AI干货分享：基于群签名的新一代区块链技术

一、去中心化技术和区块链技术的前世今生

郭晓峰：区块链(BlockChain)其实并没有那么神秘，它本质上是一个提供去中心化的(Decentralized)次序的技术。在对它进行深入讨论钱，我们首先要从去中心化技术和区块链技术的发展谈起。去中心化是相对于分布式(Distributed)而言的，主要有两种代表性的技术，P2P和区块链技术。

P2P(peer-to-peer，对等网络)是一种unordered decentralized technology，是在对等者(Peer)之间分配任务和工作负载的分布式应用架构。其中比较有代表性的案例为早期的Gnutella，BitTorrent等。最近比较火的IPFS也属于这个范畴。这种技术的特点是不提供事件次序，因此没法支持交易处理。世纪初的时候P2P的技术风靡全球，但是最终没有形成巨大的business，也跟这个很有关系。

区块链技术则是ordered decentralized technology，可以用于处理交易的场景，例如电子货币和去中心化的数据库等。其中我们所熟知的解法有BitCoin比特币，Ethereum等等。我们即将深入讨论的则是基于VRF(伪随机数生成算法)的新一代区块链技术。

互联网时代之后，我们很有可能迎来一个新的区块链时代，也就是现有的C/S架构很可能由未来的对等架构替代。在这个体系中，大数据能力依然为对等节点的性能提供保障;人工智能能力可以赋予对数据进行理解，并创造更大价值的可能;而区块链技术，通过透明公开和隐私保护的能力，将成为汇聚数据的不二平台。

当然，千里之行，始于足下，要做到我们期待的这些，区块链技术依然需要有不少改进，主要需要有下面三步：

首先是区块链基础技术的进一步发明，毕竟我们需要一个牢固的基础设施来构建我们未来的高楼大厦。

其次是去中心化交易的完整实现。

最终，我们期待在这种交易模式的基础上，可以提供给用户真实的服务。毕竟，技术只是改变世界的工具，最终创造价值的，依然是对人们有帮助的服务。

当然，具体的情况仍有待现实来论证。并且，我们需要强调的是，区块链主要是提供信任的一个平台，高效智能服务，依然有赖于现在大数据人工智能技术的进一步发展。

二、区块链技术的现状

比特币(BitCoin)是第一个使用PoW技术的让大众可接受的解法，也是目前最广泛被应用的。它的特点是简单，且不轻易改变其原则(principle)。但是PoW技术并不是足够好，它的缺点主要有消耗过多的资源，效率较低，并且公平性有待考证。

以太坊(Ethereum)使用了新的哈希函数(Hash Function)，用于量子攻击的防护。此外，它提供了EVM(智能合约虚拟机)，在建立经济环境的角度来说是一个巨大的突破，属于比较偏工程的一种突破。

下面我们看看比特币是怎么涨起来的。

最根本的原因是量化宽松政策(QE)。现实社区反推了技术社会的发展。

这个图表来源是美联储网站的公开数据，MBST和TREAST两个参数反映了美国当年的货币发行情况和趋势。在灰色标出的部分，可以比较明显地看出货币发行的增长与比特币价值增长之间的关系，以及量化宽松政策在比特币价值增长上起作用的点。

目前比特币发挥的作用主要是避险，并没有发挥最重要的作用，就是提供服务。

区块链技术面临的挑战主要是其表现和生态，生态可能是更重要的。现状而言，90%的比特币掌握在不足10%的人手中，这与它的发行方式相关。但是为了形成更加健康的生态，比特币需要吸引更多的用户，因此，就需要提供给用户更多的服务。

三、VRF技术要点

以往的PoW及相关技术，一直在寻求解决如何不确定地找到下一个块的问题，但是从算例的角度可能无法解决这个问题，因为本质上算例是集中的。此时，数学家提出用VRF即伪随机数生成的方法来解决这个问题。

目前的技术方案主要有三个，Algorand、DFINITY和Thunder Token。这边我们将目光集中于DFINITY，其技术相对成熟，逻辑整洁，易于移植，但是底层细节因为涉及密码学的理论，一般难于理解。

DFINITY技术的要点主要有以下几点：

Random Beacon(随机灯塔)

随机灯塔的方法用于回答块的下一个产生地(node)在哪里。

Group Notary(群签名)

在随机灯塔确定了块的产生地(node)之后，群签名的方式用于回答由哪些人确认由其出块。

Group notary的算法大致如下图。至少需要T+1个人进行签名，信息才有效。

Identity

Identity用于确认网络里的成员。Identity的进入和Group的进入机制相似，需要至少2个epoch才可以开始一个新的ID。

Block Chain(区块链)

在解决了上述技术要点后，最终可形成DFINITY的区块链。

需要注意的点主要有三个系统参数和初始化过程，如下图。对系统参数中的threshold signature，系统需要依据防御拜占庭攻击的需求来设定这两个阐述T和N。

在DFINITY的技术概览之后，我想谈一下对这个技术的问题及优势的一些看法。

以下是对比特币、以太坊和DFINITY三种技术的表现对比。

可以看出，DFINITY相对于前两种技术效率更高，且DApp(分布式应用)支持是可移植的。同时，它仍然在群的形成、链的BlockTime以及Threshold Signature参数上存在可以改进的问题。我们基于DFINITY制作了DFINITY DEMO可以让大家比较直观地看到它的表现。

总的来说，DFINITY相对于PoW技术而言，减少了资源浪费，提高了块的生成效率，但它仍然有一些问题亟待解决，值得大家深入研究。但是技术的产生应当以现实的意义为导向，我们的技术应该以为人类提供更便捷的服务为目标。