区块链——百年难遇的科技强国机会

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[h2]本文作者：蔡维德[/h2]蔡维德，国家特聘教授，北航博导，麻省理工学院学士，加州大学伯克利分校计...

·区块链——百年难遇的科技强国机会
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其实这件事中国也早就知道了，但却认为它不重要。笔者上个月在国内一家研究院演讲，刚讲到一半，院长就突然站起来说“中国误判了!”是啊，中国误判了，这次差点跌了一大跤。
区块链技术影响到国家的根本
什么才能成为一个国家?什么是国家的根本?一个国家需要自己的法律、法币、政府和军队，才能成为国家。国家要有自己的法币，法币就是国家的本，就像人民币是中国的本，美元是美国的本。
为什么10月24日突然推出区块链技术?因为这技术动摇到国家的根本。我们看一下有国家支持的相关货币，第一种是传统法币；第二种是电子货币，像支付宝等；第三种是数字法币，有的称其为“法定数字货币”，笔者觉得太绕了，现在还有很多会议上禁止提“数字货币”这一名词，在2018年上海区块链会议上，主持单位就因为“法定数字货币”里有“数字货币”禁止使用“法定数字货币”，这种情形后来在中国还发生过多次，所以就用“数字法币”代替。
法币或者电子货币都是国家货币，可是当到了数字法币时，突然就变成了全球通用货币，不再只是本国或地区货币，为什么?因为在互联网上，这种货币事实上到现在为止不需要经过SWIFT，是一种全球货币，一年365天，一个礼拜7天，一天24小时都可以交易，而且还实时清结算，当人在睡觉时几千万美金就已经交易结算了。
货币形式
例子
属性
法币
现金、银行里面的账本，基金账本
国家货币
电子货币
银行自动化系统里面的账本、支付宝、和微信支付
国家货币，央行没有信用风险，银行有信用和流动性风险
数字法币
USC （Utility Settlement Coins)
全球通用货币，365/7/24，实时清结算，没有信用风险，也没有流动性风险
合成霸权数字法币
USC？
全球储备货币， 365/7/24，实时清结算，没有信用风险，也没有流动性风险
如果使用数字钱包技术，数字法币没有信用风险。而现在银行有信用风险，包括大商业银行和一些弱国央行都有信用风险。在2008年世界金融危机时，就发生过国际大型银行出现信用风险，后来还倒闭的情况。当时一些央行也拨不出资金救援，导致相关企业出现多米诺骨牌效应(domino effect)，都产生金融危机。
可是数字法币没有信用风险，因为它有相对应的法币存在银行里面。另外由于特殊设计，也几乎没有流动性风险，当金融系统没有流动性风险时，交易会非常快速，而且可以全天候全球交易。在这种环境下，数字法币一下从国家货币变成全球通用货币，这就产生了巨大影响。
英国央行行长把区块链技术提到国家竞争力高度
8月23日，英国央行行长Mark Carney，在美国Jackson Hole 美联储前说，以后世界不再需要美元作为储备货币。这可吓坏了美国金融界，媒体都认为这不可思议。美国最重要的不是军队、科技和石油，美国最重要的是美元。英国央行行长突然讲要取代美元，用什么货币呢?用基于一篮子法币的合成霸权数字法币。数字法币以后代表国际竞争力，也是世界储备货币，如果数字法币列为世界储备货币，这个事情不得了，意味着一个新时代突然来临，这对世界格局会产生重大影响。

国外媒体报道英国央行行长提议使用数字法币取代世界储备货币
数字法币对国家经济的影响
一旦国家发行数字法币，就可以盈利。国家不需要种植农作物，不需要机械制造，不需要生产一个产品，也不需要发行传统法币，只要发行数字法币就会赚钱，钱从哪里来?不受国界局限，从全球市场来，比如美国人消费数字人民币，中国政府就可以获利，而中国人花费数字英镑，英国政府就可以赚钱。支付系统市场有3万亿，未来将增加到6万亿，贸易金融为22万亿，而美国GDP是21.8万亿，英国GDP是2.8万亿，所以可以看到支付系统和贸易金融系统的市场是庞大的，如果数字法币用在贸易金融上，只要有13%的市场，就超过英国的GDP。这样，英国不需要增加任何产品，也不需要增加英镑发行，就可以增加一倍的GDP。
数字法币解决跨境贸易
现在法币可以做支付，可以做贸易金融。但是以前做跨境支付和贸易金融都是用多种法币，如果换用数字法币，可以使用单一货币。Libra白皮书一经发布各国都受到震动，法国央行行长立刻站出来说这事法国不能忍受，为什么?因为Libra可用在贸易金融和跨境支付作为单一货币。这样世界就变了，法国的法币(就是欧元)会被打击，所以后来欧洲央行也发数字欧元。英国央行行长在美国发言前，美国本来认为还没有到发行数字美元的时间，之后改变了看法。如果英国央行行长的预言成立，这会强力打击美元，这点美国绝对不会容忍，美国必定会现在就开始行动，阻止其发生的任何可能性。世界货币竞争由此开启。
8%的贸易金融就超过美国QE 1(第一次量化宽松)，这次在2008到2009年间美国印了2万亿美元，但是贸易金融8%就超过了这次量化宽松的资金。同时，因为现在贸易金融流程需要时间是87天，用区块链可以减少到2周，也就是说，现在的贸易金融使用数字法币区块链的方法，会有100万亿的资金回到市场，等于是QE1的50倍，这么大的金额具有的力量是非常惊人的。自从Libra白皮书发布后，各国政府之所以宣布研究数字法币，就是因为它影响到全世界的货币，所以数字法币不只是数字化法币，也不只是全球通用货币，而可能是全世界储备货币，影响到经济、政治的方方面面。
我们再看，过去很多人发表了区块链看法，有些人说区块链问题不是技术问题，我们用超级账本就可以了，或者用以太坊就可以了，有人准备开一个数字资产交易所，他说用以太坊。确实，可以用以太坊，但是这样的交易所可以让投资者放心吗?这样的交易所可以通过国家监管吗?区块链问题不是技术问题，真的是这样吗?比如中国有重要的机构公开使用了区块链，当笔者问其采用的是否是真链，开发方竟然避开不回答，非常可能使用伪链，国家机构可能已经使用伪链而不知道这现况。
笔者在2017年就提出，区块链的影响比人工智能、大数据、云计算、互联网加起来的影响还要大，因为区块链技术影响到国家根本，就是国家法币。其他技术虽然影响也很大，但是并没有影响到国家法币。区块链技术使货币从国家货币一下变成国际货币，英国央行行还认为这会是将来的世界储备货币。
中国区块链技术需要创新
再来看看10.24的讲话，首先他说要强化基础研究，提高原创能力，走在理论最前沿，占据创新制高点，取得产业新优势。这样，用超级账本就不行了，因为它原来就是伪链，2019年终于改成弱链，又是国外技术；而用以太坊就更不行了，性能差，还逃避监管，更是世界发币的源头。北京金融局就认为以太坊是中国币圈风险无序的源头，因为世界数字代币发行大都使用以太坊发币机制。使用这些技术，既不是理论最前沿，也不是创新制高点。
此外，10.24的讲话强调，要加强对区块链技术的引导和规范，加强对区块链安全风险的研究与分析，这其实就是政府决定打压币圈。“推动区块链安全有序的发展”，表示以前区块链的发展是什么?是危险无序的。这样乱象不能再来。[1]
今天我们不止是要发展，而是要成为一个科技强国。所以中国区块链应该有五要和五不要。
区块链五要
第一要，我们要自己原创的区块链技术，要领导世界，要有原创的制高点，今天如果还用超级账本，这是什么制高点?这只是抄袭猫(copycat)，要有国际话语权，制定国际标准，现在中国有这话语权吗?
第二要，区块链技术要深度融合其它技术，如云计算、大数据和人工智能；
第三要，区块链技术要与金融深度融合，服务实体经济，深度改革；
第四要，中国要利用这次机会成为科技强国，如网络强国(不只是网络大国)。因为这次是一个突破口，必须要有创新，而不是只学习；
第五要，中国相关部门以及负责的领导要注意区块链技术发展现状与趋势。
区块链五不要
第一不要，不要一直跟随国外技术，可以跟随，但不要一直跟随，最后我们要赶上乃至超越；
第二不要，不要以为把区块链放在现代业务流程里面，就可以了。其实根本达不到，因为要有供给侧结构性改革、实现各行业供需有效对接提供服务；
第三不要，不要部署发过币(逃避监管)的链，扰乱中国金融市场秩序的链不会允许留在中国，这不是“安全有序”的发展。
第四不要，不要认为这只是区块链技术的应用，要在技术上领先世界；
第五不要，不要不清楚现在区块链发展现状与趋势。
区块链改变计算机软硬件架构
笔者在2019年12月提出10大区块链研究方向[2]，这里先讨论两个方向:计算机软硬件和网络。在这两个方向上，我们已经多次提出区块链会带来科技革命，从2018年区块链中国梦系列开始，观点一直没有变过[13]，只不过经过一年多的沉淀，许多新思想又出来了。不幸的是大部分新思想来自国外。
计算机软硬件研究是区块链的基础。在区块链中国梦里，很多人说我们不需要新数据库(包括大数据)、新操作系统、新服务器和云，因为区块链应用现在计算机软硬件就可以支持。现在计算机软硬件是可以支持区块链系统，但效果非常不好。比如现在服务器对区块链的加解密计算的支持很差，我们在开发高速区块链时，居然发现90%的算力都在做加解密，大部分都花在共识上。过去实验中，多次让服务器、网络或数据库瘫痪。大家可以想想，假如服务器90%的算力都在做加解密，只有10%算力来做其他功能，对于现在的系统，区块链应用真是一项痛苦的任务!应该是90%算力做应用、加解密功能只占10%算力才合理。
这就是为什么现有软硬件很难做出高可信、高容错、高性能和可监管的区块链系统的原因。因为现在数据库、操作系统都不是为区块链设计的，而且现有区块链设计根本没有考虑监管(公链居然还被设计用来逃避监管，因此不能鼓励)，现在服务器不是为共识机制设计的服务器。不要相信一些广告，说现在一些区块链系统是新网络操作系统。他们最多只是网络应用，不是网络操作系统。
中国需要高可信、高容错、高性能、可监管的区块链系统，这方向十分重要，国外已经着手研究。在2012年左右麻省理工学院已经开始数字社会的研究，提出新型计算机系统，以“安全隐私”为第一优先的系统。这和传统非常不同，因为传统系统以“算力”为第一优先的系统设计，具体对比见下表1。他们的设计未被大量使用不是因为理念不好，而是他们的系统和现在系统兼容性不佳。
后来美国科技预言者George Gilder又提出密码学十大定律(10 Laws of Cryptocosm)，也提出类似概念，即以安全为第一优先的计算，而且明确提出系统架构如果不能支持这些，这架构就不对，同时每一个步骤都需要维持安全。这和笔者实验室得到的结论一致，当服务器使用90%计算力来做加解密的时候，这系统架构就不对了，不适合做区块链系统和应用。
国外这些项目都才刚开始，而且区块链是有主权概念的系统，这表示中国只能用自己开发的系统。
所以说，区块链的发展是中国的机会，是技术新突破口，正好是开发安全第一的新大数据平台、新操作系统、新服务器、新架构、新软件的黄金时段。另外，这些系统都可能会处理政府和金融业务，监管是必须的，而现在区块链系统根本没有考虑如何有效监管(公链还考虑如何有效逃避监管)，当在新系统设计考虑监管机制时，一套全新的软硬件系统就出现了。
表1：传统系统与新型系统对比表
传统系统
新型系统
计算力为优先
安全隐私为优先
进程管理，I/O、文件系统为底层支持
传统底层加上区块链功能例如共识、加解密、监管机制
兼容各样传统系统
新系统不但自己兼容，也要兼容各样传统系统
不考虑金融监管机制
监管机制会是底层功能
区块链改变网络
在网络上的创新也是一个重要研究方向。现在网络协议以通讯效益最为优先，但对于区块链，安全为第一优先。主权区块链(上面执行符合中国法规的智能合约)需要高性能高容错网络，但是现在网络协议已经超过40年没有改变，而且现在网络协议受延迟影响。这是让人非常诧异的事，互联网时代技术发展日新月异，居然还在使用40年前的协议，这点我们已经讨论过多次。笔者在北航带领的国家科技部项目就提出第一个新型的架构，整个计算和网络基础架构都发生了改变，但又与现在系统兼容。

新计算机和网络架构
国外的新思想
如果对国外已经起步这点还存有疑虑，可以读读国外公开发表的文章，许多新思想都是在2019年出来的。下面是他们提出的新区块链互联网架构[24]:其中提到“新互联网是由电信公司有远见的丹·伯宁格(DanBerninger)和互联网传奇人物朱塞佩·戈里(Giuseppe Gori)提出的COSM系统。这是新一代区块链，可扩展到具有Visa卡交易速度，同时通过 5G 支持的高级 Wi-Fi 形式提供超级连接。它基于使用链接到私钥设备标识的全局公钥地址替换易受攻击的IP 地址系统。”(A start for a new internet is the COSM system proposed by telcovisionary Dan Berninger，now working with Intel， and internet-legend Giuseppe Gori. This is a new generation blockchainthat scales to Visa card transaction speeds while offering “super-connectivity” through advancedforms of Wi-Fi enabled by 5G. It is based on replacing the vulnerable IPaddress system with global public key addresses linked to private key deviceidentities.)
Gori[25]又说“重塑区块链是一项浩大工程，但必须在概念上保持简单，并具有精确的目标。随机加密网络(stochasticcrypto-network)必须提供以互联网为基本组件之一的分布式操作系统(Distributed Operating System)。此加密网络必须提供个人唯一身份，作为个人声誉和自由贸易的基础。它必须为存储、移动或使用任何地方提供绝对的隐私和强大的安全性。它必须在当前和可预见的未来为客户提供运行新应用程序、新服务和便利的灵活性。最终，我们必须为人们提供更好的工具和智能设备，让他们相互重视和支持，而不是保护自己，也不让自己置身于人工智能的阴暗面。”(“Reinventing the blockchain is a big endeavor，but must remain conceptually simple， with precise objectives. Stochasticcrypto-networks must provide a new distributed operating environment with theInternet as one of its basic components. This crypto-network must provideindividual unique identity as a base for individual reputation and freedom oftrade. It must provide absolute privacy and strong security of informationstored， moved or consumed anywhere. It must provide flexibility for running newapplications， new services and convenience for customers today and for theforeseeable future. Ultimately we must provide people with better tools andintelligent devices to value and support each other instead of defendingthemselves from each other and from the dark side of AI.”
他继续说“在这个过程中，COSM 将用私钥(你和你的生物特征)持有者控制的公钥取代由政府控制的 IP 地址。
这种公私钥系统将在新型互联网作为自底向上的安全优先的基础时出现。”
“In this pursuit， the COSM will replace IPaddresses controlled by governments with public keys controlled by the holdersof the private key， which means you and your biometrics.
This system of publicand private keys will emerge during the internet reboot as a bottom-upfoundation of security first.”
我们并不认为这些新思想以后一定会成功。事实上，以后会不会成功并不是最重要。麻省理工学院提出的数字社会项目后来就没有被大量采用，但是他们的思想却留了下来。本文提到的许多新思想其实都可以追溯到麻省理工学院数字社会的思想。本文提到的新思想，已经冲击到传统计算机和网络架构。这些新思想非常可能会影响到以后中国和世界区块链技术的发展。新型操作系统、数据库、体系结构、网络协议、互链网(区块链互联网)将来必定会出来。（蔡维德、姜晓芳）

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