北京柏鏈基石科技彭雄宏：區塊鏈發展對應用數學的需求和推進的思考

區塊鏈這種自組織協同技術要求數學在六個方面發揮作用：第一是要真正支持分散式的協同系統；第二是增強共識分布性，擴大公平性和增強系統安全性；第三是加強隱私保護，促進安全授權，提高數據共享程度；第四是加強系統設計和測試；第五是加強平行世界的建模和模擬，使協同經濟效率最優化；最後是豐富區塊鏈的自組織機制。經濟模式的發展經歷了從傳統經濟模式到互聯網經濟模式的轉變，在區塊鏈的推動下，未來將進入協同經濟模式。在發展脈絡上，是從信息互聯網走向價值互聯網的過程。信息互聯網時代最大的特徵就是信息的大量聚集並在此基礎上產生大數據和AI的應用和需求；價值互聯網的特點則是「富合約」，大家都通過合約化的方式來進行價值和資源的流動。富合約的最大特徵是可編程，目前有可編程貨幣，下一個階段會出現可編程商業，而未來就是可編程社會。

演講實錄：

各位老師、各位專家，不好意思，耽誤時間了。我是彭雄宏，今天跟大家交流的題目是區塊鏈的發展對應用數學的需求和推進思考。

接著這個題，一開始這個也是比較猶豫，想從區塊鏈裡頭一些數學應用角度來談，但有些困難。主要從我的工作經歷來看，因為我過去主要做一些大系統工作，所以賈總跟我說，能不能從組織應用的角度，看看把我們這次數學會議的精神，能夠落地下去，促進我們後續把區塊鏈數學作為一個研究來整體推進。所以，從這個角度跟大家進行一部分交流。

我交流的內容主要從三方面來進行：

方面一：我們思考的一些趨勢。

方面二：應用系統對數學的一些需求。

方面三：對數學研究和交流的建議。

區塊鏈應用的發展趨勢，實際上前面已經有很多老師講了，包括機器對於經濟的影響。我們的理解，藉助張首晟的一句話，區塊鏈的底層是數學，中層是法律，上層是經濟行為。

我現在的工作主要從應用推動的角度來談這個事情，所以對於經濟上面的內容考慮的比較多一點。我們來看一看，在經濟模式上面，區塊鏈帶來的影響是什麼？

左邊是傳統經濟模式，我們可以看到，傳統經濟模式主要由三層組成：

1、用戶層。

2、中間生產層。

3、管道層。

這三層，內部生產這一部分是科層制，帶來的影響就是說，它的管理比較嚴格，計劃性比較強。對於需求的了解處於模糊階段，另外對外的銷售包括廣告以及需求獲取都是管道模式，所以在這裡面對信息的獲取比較模糊。

它的特點就是浪費大，很多東西都沉澱在管道當中。到了我們現在，大力發展互聯網經濟模式下，在工廠這一層，製造端就變成了扁平化，中間層由大規模的企業來代替了，像現在的阿里、京東，他們實際上就提供了需求發現和銷售對接的過程。

客戶端走向扁平化了，外部就是網路化，它的特點就是需求透明度增加了，但成本也高了，尤其現在很多藉助互聯網企業渠道的銷售成本占的工廠銷售成本的20%-30%左右。

在區塊鏈的實際推動下，未來進入了協同經濟模式下，我們對協同經濟的理解。一方面把工廠內部和銷售端都打散了，大家緊密結合在一塊。另一方面，把過去互聯網大平台所壟斷的信息中介也打散了，大家都全部在網路化上面，以透明化的形式進行運轉。

在這個情況下就變成了內外無邊界，它的需求也變得透明化了，同時政府治理以及社會的消耗也變成了適可的社會，這是我們的理解，相當於所有的生產實際上都能被消費掉，所有的消費也能夠反映到生產端，進行適當的生產，適可而止。

在發展脈絡上面，從信息互聯網走向價值互聯網，過去我們在信息互聯網時代最大的特徵就是信息大量聚集，在此基礎上產生大數據的應用和需求。

現在由於區塊鏈的發展，我們帶來的價值互聯網，價值互聯網的特點是，我們總結出來富合約，大家都通過合約化的方式來進行價值和資源的驅動。在此基礎上，富合約的最大特徵是可編程，帶來了目前的可編程貨幣。下一個階段就是可編程商業，在未來就是可編程社會。

面向可編程社會和可編程商業帶來的變化，我們對經濟運行機制進行了建模，相當於把恰當社會進行了解構，恰當社會實現的是整體的優化，優化的基礎主要就是映射、感知、分析、決策、行動，這是我們從優化控制的角度談這個問題。

優化控制分為兩個世界：

1、現實世界。

2、數字世界。在數字世界當中，我們是對現實世界的一個映射和提升。

我們現在談一下現實世界，過去傳統這麼多年運轉起來，主要三個要素驅動。

一、人，包括法人。

二、法幣。

三、法律。

上下三層逐步由上而下，我們以資產來驅動的，進行了一些標準化資源驅動。中間是我們一些工廠、商業和生產設施，下層是我們的整個進行決策和控制的環境。由下驅動決策，由上來完成資產匹配。

右邊的世界是我們未來數字世界，有三個要素來控制：

一、智能代理。包括我們人的代理、物的代理，我們一些虛擬樣機和數字生產工廠。

二、Token，包括我們現在各種虛擬幣。

三、合約。

也即是數字世界的智能代理、Token和合約分別映射到物理世界這邊的法人、法幣和法律。

在數字世界當中，最基礎的層面，我們資產映射上去的區塊鏈。我們由各個虛擬單元組成的構建了一個複雜數字孿生體的世界，分別是我們人工環境的映射感知和我們自然環境的數字感知和我們人和法人的數字孿生，這樣在裡頭形成了一個巨大模擬空間，這也是王飛躍老師過去提出來平行空間的實例。

下層是我們，現在也在用，未來將巨大發展的人工智慧雲，實際上是決策。在兩邊互動，現在有一個巨大的鴻溝，轉換鴻溝。包括我們現在數字價值的映射和我們對人工空間和自然空間的映射。

通過對社會的分析，我們來看看鏈的發展，我們把鏈理解為一個基礎公鏈。目前認為現有的公鏈，距離基礎公鏈有較大差距。

第二層面行業公鏈，分別對應著我們一個一個的應用行業。

第三層面是DAPP，可以跟我們底下各層公鏈打交道。

基礎公鏈我們理解一定需要在現在5G和AI背景下來考慮問題。為什麼這麼談？我們公鏈最大的角度，要給上層的行業公鏈，以及上層的應用提供一些最基本的社會治理和一些公共特性標籤。

現在最基本的像我們的數字ID，這一塊現有的公鏈都不具備。大家公鏈最關注的去中心化，或者公平性也存在不足。前不久出現了算力大戰，也是體現在底層區塊鏈基礎架構上，還沒有具備去中心化的基礎設施提供。

將來上層應用，包括了我們的5G到來數據量巨大傳輸，VR和視頻量傳輸，對我們底層的計算環境產生很大差別。我們提出來，5G背景下來設計公鏈，或者把公鏈的內容加上。為什麼這麼談？回想4G建設，現在大家都在4G環境下進行上網，獲取信息。4G目前整個全球建設，還沒有收回成本，等於大量成本都沉澱在基站建設上。5G到來對基站的建設成本，帶來了更高的要求，密度更大。你說前一階段還沒有回本基礎上，後一階段又要鋪開建設。所以，在這個基礎上，投資意願可能不是特彆強。我們怎麼利用區塊鏈或者協同經濟的發展思路，把所有社會資源或者說能夠有意願的社會資源都調入進來，參加5G建設。相當於以後5G建設的思路其實是構架在每一個單位、每一個人員身上的，有可能到每一個家庭，幫助建設5G網路的節點。

在這個基礎上，實際上相當於基礎公鏈，我們認為要內嵌到CPU，從過去1C（computing）時代的計算來看，那時候是Intel為王；到2C（Computing和Communication）時代，實際上是高通和ARM；3C時代就是3個C（Computing、Communication和Crypto），那時候的基礎架構會發生巨大的變化。

基於這個考慮，我們也認為，同步會帶來底層對數學的巨大的需求。通過對上面應用的需求往下分析，能夠提升出一些區塊鏈發展對於數學的需求。我們從這裡可以看出，當時在圖上，我們畫出了巨大的「鴻溝」，表示中心化的物理系統和分散式的數字實踐的映射與協同，這個鴻溝是比較巨大的，裡面帶來了怎麼利用數學向區塊鏈方面進行拓展。

在這個自組織協同商業和技術發展的背景下，我們認為數學需要在以下幾個方面發揮作用：

第一個，要真正支持分散式的協同系統，不像現在，我們一開始說算力是分散式的，但實際上後來算力反而變成了集中化的。

第二個，增強共識的分布性，擴大公平性和增強系統的安全。

第三個，加強隱私保護，促進安全授權，提高數據共享程度。

我們的觀點就是，在未來的區塊鏈應用當中，實際上怎麼在隱私保護的基礎上提供數據共享，本質是為了共享，不是為了保護。所以在共享的條件下又要保護隱私，這就是像前面幾個老師提到的，零知識證明等數學能夠在此得到很好的利用。

第四個，加強系統設計和測試，提高安全。在過去的很多區塊鏈系統當中，實際上這一塊比較欠缺。

第五個，加強平行世界的建模與模擬，提高應用面。目前我們的社會協同經濟往前走的過程當中，我們會發現有很多新的機制來運行，我們現在還沒有把機制摸透，所以要通過平行模擬來摸透。

同時，把我們整個的社會協同經濟的效率進行優化。

第六個，豐富自組織機制。

根據上面的分析，實際上社會協同機制最本質的特徵就是一個優化，優化的目標是適可而止的社會。優化的模型基礎實際上是從自動控制原理裡面來的，這樣我們就針對幾個模型來進行分析。

1）區塊鏈系統，實際上物理層往上是六層，數據層、網路層、共識層、激勵層、合約層，這是通用架構模型。

2）控制系統模型當中，在物理世界往上，傳導網路、數據單元、分析決策控制單元、面向控制目標。

3）分散式數字模擬模型，物理世界往上最核心的，有幾個模型，概念模型、邏輯模型、模擬模型，到資料庫。再往上走，由模型組成了模型庫和數字孿生組成的環境，在模擬引擎的推動下，圍繞著模擬目標進行運轉。

4）在機器學習的通用模型方面，分別由物理世界，通過網路獲得了三種數據：訓練數據、測試數據和應用數據。並在學習演算法驅動下，完成預測和分類，這樣獲得了學習目標。

我們從這個圖裡看出，實際有幾個平行的對應點。區塊鏈合約層和控制系統的分析決策，以及模擬模型的模擬和數字孿生，以及我們AI的預測分類，這一層組成了怎麼把信息化為決策，並變成驅動物理世界的規則，這是合約層。網路層，這4個都有網路層。數據層，各個層都有，要把整個協同環境的基礎打通。區塊鏈獨有的共識層、激勵層和大家共同的應用層。

根據我們上面分析的關聯繫統架構，從需求的角度理出來8個問題。

1、怎麼做好模型和映射。

2、如何設計好分散式數據網路。

3、共識機制。

4、激勵與懲罰。

5、合約與控制。

6、隱私保護。我們認為是推動區塊鏈向前發展的重要應用。

7、協同商業和協同社會。這是把區塊鏈發揮作用的整體目標。

8、保密與信息安全，這是作為共性基礎保證的，是隱藏的需求。

我們針對數學方面的一些學科，來做一個映射。

一、在系統模型方面，

首先要進行數據建模和數據映射需求，主要體現在加密學、集合理論以及範疇論裡頭的學科需求。

用途主要是解決映射，保證數字資產的確權，同時保證物理世界的這些數據傳到我們數字世界。

場景需求，要解決非結構化轉向結構化，從無序轉向有序。

要求方面主要體現符合業務視角的數據屬性。另外要符合處理維度的數據尺度。要最優化上鏈成本，目前我們數據的上鏈成本比較高。

在系統模型方面，還有系統建模。在我們模擬系統當中特別重要，能夠最大化把我們數字世界的效能發揮出來。在我們學科當中，對數字分析、優化、概率論、統計學、金融數學和博弈論方面需求比較高，同時對動力學以及混沌理論有相應學科要求。

在數學研究基礎上，現在系統建模，目前用的比較多或者說大家反映比較熱切是複雜性科學，是我們多個分支綜合成的，還綜合了社會學、物理學、心理學的一些內容，這裡像我們一些複雜性科學，在數學分支里，目前還不好單列。

在系統建模方面，主要是建立複雜系統的應用機制，對它進行認知和描述。

場景需求主要是針對這些進行描述，人機協同、動態結構、多層結構，要求體現協同經濟體各個基礎經濟特徵，主要從經濟運轉的角度來體現，要把核心經濟行為和相互影響關係進行描述。

建立行為模型，跟剛才系統建模類似，主要在優化方面。同時要求在這些學科基礎上，加上複雜性學科，像小世界描述這方面的一些特徵。

用途是對這些智能代理的行為，進行刻畫。

第二個方面，分散式數據和網路，它對數學的需求主要體現在拓撲學、混沌理論、優化概率論、博弈論等方面的應用與需求。

場景主要包括了一些分散式、動態、博弈的場景，用途主要在存儲傳輸，防篡改和優化方面。

三是共識機制，我們認知的所有分散式系統問題，歸根到底都是共識問題，實際上像我們整個的底層結構，包括感測器網路，包括計算機網路，包括數據網路，實際上都面臨這個問題，它的目標就是解決結果的產生和一致性的問題。對數學的需求包括概率論、博弈論和加密學等。

第四個，激勵與懲罰，更多的從系統層和行為層體現，在優化概率論、金融數學、博弈論、混沌動力學方面體現出對基礎數學的需求。

用途主要在系統運行、模擬分析上，在整體優化當中的優勝劣汰。

第五個，合約與控制，實際上也是我們整個模擬最核心的環節。它的需求主要體現於混沌動力學、數理邏輯、概率論、統計學、金融數學方面。

用途一方面是對合約進行形式驗證，第二個是對環境判斷，第三個包括決策生成和控制邏輯生成。

第六個，隱私保護。我們實際上主要體現了對加密學方面的數據需求，最核心的還是零知識證明，剛才老師也舉了一個非常恰當的例子，其實還有很多在現實當中比較迫切需求保護隱私的同時，更大化的把數據共享出來。

在現在的過程當中，區塊鏈的發展，實際上是把數據權賦予了每個人，而不是在中心平台。在這個基礎上，如何又做到在AI基礎上最大化的利用數據，實際上零知識證明有很大的應用場景。

第一是ID隱私，第二是交易隱私，第三是怎麼樣保證數據的權益化。

第七個，協同商業與社會。數學需求主要體現在優化金融數學博弈論和集合理論方面，基本上驅動基礎是混沌動力學。背景就是怎麼樣把系統整體的效果體現出最佳。

應用點主要包括了一些測試與驗證標準、數據集、隨機數、模擬、自組織機制，這裡面我們區塊鏈現在比較缺的就是像測試與驗證標準，還有一些標準數據集。

另外，隨機數字目前也是個很大的難題。

第八個，保密信息安全。這裡面主要包括了簽名認證、加密防篡改方面。

最後要跟大家交流的內容，推進區塊鏈數學研究和交流的建議。

主要想從這個方面定一個原則，從問題出發，以需求為引導，逐步下沉，把需求一層一層的下沉到數學當中，從推進的角度。從這五個方面來提供交流建議，分別是機構設置、資金提供、機制建立、工具提供、條件準備。

在機構方面，我們建議有一個常設基金，有常設業務組，大家能夠把一些數學問題從我們的業務需求一層層往下捋。第二個方面，設立兩個節點，一個是需求節點，一個研究節點。研究節點主要以大學、研究院所為基礎，以問題為特徵來聚合，需求節點是各個領域行業的。中間要通過志願者把大家串起來。

資金方面，現在在數學研究，一方面充分利用國家層面的基金，一方面跟政府各個行業來申請他們在基金和項目發布上的準備，還有眾籌和授權收費。

機制上，我們提出交流、激勵、驗證、轉化和協調機制。交流，提供信息交流、公告交流、人員交流、會議交流。開源方面，我們也建議大家能夠更多關注。目前代碼開源比較常見，還有大家的這些學術觀點開源比較常見，但是一些模型和演算法的開源，尤其是我們代碼開源前考慮的基點這方面做得不足。

激勵方面，這裡提供了榮譽激勵、獎勵、推薦、揭榜。

驗證方面比較缺乏，要提供演算法、數據和業務的驗證。

轉化方面，希望提供能夠收費，另外也提議建立有Token機制來進行刺激的獎勵機制。

協調方面要通過研究界面、研究成果，另外也可以組織眾包和眾籌方面來推進大家的研究。

工具方面，我們提供了五個內容的思考：

一是建立區塊鏈方面數據的知識圖譜和Wiki介紹，現在很多觀點區塊鏈方面很多數學分支，包括一些描述，大家理解不一致，而且應用場景也不是特別明確，大家相當於阻礙了這方面的傳播。

二是建立數學研究網站。美國有一個數學研究網站，大家提出數學問題，有人來回答。

三是提供技術模型

四是提供測試工具。

五是提供需求聚合環境。

條件方面，需要提供一些評估標準和數據集。

在以上五方面，希望能夠推進我們國內區塊鏈數學研究和交流，謝謝大家！

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