可信區(qū)塊鏈10大觀察

何寶宏中國(guó)信息通信研究院我國(guó)區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展進(jìn)入發(fā)展新時(shí)代政治局學(xué)習(xí)指明方向習(xí)總書(shū)記在中央政治局第十八次集體學(xué)習(xí)時(shí)強(qiáng)調(diào)，把區(qū)塊鏈作為核心技術(shù)自主創(chuàng)新重要突破口，加快推動(dòng)區(qū)塊鏈技術(shù)和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。發(fā)改委將區(qū)塊鏈納入新基建2020年4月20日，國(guó)家發(fā)改委高技術(shù)發(fā)展司司長(zhǎng)伍浩在新聞發(fā)布會(huì)上表明，將區(qū)塊鏈技術(shù)納入信息基礎(chǔ)設(shè)施中的新技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施。 新技術(shù)基礎(chǔ) 新技術(shù)基礎(chǔ) 中央、地方密集出臺(tái)一系列鼓勵(lì)政策2019年至2020年Q1，我國(guó)各級(jí)政府部門涉及區(qū)塊鏈技術(shù)的文件達(dá)到73份,遠(yuǎn)高于2017和2018年。其他，26%的文件突出加強(qiáng)區(qū)塊鏈技術(shù)創(chuàng)新，出臺(tái)措施鼓勵(lì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展；74%的文件鼓勵(lì)區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用與實(shí)體經(jīng)濟(jì)發(fā)展緊密結(jié)合。產(chǎn)業(yè)規(guī)劃及行業(yè)發(fā)展疫情背景，多國(guó)出臺(tái)了相關(guān)政策產(chǎn)業(yè)規(guī)劃及行業(yè)發(fā)展澳大利亞印度韓國(guó)區(qū)塊鏈戰(zhàn)略《國(guó)家區(qū)塊鏈路線（NISG）已提交《國(guó)家區(qū)塊鏈戰(zhàn)布發(fā)起《區(qū)塊鏈技術(shù)驗(yàn)證支撐計(jì)劃2020》，將選擇9個(gè)韓國(guó)區(qū)塊歐洲人工智能和以區(qū)塊鏈為重點(diǎn)的初創(chuàng)公司的新投資計(jì)劃。西班牙,西班牙中央銀行和兩個(gè)金融監(jiān)管機(jī)構(gòu)共西班牙墨西哥2019年10月，墨西哥經(jīng)濟(jì)部宣布發(fā)起一項(xiàng)提升政府部門應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)的計(jì)劃。數(shù)據(jù)來(lái)源：中國(guó)信通院?jiǎn)挝唬喊偃f(wàn)美元單位：百萬(wàn)美元10003500300025002000150010005000全球區(qū)塊鏈企業(yè)增長(zhǎng)趨勢(shì)2010201120122013201420152016201720182019全球新增全球累計(jì)100080060040020002010-2020Q1全球區(qū)塊鏈投融資60005000400030002000場(chǎng)景以金融最多，技術(shù)以提供解決方案為主2019年全球?qū)＠暾?qǐng)量有所放緩，我國(guó)依舊領(lǐng)跑800060004000200002013201420152016201720182019數(shù)據(jù)來(lái)源：中國(guó)信通院統(tǒng)計(jì)口徑：專利申請(qǐng)日為2013年至2019年，且2020-3-18日全球已公開(kāi)專利。年新增區(qū)塊鏈論年新增區(qū)塊鏈論文數(shù)量年累計(jì)區(qū)塊鏈論文數(shù)量2015-2020年，WoS共收錄了全球區(qū)塊鏈領(lǐng)域論文3058篇，2018年起區(qū)塊鏈研究熱度顯著提高。180016001400120010008006004002000年新增年累計(jì)3500300025002000150010005000主要國(guó)家區(qū)塊鏈論文數(shù)量占比核心技術(shù)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)核心技術(shù)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)共識(shí)算法智能合約熱點(diǎn)技術(shù)數(shù)據(jù)隱私流通應(yīng)用操作運(yùn)維操作運(yùn)維核心功能接口智能合約共識(shí)賬本基礎(chǔ)組件系統(tǒng)管理接口智能合約共識(shí)賬本基礎(chǔ)組件系統(tǒng)管理基礎(chǔ)設(shè)施區(qū)塊鏈架構(gòu)（2018）已經(jīng)穩(wěn)定區(qū)塊鏈核心技術(shù)：加密技術(shù)密碼標(biāo)準(zhǔn)國(guó)內(nèi)外均已形成較為成熟和完備的密碼標(biāo)準(zhǔn)體系。當(dāng)前聯(lián)盟鏈中加密算法的選型趨同化，默認(rèn)支持密碼應(yīng)用，國(guó)內(nèi)支持國(guó)密算法的鏈明顯增多并成為聯(lián)盟鏈的標(biāo)配，作為默認(rèn)選型的消息通信洪泛為適應(yīng)不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求，區(qū)塊鏈的P2P網(wǎng)絡(luò)協(xié)議也在持續(xù)演進(jìn)，入網(wǎng)效率及隱私保護(hù)水平消息通信洪泛為適應(yīng)不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求，區(qū)塊鏈的P2P網(wǎng)絡(luò)協(xié)議也在持續(xù)演進(jìn)，入網(wǎng)效率及隱私保護(hù)水平需要進(jìn)一步提高。XP2P網(wǎng)絡(luò)在區(qū)塊鏈中的功能初始連接種子節(jié)點(diǎn)地址傳播發(fā)現(xiàn)P2P網(wǎng)絡(luò)在區(qū)塊鏈中的功能初始連接種子節(jié)點(diǎn)地址傳播發(fā)現(xiàn)分布式哈希表節(jié)點(diǎn)檢查實(shí)際應(yīng)用中由于現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)不可靠，其性能瓶頸主要集中在網(wǎng)絡(luò)層面。上限區(qū)塊鏈核心技術(shù)：共識(shí)算法不同場(chǎng)景根據(jù)不同需求靈活選擇共識(shí)機(jī)制，整體上國(guó)內(nèi)外在共識(shí)機(jī)制方面差異不大。現(xiàn)共識(shí)機(jī)制的可靈活插拔配置。嘗試將不同共識(shí)機(jī)制結(jié)合，采用混合共識(shí)機(jī)區(qū)塊鏈核心技術(shù)：智能合約安全問(wèn)題存在“不確定性”指令，會(huì)影響一致性。如2016年以太坊TheDAO事件就利用了合約漏洞竊取以太幣。法律問(wèn)題從業(yè)人員非專業(yè)律師團(tuán)隊(duì)，可能因?yàn)椴浑y以追責(zé)或事后救濟(jì)：根據(jù)條件觸發(fā)執(zhí)行后的智能合約，難以追責(zé)和事后救濟(jì)。性能問(wèn)題通過(guò)可信硬件通過(guò)可信硬件為智能合約創(chuàng)造隔離的鏈下執(zhí)行環(huán)境，用公有鏈記錄狀態(tài)轉(zhuǎn)換結(jié)果，將智能合約執(zhí)行和鏈上共識(shí)機(jī)制分離，實(shí)現(xiàn)部分鏈上操作鏈外管理。隱私問(wèn)題鏈上數(shù)據(jù)公開(kāi)透明會(huì)導(dǎo)致隱私數(shù)據(jù)泄露。如曾有人利用比特幣找零地址推算出大賬本結(jié)構(gòu)賬本結(jié)構(gòu)獲得打包交易權(quán)的礦工擁有巨大權(quán)力,可以選擇哪些交易進(jìn)入?yún)^(qū)塊等。交易速度快DAG實(shí)現(xiàn)的局部處理和并行結(jié)算可以使得交易速度大幅度提升拓展性強(qiáng)各個(gè)節(jié)點(diǎn)無(wú)需等待同步其他的節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)就可計(jì)算使得記賬節(jié)點(diǎn)很容易答復(fù)延展篡改難度大DAG擁有著很多的出度和入度，假如要修改某一個(gè)節(jié)點(diǎn)，那么對(duì)應(yīng)的出入度都要進(jìn)行修改傳統(tǒng)區(qū)塊鏈技術(shù)基于Block區(qū)塊，區(qū)塊以鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)鏈接存儲(chǔ),共識(shí)機(jī)制無(wú)法并發(fā)執(zhí)行?；赑OW共識(shí)的最大問(wèn)題是沒(méi)有一個(gè)確定的不可更改的最終狀態(tài)。 能耗問(wèn)題比特幣的挖礦能耗已經(jīng)與阿 獲得打包交易權(quán)的礦工擁有巨大權(quán)力，可以選擇哪些交易進(jìn)入?yún)^(qū)塊等。根廷一個(gè)國(guó)家耗電量持平。確定性問(wèn)題效率問(wèn)題數(shù)據(jù)存儲(chǔ)傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)。常見(jiàn)的包括LevelDB、RocksDB、MongoDB、Redis等高性能KV數(shù)據(jù)庫(kù)，SQLServer、MySQL、Oracle等關(guān)系存儲(chǔ)方式，如LevelDB、RocksDB、Couch區(qū)塊鏈缺乏互操作性，造成發(fā)展壁壘1.項(xiàng)目不斷增多，區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)嚴(yán)重割裂3.區(qū)塊鏈與現(xiàn)實(shí)世界割裂，缺乏寫入鏈的機(jī)制2.不同鏈側(cè)重不同，應(yīng)用層無(wú)法在單鏈上價(jià)值最大化4.區(qū)塊鏈互操作性=去中心化區(qū)塊鏈+中心媒介？Aninteroperableblockchainarchitectureisacompositionofdistin-guishableblockchainsystems,eachrepresentingauniquedistributeddataledger,whereatomictransactionexecutionmayspanmultipleheterogeneousblockchainsystems,andwheredatarecordedinoneblockchainarereachable,verifiable,andreferenceablebyanotherpossiblyforeigntransactioninasemanticallycompatiblemanner上層應(yīng)用上層應(yīng)用靈活切換─鏈外可信合規(guī)數(shù)據(jù)源與執(zhí)行環(huán)境主流技術(shù)–哈希鎖定利用哈希時(shí)間鎖，保障跨鏈交易原子性，實(shí)現(xiàn)每條鏈上的資產(chǎn)總量不變，只是資產(chǎn)持有者發(fā)生了改變哈希時(shí)間鎖定技術(shù)的原子性證明分析：Alice可以在X時(shí)間內(nèi)獲得Bob資產(chǎn)，同時(shí)Bob獲取密鑰Bob可以在X超時(shí)后解鎖自身資產(chǎn)的同時(shí)，向Alice提供正確的密鑰s，獲取Alice資產(chǎn)主流技術(shù)–公證人機(jī)制一個(gè)或一組受信任的節(jié)點(diǎn)作為公證人監(jiān)聽(tīng)鏈間的狀態(tài)，并針對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行確認(rèn)和驗(yàn)證單簽名公證人機(jī)制多重簽名公證人機(jī)制分布式簽名公證人機(jī)制采用多方計(jì)算將密鑰拆分，密鑰碎片分發(fā)給公湊完整密鑰，跨鏈交易才能被確認(rèn)與驗(yàn)證圖片來(lái)源：BitcoinWikiSimplifiedPaymentVerification圖片來(lái)源：BitcoinWikiSimplifiedPaymentVerification(Figure1)確認(rèn)期確保最終一致性側(cè)鏈不依賴于第三方，自行驗(yàn)證和解析來(lái)自主鏈的區(qū)塊數(shù)據(jù)，通過(guò)雙向錨定機(jī)制，信息可以在側(cè)鏈和圖片來(lái)源：圖片來(lái)源：EnablingBlockchainInnovationswithPeggedSidechains(Figure1)主流技術(shù)–中繼鏈融合與擴(kuò)展中繼鏈驗(yàn)證者負(fù)責(zé)對(duì)跨鏈交易的有效性驗(yàn)證，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)為全局統(tǒng)一狀態(tài)機(jī)，接入鏈通過(guò)中繼鏈共享安全中繼鏈驗(yàn)證者并不負(fù)責(zé)跨鏈交易的有效性驗(yàn)證，將安全性保證交給接入鏈自身，僅提供信息互操作橋接僅跨鏈傳遞加密資產(chǎn)支持傳遞任何數(shù)據(jù)狀態(tài)，包含加密資產(chǎn)早期技術(shù)聚焦在鏈間資產(chǎn)的早期技術(shù)聚焦在鏈間資產(chǎn)的等最先提出與實(shí)現(xiàn)中繼鏈鏈自身安全性大多數(shù)誠(chéng)實(shí)的公證人鏈自身安全性入鏈自身安全性僅限資產(chǎn)使用中介路由連接實(shí)現(xiàn)多鏈場(chǎng)景單一，發(fā)起人握有主動(dòng)權(quán)依賴第三方公證人集合結(jié)構(gòu)有要求適合擁有絕對(duì)一致性確保跨鏈交易最終確認(rèn)時(shí)間在接受范圍內(nèi)確保跨鏈交易最終確認(rèn)時(shí)間在接受范圍內(nèi),避免延遲過(guò)長(zhǎng)降低用戶體驗(yàn)。。確?？珂溝⒃谀繕?biāo)鏈執(zhí)行時(shí)狀態(tài)仍然有效，避免在跨鏈期間資產(chǎn)雙花、狀態(tài)改變等《《發(fā)送鏈需要確認(rèn)跨鏈消發(fā)送鏈需要確認(rèn)跨鏈消息在目標(biāo)鏈執(zhí)行結(jié)果，設(shè)置交易回滾機(jī)制關(guān)于可信區(qū)塊鏈推進(jìn)計(jì)劃基于完全自愿、開(kāi)放透明、公平公正的原則，發(fā)起成立可信區(qū)塊鏈推進(jìn)計(jì)劃，目前已有成員單位385家。政府支撐牽頭成立知識(shí)產(chǎn)權(quán)項(xiàng)目組、政策法律研究項(xiàng)目組標(biāo)準(zhǔn)評(píng)測(cè)完成9個(gè)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，報(bào)批2個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，立項(xiàng)7個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，立項(xiàng)?開(kāi)展全球首個(gè)商用區(qū)塊鏈產(chǎn)品性能基準(zhǔn)測(cè)試，發(fā)布自研性能測(cè)試工具行業(yè)應(yīng)用牽頭成立溯源、供應(yīng)鏈協(xié)同、司法存證、電信等12個(gè)行?開(kāi)展區(qū)塊鏈國(guó)內(nèi)外交流合作，提升我國(guó)在區(qū)塊鏈領(lǐng)域的國(guó)際話語(yǔ)權(quán)評(píng)測(cè)情況9920172018201977532019TBI標(biāo)準(zhǔn)評(píng)測(cè)依據(jù)5測(cè)試場(chǎng)景垂直行業(yè)測(cè)試(供應(yīng)鏈金融)：27測(cè)試點(diǎn)參與方加入和退出簽名和驗(yàn)簽智能合約可審計(jì)平臺(tái)行為可審計(jì)賬戶和交易類型私鑰管理措施平臺(tái)層高級(jí)功能賬戶用戶分類分級(jí)授權(quán)體系數(shù)據(jù)量控制加密模塊可用性組網(wǎng)通信方式智能合約功能節(jié)點(diǎn)管理穩(wěn)定性系統(tǒng)升級(jí)方式數(shù)據(jù)傳輸存儲(chǔ)部署和啟動(dòng)方式共識(shí)功能和容錯(cuò)2019功能測(cè)試參與方加入和退出簽名和驗(yàn)簽智能合約可審計(jì)平臺(tái)行為可審計(jì)賬戶和交易類型私鑰管理措施平臺(tái)層高級(jí)功能賬戶用戶分類分級(jí)授權(quán)體系數(shù)據(jù)量控制加密模塊可用性組網(wǎng)通信方式智能合約功能節(jié)點(diǎn)管理穩(wěn)定性系統(tǒng)升級(jí)方式數(shù)據(jù)傳輸存儲(chǔ)部署和啟動(dòng)方式共識(shí)功能和容錯(cuò)用戶行為可審計(jì)用戶行為可審計(jì)自動(dòng)化運(yùn)維功能自動(dòng)化部署功能平臺(tái)日志管理自動(dòng)化運(yùn)維功能自動(dòng)化部署功能平臺(tái)日志管理2019供應(yīng)鏈金融測(cè)試首次使用自研測(cè)試工具首次使用自研測(cè)試工具-TrustedBench單鏈、單通道、單片無(wú)關(guān)聯(lián)一對(duì)一轉(zhuǎn)賬存證交易(數(shù)據(jù)大小200B、可選)每秒交易接收與上鏈量大體一致，上鏈成功率高于每秒交易接收量明顯高于上鏈量，上鏈成功率高于低負(fù)載運(yùn)行，系統(tǒng)無(wú)崩潰吞吐量+每秒上鏈交易量+平均交易上鏈延遲+交易上鏈成功率+平均區(qū)塊包含交易數(shù)等TBI性能測(cè)試工具TrustedBench分階段:發(fā)送壓力與生成報(bào)表兩階段松耦合分離可擴(kuò)展性:支持壓力機(jī)集群配置，具備良好的水平擴(kuò)展能力易用性:提供前端配置界面與實(shí)時(shí)監(jiān)控展示，便于使用2019可信區(qū)塊鏈測(cè)試十大觀察法護(hù)約構(gòu)類型2018年比例2019年比例35%50%類Fabric50%45%類型2018年比例2019年比例35%50%類Fabric50%45%其他 -- BaaS平臺(tái)支持多底層占比較高：BaaS平臺(tái)發(fā)展逐步 BaaS平臺(tái)同樣傾向類Fabric與自研架構(gòu)：多底層 云云RBFTPBFT合約共識(shí)DPoSPBFTFabricFabricRAFTPBFTPBFTFabricDPoSPBFTSPoWPBFTFabricPBFTFabricFabricPBFTDPoSPBFTFabricGPoWBFT-FabricFabricPBFT且在演進(jìn)中存在部分交叉融合-排序階段不斷演進(jìn)：大多提供Kaf息通信量，化串行為并行，優(yōu)化落盤等排序階段支持BFT選擇共識(shí)節(jié)點(diǎn)后采用BFT共識(shí)出塊趣鏈微眾銀行普華集團(tuán)趣鏈微眾銀行普華集團(tuán)泛融H3C華易中科院軟件所迅雷航天信息聯(lián)動(dòng)優(yōu)勢(shì)騰訊云工行金山云點(diǎn)融布比益鏈紙貴德方智鏈秘猿數(shù)據(jù)庫(kù)名稱filelogbbbbbbbbbbbbb類別多模多模多模多模多模擴(kuò)展方案歸檔歸檔/分布式存儲(chǔ)分布式存儲(chǔ)分布式存儲(chǔ)分布式存儲(chǔ)分布式存儲(chǔ)分布式存儲(chǔ)分布式存儲(chǔ)分布式存儲(chǔ)歸檔/分布式存儲(chǔ)分布式存儲(chǔ)/數(shù)據(jù)裁剪歸檔歸檔/分布式存儲(chǔ)分布式存儲(chǔ)分布式存儲(chǔ)分布式存儲(chǔ)歸檔/分布式存儲(chǔ)分布式存儲(chǔ)分布式存儲(chǔ)歸檔趣鏈微眾銀行普華集團(tuán)泛融趣鏈微眾銀行普華集團(tuán)泛融H3C華易中科院軟件所迅雷航天信息聯(lián)動(dòng)優(yōu)勢(shì)騰訊云工行金山云點(diǎn)融布比益鏈紙貴德方智鏈秘猿哈希算法66666666對(duì)稱加密AESAESAESAESAESAESAESAESAESAESAESAESAESAESAESAESAES非對(duì)稱加密A9私鑰管理軟/硬件軟件軟件軟件軟件軟件軟件軟件軟/硬件軟件軟/硬件軟/硬件軟/硬件軟/硬件軟/硬件軟/硬件軟件硬件軟件軟/硬件云云語(yǔ)言solidityJavasolidityC++solidityGosolidityGoJavanode.jsGoJavaScalasolidityC++GoJav