DeepHash｜从麻省理工的数字社会到通向区块链中国之路

导言

拜加密货币暴涨暴跌的戏剧性之赐，区块链如今已经成为许多人耳熟能详的名词。但区块链究竟是什么？投入区块链研究、创业或投资是为了什么？究其而言，区块链只是一项工具，重要的是我们要通过区块链实现什么目标？

在本周 DeepHash 专栏，千人计划学者兼天德链创始人蔡维德回溯麻省理工学院媒体实验室的“数字社会”相关项目，介绍与分析媒体实验室如何早在 2015 年就提出了一种全新的计算架构，目标是要构建一个真正意义上的理想数字社会。尽管这一系统并未被产业全盘接受，然其思想与技术却留了下来，铺垫了后来区块链的重大发展。现在世界上许多区块链项目都受到麻省理工学院媒体实验室的影响，包含作者所带领的北航数字社会和区块链实验室，也是在前者基础上进一步去芜存菁。通过本文可以知道，区块链等相关技术只是工具，但是没有这项工具，就很难实现数字社会的理想。

文／蔡维德

2015 年 10 月笔者在北航成立数字社会和区块链实验室。过去几年一直被问为什么以数字社会为主要名称而不是以区块链为名。这题目的重要性可以从笔者的《区块链的中国梦之二：链满天下打造数字社会》[2] 可以看出。

2015 年初时笔者开始研究区块链，当时有两个出名的区块链应用场景，第一个是数字货币，另一个就是银行监管。数字货币又分数字法币和数字代币。数字代币在 2015 年以前已经在美国受到了监管，并且把一名数字代币开发者关进监狱，连中本聪都隐姓埋名，中国也采取一些类似的活动。笔者预计以后所有数字代币都合法化的可能性不高，但是数字法币却是未来方向。这方向和金融，货币，经济相关，本文不谈论这方向。

关于第二个方向，2015 年初许多银行家都认为，如果在银行使用区块链，银行职员将大大减少，因为据他们称，银行职员只有一半在工作，另外一半在监督其他一半人的工作。如果使用区块链，那另外一半的监管职员可能不需要。当时还有人提出，如果使用区块链银行的职员可以减少 90%。当然这些事情（减少 50% 或是 90% 人员）直到今天还没有发生。但是这方向是使用区块链来治理社会和监管公司。本文讨论这方向。

本文第一段介绍麻省理工学院媒体实验室的工作，包括数字身份证，计算法学的应用，移动计算的框架，数字社会的特性，和数字社会经济模型；第二段介绍北航数字社会的出发点，和麻省理工学院工作的差距，和一些技术细节；第三段总结本文。

一、麻省理工学院媒体实验室的数字社会项目

那段时间笔者一直在想区块链可以在什么地方使用。经过仔细搜寻，笔者发现麻省理工学院媒体实验室已经开始新学术活动“数字社会”，提出几个项目例如 ID3、PDS，还有 OMS（Open Mustard Seed）。麻省理工学院媒体实验室提出一种全新的计算架构，而这种计算架构跟现在的计算架构几乎完全不一样。下面就是麻省理工学院媒体实验室提出的框架：

图｜麻省理工学院提出的新计算框架（来源：MIT media lab、蔡维德综合整理）

1. 基于数字身份证的计算

我们可以从这个图来看，它以身份证以及安全为主（计算机最底层处理身份证，而第 2 层处理身份管理与认证）。另外这个架构还有一个重要点就是把法律放进来，就是计算法律学，当把这些从计算法律学放进来的时候，整个的计算的框架，思想模型就跟以前完全不一样。

以前虽然有团队研究计算机与法律的关系，但大多是使用计算机来分析法律，而没有把法律放到计算机里，当作计算机的一部分来执行法律。这和传统的计算框架大不相同，例如传统计算机底层就是操作系统，身份管理与认证是在上面应用层。传统计算机底层也处理身份证，但却是处理操作系统内部的身份证，例如文件身份证，而不是用户的身份证。为了这个，麻省理工学院提出飞鹰原则（Windhover Principle），这是数字身份证的应该有的法规，见下表。

图｜飞鹰数字身份、信任机制和数据管理规则（来源：MIT media lab、蔡维德综合整理）

例如，美国人身份证是“社会保障卡”（social security card），此卡有社会保障号码（social security number），并为美国政府、银行、证券商、医院等机构共享。如果上述的某个机构泄露了个人信息，这些信息就为全世界所共享，其他人可以轻易地搜索到这些个人信息。这违背飞鹰原则 1。

为了满足该原则 1，任何组织只能知道个人的一个“短期”或“部份”的身份证，而无法拥有“永久”或“全部”身份信息。比如医院可以知道健康记录，但不能知道财务记录。但在如今的美国，如果一家医院可能不仅会通过身份证了解到健康记录，还可能会通过某种方法知道财务记录。因此，我们需要原则 2。

当动机不纯者不断尝试进入系统，任何安全和保护机制必须不断改进。此时又需要原则 3。

大多数的安全机制都将通过软件来实现，但是，如果软件是不开源的，人们怎么能信任这样的安全机制？同时，一个开源的软件往往是最好的安全软件，因此，数字身份证软件需要开源。

这原则后来也被其他重要项目引用，例如 IBM 公司的数字身份证（Trusted Identity）项目，就是建立一个基于区块链的身份证验证网络，Kantara Initiative 也是 The DAO 事件后成立的安全联盟，也是以数字身份证为中心（https://kantarainitiative.org/）。Kantara Initiative 也重视法律。

2. 计算法学的应用

麻省理工学院还提出一个重要的概念，就是使用计算机要在法律监管之下进行，特别是在互联网环境下，就是中国常提的“互联网不是法外之地”。麻省理工学院把法规直接放在可执行的代码里面 [3]。这就是麻省理工学院 OMS（Open Mustard Seed 或是 OMS）的项目。

拿喝酒的法律来做例子，例如说在一个国家可以喝酒是 21 岁，另外一个国家是 18 岁，如果有一个人从一个国家走到另外一个国家，那么他的喝酒年龄就改变了。在欧洲很多国家是相邻很近，可能花了几分钟就从一个国家走到另外一个国家。那时当地适应的法律就改变了，从一个国家的法律，变成另外一个国家的法律，在代码里面的法规就要被转换。这就是用代码来执行法律的例子。

这个项目有它创新的地方，以前计算法学是使用计算机来分析法律，麻省理工学院是在计算机里去执行法律。

3. 新的移动计算框架

麻省理工学院的框架还有一个特色，就是一开始就以移动计算为主。为了考虑到通讯上的安全问题，通讯的时候是传送软件，而不是传送数据来保证信息安全。麻省理工学院还提出“可信任的计算单元”（Trusted Compute Cell, TCC）和可信任的计算框架（Trusted Compute Framework, TCF）。这框架又把数据和计算机分开，并以数据为重，计算软件可以临时得到的，像今天的 App 一样，在使用前一分钟才从网上下载的。

TCC（Trusted Computing Cell）是由 5 个模块组成的原子单元，由多个单元组成一个框架，它可以构成 TCF。它看起来像一个代理或中介，或一个积极主动的服务，如下图。

图｜可信任的计算单元（TCC）（来源：MIT media lab、蔡维德综合整理）

TCF 是一个可移动的单位，它可以由所有者的云储存组成，它也可以被转移到另一个云平台。它具有 TCF 管理，虚拟机配置和管理，框架和引导，政策和应用管理，安全与自我保护如下图。

图｜可信任的计算框架（TCF）（来源：MIT media lab、蔡维德综合整理）

TCF 和 TCC 可以有机融合成一个安全计算网络，在其上可以做各式各样的计算。一个 TCF 可以连接几个 TCC，而几个 TCF 可以进行大型运算。这样一个安全的计算网络可以形成，不依靠现在的计算机。

图｜TCF 和 TCC 融合计算（来源：MIT media lab、蔡维德综合整理）

4. 没有欺诈的数字社会造就经济爆发

在数字社会里面，不需要考虑欺诈的问题，因为身份证有专门的机制保证，而任何计算都由 TCC 和 TCF 保证安全，另外还有可执行的法规保证合法合规的作业。如果都不需要考虑欺诈的事情，任何人可以随时随地的加入一个组织，这组织可以是公司、各种社团组织，组织的活动、章程和行动都是受着公司或是组织的章程，国家的法律，以及当地法律的监管。

在这种保证法律安全的环境之下，人们可以随时随地加入一个公司，而不跟公司其他人认识，因为这公司作业必须符合公司的规则和国家法律，而且公司所有作业都可以在这种系统上运行 [4]。这就是数字社会。

在这数字社会，一个人如果拥有一个商业想法，可以在网上发表他的想法，寻找他的 CEO、CIO、CFO、或者各样的人员，如果大家同意，大家彼此可以不见面不认识，直接在公司系统上运行，大家都遵守公司规则和国家法律，想要犯法都很困难，因为系统已经有很好的安全机制。这就是数字公司。

在这数字社会里面，除了数字公司外，还有数字仲裁庭、数字法庭、数字政府（例如爱沙尼亚的数字政府）、数字银行。个人可以建立数字公司，如果公司和公司有争议，可以自动到数字仲裁庭仲裁或是到数字法庭裁判。支付可以使用数字银行，贷款可以在数字银行申请，而且因为个人信息都存在安全可靠的地方，贷款申请非常方便。这就是区块链的第三个中国梦《中国梦之三：法律的自动执行将颠覆法学研究、法律制度和法律实践》［3］。

5. 数字社会经济成长根据里德定律

在一个安全有可执行法规的数字社会，麻省理工学院预测人类经济活动将会大爆发，因为社会欺诈的机会几乎会是零，以前因为欺诈浪费的时间和精力都可以省下来来从事有建设性的工作，而且建设的工作也会有合法合规的回收。这是根据“里德定律”（Reed's law ）法规，这定律是以戴维•里德（David Reed）的名字命名。

这定律称，“随着联网人数的增长，旨在创建群体的网络的价值呈指数级增加”。麻省理工学院提出如果人们可以自由加入任何公司做生意，经济模型可以达到

  2^N （2的N次方）的效果（N 是人数），因为任何人可以加入任何公司，所以可以有  2^N 公司出现。这是以前不能做到的，因为就算是在对等模式（peer-to-peer）模型下，相互作用产生的效果是 N² 比  2^N 小的多。

这些定律和计算机架构都在麻省理工学院所出版的书籍里面。对等模式就是现在数字货币的模型，这表示数字社会可以带给社会带来的经济效益将会大过数字货币带给社会的经济效益。这些笔者在 2015 年 11 月 1 日长沙国防科技大学演讲时就提出讨论。

英国央行在 2016 年出论文预测如果英国出数字法币，由于数字法币可以流通于央行，银行、公司、和个人，英国将会有正面经济成长。如果加上数字社会，这影响会更大，经济价值呈指数级增加。

图｜麻省理工学院的数字社会相关书籍（来源：Google Books）

二、数字社会是区块链的目标

麻省理工学院这个想法跟传统思想不一样，构想确实非常好，书里面虽然提到比特币和区块链，但是区块链权重并不重，因为麻省理工学院重视自己提出的架构。

当时笔者读到这些文章的时候，就觉得数字社会是区块链的目标。所以在阅读了麻省理工学院媒体实验室的工作后，笔者便在北航成立“数字社会与区块链实验室”。可能这是世界上最早以数字社会为名的区块链实验室，在当时欧洲和美国各地纷纷成立区块链实验室，但大都以区块链为名。

数字社会是一个好目标，因为：

1. 经济效益会根据里德定律，对社会经济大有帮助；

2. 社会治理有可执行的法规，维持社会的公平性，让国家法律能够有效执行；

3. 严谨的法规避免人们犯法从事欺诈的行为，大量减少互联网上欺诈行为；

4. 带领国家在相关科技上发展，例如在法学，计算机，网络，金融，经济，货币，社会治理，都可以带来大量的新想法和理论。

1. 麻省理工学院计算前沿

2015 年 11 月笔者前往苏州演讲，在路上笔者突然觉得麻省理工学院提出来的计算框架不适合在中国发展。不是因为那框架没有创新（事实上是非常创新的），而是在于它太前沿，和现有系统有大的差异。在计算机历史上面，如果必须重新做原有的计算架构，而不与现有的系统融合，将会遇到困难。在计算机历史上这样从头到脚完全改变原有系统的项目几乎没有被产业全盘接受过。但是它的思想留下来了，里面技术也被其它项目采用。

笔者在麻省理工学院读本科的时候，也接触到教授们一些非常前沿的项目，而这些前沿项目的技术，后来大都没有被产业全盘接受过。被产业全盘接受的项目反而是从比较保守的研究项目，就是在现有计算系统上开发的技术。因为少有商家愿意从头开始做起，这样成本高。这事在笔者于伯克利读博士的时代也再度经历。

在当时，有许多大学都和伯克利从事同样的研究方向，而且他们的工作明显比伯克利创新更有新想法。他们发表的文章也比伯克利多的多。如果按照传统学术标准（就是数发表期刊文章数字），伯克利的工作真的差多了。但是以对产业的影响来评估，伯克利的工作比其它的学校的工作大的多。伯克利的工作是花大量时间在现有的系统上开发新技术，当时其它学校是重新开发一套全新的系统。而产业只能接受在现有系统上的新技术，使伯克利的工作后来受到重视。

这情形后来在学术界也有变化，例如后来伯克利在大数据领域的工作，在工业界和学术界同时受到重视，这和笔者当时在伯克利的情形不一样。

2. 目标一致，但在现有系统上发展

于是笔者决定跟随麻省理工学院的目标，但不使用麻省理工学院的计算架构，而是使用现有的计算机系统和区块链来建立数字社会。因为没有使用麻省理工学院所的计算框架，所以后来发展出来的系统和理论各方面都跟麻省理工学院有差异，虽然数字社会都是同样目标，但是却走的是完全不同的路线。就像条条大道通罗马，但是有人走西边，有人走东边。

笔者的数字社会和麻省理工学院的区别，在于麻省重视他们提出的 TCC 和 TCF、计算法学等理论和框架，而笔者则重视区块链、智能合约、和网络技术。虽然重视创新，但是任何创新必须建立在现有系统上，或是和现有系统兼容。例如笔者提出的区块链互联网协议（链网）[4，5]，就是兼容现有的互联网协议，因为要完全取代现在的互联网协议是不可能的。但是链网的协议可以比现在的互联网协议性能好许多倍。

在计算法学，笔者的做法是根据现有的智能合约的计算框架，把符合法律的合同放在智能合约里面。这工作就不同于麻省理工学院的方法，一是放合同不是放法规在智能合约里，二是和区块链深度绑定。

现在有些智能合约或是和法律没有关系，或是放法规在里面。可是存法规只是“智能法规”不是“智能合同”。

另外一些智能合约不是跑在区块链上，或是和区块链没有深度绑定，这会造成智能合约出来的数据很难令人信服。只有和区块链深度绑定，例如：

1. 智能合约数据来自区块链；

2. 智能合约结果经过区块链共识机制；

3. 智能合约结果放进区块链。

只有基于以上 3 个原则 [6]，智能合约的数据才能令人信服。这也是笔者提出的《智能合约 3 原则》。这 3 原则是保证智能合约所使用的数据以及所产生的数据，都放在区块链中，并且执行的结果是大部分节点（参与方）共识接受的。这会对区块链互联网（链网）是一个非常重要的概念。

根据金融市场基础设施建设原则（Principles for Financial Market Infrastructures, PFMI）的原则，每个链都必须保证自己链上的数据和价值，包括从智能合约所产生出来的价值和数据，经过上面三个步骤，这些数据就可靠可信，也可在链网［5］上使用。

三、麻省理工学院的媒体实验室是思想泉源

笔者是在 2015 年接触到数字社会的概念，当时大家都在谈论智能、人工智能、大数据、工业 4.0，区块链还非常新，数字社会这概念更新。所以有人问，世界已经有智能城市，还需要数字社会吗？事实上数字社会会影响法学和法律实践，是以安全和信任为中心的计算改革，在金融界是 500 多年才会遇到的一次大改革。

麻省理工学院的数字社会提供了丰富的思想，铺垫了后来区块链重大的发展。从 IBM 数字身份证项目，到北航数字社会和区块链实验室的成立，到资产上链，到现在世界上许许多多区块链项目，都是受麻省理工学院媒体实验室的影响。

参考文献：

蔡维德等，“区块链的中国梦之一： 区块链互联网引领中国科技进步”

蔡维德等，“区块链的中国梦之二：链满天下打造数字社会”

蔡维德等，“区块链中国梦之三：法律的自动执行将颠覆法学研究、法律制度和法律实践”

蔡维德等，“区块链的中国梦之四： RegTech 编织全面安全梦”

蔡维德等，“区块链互联网系列（1）：TCP 端到端设计又旧又多毛病”

蔡维德等，“智能合约 3 个重要原则”

蔡维德

国家特聘专家，北航博导，麻省理工学院学士，加州大学伯克利分校计算机科学专业博士，在美国明尼苏大大学和亚利桑那州立大学教育研究 30 年。英国伦敦大学学院区块链研究中心科学顾问，天德科技首席科学家，国家大数据（贵州）综合实验区区块链互联网实验室主任，赛迪（青岛）区块链研究院名誉院长，任多个政府和公司顾问。论文 585+篇，著作 6 本，论文引用过万次。

关于 DeepHash 专栏 / 每周二

文／林佳谊

“区块链技术非常复杂，而且有很多误解。更可怕的是，很多人自认为了解区块链技术，但表现出的却是无知。学术机构有着巨大的责任去培养下一代的创新者。”在杜克大学商学院开设区块链课程的教授 Campbell Harvey 曾经有感而发地说。

每项新兴技术发展都有它的周期，愈是可能带来重大变革的技术，这个周期往往也愈明显。就在区块链技术步入所谓“幻灭的低谷”之时，DeepTech 深科技认为，下一个产业风口，如今正在每个顶尖高校的实验室、在各国央行与监管机构的研究室，在行业组织的研讨会中酝酿着。DeepTech 深科技认为，此时才是关键时刻，身为一家坚持深入报道科学科技产业的专业媒体与科技服务提供者，我们有责任也有必要，在这个时点上有带领读者去拨开迷雾、厘清误解，培养对区块链技术的更深刻认知。

因此我们于每周二固定推出 DeepHash 专栏，由 DeepTech 资深编辑林佳谊，邀集千人学者兼天德链创始人蔡维德、分布式系统专家王嘉平、物联网区块链初创 Biilabs 创始人朱宜振等专家学者共同维护，每周一次，带领读者在技术研发、在法规政策、在行业标准，在国际趋势，方方面面深入挖掘未来 3-5 年真正具有产业化潜力的区块链知识。

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