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区块链产业研究系列(五):区块链技术之二

(一)
     核心技术
区块链的核心技术涉及数据储存、密码算法、对等网络、共识机制、智能合约五部分,数据储存同步所有节点账本,避免单点故障和数据丢失,实现去中心化的交易记录;密码算法保证交易的安全性,保护用户的隐私信息;对等网络通过通信机制、验证机制实现分布式数据发布、传输及处理;共识机制保障分布式账本的安全性和可信度,所有节点对交易记录的一致性达成共识;智能合约在无第三方机构监管或仲裁的情况下,自动执行复杂的业务逻辑。

近几年,区块链核心技术的优化体现在对等网络、共识机制、智能合约方面的改进,具体表现在:

一是对等网络的广泛应用加深算法发展,近年来,对等网络在各个领域都得到了广泛的应用,但是由于其开放、分布和匿名的特性,节点之间的服务交流面临着较大的安全问题。为此,信誉系统被引入对等网络以建设一个更加有序的交流环境。目前提出的很多信誉模型还远远不能满足对等网络的需求。同时,为了提高无结构对等网络的资源查找效率,消除冗余网络流量,出现了许多查询算法。这些算法大致可以分成四类:基于前向传递的方法、基于缓存的方法、基于查询和数据双重复制的方法、基于拓扑的方法。除此之外,对等网络在分布式存储、流媒体传输、社交网络等方面也有了新的进展。例如,分布式存储方面,IPFS(InterPlanetary File System)是一个新兴的分布式文件系统,它使用对等网络来存储和访问文件。在流媒体传输方面,P2P技术已经成为了流媒体传输的主流技术,例如BitTorrent协议。在社交网络方面,对等网络也被广泛应用于社交网络的建设和维护中,例如Diaspora和Tox等社交网络平台。总之,对等网络在各个领域都有了新的进展和应用。

二是共识机制深度优化,2022年9月,中国人民银行数字货币研究所联合清华大学发布可解决共识算法四方难题的区块链大圣(DASHING)协议,大圣协议是联盟链中一种全新的可变门限链状共识协议,兼顾安全性和效率,填补了符合金融场景“三高一低”的共识协议空白,经过一年多的发展,大圣协议已在多边央行数字货币桥项目、央行贸易金融区块链平台等金融基础设施上落地应用并取得良好效果,大圣协议满足严格证明安全性、高延展性、高吞吐量和低延迟性这四种特性。

三是智能合约开发框架持续探索,2023中国(北京)数字金融论坛上,多家机构集中披露数字人民币在企业端信贷应用探索实践,智能合约与数字货币的可编程性的碰撞,赋能数字人民币多元落地应用,腾讯数字人民币项目组面向微众银行小微企业客户,定制研发了一款智能合约企业信贷解决方案。京东科技则与中国工商银行合作,依托数字人民币智能合约平台,实现将京东供应链金融科技平台发放给企业的采购融资款直接以数字人民币形式支付给相关产业集团。据京东科技方面透露,该场景下,融资方在每一笔放款过程中可以自动生成匹配智能合约,不需要人工干预,自动触发完成。结合数字人民币支付即结算、精准追溯、高安全性特点,可化解中小微企业融资时的身份核验与风险识别、信用担保等问题。

2023年7月,国内区块链厂商的性能指标首次突破20万CTPS,链上吞吐能力大幅度提高。这是中国信通院在统一硬件环境、4节点下测出的历史最好成绩,由国内自主可控区块链平台蚂蚁链实现。CTPS即每秒上链交易数,代表区块链平台的吞吐能力,数值越高,平台性能就越好。相较于2019年,国内区块链厂商的CTPS在四年间提高了8倍。业内专家表示,这标志着以区块链为核心技术的Web3商业生态迈向了“大规模应用”新阶段。

(二)
    增强技术
图 2  区块链与其他信息技术融合示意图
来源:中国信通院—《区块链白皮书(2021年版)》
01
区块链+隐私计算

区块链技术与隐私计算的融合,不仅可以保护用户的隐私,提高数据的安全性,同时保证了区块链的可信度和安全性。隐私计算可以在保证区块链开放性的同时,隐藏用户的敏感信息,通过加密代码,将用户的敏感数据进行保护,只有授权用户才可以解密和查看,而其他用户只能看到加密后的数据,无法获取用户的真实信息,隐私计算技术在保证数据共享的同时,保持数据的私密性。

“区块链+隐私计算”为企业带来更多的商业机会和发展潜力,在金融领域,银行之间的数据共享加速资金结算和交易处理,提高效率减少风险,在医疗领域,病人的病情可同时在多家医疗机构查询利用,有助于提供更好地医疗服务。“区块链+隐私计算”为多数行业提供安全、私密的数据共享方式,提高企业的竞争力和信誉度。

02
区块链+跨链技术

区块链是一种分布式账本技术,每一个区块链都是一个独立的账本,通常区块链之间是无法实现价值转移的。而跨链技术则是实现不同区块链之间的互操作性,使得不同的链之间可以协同操作,实现价值流通。目前主流的跨链技术包括公证人机制、侧链/中继链、哈希锁定和分布式私钥控制等。其中,公证人机制是通过引入公证人来实现不同链之间的交互;侧链/中继链是通过引入中继链来实现不同链之间的交互;哈希锁定是通过哈希函数来实现不同链之间的交互;分布式私钥控制是通过分布式私钥来实现不同链之间的交互。目前公链中最有名的跨链项目有Cosmos和Polkadot,而联盟链中开源的跨链平台有WeCross和BitXHub。从中可以看出,侧链/中继链技术将会是未来跨链技术的主力。

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