区块链的技术本质与应用是指什么

11月13日，在第二十二届中国国际高新技术成果交易会上，《中国企业报》数字经济中心对出席高交会论坛的高博士进行了专访，就技术的精髓和应用进行了深入交流。高程程，《中国企业报》数字经济中心智库专家，上海哈希信息技术合伙企业创始合伙人，中国工业与应用数学学会区块链委员会委员，中国计算机联合会区块链委员会委员。以下根据采访记录整理：

从密码学的角度来看，区块链密码学是一门古老的艺术，广泛应用于政治、军事等领域。但直到香农发表了《秘密体制的通信理论》，密码才从艺术发展到科技。20世纪70年代美国军用数据加密标准DES的发布成为密码学史上的第二个里程碑。Di和Herman在1976年发表了一篇开创性的论文《密码学的新方向》(密码学的新方向)。本文首先介绍了公钥加密协议和数字签名的概念，它们构成了现代互联网中广泛使用的加密协议的基石。

区块链使用的密码有很多，一是非对称密码，二是哈希函数，三是安全多方计算。

非对称密码学是由Difi和Herman在1976年发表的《密码学的新方向》开辟的一个新领域。在非对称密码系统中，每个人都有两个密钥，一个公钥，一个私钥，可以公开加密，秘密恢复，秘密加密，公开恢复。非对称密码在区块链中的作用主要是身份识别和相应的权限识别。

哈希函数是一种特殊的单向函数。向前计算速度很快，但不能向后推。区块链分别计算存储在区块中的每笔交易的哈希值，然后将所有交易的哈希值成对合并，计算出新的哈希值，从而形成merkle树。最后生成一个块的总哈希值并记录在下一个块的块头中，以保证记录在该块上的数据不会被篡改或伪造。中国数学家王小云从理论上发尚力财经小编2022现了国际上广泛使用的两个哈希函数md5和sha1的碰撞条件，震惊了国际密码学界。

安全多方计算旨在解决一组互不信任的参与者之间的隐私保护协同计算问题。因为在一个开放的系统中，我们不知道谁是坏人，所以我们不能共享所有的信息。但是你必须和不熟悉的人合作，共同完成特定的任务。

在区块链出现之前，密码学是一个非常小众的学科，应用于党政军等领域，商业应用很少。区块链带来了密码学的普及，同时也推动了密码学在一些子领域的发展。比如隐私保护，零知识证明，反量子密码等等。

区块链的技术精髓，三个最快的应用领域区块链是信息化、数字化发展到一定阶段后出现的反逻辑、反常识的技术架构。传统的信息化和数字化都在追求高效率和低损耗，而区块链带来的是系统的可靠性和数据的可信度，资源损耗极大，效率极低。从资源利用效率来看，区块链上的数据必须是小数据、关键数据和高价值数据，而不是大数据、不必要的数据和低价值数据。大数据和区块链数据是两种相反的数据形式。大数据的特点是海量、多类型、价值密度低、流通速度快，而区块链数据的特点是核心数据、类型单一、价值高、永久保存。大数据代表了数字生活在时间流中的快速变化和复杂性，而区块链数据代表了数字时代时间流中的不变因素和沉淀因素。互联网、区块链、大数据，再加上物联网、云计算、边缘计算、分布式存储IPFS、人工智能、5G，从根本上是融合在一起的，它们都是这个复杂世界的数字化表达。如果没有任何元素，这种表达是不完整和有效的。 在各种数据构建的数字高楼中，各种技术要素各司其职，共同为数据底层的数字结对、数字转化提供基础和支撑。

区块链落地应用最快的三个领域，我个人认为，第一，金融，第二，政务，第三，消费互联网。工业互联网的应用要慢很多。我认为金融会最快落地，不仅因为金融是信息化、数字化最好的行业，还因为金融存在大量不透明的信息。另外，金融是和钱直接相关的行业，金融领域的区块链最有落地的权力。尚力财经小编2022

政务中也存在一些数据共享、业务流程优化的问题，这些问题都得到了各位领导的重视。因此，区块链在政务领域的应用将很快得到推进。

消费互联网发展迅速完善，但如何进一步解决数据归属，如何实现核心业务的稳定，如何实现更广泛的共赢，也有望通过区块链的底层技术支持来实现。

工业互联网本身的数字信息化还不够完善。而且区块链在工业互联网领域的落地，需要结合不同行业的具体业务流程和商业逻辑，所以比较慢。

分布式存储的现状及未来发展随着物联网设备的广泛部署和人类数字生活的快速膨胀，人类收集和产生的数据呈指数级增长，这为存储带来了巨大的市场需求。

分布式存储以其低廉的价格、高可靠性、高可信度等因素，成为继本地存储和集中存储之后最重要的存储模式。目前主要的分布式存储包括云存储、边缘存储和基于区块链技术的分布式存储。

我们更多的把云存储看作是集中式存储。其实如果深入到云存储，我们会发现云存储也是分布式的，只不过云的存储形式是分布式协作。云存储的存储层连接不同类型的存储设备，实现海量数据的统一管理、存储设备的集中管理、状态监控和容量的动态扩展，本质上是一个面向服务的分布式存储系统。

传统云计算模式采用集中式管理，要求数据跨越地域限制，数据传输延迟和网络波动可能性大，难以满足边缘应用的实时性要求。边缘存储将数据存储在相邻的边缘存储设备或数据中心，大大缩短了数据生成、计算和存储的物理距离，为边缘计算提供了高速、低延迟的数据访问。

区块链技术让数据从集中运营管理走向分布式自运营。区块链和存储技术的集成有三个主要方向。一种是基于区块链的分散存储系统。典型的基于区块链的分散式存储系统包括结合了IPFS和区块链技术的Filecoin、开源项目Sia、Storj、SAFE Network等。第二是基于区块链优化现有系统的存储性能。针对集中式架构系统面临的单点失效、数据安全性低、隐私保护能力不足等问题，将区块链技术应用于域名系统、物联网系统、超级计算系统和数据库系统，为系统设计分散式架构，使用分布式账本提高数据安全性和数据追溯能力。三是优化区块链的存储空间利用率和查询性能，如使用纠删码降低区块链的存储空间开销，使用索引技术提高区块链系统的查询效率。

目前分布式存储更多的是从技术层面对存储技术的优化，而没有从存储内容，也就是数据层面提出更多的存储解决方案。

其实不同场景的数据有不同的价值，不同类型的数据有不同的功能，不同功能和价值的数据应该有不同的存储方式。不同的储存方法代表不同的

以我个人的理解，分布式存储的任务是对不同类型不同价值的数据实现分级存储，从而实现不同类型不同价值数据的高效连接和计算，使基于数据分类的分布式存储成为未来有效推动数字化转型的关键底层基础设施！

区块链技术和分布式存储在政府中的应用区块链技术在政府中得到了广泛应用，如基于区块链技术的政务互联，广州基于区块链技术的医疗数据共享与管理项目。随着后疫情时代的到来，这类区块链应用会越来越多，也将发挥越来越重要的作用。

云存储等分布式存储在各行各业得到了充分应用。由于技术限制和价格因素，边缘存储没有被广泛使用。基于区块链技术的分布式存储仍处于探索和起步阶段。从我个人的角度来说，在政府方面还没有看到相应的应用。

区块链应用一定要结合具体的业务场景。警惕区块链项目可能形成的未完成的区块链。区块链本身不是技术创新，而是技术结合方式的创新。区块链应用由于其技术限制，必须结合具体的业务场景，没有具体的业务场景，单纯实现数据上行意义不大。区块链带来的价值提升并不明显。

随着新的基础设施的逐步发展，各级机构、企业和政府部门将会有大量的项目和资金投入到区块链领域。但越是这个时候，我们越是要警惕区块链项目可能形成的未竟事业。这种未竟事业可能主要存在于以下三个环节。

第一个环节，即项目到期不能交付，是最低级的未完工项目。

第二个环节，已交付的区块链项目无法落地。“区块链”项目相对容易落地，只是解决了数据上传的问题，但单纯的数据上传的价值很难呈现。“区块链”项目不仅涉及技术问题，还需要深入研究和分析产业逻辑和业务场景。还需要综合运用大数据、人工智能、物联网、云计算等工具。从系统建设和完善的高度，提出产业转型意见，最终形成全面的“区块链产业”解决方案。

第三个环节是区块链项目不能带来效益。如果业务流程的改善不能带来整体效率的提升，数据全网的公开、透明或可验证性不能带来对系统信任的增强，不能在更大范围内实现信息系统的强健壮性，那么在系统部署上区块链将大于收益。

为了防止区块链项目烂尾，相关机构和人员不仅要认真学习区块链的精髓，找到合适的开发团队，还要深入分析系统所在的产业逻辑和业务场景。从数据层次的角度深入分析信息系统的结构，既要理解区块链的业务逻辑，也要理解区块链的技术逻辑，还要理解更广的产业逻辑和更广的技术逻辑。只有这样，我们才能确保区块链应用程序最大限度地带来真正的价值。

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