穿越链圈牛市，四位大咖把脉2019年区块链技术方向|破·立2018
文丨互链脉搏·梁山花荣
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从全民狂欢，到币圈大佬和投机者黯然离场，2018年的区块链行业经历了过山车式的发展。
公链百舸争流，共识算法层出不穷，在这场喧嚣的背后，很多区块链关键技术也取得了长足的进步。而如今，随着热潮退却，行业渐冷，2019年区块链技术又将走向何方？
互链脉搏邀请到了美国新泽西理工学院教授唐强、迅雷链总工程师来鑫、工信部赛迪公有链技术评估负责人蒲松涛以及工信部区块链技术与数据安全重点实验室专家罗蕾四位实力派大咖进行了圆桌对话，共话2019年区块链技术发展方向，供业界同仁参考。
美国新泽西理工学院教授唐强
迅雷链总工程师来鑫
工信部赛迪公有链技术评估负责人蒲松涛
工信部区块链技术与数据安全重点实验室专家罗蕾
以下为圆桌对话：
互链脉搏：2018年区块链行业有哪些新技术让您印象深刻？
来鑫：在共识算法方面，2018年有DAG（有向无环图）、Algorand、Hashgraph等算法的提出引起业内热议，尤其是Algorand让我印象最深刻，因为看到介绍的时候，发现跟迅雷链当时基于共享计算节点的DPoA+PBFT算法的思想非常相近，未来共识算法的技术发展也会是类似这样，让安全和性能得到平衡的同时更进一步。
架构方面，以太坊的分片及迅雷链同构多链这种提升扩展性技术的提出是一大亮点，同时侧链、多链等链间交互技术也得到了一定的发展。
治理方面，EOS无疑是最大的标杆，如何在记账集中化的同时保证链的公信力，EOS给业内提供了学习和参考的范例。
此外，当我们回顾2018年的时候还有很多会映入脑海，比如2018年很多大厂相继推出BaaS（Blockchain as a Service，区块链即服务）平台、Fabric的升级和应用等等。
唐强：让我印象深刻的新技术包括以Ouroboros family，Thunder，Algorand等为代表的可证明安全的，绿色的共识机制逐渐取代POW为主的第一代共识机制，慢慢成为主流平台的底层协议。以分片技术（sharding）和链下（offchain）的第二层优化的提高吞吐量的多种解决方案，但当前这些解决方案都非常有局限性，有很多迫切需要解决的不足之处。
底层新型密码学工具比如可验证的延迟函数（verifiable delay function）也是一个很有意思也很有想象力的工具。
蒲松涛：我主要关注公有链方面，可以说今年很多宣传的新技术也都没有完全实现，至少没有看到有什么特别的新技术被大家用起来，自然也没法看到使用的效果。但是，可以看到，大家都在做努力的尝试，主要的关注方向包括如何提高TPS，如何确保更稿的安全性，如何提高隐私保护等等。这些方面都会有一些技术创新成果，但要说哪一个让我印象深刻我还没法确定，我认为现在仍然处在探索阶段，很多新技术还没有特别成熟的方案，比如像分片这些新的技术还没有真正落地，还有很多工作要做。
从大的方向来讲，今年技术上没有啥太大突破，但从另一个角度来讲，今年EOS超级节点备受诟病之后，基本上被大家所认可，包括现在一些新的公链如果要追求更高的TPS、更好的易用性的话，通过竞选的方式来形成超级节点，就是DPOS采用的这种方式，今年可以说是更加成熟的。像公信链、Cybermiles、本体这些全都是走这条路线，基本上大家都就认可了超级节点这种方式。
罗蕾：我比较关注的还是在数据安全和隐私保护，这方面越来越受到大家的关注，而且技术在不停地在推动，进步也比较快。比如国内万向投资的矩阵元，他们在安全多方计算（MPC）方面做了一些探索，也取得了一些成果。
互链脉搏：通过2018年区块链技术的发展，据您观察，其发展趋势是怎样的？（底层技术、共识算法、应用技术都可以讲）
来鑫：接下来，我认为区块链技术的发展趋势主要包括公链的性能提升、共识算法改进、侧链及跨链通信、隐私保护、标准化与规范化等四个方向。
1） 性能提升将仍然是部分公链项目的主旋律，例如以太坊的分片方案和新的Casper共识机制等，目前都处在初步开发阶段，离发布还有很长的路要走。
2） 共识算法方面，我发现有向无环图(DAG)和哈希图(HashGraph)这些新型的区块链数据结构已经引起了研究人员和开发者的关注。未来，共识算法的研究趋势可能将侧重于新型区块链结构下的共识算法、可扩展性高的共识算法、适用于低性能设备或智能硬件的共识算法、更关注公平性和效率的共识算法等几个方面。
3) 隐私保护技术在很多场景下都是非常重要的需求，但由于区块链去中心化的特性，所有链上数据都是公开的，任何人都能看到你账号的所有交易记录或其它数据，这会让很多用户特别是企业用户望而却步，或只能自己投入研发成本创建私有区块链系统。因此对隐私保护技术的研究和开发也是一个重要的发展趋势。
4) 区块链技术的标准化与规范化有利于开发者在技术选型、协议和接口方案方面节省开发成本，有利于用户及时享有新技术突破带来的效率优势。目前国内外相关标准化组织都在积极探讨区块链技术的标准与规范，我们的国家标准应该不久就会发布，这可能也意味着对区块链合规化运营的要求会有所加强，法律法规的建设和监管会随之而来。
唐强：很高兴你们对区块链的划分和我个人的划分标准是一样，（上层分布式应用，核心层共识，底层密码学的building blocks），而且我们在这每一层都工作。
对于发展趋势，我觉得共识机制会继续取得长足的进展，不同场景下的scalability都会有更好的解决办法。基于其他物理资源的共识机制也会持续出现，同时更加适用于不同环境下的共识机制，比如适用于轻量级客户端的协议，该协议同时还可以适用于跨链通信。
在应用层面，如何克服在当前共识机制还有不少缺陷的前提下满足上层应用需求，比如更加更精细定义的，隐私保护的分布式应用，比如提供更好的匿名性保护同时又可控的的应用。同时，产业人员和技术人员的深度沟通，会挖掘出不同场景下更有意义的一些应用。
而在底层技术层面，因为上层应用需求，更多的新型密码学工具会被提出和构造出来，已有的密码学工具比如zk-SNARK也可能会取得更大范围应用的可能性。
还有一个很重要但是一直被忽略的方面，如何安全的部署一个blockchain。今年国际密码学年会（CRYPTO’18）上我们的一个研究结果表明，如果矿机中实现的哈希函数简单的修改了原本应该实现的哈希函数的非常少数的点，能够使得芯片厂商完全的控制链的增长。如何考虑blockchain协议从设计，到实现，每一个环节的分布式信任能得到最大可能的保证，是一个很重要但是也蛮困难的问题。
蒲松涛：我们做公链技术评估，还是更关注共识算法。共识算法是最底层的东西，现在各种噱头也特别多，各种新的共识也都出来了。我始终的观点是共识简单是最有效的，一定不要搞得太复杂，实际上有些共识算法很简单，像POW非常简单，但它现在都特别有效。千万不要为了共识而共识，不是说你的共识算法好，你的公链就更好了，当然将来如果有可能演变成那种自适应的共识算法，可以动态调整，那就肯定很厉害了，可能是一个大的方向。
从当前的共识算法来讲，我还是看好POW和DPOS，DPOS可能是现在大家比较能接受的一套共识体系，可能其它的不用DPOS共识算法，但是思路基本上还是一样的，然后它在中间可能会增加一些随机元素，使得安全性更高，但其实大部分思路还是一样的，就是大家共同参与整个的治理，而实际做工作的都是少数的超级节点，基本上都是这种思路，这可能也会影响未来整个区块链的创新方向。
罗蕾：我觉得未来技术发展还是要结合具体的应用场景，像所有达成共识的东西，其实人们想象的比较美好，但是推动起来一步到位还是比较困难的，所以无论是密码学还是公链的共识算法，都应该要跟应用深度融合。
在共识算法方面，因为公链的形态比较多，那么未来共识算法也要不断演进，形成大家比较认可的算法。我们比较认同多人投票这种机制，能够得到社区或社群的检验，然后不断演进升级。
互链脉搏：您觉得，目前制约区块链发展的技术瓶颈有哪些？
来鑫：从总体来看，目前的技术瓶颈包括扩展性差、隐私保护、 交易费用高、缺少成熟的企业级架构特性等几个方面。
目前只有迅雷链等几个项目解决了扩展性问题，对于其它项目，扩展性问题仍然是影响其发展的一个重要问题，例如以太坊的分片方案还在开发中，离发布还有很长的路要走。而隐私问题会让区块链的应用场景受到很多限制。
此外，高交易手续费是比特币和以太坊等公链项目越来严重的问题，这会降低用户执行交易或调用合约的意愿。
最后，只有一个区块链系统无法支撑起一个成熟的企业级的应用，它还缺少很多必要的要素和部件，例如海量数据存储、数据分析和监控服务、链上与链下数据的交互协议、链与链之间的互操作性等等，都是需要继续完善的地方。
唐强：对于应用来说最大的瓶颈还是可扩展性，不管是吞吐量，支撑阶段规模，还是对智能合约的各种限制，就像20年前的互联网网速太慢导致也只能有简单的应用一样。
蒲松涛：区块链技术瓶颈其实有很多，其中难度最大是跨链，因为它涉及不同的链、不同的格式、不同的协议，如何把这些协议统一起来，这个难度是最大的。
罗蕾：我觉得主要还是三个方面：第一个是数据安全，因为在区块链网络中需要通过数据来核实资产，那如何解决多方协同的安全问题；第二个是信息网络安全的问题，这方面在技术上现在有很多传统办法可以解决的；第三，还是一个机制的建立，这方面需要结合具体应用来解决。
互链脉搏：您预计2019年哪些区块链技术难题可以获得解决？
来鑫：首先我觉得性能问题会得到进一步解决；隐私问题也会有更多的解决方案和尝试；与实体经济结合的过程中，企业级的架构也会逐渐完善。
但要说一年之内能彻底解决其中任何一个问题都是不现实的，因为每个区块链项目的进展不同、侧重点和应用场景也各不相同。
如果是拿迅雷链来说的话，我们可以说性能问题已经被解决了；交易手续费对其它公链来说是技术问题，对迅雷链来说只是运营问题，因为我们可以给用户返还手续费，后续还会推出低手续费的智能合约方案。
唐强：正如上面所说，我觉得2019年共识机制会继续进步，尤其是不同场景下的可扩展性和健壮性会有更好的解决方案，比如在联盟链场景下，和支持轻量级客户端的协议。
在底层技术上，我相信现有的密码学工具如zk-SNARK可能会取得更大范围的应用，同时新型的密码学工具会被构建出来，比如为了支撑分布式存储的一些新型可支持验证的密码学工具。
蒲松涛：目前我们能看到的大家在突破的几个重点技术难题，包括如何在保证去中心化和安全性的同时，更好地提高TPS和性能，还有分片技术、隐私保护、提高安全性，以及跨链等，这几个方向今年业界都在做探索。至于明年能不能取得成绩还不好判断，但可以肯定，我们能够看到一些比较成功的案例，或者至少一两个细分方向会有成果。至于区块链大的方面的技术突破，我觉得可能性不大。
当然还有一个领域我觉得有非常长足的发展潜力，但是好像现在做的不多，就是做开发语言的可视化，类似于简单的图形化语言，我觉得非常有意义。因为这个能让开发者开发应用更简单，让普通用户也能够看得懂智能合约，这个应该是很重要的方向。
罗蕾：我觉得明年在隔离计算和数据安全上可能会有一些解决方案出现，因为这个是属于数据共享的一种区块链的应用场景。相对而言，它不太涉及到币的问题，这可能是比较容易突破的方向，并且隔离计算和数据安全方面存在的问题也是当前比较急迫的，亟待解决的问题。
互链脉搏：国内外在区块链技术在发展上有哪些差异？2019年这些差异会有哪些变化？
来鑫：就说下跟美国的比较吧。国内比较侧重于将已有理论成果用于项目落地，更多的项目是基于以太坊、EOS等项目的代码，再做一些小修改。在基础理论的原创性研究上，或原创项目的开发上，跟美国还有很大差距。
未来的一年这个情况估计也不会有太大的变化。但从更长远来看，当经过了技术成熟度曲线的“期望过高期”，进入幻想破灭“底谷期”，再重新稳步发展的阶段，这个过程会淘汰掉大部分没有技术基础的项目，留下认真做项目的团队，并吸引更多的研究人员加入这个领域，相信到时候这个差异就会慢慢缩小。
唐强：国外学术界和工业界深度互动，最火的几个区块链初创项目（比如Cardano，Thunder, Algorand等）都来自于学术界成果转化所做的创业公司，工业界也能意识到可证明安全的设计的重要性。单纯的ad hoc的design，handwaving的分析，在密码学和安全研究和实际中已经有大量的实例证明是很危险的一件事。
同时因为区块链技术是一个还不成熟的新技术，需要研究，而不可能仅仅依靠开发。但是它又是一个可能很快能落地的技术（不像某些技术其实还会在实验室里很久），因此国外工业界在基础研究的投入也是很明确的事，而且有很多的例子，（比如IOHK-爱丁堡大学的区块链实验室）。
国内在这一方面似乎还不是很明确，包括几个顶级公司，很多还是传统KPI模式，或者过度强调落地应用。不利于发挥一项新技术的巨大革新潜力。这个风气随着国际化程度的加深，希望慢慢能更趋于合理。
我们和京东集团联合成立的区块链实验室也是在探索学术界和工业界深度合作，希望结合互联网公司的快速推进和学术界清晰理解问题本质的各自优点，在推进区块链技术发展本身的同时，也能找到在技术落地过程中的各种挑战的良方。
蒲松涛：我觉得差别非常明显，我们做公链相关评估研究，很明显地感觉到国外更注重原创。很多创新性的、原创性的技术，包括像闪电网络等新技术，几乎都是国外的人先提出来的，这方面我觉得是国外开发者崇尚技术的这一特性所导致的，所以他们特别注重原创，特别注重一个项目的代码质量的持续提高，这个是值得我们去学习的地方。
但国内不一样，国内更加注重应用，喜欢把好的技术拿过来，然后根据实际的应用情况进行改造和组合，然后形成一条用起来更好的链。
比如我们评估的公信链，它用的实际上和比特股、STEEM、EOS一样，都是用的石墨烯底层架构，石墨烯是一套开源组件，大家都能用。在这个基础上，公信链做了一些改进，然后专注本地市场，你看他们做公信宝和布洛克城，用户量很大，但应用生态还是在国内，这个实际上是非常典型的国人做区块链的做法。就是拿成熟的技术，根据本地实际应用的情况来进行改造，不是完全的原创，但是特别注重实效，取得的实际效果也很好。
所以从创新的角度来讲，我觉得非常明显的差别就是国外特别注重原创，国内注重应用型的创新。这实际上是不同地区人的创新模式的特点，你不能说谁对谁错。我的观点是，发展下来国内肯定是优势的，因为区块链最终还得靠应用，在应用这个层面做更多的功夫肯定是占优势的。
罗蕾：整体来看，国内外在技术发展上的差异并不是特别大，因为在整个行业发展方面我们跟国际上还是保持同步的。但是国内更加注重应用侧，而国外更加注重底层技术的突破，所以跟国外相比，国内在底层技术突破方面还是有一些差距。
另外，在技术突破上，国内也有一些技术在国际上是领先的，比如安全多方计算（MPC）就是国内率先提出来的，并且行业里面已经逐步开始落地。
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互链脉搏（ID：HiveEcon）
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