区块链关键技术点在应用实践中的解决方案 - 李晨 | JTalk 第五期李晨，万向首席架构师兼产品总监，具有多年区块链

编者按：本文系万云区块链的李晨讲师，在掘金技术社区主办的《给开发者的区块链技术指南 | JTalk 掘金线下活动第五期》活动上的分享整理。掘金 JTalk 目前已举办5期，每期 JTalk 会邀请垂直行业的优秀工程师来分享优秀的实践经验，技巧方法。旨在为开发者提供线下技术交流互动机会，帮助开发者成长。

李晨，万向首席架构师兼产品总监，具有多年区块链和云计算从业经验， 5项相关的技术专利作者。区块链社区活跃分子，专注于区块链底层技术研究和架构演进。更早之前服务于通联数据，担任金融云平台负责人。本次分享将围绕区块链技术本身进行深度剖析，同时结合万云在区块链开发道路上的应用实践，希望给予开发者一个快速入门的技术指南。以下是JTalk演讲实录：

我觉得区块链是一个特别新的东西，即使从2009年比特币第一个区块诞生，到现在有一段时间了，我依然觉得它还是一个非常新的东西。在我看来，区块链不管是在商业模式，还是在技术阶段，都仍处于非常早期的阶段。我个人一直有着一个观点，即如果从价值观上对一个新兴事物的理解是不同的，做出来的东西一定是不一样的。先介绍一下我对区块链的理解。

从技术角度看区块链

我是做技术出身，后来做了一段时间金融，做Fintech相关的东西，正因为我是做技术出身，所以对区块的理解上走了一段弯路。2013年左右第一次接触到区块链，一开始对比特币充满了不屑感，从技术角度来看，觉得它非常不成熟，认为它就是一个数据库，这是我走过的弯路，我觉得（当时的）自己认识还是很浅薄的。后来我对它的认识有所不同，首先从技术角度去看比特币网络：

零故障。从2009年比特币创始到现在，没有出现任何故障，也就是说它的可用性是100%，我相信现在做得最好的产品，微信也好、支付宝也好，都没有办法做到百分之百的可用性。
零成本。比特币网络如此庞大规模的网络，每天有大量交易和节点挖矿，却没有专职维护人员在维护。以支付宝和微信举例，腾讯或阿里后面有多少运维人员在维护它，每年付出维护方面的成本是多少，但比特币网络没有做这个事情。
零错误。比特币网络没有记错任何一笔账。
零风险。中本聪账户上大概100多万枚比特币，即使价格跌下来，也是非常大的一笔钱，我相信全世界的黑客一定在想方设法攻破比特币网络，但是到现在比特币网络上没有消失过一分钱。所谓的掉钱，我认为是一些币比较多的人，他们的设备里被植入了木马。从比特币网络上来说，从来没有掉过一分钱，没有被黑客攻破过一次。从这个角度来看，它比支付宝稳定性要好，比支付宝更安全，比支付宝成本更低。而且，连它的创始人中本聪，大家都不知道他究竟是一个人、一个组织，还是什么。在这样一种模式下，能够创造出这样一套达到如此高规格的系统，这是颠覆性的。

区块链也是这样一个情景，比特币最早的白皮书就是点对点的现金系统，区块链要做的事情就是建立一个去中心化的信息系统，但是我认为区块链发展到现在，并不仅仅是点对点的现金系统。

比特币网络特别简单。

数据层。比特币网络最下面是一个数据层，数据层解决数据区块、链式结构、时间戳，其实就解决了两件事——即上面的数据不可以被篡改、数据可以被追踪。
网络层。比特币网络所有技术在比特币提出来之前很多年早就提出了，都非常成熟。为什么要有P2P网络，而不是其他网络？因为P2P网络是对等网络，它符合区块链里面去中心化的理念，不怕其中任何一个节点当机瘫痪。
共识层。共识这套逻辑可能是中本聪创造的，就是一些很难的题目让大家去解开，去争取记账权。
激励层。有一套发行机制，和一套分配机制。共识、网络、数据全部是技术层面的东西，激励层是经济模型层面的东西。如果只是下面三层，我觉得比特币肯定玩不起来，因为没有激励，只是一个纯技术的东西，它的社群不可能像现在这么壮大。最根本的创新或最伟大的创新是在这上面有一层激励层。通过代币形式，形成对自我循环的机器模型，基于区块链的技术。
POW的算法会消耗大量的算力，随着挖矿节点越来越多，就会产生Block，这个账本生成速度也会越来越慢，所以POW是造成现在比特币网络性能越来越慢的罪魁祸首。其实区块链性能最大的一个问题是共识的算法。如果说比特币是区块链1.0的话，以太坊就是区块链2.0。它从根本上改变了比特币只是一个电子现金的系统、只有一个代币的状况。到了以太坊，就不一样了，拥有智能合约，所写的这个合约在任何区块链网上都不会被篡改，这就是区块链2.0，有了智能合约，就可以做去中心化的应用。从技术角度来看，我认为智能合约没有特别大的创新，因为基于智能合约下面一个虚拟机EVM。比特币最大的创新是代币机制和激励机制，以太坊最大的创新是智能合约，智能合约是可编程的，让数字货币可编程，比特币真的就像中本聪一样，是一个点对点的电子现金系统，其实就是支付系统，就是记账。有了智能合约以后，以太坊可编程，这个变化就厉害了，最根本的革新是把商业逻辑可以编程，可以把业务逻辑放到区块链上，业务逻辑透明、不可篡改。有了智能合约以后，它就是一个应用系统可以把各种各样商业逻辑放上去。 2.0带来特别大的变革，最核心的东西就是将商业逻辑上链或让数字货币有可编程能力。我个人认为这就是所谓1.0和2.0之间核心的区别。 3.0是什么？我也不知道。目前看来，有几个方向可能会是3.0能够做的方向：

提升单条链的技术指标，其实不管是以太坊也好、比特币也好，1.0、2.0性能都比较慢，这是它的核心问题，满足不了现在真正使用化的需求。有一些隐私方面的东西，能够保护，让其他一些商用标准，比如用在金融系统里，必须符合加密标准，要符合一些认证的东西，这些都是目前所有区块链项目当中没有一个能够符合这个标准的。提高单链技术指标，可能是区块链3.0的第一个方向。
跨链。现在每个链都是独立的孤岛，有自己的项目、有自己的社区、有自己的代币，所谓的链和链之间不大相同，每个链是独立的王国。最后一定需要有一种机制能把这套链打通，不可能只是用一种数字代替，跨链会是区块链3.0我个人看好的第二个方向。

关键技术点

共识性能

讲到核心技术，目前大家吐槽最多的是区块链性能很慢，转移需要几分钟，要收取很高的矿工费用。这完全很难满足现在的要求。我个人观点是要提高性能核心是在共识上，目前看来共识有几种：

POW，说白了就是拼算力，大概10分钟左右，它有两个个问题，第一比较慢；第二耗费算力，据说比特币现在挖矿耗电量很大。以太坊现在还处于POS和POW兼有阶段，POS是1%，POS是99%，POS是权益证明，谁拥有的币更多谁更有可能挖到矿，基于拥有这么多币就不会破坏这个网络，这个模式改善对资源的消耗。原来POS，只要每个人有币，都可以去挖矿，不是说币少一定挖不到矿，也有可能挖到矿，只是挖到的概率会比较低一点。POS是网络中每个节点记所有的账。DPOS是网络当中部分节点记所有的账。类似于现实世界中的形态，DPOS就是议会制，所谓选出来超级节点也好或其他名字也好，就是议员，大家投票选议员，由议员来记账。
牺牲容错性。POS、POW都是50%的容错性，所以安全性很高。为了提高性能，拜占廷算法容错率降到30%，现在超过1/3的节点就可以破坏这样的帐号，牺牲一个技术指标里提升另一个技术指标，所有技术在某种意义上都是权衡的东西，不太可能做到每一个都特别好。
牺牲安全性。假设这个网络被篡改过。网络的通讯都是安全的。

从价值上来说也是两条路：

并行。原来迅速地算，算完了第一个算第二个，现在就像食堂打饭一样，原来就一个窗口，只有一条队伍可排，现在多开几个窗口，比如开十个窗口，性能就高了。用牺牲计算性能去做一些其他的事情。但是并行有一个问题，并行特别难，很多算法，尤其区块链是时间序列的数据存储方式，要让它并行去做，当中会有很多矛盾，这条路并不好走。
分片。通过分而治之的方法去优化，也是很经典的做法了。
数据隐私

区块链现在很难解决链上隐私的问题，链上的数据大家都能看得到。比方说有一个人给你转了币，你想看看这个人多有钱，只要到网上一查，就看得到有多少，包括他持有多少代币，因为区块链足够安全，反正也偷不掉；但现实生活中有人通过银行给你转一笔账，肯定不知道他有多少存款。可能在某些场景下并不一定是我们想做的事情，所以现在区块链上所有的数据都是透明的，这个事情是不是符合实际需求，这很难说，至少在我们看到的很多企业级应用项目中，对数据隐私有比较大的诉求。解决数据隐私问题，也是两条路。一个是架构调整。只存证不存储，把你希望别人看不到你的数据，但让他相信你有这个数据，做成一个Hash，让这个Hash存在于这个链上。因为Hash不可逆，它可以证明你有这样一些数据。另一个是黑科技。比如环签名和零知识证明。所谓的零知识证明，就是我不必向你展示我有一个东西，但是可以告诉你我有。打个比方，我要证明我有这个房间的钥匙，但我不必展示这边钥匙，只要告诉你这个房间里一共有几盏灯，其中哪几盏是亮的，就可以证明了。

跨链

跨链，就是链和链之间是打通的。从技术角度来看，跨链有三种实现——侧链、闪电网络和中继。跨链种类有两种：第一种是价值跨链，就是代币跨链。比如，以太坊上可以存比特币，比特币上可以存以太币。第二种是服务跨链，比如某条链可以去调以太坊的智能合约。

区块链带来研发过程的改变

开源：区块链所有的东西都是开源的，这样就没有技术壁垒。我要做一个分叉太简单了，在早几年，有很多染色币，看看其中的代码，跟比特币代码完全一样，就是换了两个参数，甚至我看到一个染色币就把名字换了一下，再部署一下。所以开源会带来第一个问题就是没有任何技术壁垒，从好的角度来说，因为所有的东西都公开，所以技术迭代会非常新，有一些新的技术成果大家都随时可以看到。从坏的角度来说，像空气币、泡沫币会层出不穷，因为去复制一条链没有任何成本。苹果、微软公司所有的东西都是闭源的，要做一个iPhone、Office软件是很难的。所以开源带来研发的改变，就是没有任何技术壁垒。
迭代：区块链的迭代特别的快，这是因为开源，也是因为区块链的商业模式，让项目不的不快。无论技术，产品以及其他任何方面，都是透明公开的。所以只有不断加速迭代，才能保持领先。
社区：更多依赖社区的资源。比如拿测试来说，在传统软件开发中，原来发布一个产品的话，产品做好以后，内部要做好几轮测试，然后再推出来。区块链完全不一样，区块链是不断的发布，不断更新测试网络，社区通过测试网络去进行测试，并反馈结果，当然也会得到回报。好的项目，社区会争先恐后的去做测试，我认为这样的测试是最充分的测试，会比传统形态要充分、灵活和有效的多。这就是依靠社区资源的一个例子。

我们遇到的坑

命名服务。区块链上的地址，大家用任何一种代币，你的钱包就是一个地址，这个东西不适合人类去阅读，也没办法记，我现在也背不出我钱包的地址是多少，因为太长了。所以这对真正想将这个系统落地、想将它企业化来说是特别大的一个坑。
准入机制。原来企业内部系统，不管是CRM起来ERP，都需要CA认证，但是区块链没有这样一个认证体系。
合约升级。因为每个智能合约都不能像过去的软件一样被卸载后重新部署，原来写了这样一个业务逻辑，过两个月不符合了，只能重新建一个智能合约，这样做太麻烦，合约里的数据又该如何处理。

应用案例

**联盟链优化数据交换平台

假设这样一个业务，数据交换平台，通过平台交换数据，大家都信任这个平台。原来你把这个数据给平台不放心，因为平台可以做恶。现在有了区块链，完全可以把什么时候用了数据，用了哪些数据，全部记在账本上，跑在合约里，参与方都相信算法和机器。还有一种更好的方法，引入和联盟链中其他人没有任何关系的第三方来记账，这样更加具有公信力。

关于万云

最后送给大家的几句话

五年前跟现在区块链一样，大家都在讨论云计算，当时很大的问题是云计算一直飘在云上，什么时候落地，五年后的今天云计算已经落地了。两年前，大家都在讨论大数据，我理解两年前的大数据其实应该叫数据大，有大量的数据，但没有挖掘数据的价值，2018年来看，大数据行业已经显现出其价值。区块链和云计算、大数据特别像，如今大家都在讨论区块链，特别热特别火，但似乎落地的还不多，我相信一段时间以后区块链一定真正的落地，帮助到各行各业。

以上是《给开发者的区块链技术指南 | JTalk 掘金线下活动第五期》讲师李晨的分享，如果你对掘金的 JTalk 线下活动感兴趣，可以关注掘金活动页面的 JTalk 活动报名。掘金 JTalk 目前已举办5期，每月一期的 JTalk 会邀请垂直行业的优秀工程师来分享优秀的实践经验，技巧方法。旨在为开发者提供线下技术交流互动机会，帮助开发者成长。

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主题：从前端到“后端”
时间：5.20