李启磊：区块链不是万能的，去中心化才是目标

概括：

结合区块链的可信、自动化、多中心等特点，在银行、供应链金融、物联网、智能制造等领域具有良好的应用实践。 其中，在银行领域，区块链技术可涉及数字汇票、供应链金融、同业与监管等业务应用。

在社会不断发展、科技不断进步的今天，国内外各大金融机构在大数据、人工智能、区块链等新技术以及智能客服、聪明的投资早已消失。 新鲜的。 那么，当这些前沿新技术遇上严肃稳重的金融业，究竟是“黑科技”的存在，还是科技宅的又一次狂欢？

以下是杭州趣联创始人李其磊的精彩分享：

很荣幸与大家分享我们团队区块链技术的研究进展和应用实践。

首先，让我自我介绍一下。 2001年进入浙江大学计算机学院，毕业后留校任教，从事科研和教学工作。 主要方向为人机交互、传感器网络和分布式系统。 2015年初，与美国道富银行合作，开始了区块链技术的联合研究和应用开发。

首先介绍一下区块链的基本概念。 区块链技术在中国相对较新。 2008年，一位名叫中本聪的黑客发表了《比特币，一种点对点的电子现金系统》。 通过这样的技术，创建了一种无需信任的点对点非现金支付货币。 从2013年开始，包括金融业在内的整个IT行业都在应用区块链技术。 区块链技术是直接从金融领域的比特币原型系统中挖掘出来的。 它具有巨大的应用价值，进而引导技术领域的创新。

自比特币以来，区块链技术的重点发生了变化。 下图左侧是互联网生态的传统模式。 中心化平台充当交易中介，充当信用保证。 支付宝正是这样为上下游企业和消费者提供保障的。 但这种模式也存在问题。 要做到中心化地位，就必须要有很高的公信力。 目前，行业内没有绝对信誉的单位。 大多数行业仍在薄弱的信任环境中与多个机构合作。 但在金融行业，账户不可能完全托管在另一个合作伙伴的服务器上。 如果数据不归我所有，其他人可能会操纵数据对自己的经济利益产生很大影响。

在实际的金融合作中，不同的合作者都有自己的账户。 这有对账的问题，非常麻烦和昂贵。 因此，在协作的基础上进一步衍生出一些金融活动，难度相对较大。 这也是我国金融衍生品没有深入的原因。

此外，如果平台像支付宝一样占据垄断地位，很可能会获得更大的利益。 比如说滴滴，一年前大家都喜欢用这样的平台，因为会有优惠券，而且司机可能会有100%甚至更多的补贴，这对双方都是一个很好的宣传和鼓励。 现在滴滴合并了快的和优步，对消费者没有任何补贴。 打车困难时，会加价，并向司机收费。

在这样一个中心化的平台上，好处就是可以促进数据的聚合，提高整个社会的效率。 但副作用是垄断将收割整个行业，对行业参与者构成长期威胁。

右边是区块链模型，是去中心化的。 多个机构之间的协作不需要唯一的中心点来提供信息平台或信任保证，可以使用分布式账户技术进行无信任对账。 在此基础上，传输的不是虚拟货币，而是一种价值或一种信用，在银行体系中更有意义。

在这个系统中，以比特币为例，每个人都可以通过账户实现点对点的支付，尤其是节点之间的信用转移。 比如A支付5元给B，B可以支付给C。价值转移。

区块链技术我们更愿意称之为分布式账本技术，它可以促进多个金融机构的协作，从单点信任到多点共识协作。 它可以在这个交易清算过程中降低成本，提高效率，降低风险。

区块链内部的核心技术是数据结构。 所有的交易都被打包成一个区块存储在各个节点上，然后在系统内部为这些交易构建一个哈希树。 它会生成一个根节点，也是一个256位的哈希值。 哈希值生成后，与时间戳和随机数一起构成了一个区块的头部信息。

在整个交易过程中，所有参与节点进行竞争，计算出一个随机值。 经过两次 SHA256 运算后，该值小于给定的限制。 这个计算的结果前面有几个0，这个0的数字越大，计算的难度就越大。 从计算原理上看，它通过解决一个哈希不可逆问题来增加计算的复杂度，通过算力竞争降低多个节点之间数据冲突的几率。

现在大家把这个技术玩的有点烂了。 一开始我们是用电脑CPU挖矿，因为电脑CPU计算SHA256的效率很低，也就是说你的电脑10分钟可以挖出一个区块。 现在很多挖矿都是通过特殊的芯片，特殊的集成电路，只能计算两次SHA256。 通过大规模并行并发技术，大大提高了挖矿效率，为普通参与者挖矿设置了非常高的门槛。 而且全网已经被5个矿池统治，高并发。 从单CPU扩展到GPU显卡并发，再到单矿机房多芯片。 现在是一个群，联合多个机房，建一个挖矿群。 通过内部利润分配控制整个簿记系统。

该技术有三点：第一，数字签名采用非对称加密技术，提供不可篡改、不可否认的功能。 二是通过共识机制保证多个数据节点间的数据一致性。 第三种是分布式账本系统，其中数据以链式块的形式组织和存储。

目前存在三种形式的区块链：

公链：使用虚拟货币提供交易验证激励，易于大规模部署应用，全球可访问，不依赖于单个公司或管辖区，匿名性强，任何参与者都可以写入、读取和参与交易验证（示例：比特币）。

联盟链：预先设置节点，通过共识机制确认。 一般情况下，数字货币不需要提供交易验证激励。 联盟链易于设置节点权限，具有更高的应用扩展性。 联盟链可以大大降低远程结算的成本和时间，比现有系统更简单、更高效，同时继承去中心化的优势，减少垄断压力（例如：商业银行加入R3）。

私有链：交易验证会员范围，不需要虚拟货币在系统内提供奖励（例如：总行可配合各城市分行完成内部数据传输备份、转账等业务。）

区块链技术具有三个特点：

值得信赖。 所有账户信息不可篡改。 可以从算法层面来保证。

自动化。 智能合约使经济活动和合同自动化。 确保智能合约程序的结果一致，且结果不受任何人控制和干扰，最终可以确定地执行合约。 在一些对赌协议或者支付协议中，比如支付宝的交易模式，大家都很熟悉了。 在此过程中，支付宝充当中介担保责任。 在区块链平台上，可以用智能合约来代替这样的信用中介，最终保证流程的正确进行。

多中心。 正是因为区块链可以在多个节点上进行数据同步和可信记录，为多个机构在弱信任环境下进行协作提供了基础，避免了单一中心缺乏合理合法地位，防止万一某个中心占据垄断地位，就会侵犯上下游的利益。

央行正在对比特币进行监管，以防止比特币被用于洗钱或非法转移资金。 我们研发的目标是建立一个可管可控的安全分布式账户技术。 我们可以支持银行、互联网金融公司等分布式账户的应用。 我们在某些功能上使用了不同的技术，比如比特币是一种算力竞争的挖矿机制。 我们提出了一种健壮且容错的算法。 在性能方面，比特币每秒仅处理 7 笔交易，这是一个非常小的交易量。

比如滴滴打车，根据其公开资料，每天可以处理1500万笔交易，相当于每秒约300~500TPS。 比特币远远不能满足这样的应用场景的性能需求。 一个至少有几千TPS的分布式系统才能支持这样的并发事务。

在响应时间方面，在比特币中，确认一笔交易需要10分钟，这是非常长的。 在改进后的以太坊系统中，大约需要10秒到15秒，这也是一个比较长的等待时间。 一般用户对交易确认的容忍度在1秒以内，因此目前开发的系统在吞吐量、性能、响应时间等方面基本可以满足实时性要求。

在区块容量方面，现在完成一笔比特币交易需要很长时间，因为打包成一个区块时，容量是有上限的。 整个社区都在争论是扩大容量还是使用隔离见证来解决这个问题。 现在面向企业的区块链有一个要求：大容量，可扩展。 在一个联盟链的范围内，最重要的是对成员的接入进行控制，当成员数量增长到一定限度，当新成员进入时，仍然可以不停地提供服务，进行动态扩容. 这是很多现有的开源技术无法解决的。

我们做了更详细的技术和性能比较。 前两个比特币和以太坊都采用工作量证明挖矿机制。 挖矿机制最大的问题在于，在金融体系中，可以秘密囤积大量的算力。 在某笔关键交易即将发生后，投入巨大的算力并推翻整个流量记录，这在金融体系中是难以承受的局面。 因此，要满足金融行业的要求比特币去中心化是好是坏，需要保证交易数据的强一致性。

所以在fabric中使用了PBFT，但是现在fabric已经到了0.6版本，1.0版本还在早期，所以这个版本的PBFT的健壮性是有问题的。 这也是我们与许多正在尝试该系统的银行合作伙伴讨论的结论。 某个节点发生故障后，恢复会很慢甚至无法恢复，因此我们建议建立更健壮的容错算法。

因为前面两个比特币和以太坊都是挖矿机制，很难解决企业级的问题。 目前只有fabric和我们的Hyperchain可以解决银行或者企业，或者像银联这样的金融机构的核心业务需求。 还有智能合约，不同的开源项目使用不同的实现技术。 比如比特币基本不支持智能合约，或者不支持图灵完备的智能合约。 在以太坊中，使用EVM作为虚拟机支持代码运行，fabric使用Docker容器，可以支持Java等语言编写的Chaincode，提供一些复杂的业务逻辑操作。 我们的 Hyperchain 与 EVM 兼容以提供智能合约支持。

在权限方面，另外两个开源供应链项目没有权限访问。 fabric中提出了一种基于PKI的机制，利用CA服务器对每个节点进行授权和颁发证书。 我们在此基础上增加了共识批准。 在多节点的情况下，当有新节点加入时，不需要关闭整个系统。 还有保密保护。 现在我们提出了数据分区和同态加密来隔离和加密不同竞争对手之间的账户数据。 最后体现在比特币每秒7笔交易的TPS，以太坊大约100到200TPS，我们Hyperchain大约10000笔交易。

区块链的系统架构，底层兼容现有银企私有云或Docker容器的虚拟化，中间层主要是8个核心模块，包括共识算法、权限控制等，安全加密，尤其是银行系统需要国密支持，我们从硬件和软件两个层面支持国密算法。 我们提供高性能的智能合约引擎。

节点通信，尤其是在联盟链范围内，如果要跨地区、跨电信运营商建立网络，对网络和技术要求很高。 如果网络不稳定，PBFT 中的视图可能会发生变化。 我们使用高容错的通信协议来抵消在恶劣的公共网络环境中造成的故障。 我们知道中国南北不同运营商网络的网络通信质量很差，这是一个非常大的问题。

存储引擎，目前比特币或以太坊只支持单节点嵌入式数据库，在小规模数据集的情况下具有出色的存储性能。 但是，如果数据库集的体积超过10TB，或者存储的记录超过10亿条记录，其读写性能将大幅下降，远远不能满足实际业务需求。 因此，在存储引擎上做了区块链节点下的横向扩展。

故障恢复也是一个很重要的问题。 当节点出现故障时，无论是硬件故障还是黑客攻击篡改账户。 节点修复后，多久可以加入。 在其他开源系统中，这个过程可能需要几十分钟甚至几个小时，但我们的系统可以在1分钟内恢复到正常的共识状态。

数据管理是银行系统最大的需求。 业务系统运行三五年后，流水记录可能会非常庞大​​。 如果所有数据都存储在单个节点上，则单个节点所能支持的存储容量或性能无法满足其要求。 而在银行，有3个月、6个月后数据归档和恢复的要求。 我们为区块链技术提供数据全生命周期的管理，对接银行报表系统和复杂事件查询系统。 在此基础上，我们为第三方应用提供二次开发接口。 通过JavaSDK，我们可以帮助企业级开发者使用Java语言为手机、Web和PC客户端构建上层Web服务。 等业务功能支持。

我们对核心共识算法进行了改进。 首先，我们在原有的BFT算法中加入了预验证，确保进入共识的交易内容符合业务逻辑要求。 节点的自动恢复机制，我们可以让恢复时间达到分钟级别。 这是成员节点的动态准入机制。 我们使用多个节点的相互认证。 当有新节点加入时，验证其授权证书，在不停止整个网络的情况下最终加入。

我们已经与一些银行就多个项目进行了合作。

第一个是数字汇票。 例如，区块链可以连接多家银行的核心系统，防止票据被伪造。 现在伪造票据还是很容易的。 通过区块链技术构建了这个数字票据系统，可以记录一张票据在所有节点上的交易情况。 可以以极低的成本验证票据在哪、谁是主人、票据是真是假，降低交易风险。

二是供应链融资。 利用区块链技术的授信能力，实现供应链企业应收账款管理，服务实体经济比特币去中心化是好是坏，解决中小企业融资难题。

还有同业和监管项目的实施。

区块链下的业务模型，底层包括区块链服务、数据集成服务、数据库服务等，这些服务聚合在一起，然后连接到银行的业务系统，客户可能是银行手机客户终端，或网络系统。

通过这样的平台可以提供四个主要的核心功能：

1.提高监管能力。

2、提高了政府对行业的宏观调控能力，可以实时跟踪中小企业资金现状。

3.加强供应链企业信用合作。 企业的交易信息和融资信息全部上链，保证了资产的真实有效，降低了企业的融资成本和银行的征信成本。

4.智能合约自动执行。 这是一个区块链和物联网结合的模型，也是我们和一些设备供应商合作的一个项目，最终应用到智能工厂和智能协同领域。

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