區塊鏈技術與應用現狀及發展建議
四、技術與應用發展建議
著名信息技術研究和顧問機構Gartner認為，任何一項技術，從最初興起到熱炒，到幻滅，再到穩步的爬升期，最後才到成熟和實質性的產業，必經過這五個階段。雲計算是這樣，大數據是這樣，區塊鏈技術也不例外。經過這兩年熱炒之後的區塊鏈技術，必須經過扎紮實實的鋪墊，方方面面的技術準備和研發，才能大規模形成產業，影響人們的生產生活，最終「飛入尋常百姓家」。
當前我國投資界、產業界、政府等，給予了熱炒的區塊鏈技術以高度的關注。然而，很多人甚至並沒有搞清楚「幣」與「鏈」的關係，很多項目只是披著「區塊鏈」的「外衣」，進行公開募集資本的非法操作。猶如當年互聯網發展初期一樣，魚龍混雜。因此，對待區塊鏈技術，不能盲目跟風，需要理性看待。既要看到區塊鏈技術的優點和可能帶來的變革，也要認識到當前區塊鏈技術存在的不足和挑戰。從技術層面，我們要加大區塊鏈底層和基礎技術的研發和優化；從治理層面，我們要適時跟進位定法律法規，創新監管模式；從人才層面，我們要加大交叉學科人才培養的力度，補充人才空缺。
4.1 實現高效能是區塊鏈廣泛應用的關鍵
從技術上說，區塊鏈被廣泛詬病的，是其交易效率、存儲能力以及能耗問題等。尤其是交易效率，例如，比特幣每秒最多只能處理7筆交易，以太坊區塊鏈也不過20筆每秒，遠遠無法超過當今中心化交易模式和應用，例如淘寶、微信等。因此，提高交易效率、降低能耗是區塊鏈能夠大規模應用的關鍵。學術界、產業界、技術社區等對區塊鏈技術進行著持續的研究和改進。全球有不少高效能（或高性能、或高吞吐、或低功耗、或高可擴展）區塊鏈項目已經開展。
例如，新加坡的Zilliqa，致力於實現可擴展性高吞吐量的公有區塊鏈平台，支持每秒數千次的交易。Zilliqa採用分片技術，每個片內都有600-800個節點來進行運算。Zilliqa在測試網路中的交易處理速度約為以太坊的250倍。2017年10月，Zilliqa採用3600節點實現了每秒2488筆交易。EOS致力於為商用分散式應用設計的一款區塊鏈操作系統，旨在實現分散式應用的性能擴展。支持數千個商業規模的分散式應用（DApps）並行執行，非同步通信，驗證與執行分離。能夠凍結並修復損壞的應用程序，並提供廣義的基於角色的許可權。EOS通過並行鏈和DPOS的方式解決了延遲和數據吞吐量的難題，每秒可以百萬級別的處理量。不同於以太坊，在EOS上開發DAPP是沒有手續費的。而是按照開發者擁有的EOS的比例來分配需要用到的網路和計算資源。HPB(High-performance Blockchain)定位為易用的高性能區塊鏈平台，被認為是中國版的EOS。不同在於，HPB提供了晶元級加速引擎，軟硬體深度融合，以及百萬級並發演算法。軟體架構提供帳戶，身份與授權管理、策略管理、資料庫、非同步通信以及在數以千計的CPU、FPGA或群集上的程序調度，實現一個全新的體系架構，該區塊鏈每秒可以支持數百萬個交易，且達到秒級確認。該平台測試版本計劃在2018年發布。官方版本預計最早2019年中期上線。
中科院計算所孫毅研究員領導的團隊也於2018年春季啟動了高通量區塊鏈研究項目。項目將從並行化架構、支付通道網路、硬體架構、智能監管等四個方面進行研究和改進，力求打造高效能區塊鏈的基礎設施和平台。
4.2 發展和應用區塊鏈技術應注重新型終端的研發
Gartner技術成熟度曲線認為，任何一項技術，從最初興起到熱炒，到幻滅，再到穩步的爬升期，最後到成熟和實質性的產業，必經過這五個階段。雲計算是這樣，大數據是這樣，區塊鏈技術也不例外。顯然，經過這兩年熱炒之後的區塊鏈技術，必須經過扎紮實實的鋪墊，方方面面的技術準備和研發，才能最終「飛入尋常百姓家」。
區塊鏈技術是去中心化的，任何一個區塊鏈應用的正常運行，靠的是都是所有參與者節點提供的計算能力和存儲。沒有中心機構運營，沒有中央伺服器和數據中心。參與的節點越多，這個區塊鏈應用系統就越健康（越不容易被非法分子的51%攻擊和操控）。而一個普通用戶擁有的計算能力是有限的。例如當前的智能手機，刷刷朋友圈、瀏覽瀏覽新聞、看看直播、玩玩遊戲，電量可能一天就堅持不到；拍拍照片、緩存視頻，存儲空間動輒就不夠了。今天的移動APP智能手機可以裝十個八個，甚至幾十個，但對於區塊鏈應用，可能裝兩三個就會是問題。
對於區塊鏈應用，PC機解決不了無時無刻可能發生的驗證問題。智能手機的電量和存儲空間將面臨巨大無比的挑戰。每人擁有一台微型超級計算機，無時無刻運行，然後通過移動終端來連接和操控，也許是一條解決方案。但是這樣的微型超級計算機當前價格不菲，應用起來也沒有那麼簡單，普及起來比較困難。
眾所周知，作為區塊鏈技術當前最成功的應用，比特幣的「挖礦」，是需要專業的「礦機」的，為贏得一個區塊的生成權和獎勵，我們現在用的PC機和筆記本，根本沒有勝算的可能。因此才有了「比特大陸」這種專門研發和生產「礦機」專用晶元的創業公司這兩年的聲名鵲起。雖然不是所有的區塊鏈應用都需要競爭這麼激烈的「挖礦」方式，但對於普通大眾來講，我們今天的終端設備，無法支撐需要不斷參與驗證，甚至無時無刻要形成共識，區塊數據在無止境增加的區塊鏈應用。
十多年前，智能手機的出現，爆發了一批殺手鐧級的移動APP，推動了一撥新的移動互聯網浪潮。今天，我們需要積極布局新型終端的研發，搶佔制高點，來迎接和支撐區塊鏈應用的爆發。
4.3 發展和應用區塊鏈技術需要創新監管模式
分散式和去中心化是區塊鏈技術的主要特點。基於區塊鏈技術的大部分顛覆性應用的目標就是要避免中心化節點或第三方機構的介入。然而，這並不意味著區塊鏈技術構建的平台、應用、社區、虛擬空間等，就不需要監管。區塊鏈技術是建立在互聯網基礎上的，一如互聯網虛擬空間存在的各種「亂象」，詐騙、反動、色情等犯罪活動猖獗，如不進行治理，必會嚴重影響現實社會秩序。網路社會不是「法外之地」，互聯網空間同樣有「主權」，已經是廣泛的共識。事實證明，對互聯網虛擬空間進行有效的整治和監管，對國家和民眾都是大有裨益的。然而不同於互聯網，區塊鏈技術和應用有其自身的特點，互聯網中心化應用有專門的運營單位（企業、政府部門或個人），可以作為特定的監管對象，而區塊鏈應用一旦部署，就是所有自由接入的節點和參與者共同負責，沒有中心化節點和存儲，不存在某個機構或特定的IP地址對其負責，這將給區塊鏈應用的監管帶來巨大的挑戰。
因此，一方面，國家在鼓勵區塊鏈技術和應用發展的同時，要從立法層面積極跟進，適時出台法律法規，引導區塊鏈的應用方向，規範區塊鏈應用的審查和部署；另一方面，要從信息技術工具層面，加大針對區塊鏈平台和應用的監測、分析、判別、預警等信息技術工具的研發投入和力度，「解鈴還須繫鈴人」，有效制止、及時發現不法分子利用區塊鏈平台的非法行為。
4.4 交叉學科人才的培養是區塊鏈技術發展和應用的關鍵
智能合約（Smart Contract）是運行在區塊鏈上的計算機程序。如果說區塊鏈技術是讓人們可以在去中心化的情況下達成共識，那麼，智能合約則決定了可以達成什麼樣的共識。如果說區塊鏈只是一個分散式的記賬方式形成的公共賬本，那麼智能合約則進一步結合千千萬萬個不同的應用場景和經濟活動，約定了誰與誰、在什麼情況下記賬，進而產生什麼樣的賬本。商業場景中，只要合約條款能夠程序化、條件化、邏輯化，都能夠用智能合約來表達。由於具有去中心化、去信任、不可篡改、可追溯等優點，區塊鏈智能合約在未來商業應用中有巨大的潛力。
未來，區塊鏈體系基礎架構搭建完成，在商業應用場景中，所謂廣泛應用區塊鏈技術，很大程度上就是利用區塊鏈編寫智能合約了。所謂合約，就是共同約定的規則。現實中的商業活動，常常需要法律顧問或者律師，來幫忙制定合同或者合約的條款。智能合約，是運行在區塊鏈上的計算機程序，需要用一定的計算機語言編寫出來。商業雙方進行談判和協商，形成合約條款，再編寫智能合約，保證準確無誤，方能部署運行。發展和應用區塊鏈技術，編寫和審核智能合約的跨界人才，將會非常稀缺，要麼程序員懂法律，要麼律師會編程。
此外，智能合約既然是合約和規則，在執行的過程中就不可避免產生爭議，一旦一方不認可執行結果，需要上訴。既然是人與人之間的商業或經濟活動，涉及了法律問題，就仍然需要相關執法部門和機構的介入和仲裁。然而，比一般的電子證據更為複雜，區塊鏈智能合約如何得到法律的認可和公平公正的裁決，是難點。
因此，為了應對這些挑戰，加大交叉學科人才的培養是關鍵。
五、結束語
互聯網技術實現了「信息」的自由傳輸，區塊鏈技術則實現了「價值」的自由轉移，通過區塊鏈將真正構建起可信任的互聯網路。大規模應用區塊鏈技術需要實現高效能、創新監管和大力培養交叉學科人才。而隨著基礎支撐技術和平台的不斷改進和成熟，區塊鏈技術的應用必將逐漸滲透到各個領域。
計算機體系結構國家重點實驗室於2011年4月2日科技部批准建設，2013年5月22日順利通過科技部組織的驗收，2018年1月8日被科技部評為優秀類國家重點實驗室。實驗室始終定位於計算機體系結構領域的應用基礎研究，面向國家重大戰略需求，堅持理論創新與應用創新並舉，取得了有國際影響的成果，在計算機體系結構學科前沿領域和滿足國家重大戰略需求方面發揮不可替代的作用。已發展為領域內國內領先、具有較高國際影響力的實驗室。
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