先解决这四大问题再谈论区块链吧

“区块链”近期热度不减，不管从金融应用领域还是从IT领域多得是畅想和期许，反而很多细节并没有搞清楚有些雾里看花。2016年伊始，《财新周刊》对中国人民银行周小川行长的专访从理性的角度给出了决策者对“区块链”的一种态度，需要脚踏实地地看清这一事物，维持一个“好奇心”。

从我的理解而言，区块链是一种“共识”实现技术，通过区块链可以记录网际间所有的交易，供区块链的用户见证实现“共识”，且链上信息内容“不可篡 改”。而这种“不可篡改”性是通过系统内多个副本的存在增加了内容被恶意篡改的成本。以比特币系统而言，下图中的所有亮点代表一套内容一致的账本。因此， 当所有的记录得到公示，就解决了现实生活中的“两表不可测”问题。两表不可测的原因是没有中心，两表数值各异观者无从可知。但中心不是必须，当存在多只 表，且多数指针指向一个时间，少数服从多数，观者也就心知肚明。所以区块链要解决的一个问题就是“少数服从多数”，少数的存在有可能是数据生成的错误或者 是恶意篡改的内容。也就是说你要篡改成功，就必须要改变系统中51%的副本[ 即51%攻击]，由少数成为多数。可想而知，篡改成本从技术难度、时间消耗、人员使用上都是巨大的。同时，区块链的另一个关键结合，是同智能合约的结合。 通过程序执行合约，因为前者已经做到了合约内容的“原汁原味”，后者成为“观察者”用机器执行杜绝了合约双方的违约和执行中断。金融活动从最早的支付到金 融衍生品的高度发展，背后都是一个个合约的签订和执行。同时各种金融创新绝大多数也是保证合约的执行和违约偿付。如果合约的达成变得扁平且执行贯彻，那么 整个流程将更为简洁和高效，这便是区块链亦将提出就被金融领域重视的一个前提。另外，区块链是一个不断“膨胀”的记录系统，可以记录系统从开始到今后运营 中的所以交易的记录。这一机制也便捷了第三方，特别是金融监管者对资产交易信息的追踪、监测和转移。

图1 比特币系统中的区块链副本
说明：每个亮点都是比特币系统中的终端，每个终端都保持一个账本(副本)

数据存放的两类模式

如果说合约是内容，当内容完成数字化，区块链就成为了信息存放的载体。因此，结合梅万妮•斯万意见，数据的存放就形成了两类模式。一类是数据就存放在块中，另一类是将数据压缩形成数字串列，也就是降维哈希过程[ 参见梅兰妮•斯万《区块链新经济蓝图及导读》第21页]。对于前者容易实现，但一致性问题突出。后者只同步数字串列，通过减少同步量解决一致性问题，但哈希过程的降维成为关键。

一致性问题

一致性问题是分布式存储系统一个比较难解决的问题，通常这一个环节起容灾备份功能，同步操作大多放在“闲时”，是一种后台操作。区块链采用“前置” 的同步操作，当一个块生成，块链的更新需要所有副本完成内容一致的复制。如果内容存储在块内，那么更新的数据量为更新的内容乘以副本的数量，再加上副本间 的传输距离和带宽，整个操作是耗时的，整体的效率体现在系统中最长的同步时间，如图2。

图2 区块链架构

因此采用这种方式，将影响对高频应用的响应，例如诸多的交易场景。所以解决一致性问题的办法一是控制更新内容的大小，二是限定副本的数量。比特币系统的实现是采用前者，私有链是应用了后者。

降维哈希问题

一致性问题的确是区块链技术未来真正应用的关键，如何降“魔”？梅万妮•斯万给出了他的思路，如果同步的数据量仅仅是64位或者是128位的数字串 列，那么一致性起码是可控的。在此模式下，区块链服务的任何数字资产(例如文件、图片、视频录像、监控记录、软件等)数据最终不需要存放在区块链上，更新 的内容只是对应的数列。因此如何降维是这一模式下的问题所在，共识的内容是自然语义。当自然语义过渡到程序识别的数字表达，多维的自然语义和元数据需要完 成一对一的关系映射，这一过程需要对信息进行降维，其中会用到哈希、编码等技术。例如一个9G的基因组文件，就需要降维为1维的二进制数列来平衡区块链同 步前置的负外部性，最终使智能合约的执行算法能够以此甄别对象的“真伪”。需要提醒的一点是梅万妮•斯万这种方式哈希过程不是地址(地址是数字资产数据的 存储地址，例如指基因组文件的存放地址。要区别比特币中的哈希地址，其实质是明确比特币的所有权，类似于交易的甲乙方，是交易的内容)映射，如果区块链当 中保存的是地址信息

图2 区块链的降维+哈希

一是违背了内容共识的机制，二是大大降低了系统的安全性。一旦非法入侵者获得任何一个副本，就可以找到合约内容的存储空间进行篡改。降维哈希这一过 程类似于“压缩”，需要基于数据内容、文件特征、时间戳等特定信息进行压缩。这样智能合约的执行算法才能够以此判定指定内容的“真伪”。所以这个过程是复 杂而艰巨的，工程量浩大。

智能合约的衔接

智能合约的核心是利用程序算法替代人执行合同，从这个概念上理解合约的执行可以类比“支付宝”。当买家和卖家在淘宝网达成了某笔交易，钱货两讫将按 照支付宝程序执行，买卖双方更多是配合程序执行的贯彻。因此，智能合约的前提就必须是签订的交易在执行前不能被篡改。区块链因此成为智能合约在去中心环境 下的天然基石，该机制保证了智能合约执行程序前能得到“原汁原味”的合约。

图3 “触发”智能合约

通常对智能合约的“触发”有两种自然的解决方式，模式A和模式B，如图3。前者通过数据本身的内容形成触发事件来驱动智能合约的执行，因此在执行之 前需要验证数据内容和哈希值是否匹配。如果不匹配，就意味原始数据被篡改后续需要匹配容灾恢复机制。而采用模式B，则需要智能合约实现对哈希值的解读。如 果说降维哈希是“压缩”，那么与智能合约之间的衔接就需要执行“解压”，需要从数字串列的特征值上进行解读，实现执行算法的“事件触发”。因此，区块链和 智能合约的应用需要对数字资产内容进行标准化，通过标准的组件配置实现资产从注册、确权、转移等功能的量身定制。

区块链的检索

如果说一致性问题的解决是区块链“写”操作的实践，那么区块链内容的检索就是一个“读”过程。因此，对于应用的需求而言，切不可为了区块链而区块 链。在内容实现广泛共识的基础上，我们可以相机选择合适的方式来优化区块链上的遍历。中心化的检索或者区块链本身复合检索功能都是可以参考的方式。国内开 发的唯链Vechain是采用后者的一种方式，将地址信息和内容信息同时进行哈希。但这一方案反而降低了系统的安全性，因为区块链系统存在太多的副本。假 如非法入侵者获取到任何一个副本就得到了系统一个完整的地址表，入侵者就很容易找到原始数据的存放空间进行“篡改”。所以需要强调的是：区块链的“不可篡 改性”，仅仅指区块链上存储的内容(如图4红色圈出的内容，图中的序号说明了整个流程)难以篡改，而非其他数据。同时，复合地址信息从另一个角度来看也为 未来系统的负载均衡设置了障碍。由于的区块链不能“瘦身”，存储信息日益膨胀使得“读”效率会逐步降低，未来客户端是否需要装载完整的区块链？毕竟对于单 个用户而言涉及到的信息比例很低，在区域内建立区块链服务器也不为一个预期的方向。这样“去中心”的区块链将过渡到“非中心”的区块链，由区块链服务器保 留完整的链信息。

图4 类似“唯链”的应用

结束语

传统金融的基础设施是中心化的，交易过程中信息的汇总、合同的内容、信用的背书等等操作都必须以金融中介机构为中心。由它为双方达成的合约背书，也 就默认了凡是中介机构承载的交易信息都是正确的。因此，传统中心化的服务方式，系统本身是不容错的。一旦中介机构本身存在道德风险或者中介机构被黑客恶意 修改合同，那么交易合同履行存在漏洞，参与者会出现财产损失。这进一步说明了，最近几年金融机构的服务器屡受攻击的动机所在。区块链的存在允许了系统的容 错，通过“去中心的共识”实现系统的统一数字表达，将供需拉得更近。持续的被关注，本身就是对传统金融现状的“反抗”。金融本质是价值的流动，需求、供给 和中介成为了实现流动的三个环节。传统的金融中介现阶段难以完成供需的直接满足，区块链强化供需、削弱中介来实现供需效率匹配的优化，这也是当前供给侧改 革一种技术实现。

当心灵超越脚步，当坊间的“传说”开始肆意，我只是在这里强调一些未来深入探索的领域。鉴于篇幅有限，也只能在寥寥数语中罗列一些可以想到的细节。只有实践的脚步跟得上，我们才能将远景拉近，将道路走远。

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