中科院院士鄭志明：下一代區(qū)塊鏈技術的核心是三元平衡尋優(yōu)問題

在上一波區(qū)塊鏈熱潮中，幣圈的狂熱把這門前沿技術推上風口浪尖。

中國科學院院士梅宏表示，為了弄清區(qū)塊鏈的基礎、問題和技術難點，并給出清晰準確的表述，中國科學院學部在一年多前設置了“區(qū)塊鏈”的會議主題，并設立了跨學部論壇。然而會議時間一推再推，卻意外迎來新一波區(qū)塊鏈的討論熱潮。

12月7-8日，“區(qū)塊鏈技術與應用”科學與技術前沿論壇在深圳召開。本次大會集齊五位中國科學院院士，以及多位專家學者、金融機構技術負責人，就區(qū)塊鏈的技術理論、發(fā)展現狀和金融領域的落地應用等多個方面展開主題演講。

其中，中國科學院院士、軟件開發(fā)環(huán)境國家重點實驗室主任鄭志明以“區(qū)塊鏈技術與發(fā)展”為題進行了7日當天閉幕報告的演講。鄭志明在報告中指出，目前區(qū)塊鏈的困境在于“三元悖論”，即可擴展性、分布式和安全性三者不可兼得，最多得其二；下一代區(qū)塊鏈技術的核心是三元平衡尋優(yōu)問題。另外，共識成本和監(jiān)管安全也成為了阻礙區(qū)塊鏈有效發(fā)展的兩大難點。

以下為鄭志明院士現場報告節(jié)選，雷鋒網AI金融評論做了不改變原意的刪減如下。

一、區(qū)塊鏈的基本目標

大家都談論區(qū)塊鏈，到底這個技術的最基本目標是什么？

我們知道人類發(fā)展史上，千百年以來，信任這件事情是人類社會發(fā)展最基礎的，也可以講是人和人之間的信任。我們通過血緣關系來建立信任關系，包括社會來建立一些信任關系。信任是一種機制，這種信任機制其實是花了很大的成本來建立。而區(qū)塊鏈技術，我覺得從信息技術來講，它是一個從框架上來講相對成熟的、能夠從技術上來保證信任的一種機制。

為什么前些年不講區(qū)塊鏈？實際上這和信息技術的發(fā)展是密切相關的。我們知道從信息技術發(fā)展經過這么幾個階段：第一個階段是有了互聯網，互聯網的基本解決目標是信息的互聯；發(fā)展成了移動互聯網以后，解決的問題是人人互聯，比如現在我們有手機，人人可以端到端移動的互聯；現在想5G的目的，想在2020年把物聯網建立起來，物聯網建立起來以后就是萬物互聯，這個應該是數字經濟的1.0階段。

這種信息互聯、人也聯起來，物也連接起來，都連接起來，下一步要干什么？實際上人最重要的事情就是價值互聯，價值能夠自由流轉，這才是最重要最基礎的一件事情——價值要想達到價值互聯，就是必須要建立一個低成本的信任通道，這就是區(qū)塊鏈。

為什么會在四中全會之前，中央政治局第十八次集體學習提到區(qū)塊鏈？區(qū)塊鏈和社會治理能力和水平是密切相關的，這里面最重要的就是信任通道，要建立起信任的體系和機制。

最簡單的我們來看一下。經濟學里面有最基礎的幾個理論，定價理論是經濟學里面最最基本的理論，傳統(tǒng)的定價理論改造一下可以寫成GDP=M×V，M就是廣義貨幣，像M1、M2，就是投的錢，過去我們的經濟發(fā)展是靠投資。

我們如果把價值互聯，價值的自由流轉這件事情能夠做好，實際上把速度提起來，就可以讓我們投入資本少一點，速度提高GDP。到了這樣的生態(tài)，這就是社會經濟和社會治理的2.0版。所以總書記把區(qū)塊鏈作為核心技術自主創(chuàng)新的重要突破口我覺得是非常對的，信息發(fā)展到現在這個時代實際上是非常對的。

這個基礎的核心要可信而且要智能，但是這兩件事情的背后大量的實際上是數學、密碼和信息技術，所以你如果講整個區(qū)塊鏈系統(tǒng)是一個完備區(qū)塊鏈系統(tǒng)的的話，可以作為單獨技術來講，這個是要小范圍不能是大范圍，涉及到很多問題，非常難的。實際上區(qū)塊鏈是一個復雜系統(tǒng)，從安全、運行、拓展多角度來講，充滿著非線性、隨機和動態(tài)。

二、區(qū)塊鏈的定義

什么叫區(qū)塊鏈？我簡單講一講，過去的數據存儲是存在一個機構里，現在這種存儲這種形式發(fā)生了變化。這種形式是把數據的存儲方式加上了時間軸，形成鏈式存儲方法。

首先過去的方式是集中式的存儲、集中式的維護，現在存儲是分布式的。

第二，對應的數據安全大量用的這種密碼。王小云院士主要講了哈希和區(qū)塊鏈之間的關系，這里面不僅僅是是哈希，哈希是一個很重要的密碼工具，還有許多其他的加密技術。

第三，智能合約，我在這所有參加活動的這些人形成一個群體，這個群體必須要按照一定的規(guī)則來做事情，這種規(guī)則就叫智能合約，這種合約就是規(guī)則。

區(qū)塊鏈雖然起源于比特幣，很多人一談區(qū)塊鏈就說這是金融科技，就是數字金融，實際上說窄了。盡管他起源于比特幣，好像跟比特幣同時起源，但是從區(qū)塊鏈的技術屬性來講，他是一種信任體系，他是可以為金融服務也可以為其他服務，所以他核心的價值遠遠超過數字資產的應用范圍。

實際上我們在2009年就已經開始做這樣的事情，那時候是我看到當時比特幣的報告，因為當時我跟李衛(wèi)院士正在做可信分布式軟件系統(tǒng)。它到底難在什么地方？我們做過可信系統(tǒng)的人，都知道這件事情討論起來實際上是軟件系統(tǒng)里面一個核心問題。所以當看了報告以后，我跟李衛(wèi)院士講，我說它是一種分布式的網絡系統(tǒng)。李校長講，“咱們趕緊寫兩份分布式可信軟件系統(tǒng)的文章”，而且要寫中文，（平時）我們一般寫英文，我們就發(fā)布了。

其實這里面應該寫上區(qū)塊鏈，那時我對區(qū)塊鏈的理解沒有像現在認知這么深入，我說技術就不要寫在理論文章里面了，就沒有寫。這里面我們講的東西，作為區(qū)塊鏈基本理論問題，實際上是包含一定復雜性的。

三、區(qū)塊鏈的基本特征

區(qū)塊鏈的基本特征，基本第一點就是開創(chuàng)共識，大家來共同維護數據的安全，保證不可篡改。

第二點就是我們經常講的去中心化，分布式。我從來不講去中心化，其實分布式是去物理中心，不是去管理中心。還有去信任，去掉以往我們傳統(tǒng)的人和人之間的信任關系，轉化成對機器的信任，或者對于技術的信任。

第三點就是基本的特點，隱私性和監(jiān)管。這兩件事情，大家一直覺得矛盾，其實從我們現在做的鏈來看，隱私和監(jiān)管是可以融合的。

第四就是智能合約，可以實現基于區(qū)塊鏈合約規(guī)則的法制，頂層治理節(jié)點制定智能合約。公鏈代表這個國家的區(qū)塊鏈水平，所以在這個鏈上，這種頂層治理節(jié)點可以讓國家的政策法規(guī)，包括行業(yè)的自律要求都在合約里，所以合約就是規(guī)則。剛剛已經講過，如果有這樣的智能合約可以保證自上而下100%按照這個規(guī)則治理國家社會經濟，避免上有政策下有對策的情況發(fā)生，這是一定可以做到的。

區(qū)塊鏈的適用范圍，什么樣的場景可以用到區(qū)塊鏈呢？六類原則，只要你的產業(yè)生態(tài)或者你應用滿足以下六類之一就可以用的區(qū)塊鏈，第一個就是要生產關系的調整，優(yōu)化生產關系，第二多方交易性，第三可信性，第四去中介性，第五原子性，第六隱私性，這六點我們可以看到，我們社會現在目前的產業(yè)和生態(tài)絕大多數都屬于這六類之一。

四、區(qū)塊鏈應用之中小企業(yè)融資

下面我講一下區(qū)塊鏈的應用，今天上午其實有些專家已經講過，供應鏈里面中小企業(yè)融資難的問題，現在我們這件事情已經喊了幾十年，但是融資難的問題現在仍然嚴重存在。

供應鏈這個行業(yè)的痛點對于中小企業(yè)融資難，為什么難？有人覺得銀行老是看著大用戶，可能有這個因素；我們琢磨一下眾多中小企業(yè)里面，總是有一定比例的企業(yè)他里面存在著這種虛假的貿易，存在內部交易，商業(yè)欺詐等等等等，實際上他的信用基礎、他的可信性降低了，在這種情況下必然導致銀行不敢放款，導致中小企業(yè)為了完成生產任務只好融資，所以產生融資難融資貴一系列問題。

政府對于這件事情其實講了好多好多話，也出臺了很多相關文件，但是這個問題還是沒有從根本上解決。這件事情如果用區(qū)塊鏈技術，實際上可以很好實現。以應付帳款憑證為基礎的多級企業(yè)的信用傳遞問題，可以完成這件事情。

因為從銀行或者出資方來講，他愿意投資，他愿意把資金出在核心企業(yè)和一級供應商，這種融資的這個憑證或者這種款只給了一級或者核心企業(yè)，到了N級的核心企業(yè)怎么辦，三級供應商給二級供應商供貨，他自己融資，融資以后把東西生產出來，把東西給二級，二級然后給一級，但是整個過程支付是沒有發(fā)生的，所以他要想融資就很困難。那么現在如果這種區(qū)塊鏈實現以后，我們可以把這個代支付憑證轉讓支付，按照區(qū)塊鏈這種信任可以一級一級轉下去，使得他拿這個憑證可以從銀行拿到錢，拿到錢以后可以解決融資難、融資貴的問題。

五、3.0階段：爭奪區(qū)塊鏈戰(zhàn)略高地

現在區(qū)塊鏈行業(yè)正處于從2.0到3.0的過渡階段，各國實際上加重了對3.0的戰(zhàn)略高地的爭奪。2.0階段主要以智能合約為特點的這樣的一個特征，實際上真正的區(qū)塊鏈真正大的應用在生態(tài)和產業(yè)，這方面的大的應用到現在我們還沒有看出來，這個還比較少，到目前為止還比較少，過兩三年可以看到這樣一些場景。

其實到3.0，我們知道區(qū)塊鏈這件事情，其實他這個技術和一般的信息技術是不一樣的。剛才前一個報告尹浩院士剛才講操作系統(tǒng)和平臺，這是非常重要的，這是大家都在爭奪的這么一個戰(zhàn)場，誰抓到了操作系統(tǒng)和平臺，或者兩者的結合，就能夠在信息技術領域占據很大的優(yōu)勢。

過去做任何的操作的時候都是Windows，或者打開安卓手機都是可以在這些系統(tǒng)上面做應用。這種系統(tǒng)是信息交付系統(tǒng)，但是我們要注意，從一開始講區(qū)塊鏈，它是一個規(guī)則交付系統(tǒng)，具有相當強的擴張性，或者講侵略性?，F在國外他們做公有平臺，（我們）很多人不重視公有平臺，實際上相當于在安卓系統(tǒng)和你在Windows系統(tǒng)做APP。但是實際上這種規(guī)則推到什么地方，什么地方就要按這個規(guī)則來做事情，是區(qū)塊鏈技術與Windows不一樣的地方。我們國家要重視區(qū)塊鏈技術，特別是區(qū)塊鏈系統(tǒng)和平臺的建設，是我們國家能不能實現強國夢一件很重要的事情。

區(qū)塊鏈技術很多人在開發(fā)，區(qū)塊鏈技術到底是個什么東西？實際上你把它拆開，就是三個系統(tǒng)，一個子分布式子系統(tǒng)；第二是安全系統(tǒng)，也就是王小云院士上午講的安全系統(tǒng)；第三個就是效率系統(tǒng)，或者說可擴展系統(tǒng)，三個系統(tǒng)合起來就是區(qū)塊鏈。

六、區(qū)塊鏈的三元悖論問題

比特幣是分布式和安全性做得很好，可擴展性這塊很糟糕。所以區(qū)塊鏈本質上是一個三個子系統(tǒng)的，三元悖論問題。可擴展性子系統(tǒng)做得不好：聯盟鏈比較好做，變成公有鏈就比較難做。大家不要小看平衡尋優(yōu)的問題，三元平衡尋優(yōu)實際上是解決這個問題最難的問題。

大家可以看到，原來有個叫二元悖論問題，在解決信息對等情況下我怎樣能夠獲得最大的收益，做了二十多年解決了這個問題，拿到了諾貝爾獎。實際上三元悖論問題比這個問題還要難，不要覺得區(qū)塊鏈很容易做，其實這個結構性東西是非常難做的。所以我們看一下區(qū)塊鏈涉及到的共識、可信、隱私、跨鏈、性能，三元大概指哪一塊，這里面再拆開是這些技術，尋優(yōu)是尋什么，里面的數學背景是什么，后面就是它的數學問題，你必須要把這地方要學得非常好，非常熟才可以把總架構設計出來。

其實總書記講的這個關于區(qū)塊鏈的講話，實際上核心就是打造基于區(qū)塊鏈加下一代信息技術的共信、共享的法制的智能平臺，使我們國家真正邁進信息國家2.0階段，使得在這個平臺上能夠大家共信——重塑社會信任模型、共享——創(chuàng)建低成本的價值轉移通道，法制——創(chuàng)建基于規(guī)則的法律社會治理的模式。這其實上是區(qū)塊鏈技術在我們國家率先或者達到世界先進水平的三個標志。

國內外的區(qū)塊鏈技術，差異究竟在什么地方？其實國外我也研究資料比較多，國外的以區(qū)塊鏈基礎技術平臺也就是操作系統(tǒng)研發(fā)為主，而國內的區(qū)塊鏈主要是以應用或開發(fā)為主，一個是研發(fā)一個是開發(fā)，這兩個是有很大的差異的，因為這是他們做的目標，現在國外推出的區(qū)塊鏈技術都是操作系統(tǒng)技術，盡快建立我們國家主權的區(qū)塊鏈技術平臺非常重要。

七、區(qū)塊鏈的其他現存難點

我們現在有三個問題，一是國內的區(qū)塊鏈發(fā)展現狀專利比較多，開源代碼和開源論文比較少；二是沒有安全可控的底層平臺，依賴于國外的開源社區(qū)成果；第三點沒有軟硬件一體化平臺。

很多人覺得區(qū)塊鏈這個事情做很來很容易，其實很難，因為我是學數學的，所以我知道這個是很難的，這些問題就導致了安全風險。首先就是技術風險，金融風險，經濟風險和國家市場治理的風險。如果我們的基礎技術跟不上的話，處于長期落后，長期使用國外的區(qū)塊鏈技術，實際上是用人家的規(guī)則治理我們的國家，這是一個非常大的問題。

實際上區(qū)塊鏈還有兩個問題，一是共識成本，要把群形成體一定要有某種共識，比如最簡單的線性代數里，向量怎么形成空間，需要共識，這個共識就是向量的平行四邊形法則。這個群要形成一個體就要有共識?，F在傳統(tǒng)的這種共識機制是成本不上去，效率就會降，所以這是一個很大的問題。

二是監(jiān)管和安全，或者監(jiān)管和隱私。這件事情實際上從國家治理來講是重要的，必須要有穿透式的，對數字穿透式的一個監(jiān)管，這兩個怎么融合起來技術要做是不容易的。