区块链的最前沿是什么技术？-零壹财经

: 【音频】区块链的最前沿是什么技术？

1855 2020-03-26

区块链前沿技术区块链共识机制侧链技术零知识证明

节目详情

大家好，我是如是金融研究院高级研究员张楠。

我们常常可以从各种区块链媒体上听到，区块链技术将引领下一次技术革命的论调。现在距离中本聪发布第一篇区块链论文，已经超过十年了。除了我们之前介绍过的一些主要的技术外，目前区块链的最前沿是什么技术？这节课，让我们暂时把数字货币放一放，回到这个技术最内核最实在的部分，看一看最新的区块链技术究竟是怎样的。

第一项技术是共识机制。我们都知道，区块链离不开共识机制，许多人认为共识机制是区块链项目的核心，不论是一个区块链项目的交易数据处理能力、激励机制还是可扩展性，共识机制都起到了决定性的作用。中本聪所设计的比特币的工作量证明，毫无疑问，如果从项目发展的角度看，中本聪的工作量证明模式是成功的，可以说是目前为止最好的共识机制也不为过。但也并非全无缺陷，其中的一些隐患也就造成了后来几次比特币硬分叉事件的发生，以及现在矿池算力垄断局面的形成。

技术界有人将PoW工作量证明、PoS权益证明归类为中本聪共识，除了此类共识之外，还发展出了以PBFT为代表的BFT类共识。

工作量证明和权益证明我们在之前的课程中已经有所介绍，这里就不加以赘述了。重点说一说BFT类共识。

BFT类共识，也就是拜占庭容错类共识，首先就要知道什么叫拜占庭错误。

这一概念来自拜占庭将军问题，拜占庭是古时候伊斯坦布尔的名字，是当时东罗马帝国的首都，由于疆域辽阔，将军与将军之间的通信只能靠信差传递。如何在进攻时达成一致的协议，这就是拜占庭将军问题。

在区块链领域中，这个问题就可以翻译为，如何达成共识？

拜占庭类共识主要解决拜区块链网络中恶意节点和错误信息的鉴别问题，此类共识协议在计算机科学的分布式系统研究领域已有较多研究，近年来被越来越多的应用于联盟链平台。与此同时，也有越来越多的研究者尝试将BFT应用于公链平台。

早期解决拜占庭错误的原始拜占庭容错算法效率不高，直到PBFT实用拜占庭容错算法的提出，才把拜占庭问题的解决难度由指数级别降低至能够实际应用的水平。

具体操作方法简单的来形容就是，有一个主要的节点，将数据都记录下来，然后发送给其他的节点。其他的节点收到数据后根据自己的程序进行计算，然后将结果发送给其他所有的节点。这样每个节点都会收到很多节点发来的信息，只要超过一定的数量，就会向区块链中添加新的区块。其实如果粗暴一点地来理解，这就是一个相互之间发信息然后互相确认的过程，只要诚信节点数量超过三分之二，就可以实现众多节点之间的共识。

在PBFT类共识机制中节点数量是固定的，节点的身份也都是确认的，不能随意变动，因此目前只适用于像联盟链和部分私有链这种节点固定的区块链项目中。

PBFT类共识节点固定的特性决定了其有时会存在难以扩容的问题，为了解决这一问题，后来又演变出了DBFT类共识，这也是一种拜占庭容错类共识。在DBFT类共识中，所有节点票选出几个超级节点，这些超级节点参与记账，普通节点只能看到记账过程并没有记账权。

第二项技术是公证人机制。之前我们说过，区块链存在的一个问题就是现在有各种各样名目繁杂的“链”，创造了很多信息孤岛。那么，当不同的区块链机构之间业务发生交互时，他们如果使用的是不同的链，如何解决链与链之间信息的交互，则成为很大的难题。

目前发展出的公证人机制就是一种用于跨链的方法。公证人机制很好理解，和现实世界的中介类似。对于两个陌生人来说，找一个双方都能信赖的第三方作为中介就可以实现跨链。当然，说到这里有人可能就会问了，你不是说区块链技术去中介化的吗，怎么这里还是要用到中介？这里还是有一点区别的，公证人机制里用的中介并不是传统的中介机构，这一机制里的中介也是一种算法。它并不是一个中心化的节点。它通过算法的形式提供了一个中介，帮助资金在各个区块链之间流动。

第三项技术是侧链技术。侧链技术也是一种在不同区块链项目之间进行交互的方式，有侧链就有主链，一般是通过侧链和主链之间的相互交换完成跨链。在最初的时候，主链就是比特币，侧链的诞生主要是为了解决比特币的扩展性问题，虽然比特币扩展性不足，仅能用于支付。但是如果将比特币转移到其他的具备扩展性的链上，就可以增加很多其他的功能了。当然，这种转移并不是真正意义上的转移。打个比方，如果想转移5个比特币去某条侧链，那么那条侧链上就会多出价值5个比特币的数字货币，同时这5个比特币就会被冻结，直到侧链上的那些数字货币转移回来才会被解冻。

一开始他们采用的是单向锚定的技术，只能从主链上转移比特币到侧链上，不能从侧链上转回去。这样显然很不方便，单向锚定技术出现一年之后，比特币核心开发者提出了双向锚定技术，使得主链侧链之间可以随意相互转移资产。

在实际的操作过程中，因为比特币区块链是最早发展成熟的区块链项目，从比特币区块链上将资产转移到新的区块链项目上，能够很大程度上支持新项目的发展。但是也带来了一种担忧，那就是随着比特币资产流入其他区块链项目，造成这些新兴项目数字货币的价值增长的同时也会稀释比特币的价值。这样的担忧不无道理，由于之前几年比特币为代表的数字货币价格疯狂的增长，这个问题并没有真正暴露出来。现在数字货币进入熊市之后，侧链技术资产转移会成为影响数字货币币值的一个重要因素。

第四项技术是闪电网络。从本质上讲，闪电网络也是一种跨链转移资产的技术，但是侧重点与上面两种技术不太一样。闪电网络主要解决的是比特币区块链网络交易处理速度过慢的问题。比特币区块链的交易处理速度是每秒7笔，今年双十一淘宝数据库的峰值处理速度高达每秒4200万笔。可以说比特币的交易处理速度极大限制了其支付功能的实现。

闪电网络是在区块链外开辟一片领域，进行大量的小额、高频交易，由于不用记载到区块链上，只有最终结算时才会记录在区块上，因此规避了区块链处理速度慢的问题。

为什么是小额、高频交易？因为在区块链外的领域内，需要预存一定的保证金，因此将闪电网络的使用局限在小额、高频的交易领域。否则预缴的保证金额如果很大，会带来很高的成本。

闪电网络极大增强了区块链作为支付手段的功能。闪电网络主要使用两种技术，一种是RSMC技术，这是一种智能合约，交易双方都预存一部分资金在一个资金池里，在交易时由智能合约对资金池进行修改，并且由双方确认。当需要提现时，将最后的交易结果写入区块链网络中加以确认。另一种是哈希时间锁定技术，这种技术可以理解为通过一系列密码学的手段，给有交易需求的双方提供一个交易的通道。只要双方交易者提供的哈希值也就是密码可以匹配起来，就能够发生交易。

第五项技术是零知识证明。在公有链中，如何在保护交易信息私密性的同时让区块链上的记账节点验证交易的合法性；在联盟链中，如何在保护隐私的同时考虑监管和授权。目前的区块链技术中，是通过零知识证明来解决这些问题。

零知识证明分为交互式和非交互式两种，第一种是指验证方要不断地发送随机试验进行验证，而后者则可以通过预设一个试验序列来完成信息的验证。

还是老样子，让我们来通过一个例子来理解它。如果有一个非常复杂的数学题，它有非常多的解。回答提问的人事先提供所有的解，验证方并不全部查阅。而是通过多次随机选择某个答案，去解这个式子，验证这个解是不是真的。如果通过随机选择的答案可以解开这个数学题，我们就可以近似地认为这个人知道所有的解。

但是如果验证方和回答者双方串通，就可以伪造结果。这时候就需要非交互式的零知识证明了。这种零知识证明就是通过预设的程序来代替验证方和回答者的互动，规避掉了做假的可能性。通过这种随机验证答案的方式，解决了在区块链上对交易等信息进行匿名的需求。

第六项技术是区块链域名与网关。大家都知道，现在参与区块链项目的话，比如以太坊，我们的钱包地址是我们公钥后面的20个字节，想要交易就得提供这20个字节，这是非常不方便的，也限制了区块链更广泛更平民化的应用。这20个字节就算是复制粘贴都显得非常麻烦，远不如扫码转账来得快。目前的域名和网关技术，就是为了解决这个易用性的问题。

以太坊2017年的时候开发了ENS技术，你可以自己申请一个ENS域名作为自己的钱包地址。但是这个地址传统的互联网是不认可的，你没有办法直接从pc浏览器上打开。最近以太坊和英国MMX公司合作，把技术应用到了.luxe域名上，以后就可以在传统互联网上通过.luxe域名访问其绑定的钱包了。

网关技术道理是一样的，传统的互联网网站都有一个中心服务器，这个中心服务器宕机了，我们就没法访问其中的网页了。区块链文件系统IPFS星际文件传输提供了一种没有中心服务器的网页系统。但是以前想要访问IPFS上的内容，需要先下载客户端，把自己的电脑做成节点连接进去。传统的互联网是不能直接访问的。最近有家互联网企业开发了一种新的网关技术，使用户可以直接从浏览器里访问IPFS。这样就将区块链和传统互联网完美的结合在了一起。

总结一下，今天我们讲了区块链领域比较重要的六项技术，通过这些区块链最新的底层技术的梳理，我们可以发现区块链本身是一系列严谨的密码学和计算机技术的集合。很多人说区块链只是一个分布式数据库，没有任何技术创新。但是通过今天的课程，相信大家已经理解到，区块链技术只是存在的形式接近分布式数据库。从具体的数据记录、技术细节等等毫无疑问都是一种新的技术。相比于分布式的数据库，区块链具有的，更是可以深刻改变世界的能力。

展开

节目列表

零壹智库研究报告

2013年至今，零壹智库累计发布超过40部新金融专业书籍、200份专题报告500份数据报告，并为数十家机构和政府部门提供了专业的新金融咨询服务；举办了超过30场行业峰会、20000多业内人士到现场交流，超过40场高端闭门会、1500余位业内高管和专家参与探讨。零壹智库会员体系将在原有机构会员服务的基础上，推出个人VIP会员服务，旨在为新金融行业决策者、从业者和投资者提供专业化的知识、业务交流水平和资源开拓的能力。

报告需求或合作请联系： 132-6199-0570 marketing@01caijing.com 报告购买与咨询请微信扫码：