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區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)的不可篡改性，使得區(qū)塊鏈在保護(hù)數(shù)據(jù)隱私安全方面存在很大的不足和挑戰(zhàn)。此外，區(qū)塊鏈上所有數(shù)據(jù)都是公開的，因此無(wú)法存儲(chǔ)和計(jì)算敏感數(shù)據(jù)(如金融交易、個(gè)人敏感信息等)，這也限制了區(qū)塊鏈系統(tǒng)自身的發(fā)展，使得很多應(yīng)用和敏感數(shù)據(jù)的計(jì)算處理無(wú)法在區(qū)塊鏈上執(zhí)行。

8月25日，以“區(qū)塊鏈技術(shù)與行業(yè)應(yīng)用落地”為主題的CSDN區(qū)塊鏈技術(shù)沙龍上，北京大學(xué)博士魏明分享當(dāng)前區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)安全的相關(guān)情況以及Trias通過(guò)三權(quán)分立的可信算力網(wǎng)絡(luò)、軟件可溯源框架和智能合約生態(tài)來(lái)構(gòu)建一個(gè)安全可信的數(shù)據(jù)系統(tǒng)的方案。

魏 明

Trias聯(lián)合創(chuàng)始人&CTO，北京大學(xué)博士。前中國(guó)航天軟件研發(fā)中心高級(jí)架構(gòu)師、西門子研究院工程師。多年的團(tuán)隊(duì)軟件開發(fā)與管理經(jīng)驗(yàn)，涉及云計(jì)算、人工智能、嵌入式等多個(gè)領(lǐng)域。

以下內(nèi)容為魏明現(xiàn)場(chǎng)分享實(shí)錄，由區(qū)塊鏈大本營(yíng)整理發(fā)布。

今天我主要分享的主題是區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)安全的新方向，什么叫數(shù)據(jù)安全？在學(xué)術(shù)界一直在定義這件事情。其實(shí)主要是兩個(gè)緯度，一個(gè)緯度是數(shù)據(jù)的不可篡改性；另外一個(gè)緯度就是數(shù)據(jù)的隱私安全性。

對(duì)于中心化的數(shù)據(jù)，你是很難從技術(shù)角度來(lái)說(shuō)，保證一件事情不可被篡改的。比如之前，我們?cè)诟患以品?wù)公司合作的時(shí)候，提到一個(gè)問(wèn)題，如果政府想要看我們網(wǎng)站的一個(gè)網(wǎng)頁(yè)，結(jié)果網(wǎng)頁(yè)被黑客篡改了，怎么辦？他們的做法是通過(guò)備份還原器進(jìn)行還原。但是當(dāng)時(shí)我們?cè)趫?chǎng)的技術(shù)人員馬上又說(shuō)，如果黑客攻破了你的備份還原器呢？最后也沒(méi)有辦法了。

不過(guò)現(xiàn)在可以通過(guò)區(qū)塊鏈來(lái)做這件事，保證你的數(shù)據(jù)是不被隨便地篡改或者是被刪除。但是又會(huì)遇到新的問(wèn)題，隱私性怎么辦呢？其實(shí)很多人在區(qū)塊鏈上進(jìn)行交易時(shí)，都會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題。我可以通過(guò)查看你的地址，就能大概知道你有多少幣，其實(shí)這些信息用戶還是不希望被別人知道的。從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)完全是安全的，那是假的，因?yàn)樗_實(shí)在隱私安全方面還有很多事情要做。但我們認(rèn)為所有的產(chǎn)品都不完美，因?yàn)槲覀冞€需要發(fā)展。

而最近的發(fā)展，大家對(duì)于數(shù)據(jù)的安全有了更高的要求。為什么呢？因?yàn)樽罱芏嗟捻?xiàng)目，它們一直在解決一個(gè)問(wèn)題，想要保證數(shù)據(jù)的不可篡改性，又希望盡量做到數(shù)據(jù)的隱私安全性。那么基于這樣的平衡和原罪，最近新的技術(shù)和方向會(huì)有哪些新的誕生，我們一起分享。

我主要從以下四個(gè)方面來(lái)分享：速度、交易、安全和應(yīng)用。

速度

首先我們來(lái)說(shuō)一下速度，速度是貪婪的，為什么呢？因?yàn)樗且粋€(gè)矛盾體。其實(shí)大家做計(jì)算機(jī)的都知道，安全和速度永遠(yuǎn)都是矛盾體。但是現(xiàn)在很多項(xiàng)目都說(shuō)他們具有區(qū)塊鏈中優(yōu)秀的安全性或者不可篡改性，然后卻告訴我明天就可以在上面跑高速視頻，其實(shí)對(duì)于現(xiàn)在的速度來(lái)說(shuō)，這是不可能的。現(xiàn)在能夠達(dá)到1900TPS或者2000多TPS就已經(jīng)非常不錯(cuò)了。

我們可以來(lái)看一下之前在以太坊上很火的一個(gè)加密貓游戲，它對(duì)以太坊的影響是使其速度從20GWei 提高到了60GWei，可以說(shuō)影響是非常大的了。但是這里邊有一個(gè)問(wèn)題，以太坊的速度不夠快，這是全世界很多人都在吐槽的地方。

那多少TPS算快呢？一個(gè)斯坦福的項(xiàng)目說(shuō)他們的鏈最終至少要做到10億TPS，這是一個(gè)什么概念呢？我們可以來(lái)簡(jiǎn)單算一下。假設(shè)未來(lái)真正有一個(gè)鏈，已經(jīng)將TPS做到3萬(wàn)，在真實(shí)場(chǎng)景下每秒能達(dá)到1萬(wàn)TPS。然后每個(gè)交易存儲(chǔ)只有1KB，那么一天賬本就會(huì)達(dá)到820多GB。可以想象，TPS達(dá)到百萬(wàn)、千萬(wàn)，甚至上億是什么概念。以現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)技術(shù)，這是不可能的事。

但是我們作為落實(shí)者，在這2年是要去解決它的人。怎么解決呢？現(xiàn)在有側(cè)鏈、跨鏈、分片、DAG這些比較火的方案，今天我想分享的主要是分片。

分片的基本原理是什么呢？通俗的講，原來(lái)干任何一件事情，在主鏈上，把所有事情都做了。現(xiàn)在的方式是什么樣的呢？比如以以太坊為例，上面有一個(gè)主鏈的，然后在下面可以劃各個(gè)片區(qū)。然后每一個(gè)片區(qū)可以建多個(gè)分片，每個(gè)分片跟主鏈打交道，這是基本的思路。

那么基于這樣的情況，現(xiàn)在的分片主要的情況大概是3到6個(gè)。第一個(gè)是網(wǎng)絡(luò)分片，實(shí)際上就是虛擬路由，在網(wǎng)絡(luò)上不停地?fù)Q子網(wǎng)。這種方案表面看是非常簡(jiǎn)單的，其實(shí)為了保證你的公平性和數(shù)據(jù)的一致性，這塊也是非常難的。

然后第二個(gè)是交易分片，就是設(shè)置了一個(gè)虛擬的對(duì)帳本，你跟我交流，實(shí)際上是我們兩個(gè)在對(duì)帳，我這邊有一個(gè)人專門收錢。我不管你那邊干什么，我知道結(jié)果就行。這樣做最大的問(wèn)題是首先你有多余的帳戶，此外片與片之間對(duì)帳是非常痛苦的。

第三個(gè)是狀態(tài)分片，其實(shí)它就是一個(gè)獨(dú)立的鏈，但是中間要通過(guò)一個(gè)轉(zhuǎn)換和一個(gè)帳本達(dá)成共識(shí)一致。不過(guò)這樣做，很容易造成分片被攻擊。

到這里，我們可以看到，目前所有公開出來(lái)的分片技術(shù)，其實(shí)還有很多問(wèn)題要去解決。分片技術(shù)最大的一個(gè)問(wèn)題就是，如果跨片交易特別多的情況下，分片對(duì)于速度提升就沒(méi)有意義了。這就是分片技術(shù)現(xiàn)在要解決的問(wèn)題。

對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，現(xiàn)在的做法是什么呢？比如我們團(tuán)隊(duì)的做法，我們?cè)谶@個(gè)基礎(chǔ)上加一個(gè)動(dòng)態(tài)的常量去平衡它，當(dāng)然還有很多辦法。

既然大家努力地想要區(qū)塊鏈的安全，然后又想要區(qū)塊鏈隱私，這本身就是一個(gè)原罪。我一直相信人類對(duì)于那種便利性的追求，就是一種毒品的貪婪。比如你有了法拉力時(shí)速達(dá)到280公里還不滿足，還想百米加速達(dá)到2.9秒就算你真的開到2.9秒的加速，有趣嗎？沒(méi)有，但這就是人的原罪。

交易

對(duì)于基礎(chǔ)架構(gòu)這種難題，我們很難去改變，可不可以選擇做小一點(diǎn)的事情，去尋找一種根本性顛覆的應(yīng)用場(chǎng)景和路徑。像硅谷現(xiàn)在已經(jīng)大量的團(tuán)隊(duì)在做去中心化的支付，因?yàn)樗麄冇X得現(xiàn)在這種支付模式一定會(huì)被淘汰。比如我們買一個(gè)東西，憑什么要把錢給支付寶或者是銀行押2、3天，然后再把錢轉(zhuǎn)給商家，憑什么他們拿著我們的錢去賺錢？這就是矛盾沖突的地方。

所以我們?cè)诮裉旆窒淼牡诙糠质情W電網(wǎng)絡(luò)。但是不代表3個(gè)月以后或者半年以后還是閃電網(wǎng)絡(luò)化，因?yàn)榇蠹叶荚谙朕k法，把中心化這種無(wú)才寡頭給過(guò)渡掉。為什么要提閃電網(wǎng)絡(luò)呢？因?yàn)槿ツ昴甑祝ㄟ^(guò)閃電網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了人類歷史第一筆離線去中心化模式的交易。

閃電網(wǎng)絡(luò)的做法是什么呢？舉個(gè)例子，比如很多人買房找朋友借錢，關(guān)系再好也要寫個(gè)字條吧。閃電網(wǎng)絡(luò)的模式也是這樣的，雖然我們兩個(gè)是離線的，那我們兩個(gè)怎么借錢？那我們也可以簽一個(gè)便條。這種便條是一是雙份的，兩個(gè)人都簽。但是唯一不同的是，現(xiàn)實(shí)的東西還是會(huì)有糾紛。最后有糾紛的時(shí)候你可以拿著這個(gè)電子簽的字到法院去調(diào)解。然后你朋友也沒(méi)話說(shuō)，因?yàn)橛斜銞l在，所以他就該把錢還給你。

這樣，很多的交易根本就不需要銀行、支付寶這些中心化機(jī)構(gòu)。以后比如你去商店買東西，就可以在比特幣上面建一個(gè)通道，全世界都能看到，然后交易過(guò)程全部放到上面，這樣銀行是沒(méi)辦法參與的，也沒(méi)必要參與。

舉個(gè)例子，其實(shí)就是這樣。就是兩份一樣的借款字條，兩人都需要簽字，你要借錢給另外一個(gè)人，你先拿出來(lái)。但是這兩個(gè)模板在區(qū)塊鏈上有一個(gè)純正的，它在區(qū)塊鏈上不是做運(yùn)算打包，它只是存證，證明當(dāng)年你們要簽的借錢條，中間是沒(méi)法抵賴的。第二步如果我要轉(zhuǎn)給別人，我可能是這樣，我先把我的字簽好，這份上面還沒(méi)簽?zāi)愕拿郑蚁劝盐业淖趾灹四媒o你簽，雙方簽了字以后，這個(gè)事情也會(huì)在鏈上有認(rèn)證。

現(xiàn)在最大的問(wèn)題是什么？鏈的配合。如果要把這個(gè)東西做好，需要很多東西配合，而且包括智能合約。但是很多團(tuán)隊(duì)正在努力，他們相信下一個(gè)顛覆世界的是支付。至少我看到硅谷那邊的瘋狂，他們所有人覺得字據(jù)的錢終于不會(huì)在銀行過(guò)夜，讓別人拿去做隔夜貸。

由此衍生的硅谷的團(tuán)隊(duì)由于這種支付的希望，他們開始做去中心化的銀行接待中心，在區(qū)塊鏈層面。現(xiàn)在他們很多團(tuán)隊(duì)在做，你發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在小額貸多了，比如螞蟻金服的小額貸。但是像深圳當(dāng)?shù)赜泻芏嘈±习逍刨J都很難。為什么？別人不信任你。

但是區(qū)塊鏈的貸款可能會(huì)成為一個(gè)非常好的方向，因?yàn)樗行畔⒍荚谏厦娌豢纱鄹摹Ｄ阋郧八械慕灰子涗浂荚趨^(qū)塊鏈上面，所以它可以很簡(jiǎn)單地去中心化，把錢借給另外一個(gè)人，而且你沒(méi)辦法抵賴。一旦到這個(gè)時(shí)間你不還，因?yàn)槟闼械臓顩r我都知道，區(qū)塊鏈上會(huì)自動(dòng)把你的資產(chǎn)劃過(guò)去。

上邊給大家分享一種支付模式的變革，我希望大家一定要有信心，不要有懷疑，這一定會(huì)顛覆很多公司的。你不要擔(dān)心前面的大公司，人類要前進(jìn)就一定有大公司要倒下。

安全

第三個(gè)就是從安全可靠性來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在大家漸漸已經(jīng)發(fā)現(xiàn)很多問(wèn)題。大家如果感興趣，可以自己做一個(gè)統(tǒng)計(jì)。你們知道每2個(gè)月全世界平均被盜的幣有多少嗎？我在北京了解的黑客水平比較好的，沒(méi)人在對(duì)銀行有想法了，因?yàn)橥度氘a(chǎn)出比太低了。而且現(xiàn)在在國(guó)外，專業(yè)的黑客團(tuán)隊(duì)就是搶幣。

所以，現(xiàn)在專業(yè)的黑客都在打數(shù)字貨幣的算盤，而且最喜歡偷的是交易所。為什么？因?yàn)橄窕饚拧虐策@些交易所，他們還是中心化的，就是一家傳統(tǒng)公司。所以對(duì)于傳統(tǒng)黑客來(lái)說(shuō)，這些交易所就是一個(gè)網(wǎng)站。

我們可以看一下已經(jīng)爆出來(lái)的漏洞，了解一下黑客當(dāng)時(shí)攻擊的原理是什么？比如SGX這個(gè)漏洞，這是8月14號(hào)的一個(gè)漏洞，它當(dāng)時(shí)攻擊的原理其實(shí)很簡(jiǎn)單。像Windows這個(gè)應(yīng)用平臺(tái)，它沒(méi)法像蘋果一樣做到全身來(lái)控制。你可以隨便寫一些代碼進(jìn)去，只要?dú)⒍拒浖](méi)問(wèn)題就行。

那么它是怎么攻擊的呢？它是因?yàn)镾GX本身把你所有的運(yùn)行的東西像是放在一個(gè)黑盒子里。但是它不能去改變Linux和Windows的運(yùn)行流程，它不像蘋果，我們沒(méi)法配合。沒(méi)法配合的情況，它為了本地的運(yùn)行，它有些東西沒(méi)保護(hù)，什么東西沒(méi)保護(hù)？cash。

所以大家想到了攻擊方法了嗎？所以說(shuō)你要是自己去寫一個(gè)程序，不斷地對(duì)著X86的cash進(jìn)行擦寫，總有一天會(huì)碰到一個(gè)關(guān)鍵的密鑰的弊端。

就像當(dāng)年圖靈破解二戰(zhàn)的德國(guó)密碼，他天天在聽德國(guó)的電報(bào)，一直聽也沒(méi)有找到有價(jià)值的信息，但是后來(lái)他發(fā)現(xiàn)一件事，有一個(gè)頻道出來(lái)的第一句話，都是同樣一個(gè)名字，就是Hi希特勒，他就以為突破點(diǎn)，成功破解德國(guó)的密碼。

SGX攻擊方法也是這樣，通過(guò)不斷地擦寫，然后不斷地對(duì)比，突然發(fā)現(xiàn)有一塊和自己現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)理解的數(shù)據(jù)是完全一致的，以它為基礎(chǔ)進(jìn)行攻擊。

所以這種攻擊絕對(duì)不是很簡(jiǎn)單的工作，常規(guī)是沒(méi)有辦法的，不過(guò)因?yàn)樵谌ブ行幕澜缋锩媸怯泻芏嗟墓?jié)點(diǎn)，所以你不要太擔(dān)心這種事情。

應(yīng)用

下面給大家介紹一個(gè)在我們項(xiàng)目上的落地應(yīng)用，在介紹這個(gè)應(yīng)用之前，先簡(jiǎn)單介紹一下我們的項(xiàng)目Trias。

Trias是想構(gòu)建可信賴的智能自主運(yùn)算設(shè)備，構(gòu)筑普世可信賴計(jì)算生態(tài)，讓人相信機(jī)器。我們這個(gè)項(xiàng)目采用是的三層架構(gòu)。第一層是基于TEP，以它來(lái)保障整個(gè)共識(shí)節(jié)點(diǎn)的安全，但是大家知道一件事，不管是POW還是POS，它的確認(rèn)時(shí)間是很快的，而且一旦把這個(gè)交易確定，模塊化時(shí)間是很快的。所以遇到一個(gè)問(wèn)題，第一層的吞吐不行，它的吞吐受共識(shí)方法影響，因此它很難做到很好。

第二層，我們?cè)谕掏逻@一層使用優(yōu)化后的DAG來(lái)做的。在這一塊也有一個(gè)共識(shí)，它只管一件事情，只是吞吐。快速地進(jìn)行交易。而且在這一層還有一個(gè)概念，所有在我們這條鏈上參與的DApp，你必須要通過(guò)第二層的共識(shí)，你寫的所有的智能合約，還有你的代碼源碼，包括什么人寫的，你全部在這一側(cè)要達(dá)成一個(gè)共識(shí)，然后要存儲(chǔ)下來(lái)。這樣保證在戰(zhàn)略在上面運(yùn)行的所有能力都是可用的。

然后第三層是關(guān)于智能合約，那么這一層智能合約跟現(xiàn)在大多數(shù)的智能合約需要解決的問(wèn)題是差不多的，所以我們最主要的是上面這三層。

基于這個(gè)項(xiàng)目，我們做了一個(gè)關(guān)于茶的溯源應(yīng)用，為什么要做這個(gè)應(yīng)用呢？

對(duì)于6000塊錢的茶和1000塊錢茶的區(qū)別，其實(shí)只有很專業(yè)的人才能品出來(lái)，但實(shí)際上大部分人是品不出來(lái)的。所以基于這個(gè)，我們做了一個(gè)茶的溯源應(yīng)用。?

我們當(dāng)時(shí)做的時(shí)候是分了三層的結(jié)構(gòu)，因?yàn)椴枭趟麄冏约河形锪鳎瓉?lái)也做過(guò)一個(gè)系統(tǒng)，中心化的網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)。所以業(yè)務(wù)層主要是這三個(gè)東西，所以這一層是缺點(diǎn)，這一層是保證不了的。這一層網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)你就只能去信任，我們覺得目前你只能去信任現(xiàn)在的應(yīng)用廠商，這是躲不掉的。

所以你不要去糾結(jié)一件事情，說(shuō)這其實(shí)不是去中心化應(yīng)用，你這么說(shuō)我也沒(méi)有辦法。而且我們當(dāng)時(shí)給他做的時(shí)候主要是做茶園和做倉(cāng)庫(kù)，其他幾個(gè)環(huán)節(jié)沒(méi)有打通。其實(shí)現(xiàn)在做這個(gè)最難的是什么？是關(guān)系。因?yàn)槠鋵?shí)大家都知道你要做什么事情，這里面有很多的意義。

但是我相信區(qū)塊鏈未來(lái)一定是能改變很多行業(yè)的供應(yīng)鏈和運(yùn)營(yíng)，以及最后制造的很多環(huán)節(jié)，這些你都不用懷疑。