北航教授蔡維德：交易頻率超8000次/秒的區塊鏈是怎樣煉成的 | GAIR 2017

雷鋒網AI金融評論按：由中國計算機學會（CCF）主辦、雷鋒網與香港中文大學（深圳）全程承辦的 AI 盛會 --「全球人工智慧與機器人峰會」（CCF-GAIR），將於 7.7-7.9 日在深圳召開。

CCF-GAIR 為國內外學術、業界專家提供一個廣闊交流的平台，既在宏觀上把握全球人工智慧趨勢脈搏，也深入探討人工智慧在每一個垂直領域的應用實踐細節。

延續上一次大會的頂級嘉賓陣容，本次 CCF-GAIR 2017 將會迎來更多人工智慧和機器人行業重磅專家。在未來的一段日子裡，雷鋒網將陸續放出嘉賓介紹。今天要介紹的是金融科技專場大會嘉賓——北京航空航天大學數字社會與區塊鏈實驗室（下簡稱「北航區塊鏈實驗室」）主任、天德科技首席科學家蔡維德。

蔡維德教授（ Wei-Tek Tsai ）是國家「千人計劃」特聘教授、北航區塊鏈實驗室主任、天德科技首席科學家。他於1979年獲得美國麻省理工學院（MIT）計算機科學專業學士學位，1985年獲得美國加州大學伯克利分校計算機科學博士學位。此後，他在明尼蘇達大學和亞利桑那州立大學計算機系任教30餘年，培養出博士80餘人。

蔡維德教授的研究領域包括服務計算，軟體工程，雲計算，眾包以及區塊鏈。近年來已在IEEE Transactions、Communications of the ACM、IEEE Computer、IEEE Software等國際期刊以及ICSM、QSIC、COMPSAC等國際會議上發表論文585篇，引用10132次，並擁有兩項美國專利（OUTER LOOP VECTORIZATION，美國，5802375,1998-9-1 和 APPARATUS FOR VISUAL PROGRAMMING WITH SCREEN FLOW ，美國，6055369,2000-4-25）。此外，他曾任COMPSAC、HASE、WORDS等國際會議主席或程序委員會主席。

除了學術領域的建樹，蔡維德教授的研究工作也受到了美國國防部、Guidant、Intel、Cray Research、US WEST、日本富士通、日立等多國機構的認可並應用。其中代表性的有，基於網路安全方面的研究，他為英特爾開發了針對經濟軟體測試執行框架，並部署了兩個基站控制器；基於在軟體維護方面的工作，他為富士通公司設計了一個基於Y2K軟體維護測試產品。

北航鏈的突破

北航區塊鏈實驗室成立於2015年10月，致力於區塊鏈、智能合約、計演算法律學和數字社會等技術的研究與應用。實驗室由蔡維德領銜，匯聚了一批包括北京航空航天大學、清華大學、北京大學等高校在內的研究人員，以及美國工學院院士、德國央行專家等在內的國內外產學研各界顧問。

作為一個代表性實驗許可鏈，蔡維德教授告訴雷鋒網，目前北航鏈專註於共識演算法、應用問題、架構問題等基礎研究，研究重點是大數據區塊鏈和高並發。

「一般人認為區塊鏈就是安全和共識，但是我們認為區塊鏈最大的方向是架構和資料庫，其中蘊含著層出不窮的難題。不同於他人研究智能合約、串列的區塊鏈，我們的研究重點是大數據區塊鏈和高並發，做的是並行。這是兩種完全不同的方向，差別相當於腳踏車與汽車。」

交易頻率問題一直是區塊鏈發展難題之一。例如，比特幣交易峰值為每秒7筆。相較每秒可處理2萬多筆交易的VISA，去年雙十一峰值達到12萬筆/秒的支付寶而言，現階段大部分區塊鏈還無法滿足人們日益增長的金融需求，只能完成低頻次的交易。而與此同時，不時也有些區塊鏈交易頻率測試過千過萬的新聞出現，可以看到業界正在積極推動相關研究。

北航區塊鏈實驗室也是其中一員。2016年7月，實驗室宣布，北航鏈的交易速度每秒超過4萬筆。在此前接受媒體採訪時，蔡維德教授表示，這項技術突破僅意味著交易頻率不再是區塊鏈應用最重要的問題。但是商業化道路上還存在著其他許多障礙，例如軟體應用架構，資料庫，安全性，擴充性和穩定性等技術性問題，以及法律監管問題。

走出實驗室的許可鏈

任何一項技術，只有在落地應用後，才具備真正的價值。除了北航區塊鏈實驗室主任外，蔡維德教授還有一個身份——天德科技首席科學家。天德科技成立於2016年8月，專註於負載均衡的許可鏈（私有鏈、聯盟鏈、企業鏈等所有非公有鏈）創新與開發。

據介紹，天德區塊鏈採用了雙鏈（TBC-ABC）並發技術、並行拜占庭協議（CBFT），以此來支持高頻交易，提高擴展性。

• 雙鏈架構中的ABC（賬戶鏈）負責維護賬戶信息，TBC（交易鏈）負責執行交易和維護交易歷史。區塊鏈計算可以分，可以合，實現了負載均衡 （load balancing）。而這種設計目的就在於保護隱私，提高擴展性，節省大量計算力。具體內容可見蔡維德教授2016年發表的一篇文章《A System View of Financial Blockchains》。

• 與傳統的拜占庭協議（PBFT）相比，PBFT採用串列方式，建塊時決定高度，交易和塊關係高度相關，而CBFT中交易與投票並行執行，高度在投票完成時決定，交易和塊的關係相關。

在上述技術基礎上，天德科技研發了大數據版區塊鏈」高新一號「，大數據平台完全集成在區塊鏈架構中，數據100%來自區塊鏈，數據正確，實時監管。應用場景包括交易所、清算所、銀行和監管單位等。據天德方面透露，高新一號已經應用於大宗商品清結算領域，正在與貴州金控商談一些合作。

而在5月27日，天德科技發布了「Dataledger（雙龍數鏈）大數據區塊鏈平台」。蔡維德教授提到，高新一號每個工作日運行4到8小時不等，交易頻率超過4000次/秒，雙龍數鏈速度已經超過8000tps。

天德鏈脫胎於北航鏈。蔡維德教授表示，天德鏈的雙鏈式架構、共識演算法、理論等與北航鏈相差不大，但是在真正做系統的時候，出現了不少預料之外的問題。因此，演算法發生了很大的改變，已經迭代過三代。

他指出，落地過程中遇到的真正困難有二。

「一是區塊鏈行業從業者對於金融行業的理解不夠深入，還需要磨合期。二是，可能有些人認為可以「慢訴求、慢研究」區塊鏈，但其實對於區塊鏈速度的需求還是非常大。」

從現在看到未來

觀察現在區塊鏈行業，很容易發現一個現象——各式林立的聯盟。對此，蔡維德教授表示，聯盟是勝利者制定標準的實踐，但是內部很難產生勝利者。

他解釋道，聯盟有其作用，但是聯盟可能需要共有一個真正的區塊鏈或者平台才能更好的發揮作用。不然，聯盟內的機構組織更多的呈現出一種競爭關係，不一定能有所成就。

另外，有意思的是，蔡維德教授雖然參與著區塊鏈的應用進程，但他認為目前行業的商業化氣息太重，造成一些不好的東西被過度吹捧。作為一種集成式創新技術，區塊鏈的基本研究需要更深入更紮實。蔡教授也坦言，在現今狀況下，區塊鏈從業者具體怎麼做並非完全清楚。但可以肯定的是，未來技術和平台會持續發展，區塊鏈能在變化的金融市場中佔據一席之地。

最後，在談到區塊鏈新趨勢時，蔡維德教授認為區塊鏈互聯網會成為一個新趨勢。之前業界可能認為一條鏈可以走遍世界，但事實上不太可能。如同互聯網也有著各種區域網、廣域網，未來也會有很多區塊鏈，因此需要組織一個區塊鏈互聯網，來做好鏈之間的交互。

「 其中涉及的層面很廣，包括技術（例如新的 TCP/IP 協議 和 能被區塊鏈支持的新版 ISO 20022）、商業、聯盟、國家，甚至是草根力量，但是目前區塊鏈互聯網的規則是空白。多鏈架構會是未來主流，區塊鏈的互通和網路設計會推動行業的大洗牌。」

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