2017-09-26 CSDN 区块链技术的回顾与展望（1976-2017） 王玮/文
2017-09-26 数据观 区块链技术的回顾与展望（1976-2017） 王玮/文，王培/编辑

0.内容导读

本文内容包含两个部分：回顾和展望。回顾区块链技术的发展历史，阐述其技术现状，并对区块链技术的未来提出了展望。其中回顾占主要篇幅，包括 “史前纪事、中本魔咒、以太野望、沧海横流” 四部分内容，主要是总结了迄今为止 区块链的发展史。展望部分用“我们必须知道，我们必将知道”来概括，详细内容请参看下文。

1.区块链历史回顾

1.1.史前纪事

1976年，Bailey W. Diffie、Martin E. Hellman两位密码学的大师发表了论文《密码学的新方向》，论文覆盖了未来几十年密码学所有的新的进展领域，包括非对称加密、椭圆曲线算法、哈希等一些手段，奠定了迄今为止整个密码学的发展方向，也对区块链的技术和比特币的诞生起到决定性作用。

同年，发生了另外一件看似完全不相关的事情——哈耶克出版了他人生中最后一本经济学方面的专著：《货币的非国家化》。对比特币有一定了解的人都知道，货币的非国家所提出的非主权货币、竞争发行货币等理念，或者说是去中心化货币的精神指南。

因此，我个人把1976年当做区块链史前时代的元年，正式开启了整个密码学，包括密码学货币的时代。

紧接着在1977年，著名的RSA算法诞生，这应该说是1976年《密码学的新方向》的自然延续，一点不令人惊讶，三位发明人也因此在2002年获得了图灵奖。不过，他们为RSA申请的专利，在世界上普遍认同算法不能申请专利的环境下，确实没什么人承认，在2000年也提前失效了。

到了1980年，Merkle Ralf提出了Merkle-Tree这种数据结构和相应的算法，后来的主要用途之一是分布式网络中数据同步正确性的校验，这也是比特币中引入用来做区块同步校验的重要手段。值得指出的是，在1980年的时候，真正流行的哈希算法、分布式的网络都还没有出现，例如：我们熟知的SHA-1、MD5这样的东西都是90年代诞生的。在那个年代Merkle就发布了这样一个数据结构，后来对密码学和分布式计算领域起到重要作用，多少有些令人惊讶。不过，如果大家了解Merkle的背景，就知道这事决非偶然：他就是《密码学新方向》的两位作者之一Hellman的博士生（另一位作者Diffie是Hellman的研究助理），实际上《密码学的新方向》就是Merkle Ralf的博士生研究方向。据说Merkle实际上是《密码学的新方向》主要作者之一，只是因为当时是博士生，没有收到发表这个论文的学术会议的邀请，才没能在论文上署名，也因此与40年之后的图灵奖失之交臂。

1982年，Lamport提出拜占廷将军问题，标志着分布式计算的可靠性理论和实践进入到了实质性阶段。同年，大卫·乔姆提出了密码学支付系统ECash，可以看出，随着密码学的进展，眼光敏锐的人已经开始尝试将其运用到货币、支付相关的领域了，应该说ECash是密码学货币最早的先驱之一。

1985年，Koblitz和Miller各自独立提出了著名的椭圆曲线加密（ECC）算法。由于此前发明的RSA的算法计算量过大很难实用， ECC的提出才真正使得非对称加密体系产生了实用的可能。因此，可以说到了1985年，也就是《密码学的新方向》发表10年左右的时候，现代密码学的理论和技术基础已经完全确立了。

有意思的是，1985-1997年这段时期，密码学、分布式网络以及与支付／货币等领域的关系方面，没有什么特别显著的进展。

在笔者看来，这种现象很容易理解：

新的思想、理念、技术的产生之初，总要有相当长的时间让大家去学习、探索、实践，然后才有可能出现突破性的成果。

前十年往往是理论的发展，后十年则进入到实践探索阶段， 1985-1997这十年左右的时间，应该是相关领域在实践方面迅速发展的阶段。最终，从1976年开始，经过20左右的时间，密码学、分布式计算领域终于进入了爆发期。

1997年，HashCash方法，也就是第一代PoW（Proof of Work）算法出现了，当时发明出来主要用于做反垃圾邮件。在随后发表的各种论文中，具体的算法设计和实现，已经完全覆盖了后来比特币所使用的PoW机制。

到了1998年，密码学货币的完整思想终于破茧而出，戴伟（Wei Dai）、尼克·萨博同时提出密码学货币的概念。其中戴伟的 B-Money 被称为比特币的精神先驱，而尼克·萨博的Bitgold提纲和中本聪的比特币论文里列出的特性非常接近，以至于有人曾经怀疑萨博就是中本聪。有趣的是，这距离后来比特币的诞生又是整整10年时间。

在二十一世纪到来之际，区块链相关的领域又有了几次重大进展：首先是点对点分布式网络，1999到2001的三年时间内，Napster、EDonkey 2000和BitTorrent分别先后出现，奠定了P2P网络计算的基础。

2001年另一件重要的事情，就是NSA发布了SHA-2系列算法，其中就包括目前应用最广的SHA-256算法，这也是比特币最终采用的哈希算法。应该说说到了2001年，比特币或者区块链技术诞生的所有的技术基础在理论上、实践都被解决了，比特币呼之欲出。

在人类历史中经常会看到这样的现象，从一个思想、技术被提出来，到它真正发扬光大，差不多需要30年左右的时间。不光是技术领域，其他如哲学、自然科学、数学等领域，这种现象也是屡见不鲜，区块链的产生和发展也是遵从了这个模式。这个模式也很容易理解，因为一个思想、一种算法、一门技术诞生之后，要被人消化、摸索、实践，大概要用一代人的时间。

1.2 中本魔咒

中本聪在2008年11月的时候发表了著名的论文《比特币：点对点的电子现金系统》，2009年1月紧接着用他第一版的软件挖掘出了创始区块，包含着这句：

“The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brink of second bailout for banks.”

像魔咒一样开启了比特币的时代。了解比特币历史的人应该比我还熟悉。

对于比特币的发展过程，有几个重要的时间节点：

2010年9月，第一个矿场Slush发明了多个节点合作挖矿的方式，成为比特币挖矿这个行业的开端。要知道，在此之前的2010年5月，1万比特币才值25美元，如果按照这个价格来计算，全部的比特币（2100万）也就值5万美元，集中投入挖矿显然是没有任何意义的。因此，建立矿池的决定就意味着有人认定比特币未来将成为某种可以与真实世界货币相兑换的，具有无限增长空间的虚拟货币，这无疑是一种远见。

2011年4月，比特币官方有正式记载的（https://bitcoin.org/en/version-history）第一个版本：0.3.21发布，这个版本非常初级，然而意义重大。

• 首先，由于他支持uPNP，实现了了我们日常使用的P2P软件的能力，比特币才真正能登堂入室，进入寻常百姓家，让任何人都可以参与交易。
• 其次，在此之前比特币节点最小单位只支持0.01比特币，相当于“分”，而这个版本真正支持了“聪”。

可以说从这个版本之后，比特币才成为了现在的样子，真正形成了市场，在此之前基本上是技术人员的玩物。

“Code is not the law，but good software is good”

2013年，比特币发布了0.8的版本，这是比特币历史上最重要的版本，它整个完善了比特币节点本身的内部管理、网络通讯的优化。也就是在这个时间点以后，比特币才真正支持全网的大规模交易，成为中本聪设想的电子现金，真正产生了全球影响力。

事情总是没有那么一帆风顺，在最重要的0.8版本，比特币引入了一个大bug，所以这个版本发布以后比特币短时间就出现了硬分叉，导致整个比特币最后不得不回退到旧的版本，这个也导致了比特币价格产生大幅下跌。

比特币后面的发展被越来越多的人所熟知，例如：世界各国对它的态度、算力的增长——2016年1月达到1EH/S，以及在Github上超过了1万个相关的开源项目，都证明比特币生态环境已经完全成熟了。

从上面这些角度去看比特币的历史，也许你会产生和我相同的感受：

不管中本聪的魔咒有多么强大，数字/密码学货币多么有前途，还要依靠软件本身一点一滴的发展。

如果软件本身有致命bug，最终整个的系统都会变得毫无意义。现在大家能看到越来越多的虚拟货币，各种各样的ICO，我希望给大家传递的信息是，至少要看一看它们软件水平怎么样，不然的话跟庞氏骗局区别不大——软件好，才是真的好。

1.3.以太野望

“区块链2.0，世界的计算机”

以太坊是Vitalik Buterin创立发明的，这个俄罗斯小伙子很早就在比特币领域做开发、新闻的报道，最后自立门户开发了以太坊。他的故事就好像一个年轻人为了学习盖世武功，加入了名门正派，苦心修炼多年，最后出来创立自己的武功，希望一统江湖、千秋万代。

以太坊的发展历程，受时间所限，不再详细介绍，但就像上面的故事所说，他从一开始所体现的就是目标宏大、处心积虑的设计，似乎要成为一统江湖、千秋万代的体系架构。让人感觉有点像前些年流行的玄幻小说，设计了一个架空世界然后展开故事：从最早的EVM定义的论文开始，到ICO、到一个一个版本的PoC，终于2015年7月发布Frontier阶段，到2016年3月发布Homestead版本。预计今年会发布Metropolis版本，也是PoW的最后一个版本，从这个角度讲以太币价格也许会大幅上涨，虽然这不是我们关注的重点。

以太坊的设计的目标就是区块链2.0，是一个全球范围内的分布式计算机，有着堪称完美的路线图和系统结构。当然，最终能不能实现其设计目标，还有待于观察。

1.4.沧海横流

比特币逐渐成熟之后，密码学货币的概念逐渐被人们所认知和接受。区块链也作为一个技术领域登堂入室。从2011年开始的几年内，莱特币、Ripple、R3等数字货币和区块链技术竞相出现。同一时期，德国正式承认比特币，纳斯达克通过自身的区块链平台完成交易，中国人民银行虽然否定了比特币的地位，但却是全球唯一的一个宣布要做自己的密码学货币/数字货币的银行。据统计，到今年4月份全球已经有455家区块链公司获得了将近20亿美元的投资，其中中国可统计的已经有61家。总体上看，在比特币、以太坊这样一些巨头的带动下，全球已经开始了一轮数字货币和区块链的热潮。

“区块链大航海时代”

通过单纯的时间轴已经不足以描述这个崭新时代的概貌，因此我把对区块链的分析分为四个维度：技术、行业、政府、社会。

• 技术的角度——在区块链的沧海横流的时代，以太坊、Corda、ZCash并起，区块链技术的共识机制目前也日渐成熟，而且有非常多的门派和门类。同时也可以看到，比特币的全球算力现在已经达到了4 EH/S，都显示出数字货币和区块链技术进入了高速增长的时代。
• 行业的角度——区块链在全球范围内票据、证券、保险、供应链、存证、溯源、知识产权等十几个领域都有了POC的成功案例，部分已经进入了实践阶段。不仅是独立开发商，国内国际多家大的金融机构、银行、传统企业，都也纷纷建立自己的区块链项目，无论是自己进行研发，还是和第三方合作，证明行业内区块链技术在行业的应用也是火爆的趋势。
• 政府的角度——仅就比特币而言，全球有十几个国家承认它有货币或者类似货币的地位，可以进行交易和流通。我国虽然禁止比特币流通，但也宣布要做数字货币。工信部指导发布的首个区块链标准也证明政府的态度对于区块链这件事情还是支持的。
• 社会的角度——不得不说说经济方面的数字：初步统计2016年的时候全球已经有656种数字货币，这些数字货币目前还被人称作山寨币。我相信很多关心数字货币的人，一定会去关注他们的各种ICO的活动。今年4月份为止数字货币的总市值300多亿美元，专门有一个网站（https://coinmarketcap.com/）实时反映它的数据，我特地看了一下，总市值290多亿美元，其中比特币占80%的份额。由于一些支付机构能接受比特币的支付，所以它能实际上间接覆盖到全球的商家，甚至可以达到几千万家（当然这一般是咨询机构比较喜欢用的概念）。谷歌学术上区块链相关的学术论文，差不多已经达到2万篇，从这个角度也能看出，区块链的技术也不再是一个依附于比特币、以太坊，或者任何数字货币的技术，而是真正作为一种独立的技术纳入到学术研究领域。

2.区块链未来展望

“我们必须知道、我们必将知道”

1900年，著名的数学泰斗希尔伯特做了一个演讲，提出了23个数学问题，这23个问题引领了20世纪乃至现在数学的发展。大概在同时他表达了对于数学真理的一种态度，也就是这句著名的“我们必须知道、我们必将知道”。在这里引用这句话的原因是想跟大家分享一下未来的视野和信心。** 我们仍然从前面给出的四个角度来进行讨论：**

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• 技术的角度——主流的共识算法有哪些，异同是什么？我们是不是应该学习区块链，如何去学习？还有一些很技术性的话题，比如说现在有这么多链，那么跨链交易怎么实现？隔离见证会对其他虚拟货币/区块链系统产生什么影响？央行的数字货币方案会是什么？
• 行业的角度——现在有什么样的应用已经落地，已经完善，应该如何入手做应用？以太坊与HyperLedger之间会发展成为什么关系？R3这个无链之链会被金融界和区块链界接受吗？线下资产搬到链上的正确姿势是什么？
• 政府的角度——区块链应用如何在匿名与监管之间达到有效平衡？政府如何通过区块链技术提升社会公信力？各国政府对虚拟货币的长期态度如何？
• 社会的角度——有时候我们不得不提一个尖锐点的问题：区块链到底是像很多人说的是下一代的互联网，还是另一个昙花一现的Buzz word，普通人到底能从区块链的系统中获得什么好处？这些事情我们不大可能很快知道答案，但是我们可以展开讨论。

综上所说，总体价值观是以技术视角切入，从技术、行业、政府、社会四个维度展开分析，全面展现区块链的过去、现状和未来，反映我们的视野和信心。

欢迎进入区块链大航海时代，我们必须知道、我们必将知道。