2021年区块链预测:公链性能跃升两个数量级,跨链达成共识

近几年,区块链迅速成为各大科技公司角逐的新领域,它所拓展的行业也越来越多。区块链技术正在成为当今热点的新技术,谁能率先将其应用到产业中,谁就有机会弯道超车。

随着技术不断迭代与完善,各行各业对于区块链技术的需求也愈加强烈。那么,未来的区块链将何去何从?我们需要关注技术的那些发展,我们需要从实际产业中获得哪些需求反馈,从而反向促进技术迭代?

12 月 6 日,麻省理工科技评论与蚂蚁链共同举办了区块链与数字经济发展论坛,我们邀请了达摩院资深技术专家、蚂蚁链技术总监闫莺、Conflux 联合创始人兼 CTO 伍鸣、南京航空航天大学密码学与应用安全实验室副主任方黎明一起进行了一场圆桌讨论,为我们展望区块链产业技术未来的发展。

《2021年区块链预测:公链性能跃升两个数量级,跨链达成共识》

问:大家对明年区块链产业技术的变化有什么预期?会产生什么样的新的事情?

达摩院资深技术专家、蚂蚁链技术总监闫莺:2019 年,达摩院预测来 2020 年的几项技术趋势:应用层面,我们认为会出现千万级日活的应用;技术层面,跨链是行业关注的热点;还有软硬一体的突破。现在看来,去年预测的还挺准的。

再看明年,在技术层面有两点是非常重要的。

第一点是隐私保护,随着数字化进程推进,更多的数据、资产在跨企业之间流转,那么隐私保护必须解决,否则区块链的基础设施因为这一点就落不下去。当然,在解决的过程中,软件硬件一体化,是必然的趋势。

第二点,今年是跨链标准制订的热点,更多的企业加入标准的制订中,所因此明年,整体技术的共识会比预期的还要更早到来,场景上也会有飞跃式的发展。

Conflux 联合创始人、首席技术官伍鸣:从去年到今年,公链项目都在做性能上的突破。性能瓶颈一直是阻碍公链落地的重要障碍。

现在一些比较成熟的公链技术,在不牺牲安全性的前提下,已经可以把比特币和以太坊的性能提升两个数量级,已经可以满足现在很多应用的需求。

现在保证安全的前提下,做得比较好的也就是几千 TPS 的水平。明年公链的性能仍会有更大的进步,从区块链系统的组件趋势来看,这个数字可能再有一个到两个数量级的提升。

方黎明(南京航空航天大学密码学与应用安全实验室副主任):今年从 0 到 1 的试点应用中,有两大块突破,一是技术,一个是密文计算,随着区块链应用的普及,它会成为新的技术落地点。除此之外,区块链数据的隐私计算、匿名技术、新型签名、零知识证、以及后量子密码等技术,既保证了区块链的安全性同时相关算法的性能在不久的将来会获得极大提升。

应用上,我预期明年,我们所有人日常的应用里,至少有一个是区块链上完成的。举个简单的例子,没准你开的那张电子发票就是区块链的电子发票,没准你去领的某一张证,就帮你保护在区块链上了,或者你在银行的某一笔钱,这个交易由区块链帮你保证安全的。

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图|闫莺博士

问:蚂蚁链的开放联盟链,相对于传统的联盟链是有什么不一样?

闫莺(达摩院资深技术专家、蚂蚁链技术总监):这要从现在联盟链的痛点说起,我们观察到了有三点:

第一,开发门槛高,相应的周边工具,如合约安全等关键技术服务和工具不健全。第二,建链的成本也比较高,要做一些基础设施的搭建。第三,整个应用市场有待发展,还是需要生态来共建。开放联盟链是为了解决这三个困境提出来的,企业加入联盟链,大家一起共建生态,共享收益。底层平台技术是由蚂蚁链来提供的,给大家提供高性能、高安全隐私保护的底座保证。希望借助这个模式让更多人参与应用开发中,把应用市场建立起来。

问:对以太坊 2.0 等公链的变化有怎样的思考?Conflux 明年的计划是怎样的?

伍鸣(Conflux 联合创始人、首席技术官):首先,区块链系统有很多组成部分,共识、网络的传输、存储、计算。

比特币和以太坊用的是中本聪共识的共识算法,它非常强调账本的不可篡改的安全性。它是基于最长链规则的共识算法,在很大程度上牺牲了性能。

而 Conflux 在共识算法上做了一些创新的改进,相当于不用最长链规则,而是用最重子树规则来处理区块一致性的问题。技术细节不多说,新的共识算法实际上使得系统可以支持更高的出块率,同时保证系统的安全性。在这种情况下,我们共识算法的吞吐率实际已达到上万 TPS。

但我们很快就会发现,共识瓶颈打破了之后,系统仍然会受限于其他瓶颈,比如网络带宽利用率的限制。Conflux 的系统有一个创新设计,是去优化交易转发的协议,使得网络利用率达到非常好的效率。

现在来看,我们的系统达到了 3000 或者 5000TPS 的性能,瓶颈实际上是在存储的访问和智能合约的执行上。

在未来的一年,通过改变存储访问和交易执行的方式,性能是可以继续提升的。比如,区块链中的可验证存储都是用密码学的数据结构来去实现的,这个访问的开销是很大的。这里有大量的优化工作可以做,从而能使存储的访问性能进一步提升,这也是很多人在探索的方向。

现在在我们的链上,虚拟机的执行很显然已经达到了瓶颈,下一步就是怎么把虚拟机的平台进行并行化的拓展,这是一个很重要的问题。有些相关的研究在做多线程的虚拟机的执行,通过猜测执行以及并发控制。在未来一年,这些技术会慢慢成熟,应用在实际的区块链系统里。

另外,随着 5G 网络技术的提升,不管是带宽还是延迟,都会有本质上的进步。基于这些观察,明年公链系统的性能完全可以更上一个台阶,同时不会牺牲安全性。

Conflux 系统已经主网上线了,但系统峰值 TPS 还远远没有被用上,因为应用还较少。所以,当前我们优先级最高的事情就是发展 Conflux 生态。

一个公链系统要有使用价值,它上面必须有足够的数字资产,现在我们通过跨链的方式,把以太坊和比特币的资产跨到 Conflux 的链上去。

我们链与以太坊的是兼容的,所以我们很容易把以太坊的生态应用重新的移植过来。现在 Conflux 上也慢慢的有了一些 DAPP,可以吸引用户去把原来在以太坊的资产划过来。

实际上,我们更多是去资助生态相关的项目,吸引社区的技术开发者为 Conflux 贡献生态应用。另一方面,我们核心团队的使命在于不断地在区块链的技术上创新和迭代。

所以,本质上两个方面,一个是生态,一个是底层技术不断的进步。

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图|伍鸣博士

问:DeFi 是今年区块链比较火的话题,去中心化金融,它具体解决了什么问题?

伍鸣(Conflux 联合创始人、首席技术官):在我看来,DeFi 是一个金融创新的实验场。现在 DeFi 项目,其实是金融的衍生品,利用区块链技术的特点来创新,包括去中心化的交易所,去中心化的期货合约,还有能自动的帮你搜索最优的投资策略的协议。

为什么大家愿意在上面去做这样的事儿呢?其实本质上是因为在以太坊上沉淀了大量的 USDT 资产,这些都是真实资产,开发者或玩家做这些是有利可图的,通过创新赚钱,是一个非常正向的反馈。

目前,这些 DeFi 好像对现实生活、工业界的发展没有什么影响,但长远来看,它们一定会发生联系。传统的金融会跟产业紧密结合,产业也是靠着这个金融系统去驱动的。

未来,能够连接数字经济和传统金融的机制会越来越多。当数字资产能够和传统金融紧密结合时,就能影响我们现有的产业界发展。

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图|方黎明博士

问:区块链的存证和传统基于 CA 的存证的关系是什么?

方黎明(南京航空航天大学密码学与应用安全实验室副主任):第一,区块链有一项很重要的功能是存证,有时间戳,按顺序来的。传统的 CA 方式用数字证书加签名加密的方式做,但是签名有一些缺点,比如,时间序列不明显的,我们看到的是最终这个版本,并不知道过去改的历史。

记录在区块链的好处是原来是什么,后来改成什么,再后来变成什么都有记录,都可以追溯,这在金融中很有帮助。

第二,区块链是有共识算法的,不是说某一个人能改的。传统证书方式的签名,拥有签名的人是有权利任意时间进行修改的。但在区块链上不是个人能决定修改的,是要大家共识的,所以区块链的价值会比原来的单独签名意义更大。当没有可信任中心时,区块链的方式比传统的方式要更安全可靠。

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