戰爭因其非預期的後果而臭名昭著，但其也加速了組織、科學、技術、社會和政治變革，第一次世界大戰就是這樣的例子，1919年，一些學術團體的代表成立了美國學術團體理事會，之後的五年裡，“跨學科”（interdisciplinary）一詞開始出現，其最初的含義相當於“合作研究”

跨學科研究涉及將兩個或多個學科結合到一個活動或者項目當中，其思考方式是通過跨越邊界來創造某種東西，比如HIV/AIDS和全球變暖問題，就需要運用不同的學科才能去嘗試解決這種複雜問題^[2]。

而新出現的區塊鏈，它也是一種跨學科的產物，其涉及到的學科種類非常繁多，主要有數學、計算機科學、密碼學、經濟學、法學，此外還可能會涉及到政治學、哲學乃至宗教學等。

因此想要真正地掌握區塊鏈，實際上是一件極其困難的事情，而在當今世界上，能夠同時精通這些學科的人是極其罕見的，而比特幣神秘的創造者satoshi nakamoto（中本聰）就是這樣的一個人或者群體。

本文旨在簡單地提煉出區塊鏈涉及到的學科及一些具體的分支（限於篇幅和能力，這裡僅提主要的幾個學科），如果我們把區塊鏈當作是一個兵工廠，那麼接下來我們要做的，就是將它一點一點整理出來，然後再組裝成武器，為接下來可能爆發的區塊鏈戰爭作好準備。

(區塊鏈主要涉及的學科)

一、區塊鏈與數學

在區塊鏈的世界裡，我們會遇到一大堆奇怪的術語，例如“coinbase”、“merkle root”、“block”等，而這些術語背後，其實都是數學在作為基礎，而數學作為一個基礎支柱層，它支撐著密碼學和計算機科學，比如上圖中提到的有限域和代數曲線，它們就是比特幣區塊鏈橢圓曲線算法ECDSA的基礎，而像零知識證明算法，則是運用到了更多複雜的數學計算，也因此，區塊鏈本質上是建立在數學基礎之上的，反過來，它的興起也在促進人們對數學學科的探索。

二、區塊鏈與計算機科學

計算機科學實際是涉獵非常廣泛的學科，並且它與密碼學的關係非常密切，在本文當中，我們主要講的是編程語言和分佈式計算。

2、1 關於編程語言

隨著區塊鏈的發展，一些原本較為小眾的語言開始逐漸發光，例如Rust語言就是這樣的例子，此外，Go語言也越來越受區塊鏈開發者們的歡迎，總的來說，當前區塊鏈世界的編程語言選擇思路大體上可分為四種，一種思路是像以太坊那樣使用各種編程語言編寫客戶端，然後讓用戶自己去進行選擇，另一種則是主動選擇一種偏主流的語言去編寫客戶端，還有一種是重點考慮安全性去選擇最合適的語言，最後一種是像Facebook這樣的大廠自己去重新開發一門編程語言，至於哪種語言或者方式才是最合適的，這便是一個仁者見仁智者見智的話題了。

2、2 關於分佈式計算

所謂對等式（Peer-to-peer）架構，是指沒有提供特殊權限的體系結構，而系統中享有同等權利的節點我們稱其為對等節點（Peer），使用這種架構的區塊鏈，其去中心化程度是相對較高的，因此會有難以篡改的特性，但這種架構帶來的弊端就是可擴展性較差，而其中最好的例子就是比特幣。

與分佈式計算密切相關的，就是共識算法，經典的共識算法有Paxos算法、Raft算法，而目前區塊鏈市場上普遍使用的共識算法主要分為PoW、PoS、DPoS、PBFT等幾個大類。

這些共識算法的權衡側重點不同，因此很難進行同維度的比較。

在區塊鏈世界，我們也會看到多層架構，這與web應用有些類似，像比特幣採用的是主鏈+閃電網絡（Layer 2）+側鏈的架構，以太坊則是ETH1.0（PoW）+ETH2.0（分片鏈+PoS信標鏈+Plasma鏈、狀態通道等layer 2）的架構，另外，當前還有像bloXroute這樣的layer-0層擴展協議，但尚未接受廣泛測試和驗證。

2、3 關於集成電路和量子計算

這些年來，加密貨幣ASIC芯片的發展非常迅速，從13年的110nm到現在主流的7nm芯片，比特幣網絡的算力在這段時期更是經歷了大約80萬倍的增長^[5]，這大大增加了比特幣區塊鏈網絡的安全度，使其賬本的公信力越來越強。

而另一個備受關注的計算機領域——量子計算，其與區塊鏈行業也是密切相關的，如果說，今天的區塊鏈不去發展，那麼20年後成熟的量子計算技術將對區塊鏈造成極大的破壞，這一點或許也是華為創始人任正非所講到的“區塊鏈在量子計算面前一錢不值”的本意。

簡單說，假設我們能夠穿越時空，然後拿到大約20年後成熟的量子計算機，那麼我們就可以使用它去計算出今天大約1/3流通量（約650萬BTC）的比特幣^[6]，但問題在於，我們並沒有能夠穿梭時空的機器，而區塊鏈技術也是在不斷髮展的，相關的抗量子算法的研究會更容易落地，也就是說，最終量子計算成熟後，其對區塊鏈並不會構成威脅，反而會是起到促進的作用。

三、區塊鏈與密碼學

3、1 關於哈希函數

而在區塊鏈世界，最常用的哈希函數是SHA256，它是SHA（安全哈希算法）系列中的加密算法之一，而比特幣的地址生成使用了雙重SHA256（加密了兩次）機制，從而提高了系統的安全性。

另外，在區塊生成、簽名消息摘要等地方，也都需要用到哈希函數。

3、2 關於數字簽名

在當前的區塊鏈世界，ECDSA和EdDSA是最常用的兩種數字簽名方案，比如當前的比特幣和以太坊就是採用的ECDSA，而Monero則是採用的EdDSA。

然而，這些簽名方案並不是會一直被使用下去的，例如比特幣開發者們就在討論採用Schnorr簽名來替換掉當前的ECDSA簽名方案^[8]，而以太坊則會採用BLS簽名方案^[9]，這些簽名方案都有自己的獨特之處，而它們共同存在的好處是可聚合簽名，節省區塊空間

3、3 關於零知識證明

隨著區塊鏈的發展，相關的零知識證明方案不斷湧現了出來，例如Zcash使用的zk-SNARKs，Monero、Grin採用的Bulletproofs，以太坊3.0計劃使用的Zk-STARKs^[11]等。

而這些不同的零知識證明方案也有著各自的權衡，有的證明大小較小、驗證較快，但需要可信設置，有的則不需要可信設置，但證明較大，而對於我們一般用戶而言，似乎用戶體驗和相關費用可能會是更為關鍵的考慮因素，這也是區塊鏈項目方需要去重點考慮的問題。

四、區塊鏈與經濟學

4、1 區塊鏈與博弈論

博弈論的典型例子被稱為囚徒困境，而一個博弈的解稱為納什均衡。

例如，比特幣網絡通過獎勵礦工BTC（一種經濟激勵）來激勵他們使用自己的計算能力來保護網絡，節點之間的共識是通過工作量證明（PoW）算法達成的，比特幣的天才設計之處在於故意讓挖礦變得困難和低效，從而使惡意參與者付出代價，這樣，網絡就可以確保節點不會偏離協議，這種促進良好行為和阻止不良行為的設置，就是運用到了博弈論。

而以太坊2.0採用的PoS系統，還進一步設置了懲罰措施，以懲罰惡意行為或者其他對系統不利的行為。

4、2 區塊鏈與奧派經濟學

五、區塊鏈與法學

由於區塊鏈世界當中，公鏈存在著原生資產，因此區塊鏈與金融是密切相關的，而這些資產在不同的國家便會有不同的定義。

例如在中國，比特幣、以太幣等公鏈等原生資產就屬於商品範疇，而ICO、IEO、STO等融資發代幣的行為就屬於涉嫌非法融資，是不被國家許可的。

而在美國，比特幣、以太幣等則屬於財產或大宗商品範疇，用戶需要進行納稅，而多數ICO代幣項目就屬於證券範疇，會受到SEC的監管，如果沒有進行註冊，則會遭到處罰甚至無法繼續項目的運營。

而隨著區塊鏈穩定幣的影響力越來越大，現有法律可能會得到更新^[12]。

相比之下，無幣區塊鏈（聯盟鏈）則與法律相對較遠（安全）。

六、小結

區塊鏈是一個橫跨了多種學科的新生領域，無論是有幣的公有鏈還是無幣的聯盟鏈，都具有很大的嘗試價值，而且在研究方向上，公鏈相對於聯盟鏈會更具顛覆意義，但前者也會伴隨著大量的法律風險。

區塊鏈的技術戰爭已處在爆發邊緣，而這勢必將引發跨學科研究的新一輪高潮，如果說比特幣是區塊鏈世界的第一顆“核彈”，那麼，接下來，我們還將迎來更多的區塊鏈“殺傷性武器”。

1. A Note on the Origin of “Interdisciplinary”： https://items.ssrc.org/from-our-archives/a-note-on-the-origin-of-interdisciplinary/↵

2. https://en.wikipedia.org/wiki/Interdisciplinarity↵

3. https://www.8btc.com/article/516934 ↵

4. https://www.8btc.com/article/433776↵

5. https://www.blockchain.com/charts/hash-rate?timespan=all↵

6. https://www.8btc.com/article/377559↵

7. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S108480451830362X↵

8. https://www.8btc.com/article/382107 ↵

9. https://www.8btc.com/article/488095 ↵

10. https://www.8btc.com/article/359642↵

11.https://www.8btc.com/article/484995↵

12.https://www.8btc.com/article/520460↵

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