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        價值互聯網與量子計算

        蔡劍 原創 | 2022-04-25 17:40 | 收藏 | 投票 編輯推薦

          價值互聯網是支撐數字經濟健康運行的基礎設施。價值互聯網的核心是在網絡中實現數字化的價值創造,價值表達,價值流通。人們要實現價值互聯網,必須首先理解互聯網信任形成的機制。正如汪洋大海當中每條魚的運動都離不開水一樣,人類的每次互動都在信任的介質中進行。隨著人類文明,社會和市場的發展,對信任的作用和意義愈發重要。

          信任是價值創造的本源,經濟運行的基礎,社會秩序的保障。想想如果缺乏信任,人們會用手機支付給互聯網上素未謀面的廠商嗎?廠商會將其貨款通過銀行轉賬給供應商嗎?銀行會貸款給還沒有工資收入的學生嗎?信任機制是價值互聯網的基石。在商品經濟時代,國家法定貨幣是經濟中的信任介質,銀行是經濟中的信任托管者。在價值經濟時代,數字貨幣和金融證券成為信任介質,互聯網平臺和區塊鏈形成了數字化的信任機制。

          傳統區塊鏈作為一種解決單一計算問題的特殊算力網無法成為價值互聯網

          區塊鏈技術出現是互聯網生命進化的必然。區塊鏈技術第一個被大規模采納的基于機器信任的互聯網協議。區塊鏈創造的價值和產生的問題都揭示了未來偉大的互聯網企業一定建立在信任之上。我們需要注意,現有區塊鏈技術只是實現了部分的機器信任,距離價值互聯網的整體的系統信任存在巨大差距。要真正實現價值互聯網,一個必須要解決的問題是理解區塊鏈技術的局限,并將區塊鏈改造成信任價值互聯網。

          我在研究人類歷史上信任基礎技術時,發現實際上區去中心化這樣的想法,是中國人最早就想到了。一張名畫為了辨別真偽,需要幾十位畫師和皇帝一起辨別真偽,每個鑒別者都要加蓋自己的印章,這可以算是“區塊鏈”的原型。當時沒有計算機和互聯網,鑒別的時間成本非常高。

          區塊鏈的出身是一種數字加密貨幣的骨干技術。區塊鏈是一個去中心化的分布式數據庫,其中記錄了已在參與方之間執行和共享的所有數字資產交易或數字文件的記錄。每個交易都由系統的大多數參與者驗證并進行數字驗證。區塊鏈的公共賬本中包含每筆交易的每條記錄,以層層鏈接的數據塊加密格式存貯。由于每個參與的計算機結點都保存完整的公共賬本,極大地提高了破解數據和交易造假的計算成本,降低了交易各方的信任成本。區塊鏈的這種去中心化記賬機制使得數字資產的流通沒有中央服務器,也不需要類似銀行的第三方中介和信用管理機構,于是提高了數字資產交易的效率。

          區塊鏈運行需要一個節點網絡。節點是連接到區塊鏈網絡的計算機,使用應用軟件連接到區塊鏈,將區塊鏈數據公共賬本下載到系統中,并且該節點與區塊鏈上的最新數據塊同步。在區塊鏈節點構成的算力網中,為了激勵參與節點將自己的計算機算力用于區塊鏈驗證和記賬,區塊鏈給參與節點發放數字通證(Token)并將其記入公共賬本。通證可以作為數字資產在互聯網上流通或者兌換其他數字貨幣或法定貨幣載體。以換取通證獎勵的節點被稱為“礦工”。從治理結構上,區塊鏈是用“全民中介”取代了“寡頭中介”,避免了中心服務器數據丟失或者被篡改的風險。

          區塊鏈特別適合于互聯網自發的數字資產管理,包括跟蹤資產所有權和資產狀態數據。在保險,供應鏈和資本市場中都可以找到例子,在這些市場中,分布式分類賬可以解決痛點,包括效率低下,過程不透明和數據篡改,F有的區塊鏈主要依靠五種技術和方法來實現數字資產的管理:

          去中心化:分布式賬本與連接到區塊鏈的節點之間的每筆交易共享和更新。由于沒有中央服務器來控制數據,所有這些都是實時完成的。

          安全保證:通過區塊鏈密碼技術不可能對區塊鏈進行篡改和擦除。

          開放透明:由于區塊鏈中的每個節點或參與者都有區塊鏈數據的副本,每個節點可以訪問所有交易數據并可以自己進行驗證。

          共識機制:所有相關的網絡參與者必須認同交易有效。這是通過使用共識算法來實現的。

          智能合約:可以將根據特定條件執行的智能合約寫入公共賬本,隨著業務流程自動執行合約。

          然而,現有區塊鏈并不能夠解決價值互聯網的信任問題,甚至還制造出了社會信任問題。我們實際應用當中發現這五種技術和方法存在一系列的問題和風險,

          雖然區塊鏈標榜“去中心化”能夠讓價值體系更加公平民主,其實是區塊鏈是記賬工作去中心化,但是整個平臺的數字資產更加集中了。例如,在比特幣一共設定了2100萬枚上限,2020年4月大約1831萬枚已經被挖出,在10萬多節點當中,大部分是挖礦計算機占有和分配到的比特幣非常少。最大的持有者是匿名的早期創建的團隊估計,估計超過100萬枚,是全球比特幣交易所每天交易量的10倍,這足以操控對比特幣匯率市場價格。以太坊的創始人和團隊持有超過16%的以太幣,實際控制著整個數字資產價格。和股票投機市場一樣,大多數投資人關注高回報率不在乎公司真實業務和技術,于是數字貨幣打著區塊鏈去中心化的旗號,實現了超過很多上市公司的數字資產集中度。

          為什么比特幣沒有價格穩定機制?一種解釋是代號中本聰的創始團隊原本是為賭場開發電子賭博系統的,比特幣是比照賭場的籌碼設計的,天生就是一種網絡賭博平臺。另一種解釋是當初創始人設計比特幣也許是一種貨幣民主思想,但是這些工程師沒有宏觀經濟治理的意識,雖然做了加密貨幣的技術,但是沒有穩定貨幣的機制,比特幣里面定了2100萬枚挖礦的算法出來。如果一種貨幣不能根據通貨膨脹指標增加和減少貨幣供應量,這是很差的貨幣。不論哪種解釋,市場上貨幣需求增加,但發行者限制貨幣供應數量,這不會出現通貨膨脹,而會出現通脹緊縮。比特幣就出現了嚴重通貨緊縮,價格越高漲,知名度越高,兌換的投資者越來越多,但是量供不上或者是被寡頭操控市場,導致價格越來越高,更多投機者開始囤貨,黑客開始攻擊網絡竊取數字資產,市場混亂導致大量用戶的損失。

          量子科技長三角產業創新中心研制的天工量子計算機

          從安全保證看,區塊鏈所采用的基于RSA的加密算法主要依靠現有計算機的算力成本實現。這只是是一種電子計算暫時安全,未來幾年量子計算機工程化后確定能夠攻破傳統RSA加密算法。只要區塊鏈上的一半以上的公共賬本被瞬間解密和篡改的可能性存在,區塊鏈就不能聲稱自己的絕對安全。另外一個方面,區塊鏈通證數字貨幣被設計成匿名的,網絡交易所被黑客攻擊和數字錢包被盜竊的案件頻發,追查破案成本比線下案件更高。

          在數字貨幣和區塊鏈網絡中的安全漏洞,往往會有更嚴重、更直接的影響。由于區塊鏈網絡去中心化的計算特點,一個區塊鏈節點實現上的安全漏洞,可能引發成千上萬的節點遭到攻擊。甚至,在傳統軟件漏洞領域被認為相對危害較小的拒絕服務漏洞,在區塊鏈網絡中則可能引發整個網絡癱瘓的風暴攻擊,對整個數字貨幣系統造成巨大沖擊。

          近年區塊鏈的安全事件多發,暴露出區塊鏈技術的漏洞。例如,EOS是被稱為“區塊鏈3.0”的新型區塊鏈平臺,其代幣市值曾高達690億人民幣,在全球市值排名第五。EOS區塊鏈部分漏洞可以在節點上遠程執行任意代碼,即可以通過遠程攻擊,直接控制和接管其上運行的所有節點。攻擊者會構造并發布包含惡意代碼的智能合約,EOS區塊鏈超級節點將會執行這個惡意合約,并觸發其中的安全漏洞。攻擊者再利用超級節點將惡意合約打包進新的區塊,進而導致網絡中所有全節點(備選超級節點、交易所充值提現節點、數字貨幣錢包服務器節點等)被遠程控制。由于已經完全控制了節點的系統,攻擊者可以“為所欲為”,如竊取EOS區塊鏈超級節點的密鑰,控制數字貨幣交易;獲取EOS區塊鏈節點系統中的其他金融和隱私數據,例如交易所中的數字貨幣、保存在錢包中的用戶密鑰、關鍵的用戶資料和隱私數據等等。更有甚者,攻擊者可以將EOS區塊鏈網絡中的節點變為僵尸網絡中的一員,發動網絡攻擊或變成免費“礦工”,挖取其他數字貨幣。

          區塊鏈的共識機制貌似公平,實為計算資源浪費。比特幣的區塊鏈技術采用機器工作量證明(Proof of Work, 即PoW)共識算法,10萬臺挖礦計算機為了獲得比特幣獎勵要不停地進行加密運算,同樣市場價格的比特幣的平均成本已經是黃金開采成本的三倍。大量能源資源和計算資源被浪費。盡管以太坊等改良區塊鏈號稱采用了股權證明(Proof of Stake, 即PoS)等改良共識機制以降低計算消耗,但是通過研究其核心代碼我們發現仍然是過去算法。因為已經發布大量數字通證,進行平臺層面的基礎算法改變需要重新計算和修改賬本,這是得不償失的方式。

          區塊鏈所支撐的數字貨幣的價值波動巨大,與法定貨幣和其他數字貨幣的匯率波動要比股票指數高很多。大量的交易所設立虛假交易賬戶虛構交易數量以吸引投機者。因為數字通證的價值非常不穩定,價格波動不斷,區塊鏈智能合約的真實價值和懲罰被迫改變含義,違約率大幅上升,智能合約也就失去了契約保障價值。盡管區塊鏈在公共賬本數據層面透明,但是在人與人的社會信任層面確實典型的“暗網”。由于交易主體是數字通證,不包含注冊公司的法人或公民身份信息,很難進行金融和技術監管。數字貨幣成為了網絡賭博和洗錢的最佳媒介。

          區塊鏈并不能完全保障去中心化和不可篡改。例如,2016年7月20日,以太坊完成了一次硬分叉,中國的一個礦池成功地從新主鏈上挖到了第一個區塊。而之前由黑客轉移的有價值4千萬美元的以太幣被成功地轉移到了新的地址。經過分叉回滾,黑客盜走的以太坊平臺運行的DAO項目的以太幣被成功“召喚”回來。DAO項目是當時以太坊最大的一個籌項目,因為系統代碼漏洞,讓黑客得以大量獲得以太幣,引起整個以太幣價格大跌。當時以太坊負責人提出通過分叉改寫公共賬本讓黑客的數字貨幣作廢,然而并未獲得所有挖礦節點的同意,以太坊最終形成了兩條鏈,一條是原來的鏈ETC(以太經典),一條為新分叉出的鏈ETH。這兩條鏈分別代表了不同的共識機制和價值觀。人們意識到區塊鏈的分叉違背了區塊鏈不可篡改的特性,盡管區塊鏈標榜去中心化,重大決策是有躲避監管的事實權利中心的。

          區塊鏈技術僅實現了電子計算機之間的數據可信機制,我們可以理解成一種“機器信任”。這種機制和真正的價值互聯網人與人之間的“社會信任”之間存在本質上的差距。 雖然從技術上創建一種類似比特幣的數字貨幣相對容易,但是建立起絕大部分社會成員信任的數字經濟體系卻異常艱難。法定貨幣(即作為交換價值而值得信賴的貨幣)不但得到了發行國主權政府的充分信任和信譽的支持,而且必須有一整套的教育、監管、與懲罰機制維持貨幣的穩定性和信譽。區塊鏈的匿名數據資產交易和政府的可監管需求是一對基本矛盾。比特幣創立時就使用區塊鏈賬本模型進行全網記賬,但是使用P2P網絡協議來逃避監管。以太坊改用余額賬本,增加了智能合約機制,但是依然使用P2P網絡協議避免被監管。

          隨著數字經濟的高速發展和量子計算科技的重大突破,建立可信安全價值互聯網技術設施的需求日益迫切。區塊鏈技術要形成超過現有信任中介機構(列如政府,銀行,律師,產權公司等)的數字化信任機制,至少要在五個方面進行改造。

          第一,界定可信實名的數字資產產權。信任互聯網的一個前提條件是區塊鏈的數字資產能夠代表現實世界的個人資產。數字資產要能在跟蹤和記錄現實世界資產(例如證券,合同,貴重物品甚至房地產)的所有權中真正發揮作用,必須先對產權歸屬進行清晰的界定。這就需要在區塊鏈技術的公共賬本機制記錄匿名區塊鏈的通證存證機制之上加入產權層面的主動信息。信任互聯網上自然人和法人終身實名制成為必然。這樣方能保證資產標的物,數字資產,和產權人(包括法人)之間的關系不可造假和非法篡改,就需要有名區塊鏈的通證存證機制。有名區塊鏈的數字資產要與人的生物DNA簽名, 物品的唯一識別證書等關聯。

          第二、重構公共賬本的安全保障機制。新的區塊鏈公共賬本必須將開放數據與涉及隱私的數據進行區別存證,不同的分級數據安全協議規則。區塊鏈系統將數字資產與應用系統分開以實現可擴展性,同時建立保護隱私規則,在架構上解決區塊鏈難擴展和難保護隱私的問題,同時也不逃避監管。系統制定數字資產的元數據標準,對數字資產的安全級別和隱私屬性進行關聯。區塊鏈系統需要加入類似股票市場的自熔斷機制,在受到攻擊的時候能夠迅速屏蔽網絡。區塊鏈要設定新的加密算法,同時留有量子計算的密鑰技術與區塊鏈系統集成的接口。

          第三、確立新的數字貨幣價值準則。區塊鏈需要整個社會體系的信任,必須整個經濟體系在區塊鏈之上有一個科學地貨幣價值準則。然而這個準則目前不掌握在區塊鏈開發者和科技企業手上,還是控制在美聯儲和各國央行的銀行家和經濟學家的頭腦中。法定數字貨幣的優勢是可以利用成熟的金融和監管設施,將商業銀行和龐大的金融服務系統容納進來,F有央行貨幣運行框架大多遵循雙重架構,也就是“中央銀行-商業銀行”雙層模式,由央行委托商業銀行向公眾派發錨定法幣的數字穩定幣。信任互聯網區塊鏈要實現交易媒介的穩定機制必須從單層模式改變雙層模式機制。

          第四、減低區塊鏈信任共識的成本。過去基于工作證明PoW算法的共識機制有大量冗余計算與能源浪費問題。新的區塊鏈共識算法要基于區塊鏈中不同節點的信任度和計算力,以實現科學而有效的信任共識算法;诠べY證明PoW算法將被基于人時間價值證明PoV算法的共識機制所取代,同時區塊鏈的信任效能大幅提升。

          第五、嚴格監督和執行數字法律。區塊鏈技術在經濟領域的使用將需要社會的參與,同時接受社會的依法監管。參與區塊鏈的商業組織將需要表現出透明度,以從市場和監管機構那里獲得信任。區塊鏈技術和數字資產還需要兼容法律體系的要求,對利用數字資產和互聯網技術的欺詐、盜竊、攻擊等行為進行動態的監督與判定與懲罰。

          建立信任互聯網必須設計合理的區塊鏈技術架構,降低開發成本和運營成本,提供安全風險保障。解決了基本問題的區塊鏈改造版才可能成為價值互聯網的信任技術,為數字經濟和數字貨幣提供基礎設施。

          本文節選自:《價值互聯網:超越區塊鏈的經濟變革》,清華大學出版社

        個人簡介
        北京大學企業績效管理研究中心執行主任,創辦人,北京大學光華管理學院博士生導師。曾獲美國南加州大學博士和兩個碩士,清華大學學士,完成哈佛商學院高層教育培訓項目。在北大光華管理學院講授EMBA和MBA的價值創新、供應鏈管理…
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