弄清区块链的技术本质与应用，警惕区块链项目可能形成的烂尾

11月13日，在第二十二届中国国际高新技术成果交易会上，《中国企业报》数字经济中心对出席高交会论坛的高承实博士进行了专访，就区块链技术本质与应用进行深度交流。高承实现为《中国企业报》数字经济中心智库专家、上海散列信息科技合伙企业创始合伙人、中国工业与应用数学学会区块链专委会委员、中国计算机学会区块链专委会委员。以下为根据采访实录内容整理：

1.从密码学的角度看区块链

密码是一门古老的艺术，广泛应用于政治、军事等领域。但直到香农发表《秘密体制的通信理论》，密码才从艺术发展为科学和技术。上个世纪70年代美国军方数据加密标准DES的发布，成为密码学发展历史上的第二个里程碑性事件。迪菲和赫尔曼在1976年发表了一篇具有开创性的论文《密码学的新方向》（New Directions in Cryptography），这篇论文首次引入了公共密钥加密协议与数字签名的概念，这两者构成了现代互联网中广泛使用的加密协议的基石。

区块链里面用得比较多的密码，一是非对称密码，二是哈希函数，三是安全多方计算。

非对称密码就是迪菲和赫尔曼1976年发表的《密码学的新方向》开启的新领域。在非对称密码系统中，每个人有两个密钥，一个公开，一个私有，用公开的加密，可以用私有的还原，或用私有的加密，用公有的还原。非对称密码在区块链里的作用主要是身份的标识和对应的权限认定。

哈希函数是一种特殊的单向函数，正向计算速度非常快，但不能反向倒推。区块链对区块中存储的每笔交易分别计算哈希值，再将所有交易的哈希值两两归并再计算一个新的哈希值，从而形成一棵merkle树，最后生成一个区块中的哈希值，并记录在下一个区块的区块头部，以确保已记录在区块上的数据不被篡改和伪造。中国数学家王小云从理论上发现了国际上两个用得比较多的哈希函数md5和sha1存在碰撞的条件，震惊了国际密码学界。

安全多方计算旨在解决一组互不信任的参与方之间保护隐私的协同计算问题。因为在一个开放系统中，我们不清楚谁是坏人，因此不能将所有信息全部共享出去。但又必须与不熟悉的人合作，共同完成特定的任务。

在区块链出现以前，密码学是一门非常小众的学科，被应用于党、政、军等领域，商业应用很少。区块链带来了密码学的普及，同时在一些细分领域也推动了密码学的发展。比如隐私保护、零知识证明、抗量子密码等等。

2.区块链的技术本质，以及最快落地的三个应用领域

区块链是信息化数字化发展到一定阶段之后出现的一种反逻辑反常识的技术体系结构。传统的信息化数字化，都在追求高效率、低损耗，而区块链是以极大的资源损耗和极低的效率，换来了系统的可靠和数据的可信。从资源利用效率来讲，区块链的链上数据一定是小数据、关键数据和高价值数据，而不可能是大数据、非必要数据和低价值数据。大数据和区块链数据，是两种截然相反的数据的存在形式。大数据表现为海量、多类型、低价值密度、快速流转，而区块链数据则表现为核心数据、单一类型、高价值、永久保存。大数据表征了被数字化的生活在时间流中的快速变化和纷繁复杂，而区块链数据则代表了被数字化的时代在时间流中的不变和沉淀因素。互联网、区块链、大数据，连同物联网、云计算、边缘计算、分布式存储IPFS、人工智能、5G，从根本目的上来讲是一体的，都是对这个纷繁复杂的世界的数字化表达。缺少任何一个元素，这种表达就不是完整和有效的。在由各种数据构筑起来的数字化高楼大厦中，各种技术元素各司其职，共同为数字孪生和数字化转型，在数据底层提供基础和支撑。

区块链落地应用最快的三个领域，我个人认为，，产业互联网的应用要慢得多。之所以认为金融会落地最快，既因为金融是信息化数字化做得最好的行业，也因为金融里面存在很大的信息不透明，此外金融是直接和钱相关的行业，金融领域的区块链落地应用动力最足。

政务在数据共享和业务流程优化方面也存在一些问题，这些问题也已经被所有领导关注到了。因此区块链在政务领域的应用也会很快推开。

消费互联网已经发展得很迅速和完善了，但如何进一步解决数据的归属，如何实现核心业务的稳固，如何实现更广泛的多赢，也都是有望通过区块链的底层技术支持来实现的。

产业互联网本身的数字化信息化完善程度还不够，而且区块链在产业互联网领域的落地，还需要结合不同产业的具体业务流程和业务逻辑，因此相对要慢一些。

3.分布式存储的现状及未来发展

随着物联网器件的广泛部署以及人类数字化生活的快速拓展，人类采集和产生的数据已经呈指数型增长，由此给存储带来了极大的市场需求。

分布式存储，以其低价格、高可靠性、高可信性等因素，成为继本地存储、中心化存储之后的最主要存储方式。目前主要的分布式存储包括了云存储、边缘存储和基于区块链技术的分布式存储几类。

我们更多把云存储当作中心化存储，实际上如果我们深入云存储内部就会发现，云存储也是分布式的，只不过云的存储形态是分布式协同。云存储的存储层将不同类型的存储设备互连起来，实现海量数据的统一管理，同时实现对存储设备的集中管理、状态监控以及容量的动态扩展，实质是一种面向服务的分布式存储系统。

传统云计算模型采用集中式管理，该模式需要数据跨越地理位置限制，具有极大的数据传输延迟和网络波动可能性，难以满足边缘应用的实时性需求。边缘存储将数据分散存储在邻近的边缘存储设备或数据中心，大幅缩短了数据产生、计算、存储之间的物理距离，为边缘计算提供高速低延迟的数据访问。

区块链技术使数据从被集中化运营管理走向了分布式自运营。区块链与存储技术的融合主要有三种方向，一是基于区块链构建的去中心化存储系统，具有代表性的基于区块链的去中心化存储系统有结合IPFS与区块链技术的Filecoin，开源项目Sia、Storj、SAFE Network等；二是基于区块链优化已有系统的存储性能，针对中心化架构系统面临的单点故障、数据安全性低、隐私保护能力不足等问题，将区块链技术应用于域名系统、物联网系统、超级计算系统、数据库系统，为系统设计去中心化的架构、利用分布式账本提高数据安全性与数据溯源能力；三是针对区块链的存储空间利用率低、查询性能低等问题进行优化，如采用纠删码降低区块链的存储空间开销，使用索引等技术提高区块链系统的查询效率。

目前的分布式存储，更多还是从技术层面实现的存储技术的优化，而没有从存储内容，即数据层面提出更多的存储解决方案。

实际上，不同场景下的数据具有不同的价值，不同类型数据具有不同的作用，不同作用和价值的数据应有不同的存储方式，不同的存储方式代表着不同的连接方式和计算方式，而不同的存储方式和连接方式内涵着数字化转型的效率和实现方式。

从我个人的认识，分布式存储面临的任务，是面向不同类型不同价值数据实现分层分级存储，以实现不同类型不同价值分层分级数据的高效连接和计算，使得面向未来基于数据分类的分布式存储成为有效推动数字化转型的关键性底层基础设施！

4.区块链技术及分布式存储在政府方面的应用

区块链技术在政府方面已经有了比较广泛的应用，比如基于区块链技术实现的政务互联互通，还比如我们在广州开展的基于区块链技术实现的医疗数据共享与管理项目。随着后疫情时代的到来，这一类区块链应用将会越来越多，也会发挥越来越大的作用。

云存储等分布式存储已经在各行各业都得到了充分应用。边缘存储由于技术方面的制约和价格方面的因素，应用尚不够广泛。基于区块链技术实现的分布式存储，尚处于探索和起步阶段，从我个人的角度，还没有在政府方面看到相应的应用。

5.区块链应用必然要与具体的业务场景结合，警惕区块链项目可能形成的烂尾

区块链与以往其技术创新截然不同，区块链本身不是技术创新，而是技术组合方式的创新。其技术方面的制约，也使得区块链应用必然要与具体的业务场景结合，脱离具体业务场景，单纯实现数据上链意义不大。区块链带来的价值提升，也并非显而易见。

随着新基建的逐渐展开，各级机构、企业和政府部门会有大批项目和资金投入到区块链领域。但越是这个时候，我们越要警惕区块链项目可能形成的烂尾。这种烂尾，可能主要会存在于以下三个环节。

第一个环节，即项目到期无法交付，这是最低层次的项目烂尾。

“+区块链”项目相对容易落地，只需解决数据上链即可，但单纯的数据上链，其价值难以呈现。“区块链+”项目，不只涉及技术问题，还需要对产业逻辑、业务场景进行深入研究和分析，更需要综合运用大数据、人工智能、物联网、云计算等工具，从系统建设和改进的高度，提出产业改造意见，最终形成综合性的“区块链+产业”解决方案。

如果不能通过业务流程的改进带来总体效率的提升，不能通过数据的全网公开透明或可验证带来系统内信任的增强，不能在更大范围内实现信息系统的强鲁棒性，那么区块链在系统部署上就是得不偿失的。

为防止区块链项目烂尾，相关机构和人员除了认真学习研究区块链的本质，找对正确的开发团队，也需要对系统所在的产业逻辑和业务场景进行深入剖析，要从数据分层分级的角度对信息系统的结构进行深入剖析，既需要懂区块链业务逻辑，也需要懂区块链技术逻辑，还要懂更广泛的产业逻辑和更宽泛的技术逻辑。只有这样，才能尽最大可能保证区块链应用带来真正的价值。