中國工程院院士陳純：自主可控聯盟鏈的技術難點和應用案例

雷鋒網報道，2017全球區塊鏈金融峰會於4月28日在杭州舉行。大會宣布了全國首個區塊鏈產業園區落戶杭州，此外還邀請了多位重量級嘉賓演講，據雷鋒網了解包括以太坊創始人 Vitalik-Buterin，數字經濟之父Don-Tapscott，萬向控股有限公司副董事長肖風，工程院信息與電子工程學部院士、浙江大學教授陳純等重量級嘉賓發言。

會上，陳純發表了「自主可控聯盟區塊鏈的技術、系統和應用」的主題演講，他提及聯盟鏈在技術上存在四個難點，並分享了圍繞四大難點進行的實踐以及聯盟鏈應用實例。

以下是陳純的演講實錄，雷鋒網作了不改變原意的編輯：

我的題目是自主可控聯盟區塊鏈的技術、系統和應用。區塊鏈技術發展到今天，它有三個時段的演進，第一個是2009年，代表產品就是比特幣。在性能指標方面，我們知道比特幣是非常低頻的，每秒交易7筆。2013年的時候以太坊增加的功能是可編程，核心技術是智能核驗，交易額每秒可到幾百筆，但還是比較低頻的交易。2015年的Fabric和杭州趣鏈是聯盟鏈的代表，在功能、核心技術尤其是性能指標，現在可以做到每秒幾千筆甚至到上萬筆交易。接下來，我重點向大家介紹一下聯盟區塊鏈。

聯盟區塊鏈有三點核心優勢。

• 首先是自主可控、可用。在我們中國的環境下要能用，首先要有認證的准入，就是安全，從監管角度要提供這個。

• 第二個是要有隱私保護，聯盟區塊鏈可以通過加密分區的辦法來實現隱私保護，這跟公有鏈不一樣。

• 最後是效率，如果是高頻交易，一定要交易效益要高，所以交易的吞吐量是應用區塊鏈的企業的交易性能指標，是大家非常關心的。

聯盟鏈四大技術難點

接下來談聯盟區塊鏈的技術，聯盟區塊鏈的技術有四大難點。

• 首先性能要高，高性能涉及到兩個方面，第一個是多節點，區塊鏈是價值互聯網，大家都連在一起，我們要有高性能的共識演算法的設計，性能要高，否則會延時很厲害。第二個是你本身自己的節點，就是節點之間智能合約的執行引擎，你寫了一個智能合約，可能有多種語言寫的，你怎麼樣有快速的效率，這也很重要。

• 第二，要高可用。先開始的時候，可能有500個節點，500個企業加入這個聯盟，我們大家在一起用。之後若有企業要申請加入，或者原有企業要退出，這時候要允許動態成員動態准入。第二個是要有節點的快速恢復技術，因為在通信之間，尤其是現在在互聯網的場合下，有的由於網路鏈路的原因聯繫不上，斷掉了，你要快速地恢復，這也很重要。

• 第三，安全隱私。我們國家相關標準是必須的，原來開源的東西是不提供到以太坊的，當然還需要對業務數據進行隱私保護，比如健康的數據、金融的數據都要有隱私保護。

• 第四，可編程。每一個節點的用戶，每個企業要加進去，要有一個智能合約，我們通用的語言採用簡單的語言，或者提供功能越多的語言更好。你可以用專業的語言，也可以用java或者C++等等，我們希望用圖靈完備且安全的智能合約引擎，所謂的圖靈完備是在自動機可解釋的情況下，這個語言我們都可以用智能合約來寫。

圍繞聯盟鏈四大難點的實踐

所以歸納而言，聯盟區塊鏈從2015年發展到現在，中間要想出大規模的應用或者是企業高頻應用，都希望在這四個點上有技術突破，所以接下來我將介紹我們圍繞這四個技術做了哪些工作。

• 第一個是高性能，我們提出了一個魯棒拜占庭容錯演算法，從節點客戶，一個節點1，比如是主客戶，他發起交易，他可以成批打包，主節點對交易進行驗證，再進行預準備，然後是準備，之後再提交。每個節點收到2個準備消息後，先對交易進行驗證再寫入。現在的性能是非常高了，基本上可以做到每秒1萬筆，系統的延遲小於300毫秒，而且節點的計算機的配置是16核32G內存的。

• 第二是高可用，我們有一個動態節點准入，可以通過信息點通過介紹得到全網成員的信息，網上每個節點都要進行同意加入網路。然後再更新、共識節點，然後再是新節點加入。還有一個快速恢復技術也是一樣的流程。

• 第三個是安全隱私，我們提供了一個基於密碼學的多級加密機制，從數據加密到區塊鏈節點之間另外的身份控制等等。還有數據隔離與隱私的保護也是一樣，通過分區共識技術，能夠保證交易只在相關參與方之間形成共識。

• 第四個是支持多語言可編程智能合約，比如Solidity、Java，這些都可以用。

聯盟鏈五大應用實例

再簡單介紹一下一些應用的例子。

第一個例子是通過區塊鏈技術來提升票據流轉的安全性、不可抵賴性，同時又為客戶提供移動端的信用結算產品，提高資金管理效率。我們用區塊鏈技術做了一個電子票據系統，這個系統今年一月份已經在浙商銀行核心金融成功上線。系統為客戶提供移動端簽發、簽收、轉讓、買賣、兌付移動數字彙票等功能，並在區塊鏈平台實現公開、安全記賬。

第二個應用案例想把金融跟供應鏈融合在一起，希望在一個弱信任的環境下，建立企業與金融機構的信任關係，提高數字資產可信任性，來降低企業的融資成本。我們已經跟國家交通運輸物流信息平台和中國物流金融服務平台簽署了相關係統協議。平台上有很多企業，包括物流倉儲企業，有保險，ETC油卡企業，金融接管機構等。大家可以通過這個網路來獲知每一個加入企業的相關信息。如果企業產生融資需求，不需要第三方擔保，可以直接融資。

通過區塊鏈技術可以把數據變成受保護的虛擬資產，然後對於每筆交易額數據進行確權和記錄，這樣的情況下，交易可以進行。我們的第三個應用是與上海數據交易中心達成了合作，它希望解決大交易量情況下的交易記賬、清算，以及在分布式環境下的信息分發、同步和存儲問題。我們希望把中國數據交易清算中心的數據信息變成一種資產，從會員信息、產品信息、訂單信息，都成為交易模塊，交易日誌等等。目前，這個系統已經在上海數據交易中心應用。

第四個應用案例想專門講一下跨機構跨地域的聯盟鏈系統，中國銀聯與光大銀行聯合使用趣鏈科技區塊鏈平台，構建出多中心可信POS電子簽購單系統，並完成初步測試。我提及這個例子是因為，這是首個基於互聯網環境的，而且是跨物理空間的聯盟鏈應用場景。

儘管實驗是成功了，但我覺得進一步的研究特別重要。第一，如何在有限網路帶寬的情況下來做可能還要研究，因為互聯網不是專網。第二，現在才是兩個點，只有銀聯跟光大銀行，當面向異構環境的所謂自適應聯盟區塊鏈，加入的節點越來越多時，還有一些技術要研究。最後還有一個是跨鏈的研究。

最後一個例子是高性能聯盟區塊鏈技術研究。舉個例子，到現在為止，聯盟區塊鏈公開的性能指標，最高的是我們杭州做的每秒可以到近萬次，但是今後隨著區塊鏈的應用，廣度跟深度越來越高頻的應用可能會越來越多，每秒近萬次或許還不夠，那麼能不能做到每秒幾萬次、幾十萬次的交易？所以要研究基於它的高性能到幾十萬到百萬筆每秒的共識演算法，這是非常重要的。

在中國還有一個應用場景，就是上海的主板證券交易所競價交易系統。現在上交所在全國招標，希望在高性能共識演算法上做進一步研究。我們原來是多交易的統一驗簽，從起始到簽單，我們希望發起的跟簽單的變成統一起來，所以叫統一驗簽。還有一個是邏輯驗證跟區塊鏈驗證要分離，這也要在共識過程裡面做到。交易的合法性驗證跟生成區塊要進行分離。第三個是區塊壓縮，這些技術都要再進一步研究，希望能做到每秒幾十萬筆的交易。

所以在高性能聯盟區塊鏈的研究上，我們特別要重視的是面向行業應用場景的性能優化，不同行業的場景是不一樣的，尤其是需要高頻交易的，當然還有一個向廣域複雜組網條件下的性能優化等等，這些都是非常重要的研究。

區塊鏈從2009年開始發展到現在有三個時間段的演進，而最近的聯盟區塊鏈技術有別於公有鏈技術，在高性能、高可用、可編程，隱私保護上更有優勢。隨著聯盟鏈的進一步發展，我相信它在我們企業界的應用會很快地展開。

我今天的報告就到這裡，謝謝大家！