马兆丰:区块链技术及应用

信息化观察网
王文
2016年称为区块链的元年,也是区块链概念不断验证的一年。2017年区块链粗放的企业获得总投资额达到十亿美元,2017年区块链技术突破实验室进入真实的市场环境。2018年的风口变成了“区块链”,各行各业不管...

2016年称为区块链的元年,也是区块链概念不断验证的一年。2017年区块链粗放的企业获得总投资额达到十亿美元,2017年区块链技术突破实验室进入真实的市场环境。2018年的风口变成了“区块链”,各行各业不管懂与不懂,都试图与区块链扯上点关系。北京邮电大学区块链及安全技术联合实验室主任马兆丰在2018互联网+产业创新发展论坛上就“区块链技术及应用”发表了自己的看法。

北京邮电大学区块链及安全技术联合实验室主任马兆丰

区块链本身解决的问题,银行为中心的互联网交易方式,过去银行处理方式是点对点。央行、结算中心为主的,各节点参与中心化的架构。第三方机构中心的互联网交易方式,微信、京东、百度、支付宝、美团、苹果支付系统。中国的互联网技术及移动技术,包括全球范围内的支付能力和应用能力、创新能力都非常强。中心化的支付为主要手段方式。

存在的问题。教育过于集中,增加交易成本,信任中心不总可靠。我最早非常排斥,并且对区块链技术有些轻视的态度。大家就是为钱而来,为钱而战,为钱而奔。比特币已经那么成功,2013年同学说能不能投资一些比特币,我是否定的态度。交易与数字货币有关之外的东西,这才是区块链的本质。后面大家提出问题,去年幼儿园发生不太恰当的事件,调取监控录像时发现监控录像找不到被裁减。我在公开的场合不说哪一个事件了,这样的事件有没有从技术的角度有效地防范解决,过去的方式就是视频监控,这是中性化的。中心控制人可以随意剪辑视频,防止事态扩大,某种程度很难以防备。经常去找录像的时候,他们会说坏了。区块链可以解决这样的问题。

2008年中本聪发表一篇论文《比特币:一种点对点的电子现金系统》,首次提到区块和链的概念。图非常形象,A与B产生交易,网络上是以区块的方式代表,该区块网络给网络里的所有参与者,交易相关数据以时间为序组织成为合理的顺序化的,带有块状的数据结构的方式。网络是点对点的,而不是单一的中心化的系统。区块链的平台有非常有趣的现象,无人职守,任何人可以随时随地参与,说的是公链。系统在运行过程中没有人值守,但它可以正常往下运行。接近十年的时间,没有受到大规模的网络安全攻击威胁,系统正在稳健地运行。

在互联网上有的概念,银行能够证明你有一百元人民币,区块链网购里能证明你拥有一个数字货币。区块链平台里能够有效地证明你拥有一个比特币,2017年末时,比特币的价值到两万零八百美元的价值,今天是四万三千一个比特币。拥有的比特币在区块链上可以无障碍地被证明验证,区块链里是P2P网络的。

任何人随时随地,只要能够联网就可以验证自己的账户。我说我的比特币地址,别人可以查上面有多少钱,有多少比特币。你生成有多少比特币,把地址公开了,大家都可以查。在P2P网络中如果篡改其中的一个节点是可能的,但由于多个网络都有这样的数据结构,篡改一个没有意义。篡改过数据不能发送,不被节点认可,这是区块链网络的特点。核心支撑密码学、P2P网络、数据库、交易的方式与方法,有深厚的技术体系支撑。它不是就是简单的比特币而已,实现起来没有那么容易。交易单、区块和区块链,交易单手机起来构成数,这构成了一个区块。不得不说挖矿的概念,区块的头,区块的时间加区块的难度值,拿出来后组成一个数字串,用一个函数做一次哈希函数运算,为了防止碰撞和增强安全性,再做一次函数。一旦找到其中的哈希函数做出预算的值小于目标值就算成功。比特币的总数是2100万个,严格起来是2099.375万个。每一个单一的区块按照时间的顺序组织起来成为链式数据结构。数字货币,点对点支付,防止双重支付,交易记录不可更改,这是比特币相关的技术体系。

比特币的发展历史从2008年至今一直在不断地向前发展,我相信大量的人持有比特币,持有的人更多,就会有更多的人相信。数字货币体系里,很多人有不同的看法,仁者见仁,智者见智。

区块链技术是以密码学、P2P网络为基础,将特定的数据结构按照一定的方式组织为区块,然后把这些数据块按照一定的时序方式以链式结构成为一个数据链。通过密码学技术和工作量证明或权益证明等共识机制,保证数据的完整性和不可伪造性,基于一个业绩逻辑采用可自动执行的智能合约机制,实现区块数据的动态生成、验证、加入的分布式计算范型。区块链的本质是分布式的账本,大家说我的数据库怎么办,怎么把里面的数据改改。为什么更改可以更改,但到底行不行。它的基本特点是开放的,无信任中心的,可追溯的,分布式。刚才讲到开放,私链都是不同程度的开放。刚才讲到权限或类型为分类的方式,比特币是公有链,比特币是私有链。现在几大互联网巨头做的相关工作,溯源和供应链金融都是基于联盟链。区块链的演进,从最初的比特币开始1.0、2.0。按照正常的状态执行,可以保证所有的操作完备。区块链2.0到3.0包括超越货币和金融范围的相关技术。区块链起源就是P2P网络,非对称加密,哈希函数,数据库技术,数字货币。区块链技术本身,网络是P2P而不是自己家里的,也不是哪一个中心的。PKI的技术包括哈希函数,这样的密码算法不是标准意义上的。为什么内存数据?因为内存可以快速计算交易,比特币的十分钟确立一个区块。

区块链的诞生意义,去中心化、高度透明、集体维护、匿名、去信任。IT领域很多人关注新技术和新思考。去年有人工智能、大数据相关的研究,去年风向标一变到了区块链。很多人说有没有可能接不代币的区块系统。Token认为信息安全概念很重要。中国政府对区块链持有不同的态度,前一段时间的央行表态是谨慎的。既然大家都非常热衷数字货币,无利不起早。大家都三点开始行动,中国政府应该以合理的方式谨慎地让中国区块链参与者有场所和技术团队,让他们在中国好好地待着。没有一个人不爱惜自己的羽毛,随着国民素质的提高和社会进步,以及物理人生的合理可追溯方式,可以更加开放兼容并蓄。

区块链是当前的一个区块和另外一个区块相连,当前有共识算法和区块包。我们说快区块链能够溯源,当商品从数字化的方式进入时,其实你在后台建立的是一个个的数据,数据在区块链体系里就是交易。这个地方是山东的苹果,这个地方是庆阳的柿子,我们进入到区块链体系时会有Hash,可能是十层五十层,都没有关系。如果有人说数据有问题或者它本身造假,本来苹果要超过五公分,结果是八公分,明显有造假的协议。改掉的难度,改这个值的话,前面Hash0和Hash1都得改掉。改掉的难度,Hash函数的难度,玻璃上写了一个字花好月圆,我不告诉大家,把镜子打碎让你猜上面写的什么字,让你复原内容,难度很大。我写了字知道是什么内容,打碎了让别人猜。正向计算是容易的,反向计算困难。如果要把庆阳数据改掉,那得把下面六个节点的数据改掉。密码学的计算不可行,要改掉交易本身由默克尔树决定这件事不可行,在溯源的技术实现上可以。大家说箱子里装的是苹果,我装的是五公分的苹果,但到手里装的是三公分的苹果,信息的世界里可以做到追踪溯源。区块的塑造和默克尔树涵盖交易体和区块体,我们把区块体运算,区块构成了太多的复杂。交易进行输入输出,这是上一个区块,下一个区块。交易机制和过程就想告诉大家交易过程为什么可以被确认正常的,而不是胡乱猜测的。空格都可能是通过的,但人工智能里大家说今天在人脸识别时是基于特定的选择和提取及验证,模式匹配。脸上的特征多一个少一个没太大的关系,人脸识别是相似度计算大于你的阈值时就通过,小于阈值就不通过。中国以后要建智能分析,这没有太大的影响。但在区块链里多一个空格,你的比特币就验证出现问题,你的交易会被认为是篡改的,这是演进没有可能会投机取巧的P2P系统。刊印看到公钥、版本号与验证,钱包拿着进行说明,然后双方进行计算。默克尔根,难度的位数,所有的一切就是由机器计算。目标值XZ是确定的函数,我要计算Y五,这是一次一个变量的函数,满足条件即可。

比特币的分杈问题,从A1-D8,纵向的这一排有12位,这应该寄给我算出来,但主链上谁验证的最长,以这样的方式选择分杈的过程。以太坊里恰好每个人计算都是有份的,及时测链计算出的关系仍然给你小额的奖励。在某种程度可以理解节点数据,看是不是低于目标值,如果是低的话全网广播。银行可以让你查账户有一百万,比特币体系至少要求六个区块,前面朱玉老师说挖矿了,后面系统决定自己说自己不行,必须得让前面冯老师验证。专家和我们关注的是一样的,后面随机选择的节点。很多的交易有30多个验证点,交易验证的越多越耗时间,比特币区块链的体系里至少要有很多的区块帮你验证后,交易才能有效。数字货币世界里要有确认要求。

共识机制涉及到拜占廷将军的问题。挖矿的过程就是双哈希小于目标难度值的过程,什么是工作量证明。为了获得比特币,为了验证这件事情,你想投机取巧是不可能的。为了挖矿只有通过努力工作才可能获得比特币,为了验证这件事情,只有老老实实的工作才可以,否则你无法验证这件事情。当别人挖出比特币验证是很快的,但挖掘比特币的过程有一定的难度时间。实用拜占廷容错PBFT。包括密钥的钱包和软件,生成闪电网络。区块链1.0涉及到钱包,区块链借链发币、交易、流通做流通。区块链3.0涉及到网络接入、高级语言开发,图灵完备高级语言。金融服务和供应链管理、智能制造、医疗健康、社会公益、教育就业都是区块链发展前景。欧洲的学位证书确认互认,欧洲有教育认证的网络,把所有教育相关的信息放在区块链上互查。我们在任何地方可以找到对应的地方,有助于大家了解。移动电商,我们做了全球首家的区块链电商做的非常好,还有文化娱乐和知识产权的保护。中国版权保护中心也实现了版权链,有一家公司做琼瑶,就是写一小说进行盗版。今天在技术实践层面可以做到不被盗版,而且可以有激励,激励就是数字货币相关的。智能制造,国家电网利用区块链做智能电网的相关业务,慈善和公益钱花在哪里。电商包括阿里和京东都在布局。征信体系有教育与档案管理都是非常好的应用和未来的价值。

区块链上线做区块链的平台上交易所,它的底层要有链,要有总量的分配和经济学的控制,还有区块链的地址系统非常重要。区块链的浏览器,上面可以查自己有多少比特币。我说有多少比特币,大家说你吹牛,查一下就知道。钱包系统,有硬件钱包,软件钱包,也有独立的。社群是上交易所的时候必须要建的,而且除了社群之外其它的系统要求开源的。区块链基础设施的BAAS平台,这是我们做的开发,基于比特币体系的,基于基础设施的支撑完成上线了7个交易所。

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