本文摘自萬向區塊鏈蜂巢學院線上公開課直播間第五期的分享內容。本期直播分享邀請了來自清華大學（BTCU高校區塊鏈技術社區創始人盧地）和浙江大學（浙大區塊鏈俱樂部主席黃諍傑）的兩位學霸。在本文中，他們回答了四個問題：區塊鏈技術有關的課題研究都有哪些？區塊鏈前沿技術有哪些？區塊鏈能帶來什麼社會價值嗎？2020年區塊鏈面臨的挑戰以及未來的發展趨勢？
以下為直播實錄：
兩位分別來自清華大學和浙江大學，區塊鏈在這兩所大學中也是走在國內高校前沿。你們覺得目前區塊鏈技術有關的課題研究都有哪些？
黃諍傑：我先從兩方面來介紹一下：第一，非專業的技術；第二，專業的技術。
首先，區塊鏈並不是只有計算機專業的人才能研究，因為它可以被應用到各個領域。區塊鏈更像一門替代性的技術。
金融領域可以應用到證券交易、證券發行，也可以作為供應鏈金融體系底層平臺，支持預付款融資、保險業務、支付、實時轉賬、跨境匯款等。也可以應用到物流溯源中，保證商品處於質量監管中。同時也可以運用在很多“新經濟”中，比如共享經濟，共享經濟的底層很適合用區塊鏈進行支撐。能源產業、智能電網都開始嘗試將區塊鏈作為底層技術。在司法、醫療、教育、能源、溯源等領域都有交叉性的東西可以利用。
上面提到的是區塊鏈和產業的融合，計算機專業的學生也可以研究區塊鏈底層技術相關的課題。
例如密碼學採用ECDSA作為底層的密碼體系，可以考慮是否可以改進新的密碼學應用到現有的區塊鏈平臺中，提升平臺安全性。區塊鏈節點確認是緩慢的過程，很難提高網絡有效性，那麼是否可以在網絡層面進行改動，保證更快的區塊鏈通信。當然，具體的方向還要看學生的興趣。
盧地：剛剛黃諍傑總結的非常全面，我補充一下，和大學生契合度比較高的還有一些學術型的研究。不僅僅是計算機類專業知識可以在區塊鏈領域做學術性研究，還有金融類。區塊鏈出現後有很多金融領域的創新，擴大了學術研究範圍，比如去中心化金融，包括去年很火的DCEP和Libra。Libra是Facebook的電子貨幣，DCEP是中國人民銀行有意發行的數字貨幣。這兩種數字貨幣怎麼設計？央行數字貨幣發行以後和現有的貨幣體系怎麼融合？有很多值得研究的地方。
學習管理專業的學生可以好好思考一下去中心化治理。有了區塊鏈之後，大家可以在區塊鏈上投票來決策很多事情，也可以利用區塊鏈難以篡改的特性寫好一些運行在代碼上的規則，這樣的規則能對人類組織方式有怎樣的革新？比如說寫好了一套難以篡改的代碼規則後，所有人對這套代碼規則都明晰，如果觸犯了某條件一定會自動執行某結果。這是原來的治理機制所無法擁有的。
再舉個例子，有些公司頒佈章程後，很多員工不會去仔細研究，出了問題也有可以談判的空間。但如果用區塊鏈、代碼來執行的話，這樣的事情就會少很多，有一句話說的很好：“代碼是乾燥的法律，法律是潮溼的代碼。”
還有現在非常火熱的去中心自治組織（DAO）、鏈上治理，現在的鏈上治理還很初級，大家覺得就是在鏈上投票而已，但這麼簡單的功能現在就已經產生了很好的結果。之前的大規模人類集體投票只能由政府組織，這是極為耗成本的，現在可以在區塊鏈上自動執行。
除了這兩類還有社會學、博弈學等，都是學術性特別強的課題。
兩位認為區塊鏈前沿技術有哪些？
黃諍傑：我覺得目前很多區塊鏈技術研究都可以歸為四類，分別是隱私、共識、分片、存儲。
隱私
比較知名的解決方案是零知識證明，這個技術本質上就像兩個富翁互相猜測誰的錢更多，但是又不想對方知道自己到底有多少錢。如果要實現這樣的過程就需要用到零知識證明。為什麼要用到零知識證明？因為區塊鏈平臺的信息都是公開的，但又不可能把所有信息都以明文形式存在鏈上，用零知識證明可以更好地實現隱私保護。
目前零知識證明已經有了比較成熟的算法，最常見的是Zk-snark、Bulletproofs。不同算法有不同的優勢，有的會在驗證上更快些，有的會在加密上更安全、抗量子攻擊。在區塊鏈平臺中用不同的算法也會給平臺帶來不同的效益。
共識
什麼是共識？比如工作量證明（PoW）就是共識。但是PoW會產生巨大的電力開支，有人開始思考如何做出既環保又可保證安全性的共識算法？於是漸漸有了PoS、DPoS等一系列算法。PoS用的是權益證明代替傳統的挖礦收益證明，共識算法的底層就是密碼學設計、邏輯設計。如果大家想多瞭解這方面的信息，可以看一些密碼學文章，美密會、歐密會每年都會有很多共識層面的設計。分佈式領域的文章也有很多設計思想可以被借鑑用在區塊鏈領域中。
分片
分片本質上是擴大鏈的承載能力，比如比特幣一個塊裡只能承載1mb的數據。數據量特別小，很難承載大量的交易，直接影響了鏈的TPS性能，TPS性能差的話很難用在高密集的場合。
現在大家都在思考如何對鏈進行擴容，讓鏈承載更多的容量。一般有兩種改進方式：一種在鏈上（Layer1）做，一種在鏈下（Layer2）做。
改進區塊鏈本身鏈上的結構提高數據承載能力，就是Layer1。而Layer2是在鏈下做，用技術在鏈上存儲一部分信息，鏈下再搭建一部分信息做擴容。鏈下擴容也涉及一些技術，比如狀態通道、側鏈，就是在鏈下（鏈以外）開設的另外一條通道，與鏈進行交互，從而提升了鏈的容量。
存儲
區塊鏈平臺本身不能存儲大量信息，如果一個視頻有幾G甚至是幾T，鏈就承載不了了。如何讓這樣的大文件實現鏈上存儲呢？現在有很多技術可以實現，比如IPFS就是去中心化的存儲平臺，用戶可以存儲文件到平臺上，也可以實現中心化的限制。也有人在IPFS上加了一層激勵，讓大家更加有動力存儲文件，從而提高平臺存儲能力。
綜上，我覺得隱私、共識、分片、存儲是目前區塊鏈領域技術上研究比較熱門的方向。
盧地：剛剛黃諍傑介紹的隱私、共識、分片、存儲，都是非常硬核的技術方向，我再幫大家多補充一些非技術性的方向。比如我之前提到的兩個關鍵點：DeFi，去中心化金融；DAO，去中心化自治組織。
去中心化金融
現在大家做線上交易需要通過銀行或者支付寶這樣的第三方中介。比特幣出現後實現了點對點線上交易，其實就是線上交易實現了從中心化到去中心化。去中心化金融在比特幣區塊鏈的基礎上優化了，在沒有任何一個交易對手方時也可以直接進行交易。比如，我想賣掉某種貨物的時候，可以賣給去中心化的協議，通過協議作為買賣承接方，用自己的協議合理地算出貨物的市場價格。
還有一種是借貸。傳統金融做借貸，最保險的方式是從銀行借款，同時銀行也需要你有抵押品。在這種模式下，你相信銀行，銀行因為抵押品也相信你，所以借貸成功發生了。但也發生過很多不保險的借貸，如之前的P2P借貸，中間雖然有P2P平臺承擔信用擔保角色，但還是出了很多爆雷事件。
有了區塊鏈DeFi以後，我們不需要第三方中介。在這個場景中：不需要第三方中介，不需要負擔成本，可以起到降低成本的作用；同時更加可信，因為它是一串運行在區塊鏈裡的代碼，具有難以篡改和自動執行的特性。如果把貨物抵押在智能合約裡，任何人都動不了它，除非你還錢，到了約定時限你沒還錢的話，抵押物就自動歸借出方，借出方可以是人也可以是協議。
去中心化自治組織
去中心化自治組織DAO在區塊鏈出現之前也有很多存在於理論中的嘗試，有了區塊鏈以後終於能夠落地實現了。但目前，大部分項目還處在社會性實驗的試水階段，還需要時間來檢驗最終發展成果。
在技術之外，兩位認為區塊鏈能帶來什麼社會價值嗎？
盧地：剛剛我說到了DeFi（去中心化金融）在去中心化交易和去中心化借貸兩個方向上能夠產生的價值：增加信任度、減少中間環節。
在我看來，區塊鏈為社會能夠帶來的價值也主要是這兩方面。
區塊鏈作為互聯網技術的一部分，對互聯網的補充就是實現了之前用互聯網不能達到的線上化的部分。互聯網已經把生活中的很多部分線上化了，所帶來的便利大家都能感受到，但還有很多部分難以線上化，比如房產交易，我們不能在網上進行過戶，一定要去房管局進行過戶處理。再比如說借貸，我們嘗試把借貸搬到線上，但是確實還存在問題，沒有比較放心靠譜的線上借貸平臺。借貸、房產過戶等場景涉及到很大的價值交換，它需要較高的信任成本，用區塊鏈更加合適。
使用區塊鏈可以做到可信的線上化，並且減少在現實生活中必須需要的第三方中介，並且讓各種場景、相關應用感受到線下到線上的便捷轉變，線下很多都是很緩慢的，但是線上非常快。這是我認為區塊鏈給社會帶來的價值。
黃諍傑：我從聯盟鏈的角度講一下區塊鏈給社會帶來的價值。聯盟鏈首先是部分去中心化的概念，某種程度上聯盟鏈屬於聯盟內部成員所有，所以比較容易達成共識。聯盟鏈的節點數量非常有限，企業用聯盟鏈做業務系統會比較好做。
同時，聯盟鏈可控性較強。公鏈是一旦形成就不可篡改，而且公鏈有海量節點，而聯盟鏈中只要大部分達成共識就可以將區塊鏈數據進行更改。聯盟鏈本身比公鏈能更快達成共識，也是由於節點不多，交易速度自然就快了，這也是聯盟鏈在企業中用得多的原因。
另外，聯盟鏈的數據只限於聯盟鏈機構，只有聯盟鏈用戶才有權進行訪問，這比較貼合企業場景，企業肯定希望數據是聯盟鏈內部系統才能訪問的。
聯盟鏈也有侷限性，聯盟鏈無法與傳統技術融合，比較容易形成壁壘，聯盟鏈會降低本身的流通效率。
聯盟鏈的生態容易受到公有鏈生態衝擊，比不上公有鏈快速迭代開發的過程。
聯盟鏈場景中用得最多的是在溯源和供應鏈領域。溯源本身是信息的傳遞，區塊鏈也是信息傳遞。如果一個數據變成區塊，根據算法生成內容，最終形成鏈，和商業模式非常契合。供應鏈目前用得比較多的還是醫療、食品、國際貿易中的商品溯源等，比如醫療機構完成授權建立一套聯盟，用聯盟鏈構建內部數據流轉過程，對過程進行加密上鍊。同時可以保證不可篡改、數據完整、安全隱私方面的需求，就能解決醫療系統中現有不良事件的發生概率（比如回扣）。
食品流通本身是非常流程化的，本質上是信息生產——信息加工——信息流通的過程。區塊鏈信息也是按照這樣的時間順序排列的，這兩者契合度很高。
聯盟鏈還可用在其他領域，例如像資產拍賣、銀行、集團公司、上下游產業等。
你們怎麼看待2020年區塊鏈面臨的挑戰以及未來的發展趨勢？
盧地：先說2020年區塊鏈面臨的挑戰，我結合今年的現象來具體聊聊。很多之前我們非常看好的公有鏈項目會在今年密集上線，它們在技術上各有千秋，有的隱私做得比較好，有的應用分片技術，有的在共識機制上做了創新等。
今年這麼多區塊鏈項目要上線，在技術上看都非常不錯，但是面臨的挑戰是上線後怎麼創造價值？這也是區塊鏈一直以來都面臨的挑戰。區塊鏈行業一直在做這樣的嘗試，之前我特別看好去中心化應用（DApp），但現在還沒有用戶基礎。DeFi近兩年比較火熱，但也有一些DeFi項目逐漸暴露了不少問題，比如抗性不夠好。雖然我特別關注DeFi發展，但是深究用戶數量時會發現真正使用的用戶數和它受到的關注度很不匹配。所以，區塊鏈面臨的問題是現在的應用性不是特別好，導致用戶真正使用區塊鏈的時候會覺得體驗不好。目前連接的資源還不夠多，所以產生的價值不夠大。
要讓區塊鏈“出圈”，讓更多人“進圈”，擴大大家對區塊鏈的認識。一方面區塊鏈要把性能做好；另一方面要找到價值點，做出更好的應用。
還有一個挑戰，怎樣讓更多人正確地認識到區塊鏈。今天的主題是“傾聽高校的聲音”，高校層面已經做出了很大的嘗試和改變，很多高校陸續開設區塊鏈課程。但現在區塊鏈高校課程沒有統一規範的大綱，很多老師在介紹區塊鏈的時候會比較側重他所擅長的方面。整體向好，但仍需要做出很多規範性的動作、努力、嘗試，這樣的話能夠讓更多的學生更加系統地認識到區塊鏈，激發他們的興趣，讓他們發現在這個領域存在很多機會。
這也是浙大區塊鏈俱樂部和我們的高校區塊鏈技術社區在做的事情。希望可以讓更多的同學能夠接觸到很好的教育和普及，認識區塊鏈。
大學生是非常好的接受區塊鏈的群體，大家有學識背景、科研基礎，認識新鮮事物時能夠更容易站在技術角度、底層角度、正確角度去理解。再通過大學生影響到更多的人，讓區塊鏈更好地出圈。
這是我覺得現在區塊鏈面臨的挑戰和未來可能的發展趨勢。
黃諍傑：整個行業目前在做三方面的事：提高效能；加強安全；讓區塊鏈性質更加平等、組織化。
在提高效能方面，如何通過分片、多鏈提高網絡的可擴展性。共識算法也是比較大的改進，用新的PoS、DPoS改變已有的PoW。也有很多簽名算法替代原有的ECDSA，提高簽名安全性和速度。
在加強安全方面，平臺要考慮安全性能，安全性能涉及到隱私保護的維度。可以通過現有技術的改進提高隱私保護，比如說同態加密、零知識證明、模糊信息上鍊。
平等、組織化。這是從管理者的角度來理解區塊鏈應該如何組織、如何平等化。區塊鏈本身就是去中心化的，是更加平等的平臺，不可能去破壞最根本的特性，要在這上面實施監管需要考慮如何在原有的區塊鏈平臺上監管。監管時需要考慮用戶身份管理、權限管理等維度，還要保證用戶資產怎樣被安全存儲，是用私鑰託管還是多重簽名。同樣也要保證運營機安全、網關安全、業務核心機制組織安全等。
這就是我對2020年區塊鏈可能面臨的挑戰和未來發展趨勢的理解。
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