区块链实践结论 区块链技术与实践

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今天给各位分享区块链实践结论的知识,其中也会对区块链技术与实践进行解释,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站,现在开始吧!

区块链的特征是什么?

区块链的特征

区块链的四大特征之一:不可篡改

区块链最容易被理解的特性是不可篡改的特性。

不可篡改是基于“区块+链”(block+chain)的独特账本而形成的:存有交易的区块按照时间顺序持续加到链的尾部。要修改一个区块中的数据,就需要重新生成它之后的所有区块。

共识机制的重要作用之一是使得修改大量区块的成本极高,从而几乎是不可能的。以采用工作量证明的区块链网络(比如比特币、以太坊)为例,只有拥有 51% 的算力才可能重新生成所有区块以篡改数据。但是,破坏数据并不符合拥有大算力的玩家的自身利益,这种实用设计增强了区块链上的数据可靠性。

通常,在区块链账本中的交易数据可以视为不能被“修改”,它只能通过被认可的新交易来“修正”。修正的过程会留下痕迹,这也是为什么说区块链是不可篡改的,篡改是指用作伪的手段改动或曲解。

在现在常用的文件和关系型数据中,除非采用特别的设计,否则系统本身是不记录修改痕迹的。区块链账本采用的是与文件、数据库不同的设计,它借鉴的是现实中的账本设计——留存记录痕迹。因此,我们不能不留痕迹地“修改”账本,而只能“修正”账本(见图2)。

图2:区块链账本“不能修改、只能修正”

区块链的数据存储被称为“账本”(leger,总账),这是非常符合其实质的名称。区块链账本的逻辑和传统的账本相似。比如,我可能因错漏转了一笔钱给你,这笔交易被区块链账本接受,记录在其中。修正错漏的方式不是直接修改账本,将它恢复到这个错误交易前的状态;而是进行一笔新的修正交易,你把这笔钱转回给我。当新交易被区块链账本接受,错漏就被修正,所有的修正过程都记录在账本之中,有迹可循。

将区块链投入使用的第一类设想正是利用它的不可篡改特性。农产品或商品溯源的应用是将它们的流通过程记录在区块链上,以确保数据记录不被篡改,从而提供追溯的证据。在供应链领域应用区块链的一种设想是,确保接触账本的人不能修改过往记录,从而保障记录的可靠性。

2018 年 3 月,在网络零售集团京东发布的《区块链技术实践白皮书》中,京东认为,区块链技术(分布式账本)的三种应用场景是:跨主体协作,需要低成本信任,存在长周期交易链条。这三个应用场景所利用的都是区块链的不可篡改特性。多主体在一个不可篡改的账本上协作,降低了信任成本。区块链账本中存储的是状态,未被涉及的数据的状态不会发生变化,且越早前的数据越难被篡改,这使得它适用于长周期交易。

区块链的四大特征之二:表示价值所需要的唯一性

不管是可互换通证(ERC20),还是不可互换通证(ERC721),又或者是其他提议中的通证标准,以太坊的通证都展示了区块链的一个重要特征:表示价值所需要的唯一性。

在数字世界中,最基本单元是比特,比特的根本特性是可复制。但是价值不能被复制,价值必须是唯一的。之前我们已经讨论过,这正是矛盾所在:在数字世界中,我们很难让一个文件是唯一的,至少很难普遍地做到这一点。这是现在我们需要中心化的账本来记录价值的原因。

在数字世界中,我们没法像拥有现金一样,手上拿着钞票。在数字世界中,我们需要银行等信用中介,我们的钱是由银行账本帮忙记录的。

比特币系统带来的区块链技术可以说第一次把“唯一性”普遍地带入了数字世界,而以太坊的通证将数字世界中的价值表示功能普及开来。

2018 年年初,中国的两位科技互联网企业领袖不约而同地强调了区块链带来的“唯一性”。腾讯主要创始人、CEO 马化腾说:“区块链确实是一项具有创新性的技术,用数字化表达唯一性,区块链可以模拟现实中的实物唯一性。”

百度创始人、CEO 李彦宏说:“区块链到来之后,可以真正使虚拟物品变得唯一,这样的互联网跟以前的互联网会是非常不一样的。”

对于通证经济的探讨和展望正是基于,在数字世界中,在网络基础层次上区块链提供了去中心化的价值表示和价值转移的方式。在以以太坊为代表的区块链 2.0 时代,出现了更通用的价值代表物——通证,从区块链1.0的数字现金时期进入到数字资产时期。

区块链的四大特征之三:智能合约

从比特币到以太坊,区块链最大的变化是“智能合约”(见图3)。比特币系统是专为一种数字货币而设计的,它的 UTXO 和脚本也可以处理一些复杂的交易,但有很大的局限性。而维塔利克创建了以太坊区块链,他的核心目标都是围绕智能合约展开的:一个图灵完备的脚本语言、一个运行智能合约的虚拟机(EVM),以及后续发展出来的一系列标准化的用于不同类型通证的智能合约等。

图3:区块链2.0的关键改进是“智能合约”

智能合约的出现使得基于区块链的两个人不只是可以进行简单的价值转移,而可以设定复杂的规则,由智能合约自动、自治地执行,这极大地扩展了区块链的应用可能性。

当前把焦点放在通证的创新性应用上的项目,在软件层面都是通过编写智能合约来实现的。利用智能合约,我们可以进行复杂的数字资产交易。

在讨论以太坊的发展过程时,在冷知识专栏“智能合约”“以太坊的智能合约”中,我们对智能合约进行了很多讨论,在此不再赘述。这里再借维塔利克的讨论,重复一下我们认同的智能合约的软件性质——它相当于一种特殊的服务端后台程序(daemon)。在以太坊白皮书中,维塔利克写道:

(合约)应被看成是存在于以太坊执行环境中的“自治代理”(autonomous agents),它拥有自己的以太坊账户,收到交易信息,它们就相当于被捅了一下,然后它就自动执行一段代码。

智能合约的执行流程如图 4 所示。区块链的第五、第六个定义如图 5 所示。

图4:智能合约的执行流程

图5:区块链的定义之五、之六

区块链的四大特征之四:去中心自组织

区块链的第四大特征是去中心自组织。到目前为止,主要区块链项目的自身组织和运作都与这个特征紧密相关。很多人对区块链项目的理想期待是,它们成为自治运转的一个社区或生态。

匿名的中本聪在完成比特币的开发和初期的迭代开发之后,就完全从互联网上消失了。但他创造的比特币系统持续地运转着:无论是比特币这个加密数字货币,比特币协议即它的发行与交易机制,比特币的分布式账本、去中心网络,还是比特币矿工和比特币开发,都去中心化、自组织地运转着。

我们可以合理地猜测,在比特币之后出现了众多修改参数分叉形成的竞争币、硬分叉形成的比特币现金(BCH),可能都符合中本聪的设想。他选择了“失控”,失控可视为自治的同义词。

到目前为止,以太坊项目仍在维塔利克的“领导”之下,但正如本章一开始讨论的,他是以领导一个开源组织的方式引领着这个项目,就像林纳斯领导开源的 Linux 操作系统和 Linux 基金会一样。

维塔利克可能是对去中心自组织思考得最多的人之一,他一直强调和采用基于区块链的治理方式。2016 年以太坊的硬分叉是他提议的,但需要通过链上的社区投票,获得通过方可施行。在以太坊社区中,包括 ERC20 等在内的众多标准是社区开发者自发形成的。

在《去中心化应用》一书中,作者西拉杰·拉瓦尔(Siraj Raval)还从另一个角度进行了区分,他的这个区分有助于我们更好地理解未来的应用与组织。他从两个维度看现有的互联网技术产品:一个维度是,在组织上是中心化的,还是去中心化的;另一个维度是,在逻辑上是中心化的,还是去中心化的。

他认为:“比特币在组织上去中心化,在逻辑上集中。”而电子邮件系统在组织上和逻辑上都是去中心化的(见图6)。

图6:比特币在组织上去中心化,在逻辑上集中

在设想未来的组织时,我们心中的理想原型常是比特币的组织:完全去中心化的自治组织。但在实践过程中,为了效率和能够推进,我们又会略微往中心化组织靠拢,最终找到一个合适的平衡点。

现在,在通过以太坊的智能合约创建和发放通证,并以社区或生态方式运行的区块链项目中,不少项目的理想状态是类似于比特币的组织,但实际情况是介于完全的去中心化组织和传统的公司之间。

在讨论区块链的第四个特征去中心自组织时,其实我们已经在从代码的世界往外走,涉及人的组织与协同了。现在,各种讨论和实际探索也揭示了区块链在技术之外的意义:它可能作为基础设施支持人类的生产组织和协同的变革。这正是区块链与互联网是完全同构的又一例证,互联网也不仅仅是一项技术,它改变了人们的组织和协同。

总的来说,以太坊把区块链带入了新的阶段。在讨论以太坊时,如果要总结两个关键词的话,那么这两个关键词分别是智能合约和通证;而如果只能说一个的话,我会选择“通证”。我会更愿意从互联网的历史中找寻它的意义,重复之前的类比:作为价值表示物的通证,它的角色类似于 HTML。在有了 HTML 之后,建什么样的网站完全取决于我们的想象力。

最高法对区块链电子证据的司法应用有哪些结论?

2020年随着在线诉讼机制的推广以及互联网法院对区块链电子证据应用的推动,涉区块链电子证据判例数大幅增长。一线互联网公司和各行业头部企业因为对新技术的敏感度,在日常法务工作中普遍大量使用区块链电子证据服务。最高人民法院共设立14项重大课题,其中,《互联网时代电子诉讼规则研究》课题调研组重点围绕“电子诉讼的基本原则;线上立案、在线庭审、电子送达的条件、范围和方式;电子化材料的效力以及裁判生效标准”等重大问题,研究形成完整系统的电子诉讼规则草案,为最高法制定司法政策、出台司法解释等提供建议。

自2018年起,随着互联网法院的成立以及电子证据平台机构紧跟区块链技术发展,随着联盟链技术的发展完善,部分创新电子证据平台企业率先将区块链技术应用到电子证据领域,比如易保全等区块链电子证据平台。

易保全被最高法调研组纳入“区块链电子证据平台典型案例”,标志着易保全的区块链技术和存取证证据广受司法认可。而在此之前,易保全就已被内蒙高院、无锡中院纳入“区块链知识产权典型案例”,被法律名家讲堂选入“区块链平台典型案例”,被中商情报网选入“2020中国区块链企业投资图谱”,资质实力备受认可。

区块链电子证据绝不是简单的“使用了区块链技术就是区块链电子证据”的法律逻辑和理论框架。利用区块链技术保障电子证据在上链前、上链时到上链后的真实性、合法性、关联性,才能保证把普通的电子数据转换为司法可信的区块链电子证据。

在技术层面,采用区块链、CA、时间戳、加密算法等技术,对平台用户进行实名认证,对用户签署数据进行区块链存证,从而形成记录全过程关键细节的全证据链,生成不可篡改的HASH加密文件,从而保证数据上链前的真实可靠和上链时的完整不被篡改。

上链后,易保全通过保全链开放平台,把相关数据同步存储到公证处、仲裁委、互联网法院、版权保护中心、司法鉴定所等机构的服务器上;还可在公证处、仲裁委、司法鉴定所、首都知产协会等官网进行可视化区块链查验。确保全流程可溯源,全数据可核验,全链路可信举证。

区块链之加密原理总结(一)

    先放一张以太坊区块链实践结论的架构图:

    在学习的过程中主要是采用单个模块区块链实践结论了学习区块链实践结论了解的,包括P2P,密码学,网络,协议等。直接开始总结:

                秘钥分配问题也就是秘钥的传输问题,如果对称秘钥,那么只能在线下进行秘钥的交换。如果在线上传输秘钥,那就有可能被拦截。所以采用非对称加密,两把钥匙,一把私钥自留,一把公钥公开。公钥可以在网上传输。不用线下交易。保证数据的安全性。

        如上图,A节点发送数据到B节点,此时采用公钥加密。A节点从自己的公钥中获取到B节点的公钥对明文数据加密,得到密文发送给B节点。而B节点采用自己的私钥解密。

        2、无法解决消息篡改。

    如上图,A节点采用B的公钥进行加密,然后将密文传输给B节点。B节点拿A节点的公钥将密文解密。

        1、由于A的公钥是公开的,一旦网上黑客拦截消息,密文形同虚设。说白了,这种加密方式,只要拦截消息,就都能解开。

        2、同样存在无法确定消息来源的问题,和消息篡改的问题。

        如上图,A节点在发送数据前,先用B的公钥加密,得到密文1,再用A的私钥对密文1加密得到密文2。而B节点得到密文后,先用A的公钥解密,得到密文1,之后用B的私钥解密得到明文。

        1、当网络上拦截到数据密文2时, 由于A的公钥是公开的,故可以用A的公钥对密文2解密,就得到了密文1。所以这样看起来是双重加密,其实最后一层的私钥签名是无效的。一般来讲,区块链实践结论我们都希望签名是签在最原始的数据上。如果签名放在后面,由于公钥是公开的,签名就缺乏安全性。

        2、存在性能问题,非对称加密本身效率就很低下,还进行了两次加密过程。

        如上图,A节点先用A的私钥加密,之后用B的公钥加密。B节点收到消息后,先采用B的私钥解密,然后再利用A的公钥解密。

        1、当密文数据2被黑客拦截后,由于密文2只能采用B的私钥解密,而B的私钥只有B节点有,其区块链实践结论他人无法机密。故安全性最高。

        2、当B节点解密得到密文1后, 只能采用A的公钥来解密。而只有经过A的私钥加密的数据才能用A的公钥解密成功,A的私钥只有A节点有,所以可以确定数据是由A节点传输过来的。

        经两次非对称加密,性能问题比较严重。

        基于以上篡改数据的问题,我们引入了消息认证。经过消息认证后的加密流程如下:

        当A节点发送消息前,先对明文数据做一次散列计算。得到一个摘要, 之后将照耀与原始数据同时发送给B节点。当B节点接收到消息后,对消息解密。解析出其中的散列摘要和原始数据,然后再对原始数据进行一次同样的散列计算得到摘要1, 比较摘要与摘要1。如果相同则未被篡改,如果不同则表示已经被篡改。

        在传输过程中,密文2只要被篡改,最后导致的hash与hash1就会产生不同。

        无法解决签名问题,也就是双方相互攻击。A对于自己发送的消息始终不承认。比如A对B发送了一条错误消息,导致B有损失。但A抵赖不是自己发送的。

        在(三)的过程中,没有办法解决交互双方相互攻击。什么意思呢? 有可能是因为A发送的消息,对A节点不利,后来A就抵赖这消息不是它发送的。

        为了解决这个问题,故引入了签名。这里我们将(二)-4中的加密方式,与消息签名合并设计在一起。

       在上图中,我们利用A节点的私钥对其发送的摘要信息进行签名,然后将签名+原文,再利用B的公钥进行加密。而B得到密文后,先用B的私钥解密,然后 对摘要再用A的公钥解密,只有比较两次摘要的内容是否相同。这既避免了防篡改问题,有规避了双方攻击问题。因为A对信息进行了签名,故是无法抵赖的。

        为了解决非对称加密数据时的性能问题,故往往采用混合加密。这里就需要引入对称加密,如下图:

        在对数据加密时,我们采用了双方共享的对称秘钥来加密。而对称秘钥尽量不要在网络上传输,以免丢失。这里的共享对称秘钥是根据自己的私钥和对方的公钥计算出的,然后适用对称秘钥对数据加密。而对方接收到数据时,也计算出对称秘钥然后对密文解密。

        以上这种对称秘钥是不安全的,因为A的私钥和B的公钥一般短期内固定,所以共享对称秘钥也是固定不变的。为了增强安全性,最好的方式是每次交互都生成一个临时的共享对称秘钥。那么如何才能在每次交互过程中生成一个随机的对称秘钥,且不需要传输呢?

        那么如何生成随机的共享秘钥进行加密呢?

        对于发送方A节点,在每次发送时,都生成一个临时非对称秘钥对,然后根据B节点的公钥 和 临时的非对称私钥 可以计算出一个对称秘钥(KA算法-Key Agreement)。然后利用该对称秘钥对数据进行加密,针对共享秘钥这里的流程如下:

        对于B节点,当接收到传输过来的数据时,解析出其中A节点的随机公钥,之后利用A节点的随机公钥 与 B节点自身的私钥 计算出对称秘钥(KA算法)。之后利用对称秘钥机密数据。

        对于以上加密方式,其实仍然存在很多问题,比如如何避免重放攻击(在消息中加入 Nonce ),再比如彩虹表(参考 KDF机制解决 )之类的问题。由于时间及能力有限,故暂时忽略。

        那么究竟应该采用何种加密呢?

        主要还是基于要传输的数据的安全等级来考量。不重要的数据其实做好认证和签名就可以,但是很重要的数据就需要采用安全等级比较高的加密方案了。

        密码套件 是一个网络协议的概念。其中主要包括身份认证、加密、消息认证(MAC)、秘钥交换的算法组成。

        在整个网络的传输过程中,根据密码套件主要分如下几大类算法:

        秘钥交换算法:比如ECDHE、RSA。主要用于客户端和服务端握手时如何进行身份验证。

        消息认证算法:比如SHA1、SHA2、SHA3。主要用于消息摘要。

        批量加密算法:比如AES, 主要用于加密信息流。

        伪随机数算法:例如TLS 1.2的伪随机函数使用MAC算法的散列函数来创建一个 主密钥 ——连接双方共享的一个48字节的私钥。主密钥在创建会话密钥(例如创建MAC)时作为一个熵来源。

        在网络中,一次消息的传输一般需要在如下4个阶段分别进行加密,才能保证消息安全、可靠的传输。

        握手/网络协商阶段:

        在双方进行握手阶段,需要进行链接的协商。主要的加密算法包括RSA、DH、ECDH等

        身份认证阶段:

        身份认证阶段,需要确定发送的消息的来源来源。主要采用的加密方式包括RSA、DSA、ECDSA(ECC加密,DSA签名)等。

        消息加密阶段:

        消息加密指对发送的信息流进行加密。主要采用的加密方式包括DES、RC4、AES等。

        消息身份认证阶段/防篡改阶段:

        主要是保证消息在传输过程中确保没有被篡改过。主要的加密方式包括MD5、SHA1、SHA2、SHA3等。

         ECC :Elliptic Curves Cryptography,椭圆曲线密码编码学。是一种根据椭圆上点倍积生成 公钥、私钥的算法。用于生成公私秘钥。

         ECDSA :用于数字签名,是一种数字签名算法。一种有效的数字签名使接收者有理由相信消息是由已知的发送者创建的,从而发送者不能否认已经发送了消息(身份验证和不可否认),并且消息在运输过程中没有改变。ECDSA签名算法是ECC与DSA的结合,整个签名过程与DSA类似,所不一样的是签名中采取的算法为ECC,最后签名出来的值也是分为r,s。 主要用于身份认证阶段 。

         ECDH :也是基于ECC算法的霍夫曼树秘钥,通过ECDH,双方可以在不共享任何秘密的前提下协商出一个共享秘密,并且是这种共享秘钥是为当前的通信暂时性的随机生成的,通信一旦中断秘钥就消失。 主要用于握手磋商阶段。

         ECIES: 是一种集成加密方案,也可称为一种混合加密方案,它提供了对所选择的明文和选择的密码文本攻击的语义安全性。ECIES可以使用不同类型的函数:秘钥协商函数(KA),秘钥推导函数(KDF),对称加密方案(ENC),哈希函数(HASH), H-MAC函数(MAC)。

         ECC 是椭圆加密算法,主要讲述了按照公私钥怎么在椭圆上产生,并且不可逆。 ECDSA 则主要是采用ECC算法怎么来做签名, ECDH 则是采用ECC算法怎么生成对称秘钥。以上三者都是对ECC加密算法的应用。而现实场景中,我们往往会采用混合加密(对称加密,非对称加密结合使用,签名技术等一起使用)。 ECIES 就是底层利用ECC算法提供的一套集成(混合)加密方案。其中包括了非对称加密,对称加密和签名的功能。

        ECC 是 Elliptic Curve Cryptography的简称。那么什么是椭圆加密曲线呢?Wolfram MathWorld 给出了很标准的定义: 一条椭圆曲线就是一组被   定义的且满足  的点集。  

这个先订条件是为了保证曲线不包含奇点。

所以,随着曲线参数a和b的不断变化,曲线也呈现出了不同的形状。比如:

        所有的非对称加密的基本原理基本都是基于一个公式 K = k*G。其中K代表公钥,k代表私钥,G代表某一个选取的基点。非对称加密的算法 就是要保证 该公式  不可进行逆运算( 也就是说G/K是无法计算的 )。

        ECC是如何计算出公私钥呢?这里我按照我自己的理解来描述。

         我理解,ECC的核心思想就是:选择曲线上的一个基点G,之后随机在ECC曲线上取一个点k(作为私钥),然后根据k*G计算出我们的公钥K。并且保证公钥K也要在曲线上。

        那么k*G怎么计算呢?如何计算k*G才能保证最后的结果不可逆呢?这就是ECC算法要解决的。

        首先,我们先随便选择一条ECC曲线,a = -3, b = 7 得到如下曲线:

        在这个曲线上,我随机选取两个点,这两个点的乘法怎么算呢?我们可以简化下问题,乘法是都可以用加法表示的,比如2*2 = 2+2,3*5 = 5+5+5。 那么我们只要能在曲线上计算出加法,理论上就能算乘法。所以,只要能在这个曲线上进行加法计算,理论上就可以来计算乘法,理论上也就可以计算k*G这种表达式的值。

        曲线上两点的加法又怎么算呢?这里ECC为了保证不可逆性,在曲线上自定义了加法体系。

        现实中,1+1=2,2+2=4,但在ECC算法里,我们理解的这种加法体系是不可能。故需要自定义一套适用于该曲线的加法体系。

         ECC定义,在图形中随机找一条直线,与ECC曲线相交于三个点(也有可能是两个点),这三点分别是P、Q、R。

         那么P+Q+R = 0。其中0 不是坐标轴上的0点,而是ECC中的无穷远点。也就是说定义了无穷远点为0点。

        同样,我们就能得出 P+Q = -R。 由于R 与-R是关于X轴对称的,所以我们就能在曲线上找到其坐标。

        P+R+Q = 0, 故P+R = -Q , 如上图。

以上就描述了ECC曲线的世界里是如何进行加法运算的。

        从上图可看出,直线与曲线只有两个交点,也就是说 直线是曲线的切线。此时P,R 重合了。

        也就是P = R, 根据上述ECC的加法体系,P+R+Q = 0, 就可以得出 P+R+Q = 2P+Q = 2R+Q=0

        于是乎得到 2*P = -Q (是不是与我们非对称算法的公式 K = k*G 越来越近了)。

        于是我们得出一个结论,可以算乘法,不过只有在切点的时候才能算乘法,而且只能算2的乘法。

        假若 2 可以变成任意个数进行想乘,那么就能代表在ECC曲线里可以进行乘法运算,那么ECC算法就能满足非对称加密算法的要求了。

        那么我们是不是可以随机任何一个数的乘法都可以算呢? 答案是肯定的。 也就是点倍积 计算方式。

        选一个随机数 k, 那么k * P等于多少呢?

        我们知道在计算机的世界里,所有的都是二进制的,ECC既然能算2的乘法,那么我们可以将随机数k描 述成二进制然后计算。假若k = 151 = 10010111

        由于2*P = -Q 所以 这样就计算出了k*P。 这就是点倍积算法 。所以在ECC的曲线体系下是可以来计算乘法,那么以为这非对称加密的方式是可行的。

        至于为什么这样计算 是不可逆的。这需要大量的推演,我也不了解。但是我觉得可以这样理解:

        我们的手表上,一般都有时间刻度。现在如果把1990年01月01日0点0分0秒作为起始点,如果告诉你至起始点为止时间流逝了 整1年,那么我们是可以计算出现在的时间的,也就是能在手表上将时分秒指针应该指向00:00:00。但是反过来,我说现在手表上的时分秒指针指向了00:00:00,你能告诉我至起始点算过了有几年了么?

        ECDSA签名算法和其他DSA、RSA基本相似,都是采用私钥签名,公钥验证。只不过算法体系采用的是ECC的算法。交互的双方要采用同一套参数体系。签名原理如下:

        在曲线上选取一个无穷远点为基点 G = (x,y)。随机在曲线上取一点k 作为私钥, K = k*G 计算出公钥。

         签名过程:

        生成随机数R, 计算出RG.

        根据随机数R,消息M的HASH值H,以及私钥k, 计算出签名S = (H+kx)/R.

        将消息M,RG,S发送给接收方。

         签名验证过程:

        接收到消息M, RG,S

        根据消息计算出HASH值H

        根据发送方的公钥K,计算 HG/S + xK/S, 将计算的结果与 RG比较。如果相等则验证成功。

         公式推论:

        HG/S + xK/S = HG/S + x(kG)/S = (H+xk)/GS = RG

        在介绍原理前,说明一下ECC是满足结合律和交换律的,也就是说A+B+C = A+C+B = (A+C)+B。

        这里举一个WIKI上的例子说明如何生成共享秘钥,也可以参考  Alice And Bob  的例子。

        Alice 与Bob 要进行通信,双方前提都是基于 同一参数体系的ECC生成的 公钥和私钥。所以有ECC有共同的基点G。

         生成秘钥阶段:

        Alice 采用公钥算法 KA = ka * G ,生成了公钥KA和私钥ka, 并公开公钥KA。

        Bob 采用公钥算法 KB = kb * G ,生成了公钥KB和私钥 kb, 并公开公钥KB。

         计算ECDH阶段:

        Alice 利用计算公式 Q = ka * KB  计算出一个秘钥Q。

        Bob 利用计算公式 Q' = kb * KA 计算出一个秘钥Q'。

         共享秘钥验证:

        Q = ka  KB = ka * kb * G = ka * G * kb = KA * kb = kb * KA = Q'

        故 双方分别计算出的共享秘钥不需要进行公开就可采用Q进行加密。我们将Q称为共享秘钥。

        在以太坊中,采用的ECIEC的加密套件中的其他内容:

        1、其中HASH算法采用的是最安全的SHA3算法 Keccak 。

        2、签名算法采用的是 ECDSA

        3、认证方式采用的是  H-MAC

        4、ECC的参数体系采用了secp256k1,  其他参数体系 参考这里

        H-MAC 全程叫做 Hash-based Message Authentication Code. 其模型如下:

在 以太坊 的 UDP通信时(RPC通信加密方式不同),则采用了以上的实现方式,并扩展化了。

首先,以太坊的UDP通信的结构如下:

        其中,sig是 经过 私钥加密的签名信息。mac是可以理解为整个消息的摘要, ptype是消息的事件类型,data则是经过RLP编码后的传输数据。

        其UDP的整个的加密,认证,签名模型如下:

区块链与隐私计算的结合是必然趋势吗?

区块链与隐私计算的结合是必然趋势吗?

我们目前对这个问题的思考框架是:如果不与隐私计算技术结合,区块链技术的应用是 否受到限制、无法向前发展;如果不与区块链技术结合,隐私计算技术是否受到限制、无法 向前发展。如果二者对彼此都是刚需,那么它们相结合的趋势就是必然。

以下为我们对这个问题的思考:

1、隐私计算技术的应用是否区块链技术的刚需

区块链技术有巨大的优势,但是如果没有隐私计算技术,区块链技术的应用会大大受到 限制,因为无法解决链上数据的隐私保护问题,这使得大量涉及敏感数据的场景不愿应用区 块链技术,比如金融和医疗领域。

(1)区块链技术的局限性

第一,链上数据公开透明,数据的合规处理和隐私保护能力不足 区块链作为分布式账本系统,数据的公开透明尽管有利于存证、防篡改,但也存在数据 可轻易被复制、泄漏个人隐私的风险。区块链在公有链上要求不同节点对交易和交易状态进 行验证、维护,形成共识,因此每个参与者都能拥有完整的数据备份,所有的交易数据公开 透明。如果知道某个参与者的账户,就很容易获取其每一笔交易记录,从而据此推断其 社会 身份、财产状况等。以消费场景为例,平台之间存在竞争壁垒,用户也希望保留消费隐私, 因此区块链缺乏对用户流水、物流信息、营销情况等与企业、个人隐私相关的数据缺乏保护 能力,往往导致数据拥有方不愿意让数据进入流通环节。在链上系统的交易不再受中心账本的控制,用户通过使用唯一的私钥进行交易,交易过 程被加密且加密前数据很难还原,仅以私钥作为交易凭证使得区块链内的交易变得更加匿名 和不可控。在分布式账本系统上,所有的转账以地址形式进行,一但发生了诈骗或者洗钱等 金融犯罪,即便可以公开查询地址,但对资金追踪的难度极大,且私钥作为交易凭证很难证 明使用者的身份,因此许多企业、个人通过区块链进行洗钱等违法交易,不利于数据的合规 处理和合法共享。

第二,数据处理能力不足,制约技术的进一步落地和商业化拓展 链上计算受限于网络共识的性能,使得链上交易难以具备实时性和高效率,区块链智能 合约的计算能力需要扩展。以最大的加密支付系统比特币为例,每秒钟只能够处理大约 3 到 7 笔交易5 ,且当前产生的交易的有效性受网络传输影响,往往需要等待 10 分钟左右的记账周 期才能让网络上的节点共同知道交易内容。此外,如果链上有两个及以上节点同时竞争到记账权力,则还需要等待下一个记账周期才能确认交易的准确性,最终由区块最长、记账内容 最多的链来完成确认。

完全去中心化的系统与现实中大部分现有体系的兼容性不足,缺乏链上链下协同、多业 务发展的系统和功能,制约区块链技术的进一步落地。在区块链的技术落地过程中,首先, 各行业本身具有成熟的体系,区块链完全去中心化的形式不一定适合所有的领域和行业;其 次,区块链的平台设计和实际运行成本巨大,其所具备的低效率和延迟性的交易缺陷非常明 显,是否能够弥补原系统更换的损失需要经过一定的精算和比较;此外,使用区块链存储数 据需要对原有数据格式进行整理,涉及到政务、司法领域的敏感数据,更需要建立链接线上 和线下数据的可信通道防止数据录入有误,这带来了较高的人力、物力成本。

(2)隐私计算技术对区块链技术的帮助

隐私计算技术保障数据从产生、感知、发布、传播到存储、处理、使用、销毁等全生命 周期过程中的隐私性,弥补区块链技术的隐私保护能力,实现数据的“可用不可见”。通过 引入隐私计算技术,用户的收支信息、住址信息等个人数均以密文的形式呈现,在平台进行 数据共享的过程中,既能防止数据泄露,又能够保障用户个人隐私的安全,有利于进一步打 破数据孤岛效应,推动更大范围内的多方数据协作。隐私计算技术可与区块链技术形成技术组合,提升数据处理能力、扩大可应用范围。隐 私计算技术通过对数据进行规范化处理,能够提升数据处理、数据共享的效率,提升区块链 的数据处理能力。此外,隐私计算技术+区块链技术的技术组合能够应用于缺乏中心化系统、 但又对敏感数据分享有强烈需求的合作领域,扩展区块链技术的应用场景。

区块链技术的应用是否隐私计算技术的刚需

(1)隐私计算技术的局限性

第一,数据共享缺乏安全检验,制约数据流通的可信性

数据共享的整个流程涉及到采集、传输、存储、分析、发布、分账等多个流程,隐私计 算主要是解决全流程的数据“可用不可见”的问题,但是难以保证数据来源可信和计算过程 可信。

从数据来源可信的角度来说,在数据采集的环节,数据内容本身可能不完整,数据的录 入可能会存在失误;在数据传输的环节,数据的传输可能会被其他的客户端攻击,导致数据 在传输的过程中泄漏;在数据的储存环节,储存数据的角色方有可能会篡改数据或者将数据 复制转卖到黑市,这些都不会被隐私计算技术记录。如果无法保证数据共享各方的身份得到 “可信验证”,就有可能导致数据的隐私“名不副实”。从计算过程可信的角度来说,在数 据分析和发布的环节,数据的共享方有可能私自篡改数据的运行结果和发布内容,对最终数 据处理的结果进行造假。因此,一旦信息经过验证并添加到隐私计算的环境中,很难发现数 据是否被篡改、被泄漏,很难防止不同时间点不同节点的数据造假的情况,在涉及到金融、政务、医疗、慈善等关键领域里,如果数据有误则产生的一系列法律问题则难以追究。

第二,业务水平整体层次不齐,制约技术平台的扩展

当前,隐私计算的技术实现路径主要分为三种:多方安全计算、联邦学习、TEE 可信执行 环境。三种技术路径存在各自的应用缺陷和问题,由于行业内不同公司对于技术的掌握能力 和研发能力有限,导致技术平台的实际应用范围有限,可扩展能力不足。

多方安全计算尽管具有复杂高标准的密码学知识,但其计算性能在实际应用的过程中存 在效率低的缺陷。随着应用规模的扩大,采用合适的计算方案保证运算时延与参与方数量呈 现线性变化是目前各技术厂商面临的一大挑战。多方安全计算虽然能保证多方在数据融合计 算时候的隐私安全,但是在数据的访问、控制、传输等环节,仍然需要匹配其他的技术手段 防止数据泄露、篡改。

联邦学习技术目前在业内的应用通常以第三方平台为基础模型,在基础模型之上进行隐 私计算,这样的基础模型本身存在被开发者植入病毒的隐患。此外,联邦学习的机制默认所 有的参与方都是可信方,无法规避某个参与方恶意提供虚假数据甚至病害数据,从而对最终 的训练模型造成不可逆转的危害。由于联邦学习需要各个参与式节点进行计算,因此节点的 计算能力、网络连接状态都将限制联邦学习的通信效率。

TEE 可信执行环境在国内目前核心硬件技术掌握在英特尔、高通、ARM 等少数外国核心供 应商中,如果在关键领域从国外购买,则存在非常高的安全风险和应用风险。第三,数据共享缺乏确权机制,制约数据流通的应用性 隐私计算通过使用多方数据共同计算、产生成果,然而在实际合作的过程中,由于各个 数据共享方业务水平不同、数据质量不一导致在数据处理的每一个环节难以实现合理的确权。

按照常规的利益分配机制,拥有高质量数据、高成果贡献率的数据拥有方理应从中获取更多 的利润,但是隐私计算仅考虑到数据的“可用不可见”,数据共享方难以从最终结果来判断 谁的数据对于成果的贡献最大,造成利益分配的不公平。如果缺乏合理的成果贡献评估机制和利益分配机制,就会难以激励数据所有者和其他数 据持有者进行合作。尤其是在不信任的多方合作的场景下,会更加增加合作的信任成本,使 得多方协作难以达成,制约数据流通的实际应用性。

(2)区块链技术对隐私计算技术的帮助

区块链技术通过数据流通的所有环节、所有参与者进行记录,实现数据共享流程中的权 责分明,提升了数据流通的可信性。在数据传输的环节,区块链记录数据的提供者,确认数 据提供方身份的真实性和有效性,有利于数据确权,为公平可行的利益分配机制提供参考;在数据储存的环节,区块链保证数据的每一次修改都有迹可循,防止数据的恶意篡改。区块 链技术可作为隐私计算技术的底层平台,保证了加密数据本身的真实有效性,提升了隐私计 算平台里数据流通的可信性,拓展隐私计算技术的应用范围。

3. 结论

隐私计算技术和区块链技术的融合是必然的趋势。对于数据资产的流转来讲,没有隐私 计算,不能解决数据本身的安全和隐私保护问题;没有区块链,不能解决数据的确权问题以 及在更大范围内的数据网络协作问题。将区块链和隐私计算二者结合起来,建设大规模数据 流通网络,在目前的实践中成为有所共识的 探索 方向。

区块链与隐私计算的结合会改变什么?

1、形成大规模数据流通网络和数据要素市场

当前,数据流通存在三方面问题:数据拥有方的数据保护和数据确权难以实现;不同来 源数据的整合处理成本过高、缺乏统一标准;数据利益的分配机制不完善。

如前文所述,区块链和隐私计算技术相结合,可以一方面解决隐私保护问题,一方面解 决数据确权和多方协作问题,从而建立大规模的数据流通网络。

在大规模数据流通网络建立的基础上,真正意义上的数据要素市场才能够形成,数据作 为生产要素的价值才能够被充分发掘出来。

2、推动数据资产化的发展

所谓资产,是指由企业过去的交易或事项形成的,由企业拥有或者控制的,预期会给企 业带来经济利益的资源。

数据的资产化就是让数据在市场上发现价值,能够为企业创造新的经济益。

大规模数据流通网络和数据要素市场的形成,将大大推动数据价值的发现、数据资产化 的发展。

从企业一侧来看,企业的生产经营活动当中沉淀下来的数据会成为宝贵的资产。一方面, 对这些数据的分析和运用,将推动企业改善自身的业务;另一方面,与外部机构进行数据的 共享,能够推动数据发挥出更大的价值,企业自身也将从中获取更多收益。这会反过来进一 步推动企业的数字化转型和对数据资产的管理。未来,对数据资产的盘点可能成为企业在资 产负债表、现金流量表、利润表之外的“第四张表”。

数据资产化的发展,也会推动围绕数据价值挖掘形成全新的服务体系。其中包括数据确 权、定价、交易等各个环节。上海 社会 科学院信息研究所副所长丁波涛将未来数据资产服务体系中的机构分成四类:

第一类提供中介服务,包括数据经纪人,还有数据代理。

第二类提供数据评估,由于数据市场信息不对称或信息混乱,需要提供合规评估、数据 质量和数据价格的评估。

第三类提供价格咨询,如提供法律、经济咨询或者是上市辅导等的咨询服务企业。

第四类提供专业技术服务,包括数据开发、数据处理服务、数据交付服等。数据资产化的发展,带来的将是人们认知的提升、生产效率的提高、生产要素的重组、 创新的产生、经济的发展以及全 社会 整体福利的提升。

3、对现有业态的改变

区块链与隐私计算的结合,将提升企业和个人分享数据、利用数据的积极性,进一步推 动打破“数据孤岛”。其对现有业态的改变主要体现在以下几个层面:

第一,这将带来新的数据和 科技 变革。

首先,这将推动数据密态时代的到来。数据密态时代的核心,是数据流通使用方式的巨 大改变,数据将以密态形式在主体间流动和计算,显著降低数据泄露的风险,并在合规前提 下支撑各种形态业务的发展。此前,数据被加密之后只能用来传输或者存储,但是未来数据 在加密状态下可以被计算。这将带来一系列新的问题和挑战,引发许多相关技术领域的连锁 反应。

其二,这将重塑大数据产业。随着数据流通的安全化,以往较为敏感的数据领域逐渐开 放。以政务数据为例,隐私计算使联合政务、企业、银行等多方数据建模和分析成为可能, 进一步释放数据应用价值,创造了多样化的应用机遇。

其三,人工智能产业将获得新一轮的发展。数据、算法和算力是人工智能发展的三要素。近几年来,由于缺乏可用的数据,人工智能的发展遭遇瓶颈。未来,5G 和物联网的发展将使 得万物互联,数据量大幅增长。区块链+隐私计算技术的应用,可以使得人工智能利用海量数 据优化模型,真正迈向“智能化”。其四,这将为区块链产业的发展带来新的机遇。区块链与隐私计算相结合,将拓展联盟 链的节点数量,从而进一步扩大可协同利用的数据资源的范围。

第二,在 科技 变革的基础之上,区块链与隐私计算相结合,将给许多传统产业带来变革。

在政务领域,一方面,可以实现政府不同部门之间的互联互通及数据共享,从而促进政 府不同部门的协同,提高政府的效率以及决策质量,推动智慧城市的建设;另一方面,可以 促进政务数据与民间数据的双向开放。政务数据向 社会 开放,可以为企业或学界所用,释放 更多价值。民间的数据源向政府开放,可以提高政府在决策以及政务流程等方面的效率。

在金融领域,支付、征信、信贷、证券资管等各个领域都会因之发生变化。总体来看, 主要是影响到金融的风控和营销两个方面。区块链与隐私计算技术的结合,可以在符合法律 规定、不泄露各方原始数据的前提下,扩大数据来源,包括利用金融体系外部的互联网数据, 实现多方数据共享,联合建模,从而有效识别信用等级、降低多头信贷、欺诈等风险,也有 助于信贷及保险等金融产品的精准定价;同样,内外部多方数据的共享融合也有助于提高金融机构的反洗钱甄别能力。

在医疗领域,未来在疾病治疗、药物研究、医疗保险等多个领域,区块链与隐私计算都 能助推医疗信息化建设,带来巨大变革。在疾病治疗和药物研究方面,区块链与隐私计算结 合,能够促进更多的医疗数据被联合起来进行分析和研究,从而为许多疾病的治疗带来新的 突破。在医疗保险方面,区块链与隐私计算技术结合,主要是可以使得保险公司可以应用到 更多的数据,改善保险产品的设计、定价、营销,甚至可以促进保险公司对客户的 健康 管理 等。

区块链与隐私计算技术相结合,目前应用的重点领域是政务、金融、医疗领域,但是未来其应用将不仅仅局限于这三个领域,还将在更多领域发挥作用。

第三,数据权利、利益将重新分配。

这可能是区块链与隐私计算技术相结合所带来的最为核心,也是最为深刻的,与每一个人 的切身利益都息息相关的变革。

首先,这涉及到每个产业链不同环节利益的重新分配。

前述在广告营销领域的应用落地为例,此前广告营销的利益分配主要是在广告主与渠 道商之间。但是,未来应用区块链和隐私计算技术,可以在更大范围内进行数据协作,则要 解决广告主、多个渠道方、消费者之间多方数据协作的问题,这其中就涉及到多方之间权责 的划分、利益的重新分配。

其次,这还涉及到企业与个人之间利益的重新分配。

欧盟的 GDPR,美国的 CCPA 等法案中涉及用户的一项重要权益即“portability,(可携 带权)”。即第三方应用不能封锁个人数据,一旦个人有下载的诉求,APP 需要提供便利的 API 利于个人拷贝数据。美国公司已陆续为用户提供 API,如果在这方面功能缺失,个人客户 可以提出诉讼,而公司也将面临巨额的罚款。在中国的《个人信息保护法》当中,也有相关的条款。《个人信息保护法》第四十五条规 定,“个人有权向个人信息处理者查阅、复制其个人信息”、“个人请求查阅、复制其个人信息 的,个人信息处理者应当及时提供。个人请求将个人信息转移至其指定的个人信息处理者, 符合国家网信部门规定条件的,个人信息处理者应当提供转移的途径。”

目前,中国公司的区块链+隐私计算 探索 主要集中在 To B 服务领域,但是区块链是全球 化的商业,如果美国已经出现这样的模式,中国大概率不会完全不受影响。伴随着消费级软硬件技术能力的提升,区块链与隐私计算技术结合,会逐步对个人与机构 之间的数据服务进行变革。对于个人用户而言,将有机会获得自身隐私数据的完全掌控权, 并为数据业务过程中所涉及的数据隐私需求获得更强的技术性保障。目前关于 To C 服务的相关问题,国内业界还在探讨当中。

为什么区块链+隐私计算的应用尚未大规模普及?

第一,区块链+隐私计算的落地应用,主要是在涉及需要多方数据协作的情况,目前实际需求尚未爆发。

从隐私计算技术发展的角度来看,目前隐私计算尚在落地初期,解决的主要是两方之间 的数据协作问题,涉及到多方的场景还不多,因此很多时候还没有体会到对区块链+隐私计算 应用的需要。

从区块链技术发展的角度来看,区块链技术在许多领域的应用目前并非刚需。不少问题 可以应用区块链解决,但是不用区块链技术也能解决,而应用区块链技术解决的成本更高。因此,目前区块链项目的建设主要是政务部门和大型企业较为积极,因为政府和大型企业从 长远发展的角度来考虑,可以做前瞻性的投资建设和技术布局,但是大多数商业机构需要衡 量投入与产出。

区块链技术与隐私计算技术结合,主要是用于处理数据协作问题。从数据治理的角度来 看,目前大多数机构都在处理自身内部的数据治理问题,内部的数据体系梳理好之后,才涉 及到与外部进行数据协作,因此还需要时间。

第二,区块链+隐私计算的落地应用较为复杂,涉及到新商业模式的创造、权责以及利益 的重新分配,因此需要的时间更长。

以在广告营销领域的应用落地为例,目前的大多数应用 都只是落地了隐私计算平台,主要涉及两方数据协作,直接应用隐私计算技术,延续此前商 业应用即可。但是,如果引入区块链技术,则要解决广告主、渠道方、消费者之间多方数据 协作的问题,这其中可能涉及到多方之间权责的划分、利益的重新分配,新商业模式的形成 需要时间进行 探索 。

应用的大规模普及,还需要解决哪些问题?

区块链+隐私计算的应用在大规模铺开之前,还需要具备三方面的条件:

第一,从外部环境来看,需要全 社会 整体的数字化水平的提高。 打个比方,区块链+隐私 计算将来会形成数据流通的高速公路,但是路上要有足够的车。目前全 社会 的数字化正在快 速推进当中,大多数机构都是正在进行自身内部的数据治理,他们需要先处理好自己的数据, 之后才能产生更多的与外部数据进行协作的需求,这还需要时间。

第二,从技术发展来看,技术成熟尚需投入。 区块链+隐私计算技术的应用,实际上是牺 牲了数据流通的效率、提升了安全性,但是数据流通的效率也非常重要,未来需要在效率和 安全这两个方面形成一定的平衡,安全要保障,足够的效率也要满足,这其中涉及到许多技 术的研发、行业标准的制定,技术产品化的发展和完善、技术成本的进一步降低,还需要时 间。

第三,还需要相关法律法规的完善,以及数据交易商业模式的形成。 不过,这一条件与 前两个条件相比,其在目前的重要性相对次之。因为随着需求的爆发、技术的完善,相关的法律法规以及商业模式就会随之形成,这一条件在现阶段并非限制区块链与隐私计算技术落 地应用的最关键因素。

区块链+隐私计算的应用中还蕴藏着哪些趋势?

1、国产化的趋势

区块链+隐私计算的应用,涉及网络安全、数据安全,未来将成为新基建的重要组成部分。这是关乎网络空间主权、国家安全和未来发展利益的重要方面,因此这个领域的国产化是未来趋势。

在区块链+隐私计算技术应用的国产化当中,软件的国产化是相对容易实现的。难点在于 硬件的国产化,其中最难的部分是芯片的国产化。

这一部分的发展,与信创领域的发展相关。信创,即信息技术应用创新产业,其是数据 安全、网络安全的基础,也是新基建的重要组成部分。信创涉及到的行业包括 IT 基础设施:CPU 芯片、服务器、存储、交换机、路由器、各种云和相关服务内容;基础软件:数据库、操 作系统、中间件;应用软件:OA、 ERP、办公软件、政务应用、流版签软件;信息安全:边 界安全产品、终端安全产品等。

在区块链+隐私计算领域,目前已经有企业在尝试产品的国产化。例如,前文提到的,蚂 蚁链自研了密码卡、隐私计算硬件以及自研可信上链芯片,同时还推出了摩斯隐私计算一体 机。创业公司如星云 Clustar、融数联智也在进行相关国产化硬件产品的研发。

2、软硬件技术相结合、更多技术融合发展的趋势

目前,在区块链与隐私计算技术相结合的实践中,也呈现出了软硬件技术相结合、更多 技术融合发展的趋势。这主要是缘于几方面的需求:

第一,是加强数据安全性的需求。

隐私计算主要是解决数据在计算过程中不泄露的问题,区块链主要是解决存证问题,二者结合仅能解决数据安全的一部分问题。数据从产生到计算再到消亡,会涉及采集、传输、 存储、计算、销毁等多个环节,其生命周期可能会有数十年之久,要真正保障数据安全需要 一个更加全方位的、体系化的解决方案,以使得每个环节上都有对应的技术体系保障数据安 全 在数据采集阶段需要精心设计设备可信架构,在网络传输阶段需要合理运用安全协议, 在存储阶段需要兼顾加密与性能,在数据计算阶段需要灵活选择可信执行环境与密态运算。除此以外,计算环境的可信与安全在防御纵深建设上也至关重要。这些安全保障能力的技术 图谱会涉及到可信计算、软硬件供应链安全、隔离技术、网络与存储的透明加密、密钥管理、 可信执行环境等等。这其中每一个技术点都有软硬件结合、多种技术融合发挥的空间。

第二,是提升计算性能的需求。

隐私计算的性能目前还比较低,在计算机单机、单机和单机之间、计算机集群之间这三 个层面上都存在。

在计算机单机上,隐私计算由于运用了密码学技术,计算过程中涉及到很多加密解密的 步骤,这使得计算量以几何级数增加。以全同态算法为例,在通用芯片上密文运算的速度比 明文运算慢了 10 万倍。这意味着,做同样的运算,如果用全同态算法,在 Intel 最新的 Icelake 处理器上,跑出来的效果等同于 Intel 的第一代 8086 处理器,直接回退了数十年。这使得全 同态加密在现实情况下就不具备可用性了。算力问题也是导致全同态算法一直未得到广泛应 用的根本原因。

在单机之间和计算机集群之间,会涉及到单机之间和集群之间的通信效率问题。一方面, 主流的隐私计算技术无论是联邦学习还是多方安全计算,都有通信问题。密文膨胀、传输次 数膨胀,会导致单机之间网络传输效率成为隐私计算的瓶颈之一。另一方面,由于大多数隐 私计算的场景都是跨多方的,多方要通过公网进行通信,公网的带宽与时延目前也是巨大的 鸿沟。

性能的问题,会随着时间的推移越来越严重。2021 年,隐私计算的落地尚处于颇为早期 的阶段,主要是在一些机构内部或者是两方、三方之间应用,处理的数据量较小,这个问题 还不明显。可是未来,多方数据交换需求的到来、5G 和物联网的发展所带来的数据量急剧增 大,最终导致的将是数据量爆发式的增长,这需要消耗大量的算力。

到那时,隐私计算的性 能将面临巨大的挑战。现在在硬件的创新方面正处于体系结构的黄金时代。这是因为,移动互联网的飞速发展 使得应用场景发展很快,上层的软件也发展很快,这使得在计算机底层进行支持的硬件甚至 芯片都需要随之进行改变,进入了新一轮的创新周期。

而从区块链与隐私计算结合的长远发展来看,软硬件结合、多技术融合,对隐私计算来 说,可以提升性能、安全性和计算效果;对区块链来说,可以促使更多机构低成本加入联盟 链,扩大联盟链应用范围。

END

编辑 | 领路元

来源 | 零一 财经 《区块链+隐私计算一线实践报告(2022)》

我理解的区块链技术

区块链不是洪水猛兽

随着区块链技术的发展,特别是跨公链技术的应用,区块链发展应用空间越来越广泛。下面简单介绍一下区块链。

区块链是比特币的一个重要概念,是利用块链式数据结构来验证与存储数据;利用分布式节点共识算法,来生成和更新数据;利用密码学的方式,保证数据传输和访问的安全;利用由自动化脚本代码组成的智能合约,来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算方式。

它本质上是一个去中介化的数据库,同时作为比特币的底层技术,它还具备分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。

通过这种应用模式,区块链技术可以实现如下三个方面的功能:第一,保证链上数据不可篡改、不可伪造,提高数据的公信力和可信性;第二,实现交易的追溯,做到溯源监管和责任追踪;第三,智能合约可以基于契约自动执行,从而提高工作效率,降低运营成本。

现在支付宝里已经在应用区块链技术,以提高安全性,增大公信公平。相信随着时代进步,区块链各种应用会越来越多,越来越进入普通百姓的生活。

结论:区块链和数字货币不是洪水猛兽,是传销币空气币在坑害百姓。

重新认识区块链:1550余个应用案例带来的启示

作者:冉伟

(本文节选自《2021全球区块链应用市场报告》)

当我们谈论区块链的时候,但凡对区块链有所了解的人都能够就相关主题或多或少地表达出自己的一些见解。例如:从技术体系上看,区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用;从功能属性上看,区块链具有去中心化、不可篡改、全程留痕、可以追溯、集体维护、公开透明等特征。

回顾区块链的 历史 ,就绕不过比特币。2009年1月3日,序号为0的比特币创世区块诞生。几天后,也就是2009年1月9日,序号为1的比特币区块诞生。当两个区块连接起来时,区块链就此“横空出世”。

化名为“中本聪”的比特币发明者可能自己都很难想象:在过去12年间,以比特币为中心,一个庞大的“加密货币家族”已经在全球金融市场掀起一场持续至今的“巨浪”。其间,与加密货币相关的创新与风险交织,进步与泡沫同在,追捧与批判共存,并推动着各国政府部门不断完善货币与金融体系、 社会 治理与监管体系。

与此同时,与比特币相伴相生的区块链同样在快速进化,而且早已超越“比特币的底层技术”范畴,应用到了 社会 与经济发展的各个角落。

那么,区块链到底通过什么样的机制发挥作用,相比传统技术和模式到底有哪些优势,其应用效果到底如何?在资本实验室与远望智库联合发布的《2021全球区块链应用市场报告》中,我们通过对2020全年和2021年一季度全球1550余个应用案例的研究,试图为上述问题提供具有一定实证性的答案。同时,基于这些案例的研究,我们可以建立起对区块链的重新认识:区块链即信任、区块链即共享、区块链即交易、区块链即替代、区块链即效率。

在比特币创世论文《比特币:一种点对点电子货币系统》中,“中本聪”反复强调了比特币具有不依赖于“可信任第三方”的特性,也就是“去中心化”的特性。

反过来看,比特币的底层技术——区块链恰好正是为“信任”而生。换句话来说,重塑数字化时代的“信任”是区块链最基础的功能,只不过这种信任由人与人之间、法人主体之间的信任转换成了机器与机器之间、区块与区块之间、节点与节点之间的信任。有趣的是,后续诞生的“智能合约”功能通过与区块链的融合又进一步强化了这种信任。

身份编码与认证是实现上述信任机制的第一步,分布式身份识别(Decentralized Identity, DID)系统是其中的核心。有了DID应用,从个人到组织,再到物联网设备,从实体物品到虚拟产品,都能够被赋予数字“身份”,并实现可信交互。也正因为此,基于区块链的存证、赋权、验证、流通、交易才得以实现,也才有了区块链在各行业的落地实施。

来自全球的应用案例显示,新的信任机制为 社会 与经济运行提供了新的规则和动力:

l 中国正在全面推进区块链电子证照的应用,企业与居民得以享受更高效、便捷的政务服务;

l “一鱼一码”、“一果一码”、“一茶一码”等应用正在推动全球农产品防伪溯源与食品安全体系的升级;

l 通过区块链与大数据、人工智能的结合,企业的信用“画像”更为精准,并能够据此获得更快捷、成本更低的融资服务;

l 公益机构纷纷将爱心善款“上链”,以形成更透明、更规范的公益跟踪与管理系统;

l 中国相关城市启动基于区块链的气瓶产品追溯管理系统,气瓶档案信息源头可信度与气瓶安全管理水平大幅提升;

l 德国正在为其分布式能源资产建立基于身份认证的数字注册系统,以推动可再生能源开发与交易,并应对数字化能源时代的到来……。

在区块链的三种类型(公有链、联盟链、私有链)中,联盟链得到了最广泛的应用。除了对技术性能、运行效率、可操作性、预期成果等方面的考量,这主要是因为联盟各方已经具备一定的信任基础。这也从另外一个角度表明:在超越比特币等加密货币的区块链应用中,“多中心化”,而非完全的“去中心化”是更为现实的一种选择。

此外,不可否认的是:不同于比特币“挖矿”所依托的工作量证明机制,区块链在实际应用过程中并不能从源头上完全确保上链数据的真实性。也就是说,某个联盟成员或节点可能会有意无意地提供虚假数据。不过,借助区块链不可篡改、可追溯、多方共识等特性,联盟可对造假行为进行识别,并作出相应的惩罚,例如将造假成员“踢出”节点。因此,在某种意义上,基于区块链的信任在很大程度上是建立起联盟成员对数据真实性的敬畏,以及对数据造假行为的震慑。

如果说“信任”是区块链应用的基础,数据共享就是区块链应用的核心。没有数据共享,就产生不了合作,区块链的落地应用便无从谈起。

l 国家外汇管理局“跨境金融区块链服务平台”试点已全面铺开,通过外汇局、税务、银行及企业相关市场主体之间的信息交换推动了外贸出口业务的发展;

l 台湾11家保险公司联合建立的“保全/理赔联盟链”投入运营,各公司在该平台实现了“单一申请、文件共通”;

l Contour、TradeLens等区块链平台通过企业、金融机构、航运公司、码头、海关等机构间的数据协同,正在重塑全球供应链,并为国际贸易的数字化变革提供动力……。

l 在中国,政府各部门间通过数据协同,实现了“一数一源、一源多用、一网通办、全程网办”;

l 通过“司法链”平台,各类电子证据得以与公证、仲裁、司法鉴定、法院等司法机构无缝对接,在提高司法体系效率的同时降低了成本;

l 面向全国基层法院的“审判辅助性事务跨域协作机制”可实现不同地域法院之间的“跨域送达、跨域取证”,有效提升了审判辅助性事务效率和审判质效,降低了司法运行成本……。

l 中国“粤港澳大湾区组合港”项目正式启动,可支持大湾区五大直属海关辖区之间贸易各方的互联、互通,成为大湾区首个贯通港口、海关、物流、企业、金融等贸易全流程的互联共享区块链网络;

l 日本KDDI电信、日立公司、关西电力、积水建房等大型企业组建区块链联盟NEXCHAIN,以形成跨行业的房地产信息共享与管理模式,并推动跨行业创新;

l 法国雷诺集团完成其区块链项目“XCEED”的测试,用于在零部件供应商和 汽车 制造商之间共享合规信息,并简化合规认证……。

上述金融、政务及各行业的应用案例虽然只是少数的典型案例,但也足以说明:一方面,数据共享是区块链应用的内在要求。在具体实施上,一切都要从打破“数据孤岛”与“信息不对称”开始;另一方面,区块链的应用实践又反过来推动了跨层级、跨部门、跨行业、跨区域、跨国界的数据共享和前所未有的合作。

由上述案例还可以看出,基于区块链的透明度、安全性、可信任性等特征,数据共享让原本看起来不太可能的合作得以达成,并形成更多的开放式创新成果;数据共享能够有效提升商业体系、金融体系与 社会 治理体系的运行效率;各类组织在与外部机构进行数据共享与合作的同时,促进了自身的组织变革、流程变革。

在信任与共享的基础上,“交易”是区块链应用价值最直观、最深层次的体现。目前,区块链正在开启全球各行业交易模式变革的新篇章。

从功能架构上看,基于区块链的交易绝非只是交易环节的变革,而是综合了区块链的各项独特功能,是对防伪溯源、供需对接、仓储物流、支付/结算、供应链融资、保险、网络安全等区块链应用的一体化整合。

从应用形态上看,基于区块链的交易超越了产品或服务交易的传统概念,代表了更广泛的数据在流通中的价值实现。

从应用场景来看,基于区块链的交易涉及实体产业的升级、金融行业的数字化进阶,以及“通证经济”的创新应用。

在实体产业,以农业区块链的应用为例:一方面,基于区块链的供应链溯源已经成为食品安全的重要屏障;但另一方面,对于种植者或养殖者来说,供应链溯源功能还远远不够。如何帮助他们扩大农产品销售,并尽可能获得更多收入,才是区块链技术持续推动农业发展的“硬道理”。在其它行业,这一点同样适用。

在上述背景下,全球实体产业的新型交易平台不断涌现:

l 印度政府使用区块链平台帮助偏远地区的农民销售农产品,以在减少中间费用的同时,获得更高收入;

l 瑞士公司Cerealia搭建基于区块链的农产品贸易和融资平台,以推动全球新兴市场国家的农产品出口;

l 全球最大的独立精制糖生产商、阿联酋Al Khaleej糖业公司推出基于区块链的糖产品交易平台DigitalSugar.io,实现基于现货的国际原糖交易;

l 江西赣州上线基于区块链的国际木材电子交易平台,对木材交易进行全流程上链管理,并将为木材市场提供监管云仓、物流、金融、保险等全产业链服务;

l 山东省启动山东互联网中药材交易平台,将通过区块链等技术实现质控、交易、支付、结算和监管的线上一体化服务;

l 苏州相城区渭塘镇发布基于区块链的珍珠在线交易平台,对珍珠核心参数及检测报告上链存证,还将增加供应链管理、贸易金融、智能合约、支付结算、激励机制等功能;

l 霍尼韦尔公司推出飞机零部件新件与二手件在线交易平台GoDirect Trade,为大型制造商如何将区块链应用于零部件交易与流通提供了有价值的参考……。

在金融行业,区块链正在从证券交易、资产证券化、贸易融资、跨境结算等方面推动金融交易业务的数字化进阶:

l 澳大利亚国家证券交易所推出基于分布式账本技术的数字证券交易平台ClearPay,可提供当日多币种、实时DVP结算,并将替代原有的交易所结算系统;

l 瑞士公司Finka以玻利维亚有机牧场的牲畜为标的推出了相关的证券化代币投资平台,以促进当地畜牧业发展;

l 美国公司Securitize建立了基于数字证券的日本房地产投资平台,旨在盘活日本农村的闲置不动产,并提升农村经济活力;

l 中国邮储银行与建设银行完成首笔跨区块链平台福费廷交易,华夏银行昆明分行首次实现二级市场福费廷转售业务;

l 南京钢铁分别与澳大利亚力拓公司、巴西淡水河谷公司完成了基于区块链的铁矿石交易;

l 宝钢股份与澳大利亚力拓公司完成首单基于区块链的人民币跨境结算交易……。

当然,在区块链推动金融交易业务进阶的同时,与区块链、加密货币相关的炒作、骗局、洗钱、网络攻击等阴暗面如影随形。如何既能持续推动金融创新,又能进行高效的风险防控,以及对违法犯罪的有力打击,是一个需要长期应对的重要问题。从全球来看,中国在这方面已经做出态度鲜明、措施严厉,并富有成效的回应。

实体产业、金融行业借助区块链实现的交易变革只是区块链改变传统交易方式的初级阶段,“通证经济(Token Economy)”才是区块链“交易”功能的更高层级。

在“通证经济”的框架下,从电子证照到技能证明,从信用记录到公益活动参与记录,从社交媒体轨迹到碳减排行动,当各种数据成为被加密的数字权益证明,并且可流通、可交换的时候,就被赋予了“通证”功能。

撇开“非同质化通证(Non-Fungible Token, NFT)”的投资/投机热潮不论,我们已经可以看到全球为数不少的“通证经济”早期应用:

l 由奥地利政府支持的HotCity项目通过众包模式与区块链、 游戏 化代币的结合,鼓励居民提交供暖余热热点,以更高效地满足城市供热需求;

l 福特公司为采用混合动力 汽车 的商业和市政车队建立“绿色里程”,以帮助改善城市空气质量;

l 河南新乡市卫滨区在其区块链产业园项目中基于商家和企业积分体系发行通证,以建立新型商业服务平台;

l 成都市发布基于区块链的社区治理产品“链动社区”,居民可通过志愿者服务等活动获得该平台的“时间银行”积分,并兑换成社区商户提供的福利和优惠;

l 全球非营利组织“移动开放区块链计划”的电动 汽车 充电网络工作组(EVGI)启动去中心化 汽车 充电技术的全球标准系统,涵盖了通证化碳信用(TCC)场景;

l 区块链奖励平台MiL.k与韩国零售商合作,为其会员提供基于区块链的积分管理服务。会员可通过MiL.k平台将现有积分转换为本地MLK通证,也可以兑换成其他第三方积分……。

由上述案例及更多的案例可见,“通证经济”具有几个显著特征:

“通证经济”为更广泛的数据赋予了资产属性和可交易属性,并通过跨领域、跨平台的互信与流通,能够提高整个 社会 与经济系统的运行效率;

“通证经济”是一种新的价值创造和实现过程,不一定直接以货币为交易媒介,而是更多体现为各种要素、资源的互换互利与重新配置;

“通证经济”往往与激励机制结合在一起,通过对“好人好事”、“好企业”、“好机构”的激励,将有效重塑 社会 价值体系与 社会 信用体系。

总体而言,“通证经济”将催生出新的生产要素,将重塑生产关系,并极大地解放 社会 生产力;“通证经济”代表了“信息互联网”向“价值互联网”的进化,昭示着数字经济最激动人心的未来;基于区块链的“通证经济”已经初见倪端,并开始对经济运行、 社会 治理,以及每个人的生活方式带来持续可见的变革。不管是各类机构,还是个人,都应该为这场变革做好思想与行动上的准备。

与其它新技术一样,区块链在应用和普及过程中,不断产生着平台、媒介、模式、方法等方面的替代效应:实体证件被电子证件替代,信用记录被通证替代,人工审核被数据验证替代,城市管理平台被“城市大脑”替代……。

这样的替代已成常态:

l 阿根廷央行开始就新的区块链清算系统展开概念验证,该系统可能会替代现有清算系统;

l 韩国造币和安全印刷公司(KOMSCO)拓展区块链数字礼券业务,以替代纸质礼券,并在纸币和硬币发行量大幅下降的同时实现了创纪录的营收提升;

l 中国各地法院在不动产查封执行中开始采用区块链电子封条替代传统的纸质封条;

l 上海市法院系统正在通过人工智能、区块链等新技术的采用, 探索 以数字化庭审记录替代人工庭审笔录;

l 日本公司SUSMED推出“使用区块链技术的临床数据监测系统示范”试点,表明药物或医疗设备临床试验中必要的监控过程可以使用区块链系统进行替代;

l 支付宝与悟空租车合作推出“刷脸”租车服务,通过区块链技术与信用免押模式,游客只需“刷脸”即可租车,通过手机操作就能归还车辆;

l 在新冠疫情下,中国各地方政府密集推出结合区块链技术的“非见面、不接触、零跑腿”式政务服务,替代了传统的线下服务方式,为疫情期间的远程招投标、“云端”通关、金融支持、复工复产等工作的顺利进行提供了有力保障……。

此外,我们还可以看到,通过区块链技术的使用,各类企业级服务同样在实现替代与进化:从纸质合同到电子合同,再到基于程序化、可自动执行智能合约的区块链合同,区块链正在推动合同签署进入“链签约”时代;从线下的人力资源公司到线上的人力资源平台,再到基于区块链的人力资源市场,全球人力资源服务已经经历了从1.0时代到2.0时代,再到3.0时代的持续变革。

总体来看,当区块链“侵入”到各行业,便“毫不留情”地删除着一切不必要的环节和流程,一切不必要的人工操作,并加速迎接无纸化、无人化、自动化时代的到来。

在我们分析全球1550余个区块链应用案例的过程中,类似“提高”、“加快”、“缩短”、“降低”、“减少”、“节约”、“节省”等词汇频频出现在我们的眼前。这些词汇表明,效率的提升是区块链应用各方的共同追求,也是区块链替代效应的最直接成果。

众多的应用实践正在为此添砖加瓦:

l 肯尼亚公司Shamba Records为该国农民提供区块链溯源、交易与融资服务,目前已覆盖6000多小型农户,并帮助他们将收入提高了至少40%;

l NTT DATA、三菱等公司参与投资的区块链贸易平台TradeWaltz完成试运行,结果显示该平台最多能够削减传统贸易流程50%的工作量;

l 沃尔玛加拿大公司通过DL Freight区块链平台的应用,将其与承运人之间的发票纠纷显著降低了97%;

l 国网公司电力交易存证溯源查询平台投入运行,实现了注册用户的真实性审核全流程自动化,节省了99%的可信人工审核时间;

l 中远海运集运与山东港口集团青岛港合作推出区块链无纸化进口放货模式,平均每个集装箱可为客户节省提货时间近24小时;

l 浙江台州利用“物联网+区块链”回收系统解决海洋污染治理难题,相比传统处理方法,该回收系统可以节约94%的人力成本和84%的运营成本……。

综上所述,通过信任机制、共享机制与交易机制的共同作用,区块链形成了明显的替代效应,提高了金融、政务与各行业的运营效率,并将持续形成系统性的变革。这种变革重塑着人与机器、人与 社会 、人与环境的关系,并清晰地指向三个终极目标:效率、福祉与环保。

关于区块链实践结论和区块链技术与实践的介绍到此就结束了,不知道你从中找到你需要的信息了吗 ?如果你还想了解更多这方面的信息,记得收藏关注本站。

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