出的多链，都是孤立工作、无法协同的，无法真正发挥“多链”的潜能。这可以理解为，售票大厅增设了多个窗口，但是一个窗口只能卖一个目的地的票。这仍将导致前来买票的人在“不对应”的窗口无法成功买票，而是需要根据目的地去对应的窗口买票。这意味着，同一时间内，有些窗口前会排起长队，而有些窗口前可能空无一人。整个售票大厅在单位时间内卖出的车票数量仍然有限，卖票效率仍有很大的提升空间。其次，是让多链系统协同发挥作用。“Monoxide模型是一个并发的多链系统，每一个链称为‘共识组’。”王嘉平介绍。具体来讲，共识组是由多个同质的、功能上完全一致、地位上也完全平等，逻辑上尽量隔离的独立共识系统的实例所构成，它们并行工作，分摊全网的数据吞吐、计算、存储的压力，分摊全网状态的维护工作。由于共识组之间完全并行、异步，所以即便某一个共识组发生拥塞，也不会干扰其它共识组的数据吞吐和产出新数据块。如此一来，“去往不同目的地的人，无论在哪个窗口都可以直接买票，不同窗口的售票员会在后台协同发挥作用，使单位时间内卖出的车票数量最大化。”反应在计算性能上面，区块链的数据吞吐量和容量将有大幅提升，即单位时间每个窗口卖出的票数与单位时间售票大厅容纳的人数明显增加。为了验证Monoxide模型的可行性，王嘉平等人在由4.8万个全球节点组成的真实环境中进行了测试。实验证明，Monoxide模型可以将一个现有的单链共识算法，横向扩展1000倍以上，从而使数据吞吐量提升1000倍以上，同时也将全网计算能力（CPU）提升2000倍以上。“理论上，横向扩展的倍数上限甚至能够达到10万量级。”王嘉平说。推动模型落地应用据了解，该论文的两名作者王嘉平博士与汪浩博士，均毕业于中国科院计算所。王嘉平曾先后就任微软研究院研究员及主管研究员。多年连续在国际图形学顶级会议ACM SIGGRAPH发表最新研究成果，拥有美国专利十余项。入职创新工场后，王嘉平涉足投资领域，投资方向为区块链和人工智能，曾主导了对比特大陆的首轮机构投资。去年12月，计算机网络顶级学术会议NSDI宣布录用由王嘉平及汪浩撰写的区块链研究论文。不久前，2019年NSDI会议正式发布了该论文。据悉，NSDI是USENIX组织开办的关于网络系统设计的著名会议，虽然历史很短，但由于其强调系统、实用、跨学科的特点，广受计算机学者关注。一直以来，NSDI以重视文章质量著称，采用严格的双盲评审，每篇文章都要经过两轮总计六到八个审稿人审阅，之后还需经过程序委员会的讨论筛选。通常，每届会议录用20多篇论文，录取率仅在25%左右。王嘉平等人的论文入选2019年NSDI国际会议，是该会议今年录取的唯一一篇与区块链相关的论文，也是中国在区块链领域入选该会议的第一篇文章。一直以来，区块链技术的应用与普及都备受关注。由于区块链技术在效率提升、安全保护等方面存在巨大潜能，越来越多的行业开始认识到区块链的力量并逐步尝试落地。而Monoxide模型的提出，则让区块链技术向实际落地应用又迈进了一步。王嘉平透露，2019年8月，Monoxide将上线测试网络，供开发者做技术评估。这将赋能金融支付、医疗卫生、智慧城市等实际场景。据悉，创新工场也将与中科院计算所展开更深入的技术和产业合作，促进区块链技术更好地落地应用。

4月29日，风投机构创新工场宣布，由王嘉平博士（现为创新工场执行董事）及汪浩博士撰写的区块链研究论文于近期被计算机网络顶级学术会议NSDI宣布录用，这也是该会议今年唯一录用的唯一一篇区块链相关论文。该论文提出名为异步共识组Monoxide的区块链扩容方案，可以在由4.8万个全球节点组成的测试环境中，实现比比特币网络高出1000倍的每秒事务量，以及1000倍的状态内存容量。

李根 发自 凹非寺 量子位 报道 | 公众号 QbitAI黄沙吹尽始到金！两位博士学成于中科院计算所的科学家，一篇区块链技术的硬核论文，创造了中国区块链的新历史，也把全球区块链技术往前推进一大步。他们提出的Monoxide模型(“一氧化碳”模型)，打破区块链不可能三角瓶颈，在满足安全、高性能和去中心化的三角特性前提下，尽量不引入额外的实体，不引入额外的机制，从而实现现有算法性能千倍以上提升。其Monoxide模型论文也因此入选计算机网络系统领域的国际顶会NSDI，成为中国区块链技术入选全球顶会的第一篇。创造历史者——王嘉平，现任创新工场执行董事、区块链和AI领域的投资人，曾主导了创新工场对比特大陆的首轮机构投资；汪浩，目前供职于为俄亥俄州立大学。二人同时也是中科院计算所博士毕业生，中科院计算所也是这篇历史性论文的联合署名单位之一。中国区块链论文首次入选国际顶会NSDI全称：Networked Systems Design and Implementation，是USENIX旗下的旗舰会议之一，也是计算机网络系统领域久负盛名的顶级会议。与网络领域的另一顶级学术会议Sigcomm相比，NSDI 更加侧重于网络系统的设计与实现，注重系统的性能和伸缩性，众所周知的著名大数据系统Spark就发表于2012年NSDI。此外，NSDI以重视文章质量著称，采用严格的双盲评审，每篇文章都要经过两轮总计六到八个审稿人审阅，之后还需要经过程序委员会的讨论筛选。通常，每届会议录用20多篇论文，录取率仅在25%左右。此次NSDI大会共收录了包括知名高校和企业研究机构在内的49篇论文，其中有超过一半来自美国顶尖高校，比如 MIT、UC Berkeley、斯坦福、CMU、普林斯顿、Cornell、UW、哈佛、耶鲁等，而另外近一半则来自微软、Google、Intel等美国知名的云计算相关企业。而中国一线研究机构和技术公司也越来越看重，这次NSDI现场，创新工场、中科院计算所、微软亚洲研究院、清华大学和字节跳动等均派出了代表。NSDI 关注的研究课题是计算机网络和分布式系统，区块链的核心技术就属于这个领域。然而，目前学术界在这个领域的主流研究方向还是关注于中心化的数据中心、超算中心里的理论挑战和实际工程问题，对应的大多是云计算行业和涉及大量计算任务的机器学习领域。大会现场，为期三天的会议中，关注区块链的论文仅有王嘉平汪浩这一篇，以至于会议主席在正式开幕的前一晚的预热宣讲中，还特别提到了这篇来自中国的论文，感慨说：“区块链终于来到了NSDI这个分布式系统领域的殿堂。”虽然3年前就有大名鼎鼎的Bitcoin-NG区块链论文发表于NSDI， 不过那时还没叫区块链。现在，区块链技术开始越来越受到全球关注，并且进入全球顶会的热议范畴。但并不意味着论文入选难度降低。王嘉平博士自述，把NSDI定为论文发表目标，完全是一次迎难而上的决定。因为我看到这个会议的研究课题分布在网络系统的各个技术点上，大家都在关心系统的性能，即承载大业务的能力，但是在去中心化的分布式系统的性能提升方面，却一直难有突破。所以，我们认为区块链的性能问题的技术突破，最应该在这里发表。最终，苦心人天不负，王嘉平和汪浩博士的论文不仅最终入选NSDI、现场宣讲分享，而且创造了中国区块链技术研究的历史性时刻。打破区块链不可能三角瓶颈自2008年“区块链之父”中本聪发表论文《Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System》至今，十余年里全球科学家、技术开发者前赴后继努力，不断解决更难挑战，致力于提高区块链系统性能的项目。不过，处于高速前进中的区块链技术却长期面临着一个著名的“不可能三角”技术瓶颈。也正是因为这个问题，区块链技术至今仍然无法在各领域内发挥出它的全部潜能。这里的区块链“不可能三角”也称“三元悖论”，指区块链网络模型无论采用哪种共识机制来决定新区块的生成方式，都无法同时兼顾性能、安全、去中心化这三项要求，只能满足其中两项而牺牲另外一项，最多三者取其二。而王嘉平、汪浩博士的“一氧化碳”模型论文，提出名为异步共识组 Monoxide的区块链扩容方案，可以在由4.8万个全球节点组成的测试环境中，实现比比特币网络高出1000倍的每秒事务处理量，以及1000倍的状态内存容量。有望打破“不可能三角”这个长期困扰区块链性能的瓶颈。王嘉平博士也对还模型进行过形象化讲解。他说，受到“不可能三角”的制约，早期的区块链网络通常是单链形式，为了兼顾安全性与去中心化，不得作出性能方面的牺牲：如果把区块链网络处理任务的进程，类比成人们去售票大厅购买车票的过程，那么单链区块链就可以看作是整个售票大厅只有一个售票窗口，所有前来买票的人全部要在这个窗口外排队，于是这个售票大厅的卖票速度可想而知，在单位时间内卖出的车票数目自然也不甚理想。而Monoxide模型的出现则打破了这一瓶颈，在满足安全、高性能和去中心化的三角特性前提下，尽量不引入额外的实体，不引入额外的机制。那么，这是如何实现的呢？首先，用多链取代单链。换句话说，为售票大厅增设窗口。事实上，此前也有一些研究尝试多链模型，但是孤立工作，无法协同，无法真正发挥“多链”的潜能。可以理解为，售票大厅增设多个窗口，但是一个目的地仅对应一个窗口。也就是说，前来卖票的人在“不对口”的窗口无法成功买票，而是需要根据目的地去对应的窗口买票。这意味着，同一时间内，有些窗口前会排起长队，而有些窗口前可能空无一人，整个售票大厅在单位时间内卖出的车票数目仍然有限，卖票效率仍有很大的提升空间。Monoxide网络是一个并发的多链系统，每一个链称为”共识组”，是其精髓所在。具体来讲，共识组是由多个同质的、功能上完全一致、地位上也完全平等，并逻辑上尽量隔离的独立共识系统的实例所构成，它们并行工作，分摊全网的吞吐、计算、存储的压力，分摊全网状态的维护工作。由于共识组之间完全并行、异步也无需锁定和同步，所以即便某一个共识组发生拥塞也不会干扰其它共识组的吞吐和出块。如此一来，在上面所描述的售票情景中，前来售票大厅买票的每一个人，无论在哪个窗口都可以直接买票，不同窗口的售票员会在后台协同发挥作用，使单位时间内卖出的车票数目最大化。反应在性能上面，区块链的吞吐量和容量将有大幅提升，即单位时间每个窗口卖出的票数与单位时间售票大厅容纳的人数明显增加。实验证明，Monoxide模型可以将一个现有的单链共识算法，横向扩展1000倍以上，从而使吞吐量提升1000倍以上，同时也将全网计算能力(CPU)提升2000倍以上，将状态表达的内存空间提升2000倍以上。理论上，横向扩展的倍数上限甚至能够达到10万量级。所以这一研究成果无疑会为区块链技术的发展带来质的飞跃。落地赋能金融支付医疗等场景毫无疑问，Monoxide模型不仅将区块链研究往前推进一大步，也会加快区块链技术的落地应用，造福大众。由于这项技术在效率提升、安全保护等方面存在巨大潜能，越来越多的行业开始认识到区块链的力量并逐步尝试落地。而Monoxide异步共识组系统的提出，则让区块链技术向实际落地应用又迈进了一步。互联网发展至今，任何一个实实在在的在线应用，都是需要承载日常大量的访问和操作以及记录大量用户的状态和信息。这导致任何一项区块链技术的落地应用，都要求区块链技术本身有能力承载这样的流量和用户体量。这就是为什么区块链技术本身的性能对应用的切实落地至关重要。Monoxide异步共识组系统在丝毫没有牺牲去中心化特性实现了性能提升，每一个全节点的工作压力(带宽、计算、内存、磁盘IO)并没有伴随全网横向扩展提升而显著加大。如此一来，就能够保证让一台普通中档价位的电脑轻松地作为网络的一个全节点，通过普通家用宽带网络接入主网，为推进区块链技术的落地进程作出重要贡献，意义重大。例如，过去在金融支付领域，受到货币兑换、手续办理等因素的制约，跨国支付往往需要花费较高的时间成本，难以高效完成。而在具有公开、不可篡改属性的区块链技术的帮助下，交易双方的信用机制将得到保障，并且大幅提升系统的运转效率，降低业务成本，能够有效推动跨境支付在商业领域中的发展。同理，区块链技术在银行清算、供应链管理、商品防伪溯源等领域也大有可为，甚至有机会带来颠覆式的改革。另外，在以海量数据为支撑的人工智能领域，区块链技术的潜能也有极大的施展空间。数据安全是人工智能行业内的热门话题和痛点之一，区块链技术凭借自身的去中心化、匿名化等特点，不仅能够确保领域内数据共享的安全性及私密性，还可以避免数据孤岛情况的发生。这种区块链技术与人工智能技术的有机结合，可以为智慧城市、医疗卫生、食品安全等领域提供更多可能性。值得注意的是，这次创新工场和中科院计算所，也是论文背后的核心支持力量。中科院计算所曾诞生出联想、中科曙光、寒武纪等知名科技领军企业。创新工场则以Tech VC知名，在AI为核心等前沿技术领域成绩卓著，区块链计算领域则投出了知名独角兽比特大陆。现在，随着王嘉平、汪浩博士的这篇论文，也意味着带着强烈的“TechVC”标签，创办人工智能工程院的创新工场，对区块链前沿技术领域展开进一步探索。另外，2019年8月开始，Monoxide将上线测试网络，供开发者做技术评估。作者介绍最后，再次隆重介绍下两位创造历史的论文作者：王嘉平：现任创新工场人工智能工程院副院长兼执行董事，此前为微软总部雷德蒙研究院主管研究员，专注分布式系统，计算机图形学和视觉以及用于机器学习的GPU集群等领域的研究，有数十项研究成果发表于ACM SIGGRAPH/ToG顶级国际期刊，已授权的美国专利十项余项。王嘉平博士师从沈向洋——现微软全球执行副总裁、微软AI及研究事业部负责人。王嘉平于中科院计算所获得博士学位。他的博士论文《基于数据驱动的表面质感建模与绘制》获得了2009年度全国百篇优秀博士论文奖，是该年唯一一名计算机科学专业的获奖者。汪浩：目前就职于俄亥俄州立大学，从事分布式系统和数据库系统方面的研究。博士同样毕业于中科院计算所。— 完 —

来源：中国网财经中国网财经11月6日讯 中国人民银行官网今日发布题为《区块链能做什么、不能做什么？》工作论文。论文称，不要夸大或迷信区块链的功能，区块链应用要立足实际情况，目前区块链投融资领域泡沫明显。论文指出，总的来说，目前真正落地并产生社会效益的区块链项目很少，除了区块链物理性能不高以外，区块链经济功能的短板也是重要原因。应在持续研究和试验的。基础上，理性客观评估区块链能做什么、不能做什么。一是不要夸大或迷信区块链的功能。这些年的行业实践已经证明一些区块链应用方向是不可行的。特别是，现代金融体系在发展过程中不断吸收各种技术创新。技术创新只要有助于提高金融资源配置效率以及金融交易的安全性、便利性，就会融入金融体系。迄今为止，还没有一项技术创新对金融体系产生过颠覆性影响，区块链也不会例外。加密货币供给没有灵活性，缺乏内在价值支撑和主权信用担保，无法有效履行货币职能，不可能颠覆或取代法定货币。区块链的匿名特征反而会增加金融交易中反洗钱（AML）和“了解你的客户”（KYC）的实施难度。但也要看到，我国的一些国情提供了实践区块链的机会，比如数字票据交易平台有助于缓解我国票据市场分散化的问题。二是区块链应用要立足实际情况，不要拘泥于一些过于理想化的宗旨。比如，用科技来替代制度和信任是非常困难的，在很多场景甚至就是乌托邦。再比如，去中心化与中心化各有适用场景，不存在优劣之分。现实中完全的去中心化和完全的中心化场景都不多见。很多区块链项目从去中心化宗旨出发，但后期或多或少引入了中心化成分，否则就没法落地。比如，区块链外信息写入区块链内，往往需要一个可信任的中心化机构，完全的去中心化是不可能的。三是目前区块链投融资领域泡沫明显，投机炒作、市场操纵甚至违规违法等行为普遍，特别是涉及公开发行交易的 Token 的项目。政府有关部门应加强监管，防范金融风险。

来源：零壹财经作者：姚前（中国证券登记结算有限责任公司总经理，原央行数字货币研究所所长）今年是中本聪的经典论文《Bitcoin：APeer-to-PeerElectronicCashSystem》发表10周年。10年来，从一开始小范围的极客追捧，到今日风靡全球，比特币及其背后的区块链技术现已成为大家最为关注的科技热点。10年间，我们曾因去中心化技术带来的自由开放，而激动人心，也曾因比特币的性能缓慢，而感到莫名失落；我们曾见证比特币的价格一路冲天，直逼2万美元，也曾目睹数字货币泡沫的破灭，一地鸡毛。10年间世人对数字货币的评价也日趋多元，有人奉其为自由货币的象征，寄予自由主义的乌托邦梦想；亦有人指责其仅是逃避监管、犯罪交易和洗钱的工具，是暗黑世界的通票。但无论如何，时至今日，我们依然对这一技术的未来满怀憧憬，有人相信这是一个即将改变人类社会的现代科技。10周年，最好的纪念方式是继往开来。本文从现代密码学的演进脉络追溯数字货币的发展，回顾区块链技术的缘起，提出理解区块链技术的六个维度，并剖析区块链技术的优秀品质与不足之处，最后对其未来发展方向作前瞻思考。一、现代密码学演进罗马非一日建成。要想准确理解区块链技术的缘起，我们需要回到四十多年前，研究现代密码学的发展历史。现代密码学的一个革命性的突破是解决对称密码算法无法在大规模的信息加密传输中普及的问题。对称密码算法是指加密和解密共用一个密码，也称单钥密码算法。它的最大缺陷是，信息发送方必须和每个接受方约定好对称密钥，那么在密钥的大规模分发过程中，无法有效防止密钥被窃取或者被人攻击，也不太容易去管理那么多的密钥。对此，1976年，Diffie（迪菲）和Hellman（赫尔曼）提出了新的思路，他们将原来的一个密钥一分为二，成一对密钥，一个密钥用于加密，一个密钥用于解密。加密密钥公开，称为公钥。解密密钥不能公开，唯独本人秘密持有，不能给别人知道，称为私钥。如果别人想给我发信息，他要用我的公钥对信息进行加密，而只有我的私钥才能解开，其他任何人都解不开。同样，我想给别人发消息，要用对方公开的加密密钥进行加密，而只有他手上有的那把私钥才能解开加密后的信息。这样的思路就很好地解决了单密钥体系下的密钥大规模分发的问題。这就是非对称密码机制的思想。1978年，Rivest（李维斯特）、Shamir（萨莫尔）和Adleman（阿德曼）提出著名的RSA密码算法，首次实现了非对称密码算法。非对称密码算法除了解决开放系统中密钥大规模分发的问题，还带来原来对称密码体制不具备的功能，那就是非常独特的认证功能。比如，如果我想给别人发信息，我不仅用别人的公钥对报文进行加密，同时我还可用我的私钥进行签名，这样别人就可以用我的公钥进行验签，判定报文是不是从我这发送。认证功能的出现使信息加密传输形式发生革命性的变化：信息既可以加密，也可以签名，就像支票一样，让信息的加密传输有了主人的感觉。所以说，非对称密码机制的实现是密码学的一次重大革命，密码学的应用因此从军事领域走向民用领域。哈希算法是现代密码学的又一个飞跃。它也叫“安全散列函数”，最早的SHA哈希算法由美国国家安全局设计，于1993年发布。2010年，中国国家密码管理局公布中国商用密码哈希算法标准：SM3密码哈希算法。哈希算法的优点是，它可以用非常简单的摘要信息描述原始信息集；且计算不可逆，给定输入很容易得到输出，迅速收敛，但是从输出计算回输入不可行；还有一个有意思的特性是，只要输入信息发生稍微变化，输出就变得完全不一样。基于这样优秀的特性，哈希函数得到广泛的应用，我们习以为常的人民币冠字号码即是由哈希算法产生的。在数字货币领域，哈希算法常常被当做数字货币交易挖矿、交易区块链接以及钱包地址压缩生成的工具，更是得到广泛的应用。二、数字货币的中心化到去中心化：区块链技术的缘起一直以来，密码学家有个想法，既然邮件能够加密、签名发送出去，那么手里的现金能不能像邮件一样，加个数字信封，进行加密和签名后，从一端发送到另外一端？这就是最早的数字现金思想的由来。随着现代密码学的发展，数字现金的技术实现逐渐成为可能，引起许多密码学家们的广泛兴趣。1982年，DavidChaum（大卫·乔姆）在顶级密码学术会议--美密会上发表了一篇论文《用于不可追踪的支付系统的盲签名》。论文中提出了一种基于RSA算法的新型密码协议--盲签名。利用盲签名构建一个具备匿名性、不可追踪性的电子现金系统，这是最早的数字货币理论，也是最早能够落地的试验系统，得到了学术界的高度认可。但Chaum当时建立的模型还是传统的“银行、个人、商家”中心化模式。每个使用过的E-Cash序列号都会被存储在银行数据库中，且每次交易系统都要验证E-Cash序列号的唯一性，因此系统会维持一个已交易序列号的数据库。随着交易量的上升，该数据库就会变得越来越庞大，验证过程也会越来越困难。面对中心化数字货币模式的缺陷，2008年，中本聪发表了经典论文《比特币：一种点对点的电子现金系统》，提出了一种全新的去中心化的电子现金系统，其核心思想之一就是将已花费的数字货币序列号数据库转变成了未花费的数字货币序列号数据库，并打上时间标记，纵贯相连。这一底层支撑技术就是我们今天热议的区块链技术的由来。当然，也有人提出早在1990年到1991年期间，W.ScottStornetta和StuartHaber就提出了区块链的想法。为解决数字文档的精确性，他们二人认为如果不去信任某个人或者机构，“那就去信任每一个人，也就是说，让世界上的每一个人都是数字文档记录的见证者。”就理念而言，这一思想确实与比特币区块链的思路一脉相通：去中心化的本质就是多中心化--既然没有了权威中心，那么大家都成了中心，但各个中心既须自律亦须他律，相互制衡，非此不能立足。所以中本聪的区块链技术不仅仅只是“分布式”和“共享”的简单理念，它综合采用了密码学、分布式数据库（大规模数据存储与处理）、点对点通信（P2P网络）、共识机制（分布式一致性）等技术进行组合创新。狭义的区块链技术是一种按照时间顺序将数据区块以链表的方式组合成特定数据结构，并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的去中心化共享总账，能够安全存储简单的、有先后关系的、能在系统内验证的数据。广义的区块链技术则是指利用加密技术来验证与存储数据、利用分布式共识算法来新增和更新数据、利用运行在区块链上的代码，即智能合约，来保证业务逻辑的自动强制执行的一种全新的多中心化基础架构与分布式计算范式。三、理解区块链技术的六个维度1.从信息系统看区块链技术是一种全新的数据库技术，多方共同维护一个不断增长的分布式数据记录，这些数据通过密码学技术保护内容和时序，使得任何一方难以篡改、抵赖和造假。它记录的是高价值的数据，与我们平常所说的数据库存储理念完全不同。2.从会计学角度看它是一种全新的分布式账本技术，采用了全新的记帐方法：每个人都可以参加，只要按照要求，达到游戏规则的设定目标，就可以获得记账权，成为新区块的记帐人，所有人共有、共享账本信息，都能检测、验证账本信息。3.从账户角度看它是全新的账户体系，传统上我们所有的金融业务都是围绕着商业银行的帐户开展的，而现在，私钥本地生成，非常隐秘，从中导出公钥，再变换出钱包地址，自己给自己开帐户，不需要中介，这在金融史上是一个非常重大的变化。4.从资产交易角度看它是一种全新的价值交换技术，既可采用UTXO模式，通过构造包含解锁脚本和锁定脚本的交易输入和交易输出，完成“未花费交易输出”的转移，也可采用传统的Account模式。UTXO模式和Account模式可相互转化，通过聚合归纳（Rece），UTXO可转化为账户余额，而对账户余额进行拆分则可得到UTXO的结果。基于这一价值交换技术，我们可以创造一种全新的金融市场模式：去中心化资产交易。5.从组织行为学角度看它是一种新型的去组织化的分布式协同生产活动，它通过激励相容的算法规则和契约安排，明确了各方的经济利益，充分调动了各方的积极性，使有效的分布式协同生产真正成为可能，出现了新型的组织形态：自治去中心化组织（DAO）。6.从经济学角度看它开创了一种新型的算法经济模式。建立在区块链技术的算法经济以去中心化、开放为特征，强调和尊重市场交易的自愿原则，发挥市场价格的统筹协调机制，在经济自由度上，兼具计划和市场两种机制的优点，是一种更加接近自由市场的经济模式。四、区块链技术的优异品质与不足之处1.优异品质（1）难以篡改以比特币为例，除非掌握了50%以上的全网算力，才有可能篡改链上的数据。目前比特币的全节点有数千个，遍布世界各地，在一定程度上保障了系统的不间断连续运行。（2）自由开放任何人都可以竞争记帐权或者加入到某个矿池参与挖矿，只要挖矿成功，谁都可以获得奖励。这在传统的相对封闭的信息系统，几乎不可能，比如某人买了一台计算能力很强的服务器，想为腾讯服务，可能吗？不可能，一般机构绝对不可能让其他人随便加入系统，参与它的运行。作为自由开放的体系，比特币欢迎任何人带着算力参与记账权竞争。从技术演进角度看，这是一个重大的进步。（3）数据高度可信任数据的难以篡改带来了数据的可信，可信的结果是我们可以基于这些可信数据，进行多方面的应用和交易。比如智能合约。实际上，智能合约是区块链数据上的应用小程序，在不能保障数据可信的情况下，这些应用小程序是无法运转的。应该说，区块链技术的出现使智能合约的应用真正变成可能。（4）容错性强区块链技术通过共识算法保持各节点数据的高度一致，每一个全节点都会维护一个完整的数据副本，如果某个节点遇到网络问题、硬件故障、软件错误或者被黑客控制，均不会影响系统以及其他参与节点。问题节点在排除故障并完成数据同步之后，便可以随时再加入到系统中继续工作。由于整个系统的正常运转不依赖于个别节点，所以每个节点可以有选择地下线，进行系统例行维护，同时还能保证整个系统的7x24小时不间断工作。2.不足之处（1）性能问题区块链技术的理念之一是分布式共享，但假设近万个节点都要共享数据的时候，速度自然就慢下来，效率不高。目前比特币的成交至少要等10分钟，有时候要等1个小时以上，这是许多人不能容忍的。（2）隐私保护比特币的整个帐本是公开的，但如果有些人/机构不愿意自己的资金交易被全网看到，尤其是大额交易，那么该如何处理？隐私保护成为了区块链技术的一个研究热点，一些解决方案已经出现，比如零币。（3）安全问题目前，智能合约还处于初级阶段，一旦有漏洞，就会被人攻击，出现重大的风险。比如TheDAO被黑事件，黑客利用TheDAO智能合约的安全漏洞，从合约管理的ETH中划走360万个ETH。（4）治理缺失当社区面临重大决策事件时，如何让社区参与进来，以某种机制形成社区意见，最终在区块链上表达出来。这些决策可能是不同的技术升级提案，也可能是TheDAO这样的突发事件处理，或者是该区块链某些基础规则的调整。如果缺乏治理机制，只能通过软分叉或者硬分叉解决问題，最终将导致混乱和分裂。（5）互操作性问题互联网有通用的TCP/IP协议作为基础来实现互联互通，而区块链作为新一代价值互联网并没有通用的协议，目前都还是社区自组织模式，跨链互操作没有统一的规范，很大程度上限制了应用创新。五、区块链技术前瞻：八大方向1.共识机制与性能共识协议用于在分布式系统中实现可用性与一致性，是区块链的关键技术，其核心指标包括：共识协议的强壮性（容错、容恶意节点的能力） 高效性（收敛速度，也即系统达成一致性或“稳态”的速度） 安全性（协议抽象理论模型的安全界）代表性协议包括PBFT为代表的BFT类共识、PoW/PoS为代表的中本聪共识（NakamotoConsensus）、新型混合共识等。目前来看，共识协议最大的难题在于如何实现安全性与高效性的平衡。在保障安全性的前提下，大概有四种提高效能的思路：（1）硬件和算力的改进，从CPU、GPU、FPGA到ASIC，挖矿设备不断升级，同时计算机整体算力水平也在快速发展，根据OpenAl的分析，自2012年以来，人工智能训练任务中使用的算力正呈指数级增长，其目前速度为每3.5个月翻一倍（相比之下，摩尔定律是每18个月翻倍）。倘若算力突破一定临界点，目前区块链的性能问题可能就不再是问题；（2）不改变共识协议的系统改进，代表性方法有缩短区块的产生间隔、增加区块大小、采用双层链结构、引入闪电网络、改变区块+链的基本结构、修剪区块中的数据以及改进算法；（3）新型数据结构，比如采用有向无环图（DAG）数据结构，典型项目有10TA和ByteBall；（4）新型共识协议，比如研究者们提出PoW机制的Thunderella算法、PoS机制的Algorand协议和Ouroboros算法、基于SleepyModel的PoS共识、空间证明机制（ProofofSpace）等新型算法。2.跨链现在有各种链：公链、联盟链和私有链。公链为大众服务，联盟链局限于一个联盟，私有链仅服务于某一个私人机构。从私有链、联盟链到公链是去中心化的过程，而从公链、联盟链到私有链，则是中心化的过程。在这些转变过程中，会出现不同的为私有链、联盟链、公链服务的各种区块链产品。那么，当不同机构之间业务发生交互时，不同的链与链之间怎么交互，则成为很大的难题。目前有三种跨链技术：公证人机制（NotarySchemes） 侧链/中继（Sidechains/Relays） 哈希锁定（Hash-locking）技术跨链技术是下一步区块链技术发展的重点。 此外，目前私有链存在谁加入谁的博弈难题，彼此都希望对方加入到自己的区块链系统。虽然BaaS（Backend as a Service，后端即服务）能够复用底层的技术平台，但关键的是不同业务系统数据和用户的打通，以及业务系统之间的协同工作。倘若不同系统之间没有联通，就无法复用客户、资产、数据等基础资源。解决的思路可能有两种：（1）政府或标准化组织推动区块链技术的标准化和规范化，增强不同系统间的互操作性；（2）政府建设公共服务平台，比如香港金管局推动的HKTFP即为典型，此类模式的优点在于，基于公共利益而建设的平台可以较好解决建设主体和治理机制的纷争，打通用户、场景和公共服务，实现资源整合，而且也便于政府监管，提升监管效率。3.治理机制由于区块链本身即是一种天然投票系统，包含了更改验证程序集或更新其自身规则所需的一切逻辑，而且投票结果可自动进行，链上投票机制自然就成为了区块链生态系统的首选治理机制目前有不少链上投票机制探索，比如EOS、NEO、Lisk等系统中的委任权益证明（DPOS）机制，通过链上投票来决定运行网络的超级节点由谁操作；或者对协议参数进行表决，来决定以太坊的Gas上限；或者用来表决协议升级，如Teos。目前链上投票机制存在的不足是：（1）投票参与度低，这就导致两个问题。一是投票的结果只反映少部分人意见，难以得到普遍认可；二是攻击者只需少量的成本就可左右投票。（2）可能会出现财阀式的少数人链上治理，损害普通用户利益，目前已有相关事件发生。另外，完全依靠链上治理，尚无法解决区块链生态系统的委托代理问题，还需要法律监管、声誉机制等链下治理的支持。目前，各国政府已开始行动，比如国家网信办近期公布了《区块链信息服务管理规定（征求意见稿）》，向社会公开征求意见。当然，这是制度层面的建设。从技术角度看，如何更好地完善链上治理机制，是下一步区块链技术值得研究的方向。4.身份管理区块链使自主身份（Self-sovereign Identity）成为可能。它本身可以作为去中心化公钥基础设施（PKI）来使得公钥体更有用和更安全。区块链可被视为去中心化的证书颁发机构，将身份维护映射到公钥。智能合约还可以增加复杂的逻辑，实现撤销和恢复，减轻终端用户的密钥管理负担。这些技术将身份的所有权从集中式服务推向个体之间端到端服务，并使身份本身可控。这被称为自主身份。这种方法分散了数据和计算，并将其推向了每个个体，对于黑客来说经济上的价值较低，因为需要大量的努力才能一个接一个地攻击许多个人身份。在联盟链中，需要对不同节点分配不同的权限，并满足一定的可监管性，为此，需要构建安全高效的身份认证与权限管理机制。可采用基于生物特征识别技术的认证机制，或是高效的、生物特征与密码技术有机结合的认证方案； 也可采用高效实用的基于身份/属性的密码方案，实现对节点/用户的细粒度访问控制/权限管理。5.隐私保护在公有链中，需要对交易数据、地址、身份等敏感信息进行保护，同时又能让记账节点验证交易的合法性；对于联盟链，在构建隐私保护方案的同时，需考虑可监管性/授权追踪。可以通过采用高效的零知识证明、承诺、证据不可区分等密码学原语与方案来实现交易身份及内容隐私保护。例如：Zcash中采用了zk-SNARK来实现隐私保护机制。基于环签名、群签名等密码学方案的隐私保护机制、基于分级证书机制的隐私保护机制也是可选方案。例如：Monero采用了环签名方案来实现隐私保护机制，HyperledgerFabric采用分级证书机制来实现隐私保护机制。也可通过采用高效的同态加密方案或安全多方计算方案来实现交易内容的隐私保护。例如：Ripple通过采用安全多方计算方案来实现交易通道的隐私保护。还可采用混币机制实现简单的隐私保护。6.数字钱包目前数字钱包都在尝试从单纯的钱包服务转向数字资产生态入口，希望藉此获取更大的市场份额，发展更丰富的资产管理服务，主要有资产管理、资产交易、信息聚合、DApp分发等方向。其中， 资产管理可以细分为挖矿增值、理财增值、资产归集管理等方向； 资产交易主要有去中心化数字资产兑换和法币汇兑等； 信息聚合主要是交易所信息及项目信息聚合；DApp分发类似于小程序商店。尽管不同钱包的切入点和发展路线各不相同，各有所长，但由于彼此间的长远目标是渐进趋同的，各类钱包的增值功能略有重叠。随着数字资产产业的不断发展，生态的不断完善，数字钱包的场景功能将会越来越重要。其未来发展重点有三个方面：（1）保证钱包服务的安全、开放和便捷；（2）围绕资产增值需求，搭建数字资产管理平台，为用户提供丰富的金融产品，提高用户转化率；（3）三是打通数字资产与现实世界的连接，丰富数字资产应用场景，构建数字资产生态。其中安全是根本。软件技术方面可采用无密钥的密码算法（标准算法的白盒化方案或设计新型的白盒密码算法）和代码混淆技术，实现敌手无法提取核心密码算法和密钥信息；或采用基于口令、身份、生物特征等认证因子的加密算法对密钥进行加密存储。硬件方面则可基于TEE（可信执行环境）或者SE（安全环境）安全模块、辅助以定制终端设备的技术方案，这是保障数字钱包安全的重要可选方向之一。7.智能合约与自组织商业模式智能合约具有透明可信、自动执行、强制履约的优点。它一旦被部署到区块链上，程序的代码和数据就是公开透明的，无法被篡改，并且一定会按照预先定义的逻辑去执行，产生预期中的结果，且契约的执行情况将被记录下来。应该说，区块链技术与其商业应用是相辅相成、相互促进的关系。建立在智能合约的自组织商业应用，有助于提升区块链技术的价值，使加密经济模式的适用范围和领域不断扩大。虽然从技术角度看，智能合约只是一段编码，但它实质上承载了许多商业逻辑，甚至一个智能合约就代表一个商业模式，具有无限的想象空间。而反过来，自组织商业模式的实现，也需要智能合约的精巧设计，同时还需要性能提升、安全增强、隐私保护等配套相关技术安排。换言之，这既是一个商业模型的创造，又是一个技术系统的设计。智能合约的安全性至关重要。由于智能合约的开放性，其代码和内容均可通过公开方法获得，在很大程度上可以让黑客进行合约分析并针对弱点进行攻击；一旦攻击成功，将造成重大损失。所以，迫切需要完善的智能合约检测技术，在合约上链之前进行检测，定位并排除漏洞。当前已经出现了不少智能合约检测工具或在线检测站点，但这些检测仍基于经验总结，对于未知合约漏洞则无能为力。形式化验证方法是一个可能的解决思路，通过建立恰当的模型，精确判断程序是否能按照开发者的预期运行。但对于智能合约的形式化验证，难度较大，目前还没有找到合适的解决方案，需要进一步深入研究。在智能合约的应用方面，一方面需要从法律层面明确智能合约的可执行性；另一方面，由于智能合约具备天然的确定性，不具有普通合同的灵活性和可选择性，因此在特定场景中，需要建立允许代码暂停或终止执行的干预机制。8.与其他科技的融合常说的云计算、大数据、人工智能、区块链技术等，实质上均是“算法+数据”的体现，无非侧重点各有不同。既然本质相通，那么相互之间的融合就是必然了。例如，在资产证券化的场景中，需要对多个业务系统的信息进行持续的披露，同时还需要实现大规模分布式文件存储。区块链技术可以通过交易签名、共识算法和跨链技术，保证各交易相关方分布式账本的一致性，从而在保障交易背景真实性的基础上，自动实时完成信息披露，从而实现账证相符、账账相符、账实相符，大大提高可交易产品的信用等级，又大幅降低成本，这就使信息使用者可以实时、穿透式获取企业运营的全局信息，而全局信息的获取意味着信息的大规模增长，如何更好地存储与提取信息价值则成为链关键。因此，将区块链技术与分布式文件系统、大数据分析、云计算、人工智能等科技进行融合是未来发展的一个重要方向。--/ 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来源：金融界网站区块链技术、数字货币及金融风险 ——基于现代金融理论的一般性分析摘要： 一般说，区块链是一组技术组合。它目的是要创造一套网上现金概念的支付体系，一套智能合约系统或市场交易新规则，一种价值转移的机制，以此来颠覆现行市场交易的游戏规则，形成新的商业模式和业态。当前区块链技术基本上处于研发与试验期。以区块链为底层技术所创造出的比特币等数字货币，与历史上私人货币一样存在根本性缺陷。比特币及ICO进入中国，少数炒作者把它们看成是与人民币对价及获得暴利工具。这必然冲击国家主权货币及社会价值基础，给中国金融市场带来巨大风险。坚决取缔ICO及关闭比特币等交易平台，则是防控金融市场风险的必要举措。但数字货币法定化是未来货币发展的一个基本方向，具有无限前景。 关键词：区块链技术；数字货币；ICO；金融风险防范 DOI:10.15937/j.cnki.issn 1001-8263.2018.11.002 一、前言在2017年全国金融工作会议上，把防控金融风险，守住不发生系统性风险的底线作为当前及未来金融工作三大任务之一，而党的十九大报告对这一原则进行进一步强化，并把它作为未来几年金融工作的重点。那么，当前中国金融市场的风险在哪里？应该如何来识别与防范？中国人民银行的《中国区域金融运行报告（2017）》报告指出，中国互联网金融的快速发展推动了金融服务的创新发展，但也容易导致风险扩散和交叉传导。特别是部分不法分子打着“金融科技”旗号开展非法集资、金融诈骗等违法犯罪活动，严重影响了经济社会的稳定发展。所以，整治中国金融科技市场乱象，同样是防控当前中国金融风险最为重要的一环。 2017年中国金融监管部门对金融科技市场的整顿治理，是从ICO（Initial Coin Offerings或Initial Crypto-Token Offerings，首次数字货币发行，或首次代币发行）入手。一般来说，ICO是先由融资初创公司写出计划书，在网上以众筹的方式融资，收取投资人的数字货币。融资的这些数字货币40％自用，60％发行给投资者Token（代币）。ICO不是股票而是数字货币，是希望应用区块链技术的初创公司以众筹的方式来募集比特币等不同的数字货币，以便达到这些公司融资创业的目的。对于投资者来说，这些数字货币不代表公司股权也不代表公司债权，或数字货币不会被赋予任何公司所有权，投资者收益完全取决于数字货币价格的变化。就目前的情况来说，对ICO公司，数字货币的众筹不需要证券监管部门审查并自行发行。这样既可降低融资门槛（ICO公司只要写一份融资计划书就可到网上众筹），也可缩短ICO公司投资融资时间，降低其融资成本。当然最为重要的是，由于ICO不存在办理审查手续，也不存在相应的监管，其有关标的一般在发行几天后即可自由交易，从而可迅速地实现流动性溢价。 正因为ICO具有这样的特征，自2014年起步以来，很快就受到金融科技行业的青睐，其规模出现了井喷式的增长。Autonomous数据显示，2017年截至7月中旬，全球ICO融资额达13亿美元，大幅超过2016年全年2亿美元的水平。在中国，在区块链技术应用写入了2016年中国发布《“十三五”国家信息化规划》后，区块链立即变得炙手可热，2017年也被认为是区块链技术大规模应用的元年。在这样的背景下，中国的ICO迅速地在国内市场风起云涌。据CoinDesk统计，中国2017年前7个月ICO融资达3.27亿美元，超过VC融资的2.95亿美元。中国互联网金融风险分析技术平台2017年8月份发布的“2017上半年国内ICO发展情况报告”显示，2017年上半年中国已经完成65个ICO项目。在ICO支持的融资数字货币方面，比特币和以太币占90％以上。累计融资规模达26.16亿元人民币，约有10.5万人参加。 而ICO融资爆炸式的增长，即取决于比特币等数字货币交易量的快速增长，也取决于这些比特币等数字货币价格的疯狂飚升。2017年8月18日，比特币的价格达4500美元/个（与初始的价格0.000764美元相比上涨了589万倍），单日成交总额达20亿美元，而当时全球黄金单日成交额也只有15亿美元左右，比特币等数字货币的交易额超过了全球黄金的交易额。2017年7月比特币等数字货币交易额达到了1000亿美元以上，而比特币等数字货币的交易活动主要在中国。根据上海第一财经报道［11］，2017年年初，仅比特币中国、币行Okcoin、火币网三家中国平台比特币等数字货币的交易量就达到全球的98％以上。在2017年9月份监管部门介入之后，尽管交易额有所下降，但仍处于极高水平。截至9月14日14点，根据国外网站bitcoinity.org，币行Okcoin的交易量全球第二，占比12.45％，比特币中国占10.64％，位列第三。随着比特币交易量迅速放大，这些数字货币价格的飚升比“郁金香泡沫”时还要疯狂。比特币曾上涨每个2万美元。面对这些数字货币在中国的疯狂暴涨，中国的炒家更是有分析报告指出（国内浙江吉利控股集团的盛宝金融（SAXO Bank），认为“比特币十年时间将涨至10万美元”［12］。 正因为比特币价格疯狂暴涨，对于赌性十足的国人来说，当然是一个一夜暴富的天赐良机，从而吸引大量的国内投机者涌入这个市场，国内ICO融资更是风起云涌。2017年以来，中国以区块链为标的ICO的发展可谓波澜壮阔，几天甚至几分钟融资千万美元，之后立即暴涨100-300倍的项目不在少数。对国际市场来说，中国的不少ICO项目是不可理喻的。相关的数据显示［13］，无论中国的ICO项目数，还是融资规模和参与人数，2017年上半年基本上呈现了规模逐月递增的趋势，2017年6月份更到达到高点，项目数是2017年5月的3倍，金额、参与人数达2017年5月的6倍。这些数据都表明，当时中国投资者参与ICO项目已经到了一个颠狂状态。而中国ICO的颠狂也意味着一个类似于早几年P2P更大泡沫在吹大，中国金融体系严重的系统性风险正在聚积。这必然会引发国内金融监管部门严重的担忧。 2017年9月4日，中国人民银行与中银保监、中证监等7部委联合发表公告，即《关于防范代币发行融资风险的公告》［14］，明确界定ICO融资是通过代币的违规发售、流通，向投资者筹集比特币、以太币等所谓“虚拟货币”，本质上是一种未经批准非法公开融资的行为，涉嫌非法发售代币票券、非法发行证券以及非法集资、金融诈骗、传销等违法犯罪活动，是“未经批准非法公开融资的行为”，并下令立即停止所有ICO发行与交易。之后，为了落实这个文件的精神，禁止了所有国内平台提供比特币、以太币等数字货币交易，关闭国内所有相关数字货币的交易平台。也就是说，对于比特币等数字货币，政府采取了完全拒绝、绝对封死国内所有的市场交易平台的态度。而不是如美国、澳大利亚、日本、英国、德国、印度等那样，或是承认比特币等商品性，或是承认其货币功能，因此并纳入比特币等数字货币到政府的监管体系内［15］。 对此，曾有市场分析认为，这可能是中国政府的权宜之计，因为就当时的形势来看，一是保证党的十九大前中国金融市场的稳定；二是比特币市场目前如此井喷，不整顿不利其长期发展，而比特币等数字货币还是有发展空间。也就是说，中国需不需要比特币等数字货币？这就得对区块链有更多的理解。那么，作为数字货币低层技术的区块链，它的本质特征是什么？为何会引起世人如此关注？为何会认为它是金融科技3.0的核心技术？其优势与缺陷又是什么？它在什么条件下才能够成熟并被广泛应用？还有，比特币等数字货币的基本内涵是什么？在现有的条件下，它为何不能成为一种信用货币？它的未来发展方向及前景如何？比特币等数字货币的流行会对金融市场带来哪些风险？中国政府如何来防范？等等。如果对这些问题不能够在理论上进行深入的分析与研究，对整个事件有个清楚的了解，那么政府无法制定相应的应对政策，比特币在中国之路又会重蹈覆辙［16］。如果这样，一定会严重阻碍金融科技在中国的未来发展。 本文以下部分的安排是：第二部分是区块链技术的基本特征、不成熟性及发展前景；第三部分为数字货币的内涵及未来发展方向；第四部分是比特币等数字货币流行可能引发的金融风险及应对方式。第五部分为小结。 二、区块链技术的基本特征、不成熟性及发展前景2017年中国的ICO井喷，完全与这个脱胎于比特币的底层技术区块链有关。因为，在中国，区块链技术写入了《“十三五”国家信息化规划》。这意味着国家将全面支持区块链技术在金融、零售、保险、医疗、慈善、文娱等领域的研究、开发与应用。这将全面改变中国市场的游戏规则、商业模式，并打造出新的业态及消费模式等。美国区块链科学研究所创始人斯万（Melanie Swan）认为［17］：“我们应该把区块链当成类似互联网的事物——一种综合的信息技术，其中包含多种层面的应用，如资产登记、编写清单、价值交换，涉及金融、经济、货币的各个领域，像硬资产（有形财产、住宅、汽车），以及无形资产（选票、创意、信誉、意向、健康数据、信息等），但区块链的概念远不止于此，它是任何事物所有量子数据呈现、评估和传递的一种新型组织范例，它有可能使得人类的协同达到空前规模。”所以，世界经济论坛（WEF）调查报告预测［18］，区块链引爆点将在2027年前发生，届时全球将有十分之一的GDP是来自区块链技术与协议所进行的商业活动。正因为区块链技术具有无限发展前景，这自然会受到中国企业及创业者热情追棒。2017年4月发布的《中国区块链产业发展白皮书》显示［19］，中国从事区块链技术创新和应用企业数量在大幅增长。这些企业都希望通过区块链技术或是实现企业的产业转型，或是提升企业的诚信度，或是找到融资的新突破口等。但是对于绝大多数创业者来说，区块链技术的实质是什么，目前的成熟度如何，实际的商业价值在哪里，基本上还是一头雾水。在这种条件下，绝大多数创业者及企业以区块链项目融资ICO只能以区块链技术为幌子，实际上是过度炒作数字货币，并希望通过这种炒作以人民币对价获得超级暴利。所以，只有了解区块链的实质，才能拨开迷雾见天日。 一般来说，区块链技术产生与发展离不开比特币，区块链是创造比特币的底层技术。但比特币的区块链技术并不是区块链技术的全部，而仅是其中的部分。区块链技术应具有更广泛的含义、更多的形态、多重技术的组合、多元化的应用空间等。所以，海滨把区块链定义为［20］：“区块链是一个去中心化的分布式数据库，该数据库由一串用密码学为方法产生的数据区块有序连接而成，区块中包含有一定时间产生的无法被篡改的数据记录信息”。也就是说，首先，区块链技术是一组技术组合。它是由密码学、数学、经济学、计算机信息等学科组合的结果。这些不同学科的技术以特定的方式组合在一起，“形成一种新的去中心化数据记录与存储体系，并给存储数据的区块打上时间戳使其形成一个连续的、前后关联的诚实数据记录存储结构，最终目的是建立一个保证诚实的数据系统，可将其称为分布式数据库。”［21］所以区块链技术，首先是一本由多重技术组合具有去中心化、不可篡改、过程透明、可追踪的数字化的新型的分布式账本。其次，区块链是一套智能合约体系。所谓的智能合约（Smart contract），就是一套以数字形式定义的承诺，承诺控制着数字资产并包含了合约当事人的权利与义务，由计算机程序自动执行的协议［22］。也就是说，智能合约其实就是一种在约定条件下自动执行的计算机编写程序。它可像传统的合约那样来界定当事人权利与义务，但不需要依赖以往的外部信用关系（因为这里假定区块链本身是可信的），只要通过现有的程序编码来定义，并由预先编制好的程序编码来强制执行，即当一个预先编写好的条件被触发时，便自动执行相应的合约条款而无需干预。在这种条件下，网上的所有交易活动及价值转换都可以通过智能合约来完成。按照区块链技术的设计，智能合约不仅能够节约传统交易活动所需要中介保证及监管合约完成的交易费用，也能够降低交易活动中的信用风险，并让其交易活动在时间上延伸及在空间上拓展。而智能合约的核心就是用计算机程序编写所形成的信用来代替传统的社会信用及市场信用。如果智能合约能够被广泛地应用，这肯定会对传统的商业交易模式及合约关系产生颠覆性的影响。而以太坊（Ethereum）创建潜在的技术能力，就在于用来支援智能合约的执行［23］。第三，区块链技术最终目标就是要通过一套交易活动或价值转换的全新游戏规则由线上向线下延伸，由传统的信息传递的互联网（TCP/IP协议）提升到价值交换的互联链，这样整个市场的交易活动或价值转换可以不借助任何第三方的信任背书，点对点、端对端、P2P地来传递、交易、支付、汇兑价值物，这样互联网也就可进入价值互联网的新时代。这三个方面的内容就是区块链技术的核心所在。 可见，区块链技术是随比特币创立而产生的，其目的就在于如何在互联网上创造一个真正的“现金概念”的支付工具，以便解决数十年来互联网上交易支付能够得以顺利进行的一个难题。后来随着区块链技术的演进与发展，则是要建立一套从线上到线下全新的市场交易的游戏规则。这套游戏规则的核心或实质就是要用计算机的程序信用或数字信用来代替传统的社会信用及市场信用，以便实现从线上到线下顺利的价值转换。有评论就认为［24］，“区块链可能颠覆金融行业，重塑如会计、审计等行业操作，并促进新的商业模式。”可以说，如果按照这些天才的计算机程序员的理想设计，区块链技术的广泛应用肯定会对整个人类社会经济生活及交易活动将产生颠覆性影响，由此也将导致大量的新消费需求、新商业模式、新业态的涌现。或者说，以智能合约为核心的区块链技术的广泛应用，它将给人类社会的创新经济带来两个方面的重要影响：一是创新的经济活动或产生新价值的经济行为；二是经济活动的创新或产生新的商业模式及新业态。而智能手机及移动互联网的出现就是一个最好的例证。 现在问题是，人类社会对区块链技术的广泛应该准备好了吗？世界经济论坛（WEF）调查报告预测区块链的广泛应用可能要到2027年才能真正开始［25］。但实际的情况可能是相当不确定的。因为，无论是从技术条件来说，还是从社会制度安排来说，对于区块链技术的广泛应用，人类社会应该是没有准备好的。比如以技术条件来说，不要说以智能合约为核心的区块链2.0，即使以比特币为代表的区块链1.0，其技术条件都相当准备不足。比如比特币区块链的数据同步、数据确认时间、处理交易频率、联盟链设置等，现有的技术条件根本就无法满足日常经济生活的要求。比如，当前比特币区块链最高每秒钟处理667笔交易，而贝宝（Paypal）2013年每秒钟可处理9375笔交易，维萨网（VisaNet）每秒钟则可处理47000笔交易［26］。这还只是软件方面问题。在硬件方面，将面临的问题及挑战可能会更多。还有，这些计算机天才程序编写者，试图用高超的计算机技术来创造数字黄金，用数字合约来代替复杂的市场交易关系及市场制度规则，把人的交易行为的理性及非理性因素约化为单一的计算机程序等。这必然与实现的经济生活及市场交易关系相差很远。因为，信用不仅是一种复杂的社会关系，每一个人的信用也是相当异质性的，它不可能用区块链约化一种简单的技术关系，而且智能合约同样是现实的人所编写，他的信用完全公平公正性同样无法用技术得以保证的。所以，尽管区块链技术对经济活动的创新和创新的经济生活会产生重大影响，区块链技术也可能具有非常好的应用前景，但当前区块链技术的应用研究还只是处于初创阶段及不成熟阶段，其适应的范围不仅有限也受到相应边界约束。所以，当2016年以来区块链技术的应用开始在中国成为热潮时，更多的创业者及企业并非是对区块链技术的应用创新，而是进入比特币等数字货币的领域中的炒作。 三、数字货币的基本内涵及未来发展数字货币，英文为DIGICCY，是“Digital Currency”（数字货币）的缩写。如果按照英国经济学家希克斯所主张的［27］，货币是通过它的职能来定义的，那么数字货币可定义为在网络世界可承载记账单位（或价值尺度）、支付手段和价值储藏手段的数字。数字货币的具体形态可以是一种来源于实体账户的数字，也可以是记于名下的一串由特定密码学与共识算法验证的数字［28］。前者是一般的电子货币（Electronic Money），它是由0和1的数字来表示，是由法定货币转化而来的数字。比如目前电子银行及第三方支付广泛使用的货币都是电子货币。后者是通过区块链技术创造出来的算法货币或加密数字货币（Cryptocurrency）。而算法货币又可分为没有发行者而只是通过算法加密技术创造出来的货币，如最为经典的是比特币；以及正处于研发阶段由国家央行发行的法定数字货币。在这里，主要讨论的是比特币为代表的数字货币。 一般来说，作为一种现代社会的信用货币，无论是法定的还是非法定的，无论是线上的还是线下的，它都必须具有支付、计价、储备等基本属性，而这些属性基本上体现了一种社会或市场的信用关系。这种信用关系既指向信用本身，也指向对信用的担保，否则它不可能成为现代社会或市场的信用货币，也不可能为整个社会或市场所认可。根据相关的资料，比特币的横空出世，就在于2008年，署名为中本聪发表了一份研究报告：《比特币：点对点电子现金系统》（Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System）后，随后即在2009年对系统的实际运行，第一个比特币出世［29］。也就是说，比特币横空出世的一个根本原因就是要解决数十年来互联网上的一个难题，即如何在互联网上创造一个真正的“现金概念”的支付工具。而现金交易完全可以以匿名的方式进行。但是，在现实世界的里，我们使用的现金货币往往都由一个国家的法定机构来发行，并由国家对现金货币进行信用担保。但互联网的跨国界性，即使在互联网上创立了一个“现金概念”的交易工具，但这种“现金货币”由哪个国家来发行，其信用又是如何确立及由谁来担保呢？这些都是互联网上的信用问题，也是一直无法解决的难题。 所以，以中本聪等计算机程序编写天才和以创新的区块链技术作为建构比特币的基础，并以此来解决上述诸多一直无法解决的难题。也就是说，中本聪利用区块链技术所建构的比特币，不需要确立传统的信用关系，交易者能够在互联网上以成本低、安全、匿名的方式进行支付交易。比特币的信用关系由技术性的计算机编码程序来确立。但是一种信用货币，无论技术上设计得如何精致和完美，但它无法与法定货币对价，是无法为市场所认可的。这种货币也只能建立在空中楼阁上，其根本上就没有价值。所以，比特币横空出世后直到2010年5月，基本上无人问津。直到2010年5月18日首宗比特币的交易发生，当时有人出价1万个比特币换取当时仅值25美元薄饼。每个比特币的价格则只有0.0025美元［30］。后来，网上黑市丝路（Silk Road）网站2011年初成立，比特币的价格以地下经济的方式与法定货币对价才徐徐上升到2013年初一个比特币15美元（这时比特币的价格由0.000764美元上升到15美元，涨幅达到了19634倍）。 而比特币真正能够与法定货币对价及快速飚升，是2013年3月16日塞浦路斯爆发银行危机后，当时南欧大量资金就是通过比特币突破政府管制外逃［31］。也正是从这个时候开始，中国的几大比特币交易平台很快就活跃起来，之后中国投资者排山倒海式地涌入这个市场。比特币也由年初15美元炒高到了1250美元，上涨了83倍。80％以上的交易量在中国市场发生，比特币投机炒作气氛十分疯狂。2013年12月中国央行出手之后［32］，在中国的比特币交易无论是价格还是交易量便开始沉寂。但是，随着2016年区块链概念在中国火爆，以以太坊（Ethereum）为平台的ICO融资开始在国内盛行，从而又引发国内投资者对比特币等数字货币的巨大热情。从2016年10月开始，比特币成交量暴升。从2017年开始，以比特为首的数字货币价格又开始迅速暴涨。比如2017年初到9月初以太币价格暴涨近400倍及所有的数字货币价格都在疯狂暴涨，而交易量的98％是在中国市场发生的。在中国，比特币等数字货币市场完全进入了疯狂。最后迫使中国政府不得不全面关闭比特币等数字货币平台交易及市场。 从比特币的产生及在中国的发展来看，尽管比特币被有些人所神化，但比特币生而具有的缺陷让它难以找到在生存下来的土壤。首先，中本聪利用计算机程序技术所创造的比特币，它作为网络上的现金支付体系，同样是一种完全的信用货币体系，只不过其信用是通过技术化的方式来确立与获得的。如果比特币同样是以它的功能来定义，那么比特币基本上没有货币的内涵。比如比特币的价格不仅容易震荡，上下波动巨大（有时一天可上涨50％），而且其涨幅最高达到2574万倍（即由初创时的0.000764美元上升到2017年12月17日的19666美元）。比特币的价格如此飚升及波动，既失去了货币价值尺度的功能，也无法成为支付手段，及价值储藏工具（即比特币创立时没有实体财富支撑，其些微的成本完全可忽略不计，后来经过炒作，其名义价格上涨2574万倍，完全是疯狂炒作的结果，但其内在价值则没有变化）。 其次，作为一种完全的信用货币，尽管设计者相信通过区块链技术创立的比特币本身是可信的，同时也可对这种可信用技术进行担保。但实际上，比特币的设计者不仅没有确立一套与之相应的制度安排来保证其信用，而且当前区块链技术不成熟及缺陷也无法确立自身的信用及对这种信用进行担保。特别是当前区块链技术只是处于试验阶段，如果在这种状态下对比特币广泛应用，其问题与风险很快就会暴露出来。 第三，将比特币一些特征加以神化，正是把其缺陷暴露得淋漓尽致的根源。比如，比特币供给的硬性限制及匿名性。市场把比特币吹得神奇的特性是本身发行限量、透明，以此可克服金融理论上所指的信用过度扩张及由此引发的通货膨胀，重建人们对现在货币制度的信心。但不要说历史上黄金本位的货币供给约束所导致通货紧缩压力最后为信用货币所取代，而只是比特币之后引起的数字货币发行风潮，则是比任何时候的金融泡沫来得更猛烈、吹得更大。根据coinmarketcap.com的统计［33］，至2017年9月10日北京时间晚上12点，比特币之后，就有1107种中小型数字货币和衍生新创商品，这些数字货币都有市场交易价格，总市值达1480元美元。到2017年底这些数字货币的总市值更是翻番。虽然每一种比特币都强调其限量与透明的特性，但由于这些数字货币本身缺陷，则可以被无限创造出来。而这种比特币等数字货币的创造要比法定货币创造与发行更是具有无限扩张的特性。如果网络上的每一个人都能够通过计算机的程式来创造出无数种数字货币，那么它们不仅会摧毁现代金融体系，也容易让少数人席卷整个社会的财富。在这种情况下，整个社会的经济秩序和市场秩序一定会荡然无存。 第四，数字货币要为社会认可，就得与法定货币进行对价。可以看到，比特币横空出世之后，无法与现行的法定货币对价，从而使它很少有人问津。它起初更多的是服务于地下经济，其真正为市场所知晓也只是2013年塞浦路斯银行危机爆发及之后中国投机炒作者涌入这个市场爆炒，以人民币来对价。可以看到，这几年每次比特币等数字货币疯狂暴涨，都是与人民币对价的疯狂炒作的结果。2017年中国掀起的ICO潮更是把这种数字货币的疯狂炒作推到了极致。所以，一向吹得很神奇的比特币的匿名性不仅没有成为比特币等数字货币的优势，反之则成了危害社会经济健康发展的毒瘤。所以，比特币所创造的技术性的信用关系不仅不能够服务于社会经济发展，反之为地下经济所利用。 可见，近年来，随着数字货币热潮兴起，与之相关的一些底层技术，如区块链技术以及分布式记账广泛，已经显示出具有广阔的应用前景，但这些底层技术目前仍然处不成熟阶段，还得在试验中前行。而目前流行的比特币等数字货币，它本质上是希望成为一种完全的信用货币，只不过希望用技术性的方式来创造与确立。所以这种数字货币仍然存在着与历史上私人货币一样的根本性缺陷：价值不稳、公信力不强、可接受范围有限、容易产生较大负向外部性等［34］。所以，法定数字货币推出将是数字货币发展的趋势。目前不少国家央行正在就技术、法律制度安排等进行准备。 四、比特币等数字货币流行将导致严重的金融风险可以说，如果比特币等数字货币及ICO在中国流行，将给国内金融市场带来巨大的风险。首先，货币作为一个国家主权的象征，有效的货币政策既是将一个国家经济带向繁荣与稳定的关键，也是一国社会财富再分配的主要机制。如果比特币流行，国家的货币政策就会形同虚设，这将给一个国家带来巨大的灾难。比如，第一次世界大战之后，由于德国政府的货币政策失误，爆发了恶性的通货膨胀，1923年11月末，德国马克对美元汇率贬值到了1913年汇率的一万亿分之一［35］。德国一般民众社会财富被恶性通货膨胀洗得一干二净，社会动荡由此而起。尽管后来在美国支持下德国经济开始回稳，但1929年美国经济危机爆发，又重新把德国经济带入严重的困境，失业人口大增。也正是在这种背景下，德国纳粹党从国会584席只有12席的小党而一跃成为第二大党。而德国纳粹党的出现，德国及世界历史也因此而改写。所以任何一个主权国家都不会把货币发行的主权拱手相让的，它是引导一个国家经济稳定与繁荣的关键，同时它也是保证一个国家金融体系稳健的根本所在。 其次，如果比特币及ICO在中国盛行，它将严重阻碍金融科技的发展。因为，几年来，比特币等数字货币在中国盛行，每一次高潮到来都是少数人恶意炒作的结果。而这些人对数字货币的恶意炒作，并非冲着其技术创新而来，而是冲着数字货币暴利而来。试想，一年几万倍的上涨幅度甚至于几千万倍的上涨幅度，岂能不让中国这些疯狂的炒作者赴汤蹈火？同时，随着这几年中国区块链概念流行与火爆，无论是个人、企业，还是地方政府都希望如何利用区块链项目来融资，如何利用区块链项目来发行自己的货币并且一夜暴富，甚至于打着金融科技幌子招摇撞骗。如果不是政府当机立断，封杀及坚决取缔ICO项目，而是让这场利用区块链技术融资或让比特币等数字货币的熊熊大火燃烧，那么这场大火不仅会把中国当前正在兴起并占世界优势的金融科技的发展毁灭，也将把中国金融市场引向万劫不复的深渊。所以，比特币等数字货币及ICO项目对中国金融市场所造成的严重危害一点都不可低估。 第三，比特币等数字货币及ICO的盛行也将全面腐蚀及摧毁国人的基本价值。可以说，十几年来的房地产市场暴利，已经把精致利己主义的国人带向相当危险的方向。可以看到，为何比特币一到中国就会成为疯狂炒作对象，而且比特币等数字货币交易量中国占98％以上？为何ICO能够在短期内在中国火爆，就在于这种无本的超级暴利所诱惑，就在于几年间比特币的价格暴涨2574万倍的诱惑。试想，按照这样的一个涨幅，只要投入一万元，几年后就可能变成2574亿元。在这种超级巨大的利益诱惑下，中国这些精致利己主义的个人岂能不赴汤蹈火涌入？如果比特币等数字货币及ICO盛行，它肯定将成为摧毁国人基本价值最厉害的毒药。而这种观念传导到中国的金融市场，除了炒作还是炒作，中国金融市场根本就不可能健康发展，同样会把中国金融市场带向邪路。所以，像比特币这类的数字货币，政府肯定会坚决地让它退出中国市场，并坚决不会给这种数字货币的投机炒作者留下一丝幻想。同时，清除这类数字货币并让它退出中国市场，也正是为金融科技的发展创造条件，以此来保证中国金融体系不发生系统性风险。所以，算法加密货币法定化才是它的未来。也就是说，未来随着区块链技术的进一步成熟，央行加密货币推行估计会成为一种趋势。 五、小结 区块链技术是随比特币创立而产生的，其目的就在于如何在互联网上创造一个真正的“现金概念”的支付工具。后来随着区块链技术的演进与发展，则是要建立一套从线上到线下全新的市场交易的游戏规则。这套游戏规则的核心或实质就是要用计算机的程序信用或数字信用来代替传统的社会信用及市场信用，以便实现从线上到线下顺利的价值转换。如果这样，区块链技术的广泛应用肯定会对整个人类社会经济生活产生颠覆性影响，由此也将导致大量的新消费需求、新商业模式、新业态的涌现。所以，区块链技术具有非常好的应用前景，但当前区块链技术的应用研究还只是处于初创阶段及不成熟阶段，其适应的范围不仅有限也受到边界条件约束。 以区块链技术创造的比特币，它本质上是希望成为一种完全的信用货币，只不过是用技术性的方式来创造与确立的。所以这种数字货币仍然存在着与历史上私人货币一样的根本性缺陷：价值不稳、公信力不强、可接受范围有限、较容易产生较大负向外部性等。所以，比特币等数字货币及ICO进入中国，少数炒作者把比特币等数字货币看成是与人民币对价及获得超级暴利的工具而过度疯狂炒作，这不仅冲击着国家货币的主权及社会价值基础，也给中国金融体系及金融市场带来巨大风险。中国政府坚决取缔ICO融资及关闭比特币等数字货币交易平台及市场，则是防范及控制中国金融市场风险的必要方式。但数字货币法定化是未来货币发展的基本方向，具有无限的前景。 注： http://www.shanghai.gov.cn/nw2/nw2314/nw2315/nw3932 9/userobject82 http://news.sina.com.cn/china/xlxw/2017-10-27/doc-ifynffnz2886269.shtml http://www.pbc.gov.cn/goutongjiaoliu/113456/113469/3356459/20170804 对于“互联网金融”这个概念，这是中国的用法，目前更为一般用法为“金融科技”。金融科技既包括了互联网金融的全部内容，但其内涵更为广泛，预示着一种新范式的出现。本文与互联网金融相关的内容基本上用金融科技取代。 ［15］苏杰：《数字货币融资方兴未艾，机遇与风险并在》，《中银财经速评》2017年8月29日，第101号。 http://www.gov.cn/xinwen/2016-12/27/content_5153558.htm ［13］http://app.myzaker.com/news/article.php？pk=598c075d 1bc8e0e53c000000 http://finance.ifeng.com/a/20170822/15594246_0.shtml ［11］http://finance.eastmoney.com/news/1828,201709147770958 75.html ［12］［33］工商时报社评：《小心4.44万亿元的虚拟货币泡沫》，台湾《工商时报》2017年9月12日。 ［14］http://www.pbc.gov.cn/goutongjiaoliu/113456/113469/3374222/index.html ［16］2013年12月5日，中国央行等5部委印发了《关于防范比特币风险的通知》，明确地规定比特币不是货币，而是一种特定的虚拟商品。它可作为商品在网上自由交易，但不可作为货币在市场上流通使用。参见http://www.pbc.gov.cn/goutongjiaoliu/113456/113469/ 2804576/index.htm.但一有时机，比特币立即成了融资工具。其原因还是在那时，没有对比特币内涵梳理清楚。 ［17］［20］［21］［22］［24］［26］长铗、韩锋等：《区块链：从数字货币到信用社会》，中信出版社2016年，第181—182、47—48、48、118、182、71页。 ［18］［25］世界经济论坛报告：《2030年21个顶尖科技将引爆新时代》，参见http://www.cbdio.com/BigData/2015-11/18/content_4167659.htm ［19］http://news.hexun.com/2017-05-12/189161419.html ［23］许佳龙：《以太坊造就智能合约的登场》，香港《信报》2017年8月15日。 ［27］【英】刘易斯、米曾：《货币经济学》，勾东宁等译，经济科学出版社2008年版，第5页。 ［28］范一飞：《中国法定数字货币的理论依据和架构选择》，《中国金融》2016年第17期。 ［29］杨晓晨、张明：《比特币：运行原理、典型特征与前景展望》，中国社会科学院世界经济与政治研究所国际金融研究中心，工作论文2014W06号。 ［30］［31］Mauldin，J.：《比特脱变，资本引线》，香港《信报》2014年12月3日。 ［32］2013年12月5日，中国央行等5部委印发了《关于防范比特币风险的通知》，规定比特币不是货币，而是一种特定的虚拟商品。http://www.pbc.gov.cn/goutongjiaoliu/ 113456/113469/2804576/index.htm ［34］范一飞：《中国法定数字货币的理论依据和架构选择》，《中国金融》2016年第17期。 ［35］【美】杜尔劳夫、布卢姆主编：《新帕尔格雷夫经济学大辞典》（第二版），樊纲编译，《德国恶性通货膨胀》第三卷，经济科学出版社2016年版，第591—592页。 　　（南京社会科学第11期） Blockchain Technology, Digital Currencies and Financial Risks: A General Analysis of Financial Theory Yi Xianrong Abstract: In general, blockchain technology is a complex of techniques involving cryptographic algorithms that aims to create an online e-cash payment system, a smart contract system or saying new rules of transactions， and a value-transferring mechanism, to become a complete game-changer of current market transaction system， forming new business models and instrial patterns. However, the development of blockchain technology is still in its infancy and most of its applications are at "proof-of-concept" stage. The digital currencies based on blockchain technology, such as Bitcoin， are a type of total credit money, and it has inherent disadvantages just like the private currencies appeared in the history. Some speculators attempted to introce Bitcoin and its ICO into China as tools for consideration of RMB Yuan and arbitrage. This will impact the state's sovereignty of currency and the foundation of common values, resulting in risks to financial market. Therefore， the complete prohibition of digital currencies' ICO and Bitcoin exchange platforms is necessary for control and prevention of the financial market risks. Key words: blockchain technology; digital currency; ICO; financial risks