北京大学深圳研究生院副教授 YOCSEF深圳分论坛主席雷凯

    区块链：阿凡达文明的缔造之魂   

信息中心网络：潘多拉世界砥砺之基

2018年旺春万言论未来网络与区块链的重要性

最近区块链沸沸扬扬，各种讨论与评论层出不穷，更是出现了“3点钟无眠区块链群”、以及“陈朱互怼”朋友圈事件。伴随着各种围绕区块链的讨论群，聚集了太多困惑、焦虑、好奇、亢奋的围观群众。大多数人觉得区块链概念和技术神秘而复杂，有很多人分不清比特币和区块链的区别，搞不懂币圈、链圈、矿圈所指何物，也有不少提前“吃螃蟹”的人、借风口乐于参与炒币、境外参与ICO，期待和热情满满。随着一步步的深入理解和认识，尤其最近《人民日报》、新华网、光明网等主流媒体发文打call区块链，觉得官方态度更多关注技术的价值和意义，体现了诸多的积极面，有感而发，分享一下接触区块链三年的感触。不到之处，还望各位看客多多包涵。

对于一名一直从事计算机相关技术教育研究工作者来说，一直觉得自己很幸运，也很有压力。尤其最近5年多，信息科技大跨度地进步，包括云计算、大数据、人工智能、未来网络等。虽然是一名老兵，也时时刻刻需要不断学习，更新知识储备。既希望能赶上技术大变革时期的浪潮，培养出精英的学生、做出相应的贡献；也时时刻刻怀着对科学的敬畏之心，尽责揭示客观真相，准确分析趋势和方向。

在给学生们讲课或者一起组会讨论的时候，为了调动起他们的积极性，时常想办法通过一些触类旁通的例子、故事加以说明。最看重的一个目标就是让学生们不仅在专业领域搞明白一些原理，还需要搞明白事物产生的历史、原因、背景和发展方向。经常跟他们说“通今、博古，知未来”，无论你们今天掌握多少最新的技术和科研成果，未来都会过时、都会落伍。而你们真正离开校园后，可以享用长久的是面对一件事情、一个问题，你采用什么样的思维方式、思考方法去理解和对待，这才是一种本事、一种能力。大部分学生对区块链等新生事物理解不到位在于他们没有太多社会经验，没有太多实际阅历，比方说，很多同学没有实际的金融方面的真实经历，没有炒过股票，不知道什么是结算、什么是标的物、什么是金融属性、什么是经济学属性。因此在课堂上我会安排一些模拟炒股的内部竞赛增强他们体验。他们经常能接受一种方式，就是拿一些经典的电影或者电视剧来打比方。相对来说，这些比较通俗的娱乐作品，比较容易快速理解，产生共鸣，更直接地理解其中的内含。

其实有很多电影，非常适合计算机专业的同学去展望信息科技发展的未来景象。早先说得多的就是《黑客帝国》，这部电影印象最深的就是李维斯帅气的外形加上中国功夫般潇洒躲避子弹的镜头。其实这不就是未来虚拟现实的最强场景么？未来可能一旦生物技术与信息技术高度发展，人或许真可以永生，不再依赖肉体的长生不老，思维意境可以任意穿梭于现实环境与数字空间，也可以依附于机器化、生物化的载体之上，真可以上天入地，无所不能，而在人机物万物互联的未来，整个世界、乃至宇宙的文明应该演进何方？

2010年的《阿凡达》，除了3D特效带来了壮美华丽的“元年里程”视听体验，好莱坞大片故事的内涵更是值得深思。一贯围绕争议、邪恶、绝境，救赎的主题，更多令人忧心忡忡于人类环境和文明面临对遭遇的抗争和文化与哲学的升华。文明之进展，人的欲念、心机和矛盾，销毁了人之初的善良天性和对大自然的敬重。技术和道德灵性的先进，潘多拉星球纳美人早已进化出比人类的电脑不知先进多少的辫子，却过着原始人的生活，衣衫褴褛，高科技与类似原始社会混搭出高度不和谐。被人类冠以“野蛮一族”的图鲁克人表现的是如此的分布式共识，信任与坚强，但缺乏类似区块链的集体价值与信用共同维护，只有无情的压迫与掠夺，这两类人呈现出鲜明的对比！试问，在科技与文明高度发达的未来，后阿凡达之上的文明是否像原始的ICO乱象一样，割韭菜，野蛮而无序地炮制一个个庞氏骗局？

2018年2月26日春节后第一天与同学们讨论未来网络与区块链的白板涂鸦

如何真正理解区块链

网络上对区块链的介绍已经很多了，干货也很多。从区块链的特性上来讲，大家普遍认同的包括：去中心化、去中介、分布式总账技术、不可篡改、可追溯、智能合约、零知识证明、DAG (Directed Acyclic Graph,有向无环链)、挖矿等等，就不细讲了。区块链的技术入门理解，我推荐大家阅读阮一峰的《区块链入门教程》，比较简单地介绍了区块链技术的几个核心要点。当然，如果要更加深入的理解和研究，最好把中本聪的论文和比特币的代码看看，尤其需要动手来自己体验一下如何搭建简单的区块链，如何产生Token。

从区块链的技术本质上来讲，最重要的是要理解区块链的适用场景，同时对区块链认识要清晰几个基本原则：

1.  区块链也没有那么神秘，也不是天崩地裂冒出来“石猴子”。

区块链也是有来龙去脉的。简单讲，区块链是比特币的底层支撑技术，随着比特币的发展而逐渐被大家所挖掘出来，一种可以解决在开放环境中去中心化或者弱中心化场景下信用价值可靠传递的解决方案。区块链技术是集成了多种常见的技术手段为一体的整体计算机技术方案，因而具备多种良好的特性，但也不能过于夸大，毕竟技术还在早期，成熟还需要很长的一段时间。例如：区块链智能合约，目前应更多理解为按照既定的规则自动决策执行。这点目前还不能太夸大其“智能性”。区块链技术未来可以研究与提升的空间还是蛮大的，例如与人工智能的结合有很多想象空间的。

这点比较赞同斯坦福大学张首晟教授《区块链技术是互联网世界新的分合转折点》的观点。从Google, Facebook来看，世界历史可以用三国演义中的话来描述：分久必合，合久必分。互联网行业也体现了这一种规律，任何一个大规模信息技术的应用，都有集中化、分布式、协调分布式等多种形态。因此，有了云计算就会延伸雾计算，有了数据中心就会延伸出边缘计算。

2.区块链也不是万能，它不是齐天大圣，并不能解决所有问题（All problems）

这方面有区块链本身技术瓶颈的原因，例如现在区块链上的虚拟货币，包括比特币，短时间都不可能充当法币，因为法币的流通量巨大，现在的技术方面还没有那么高效的处理能力；同时，区块链线上解决不了线下的问题，例如：现在有很多应用都用区块链的不可篡改、可追溯的特性做溯源、做认证、做防伪，区块链对于严格上链的数据是可以保障的，但是线下没有严格把关的漏洞还是会存在。

比方说，你把茅台的防伪数据放到链上，区块链只能保障链上的防伪数据的可靠性，你把茅台里面的酒换成水，区块链系统也没有办法判别，需要结合线下的一些管理和技术才能配套解决；区块链直接解决不了信息孤岛的问题，如果没有完全地打通各个交易系统，比方说各个地方的医疗数据库信息没有对接，区块链也不能知道你在不同数据库之间的病历信息，但一旦互联互通以后，区块链确实可以大大提高数据流通后的实用价值。

3.并不是所有的问题(All problems)都需要区块链去解决

区块链的系统代价非常高，包括时间成本、能耗成本、计算和存储开销。区块链技术是一种集大成者，里面融合了分布式存储、分布式共识、密码与数据保密技术等。其中很多方面的应用只用到区块链的一部分特性功能，以偏概全地要上一套完整的区块链平台，并非完全有必要。有些问题过于牵强地使用区块链去解决会显得有点“用大炮打蚊子”、“杀鸡用牛刀”，更甚者得不偿失。比方说，一个企业的内部信息系统，通过良好的组织结构、流程管理，并不存在跨系统、跨价值、跨交易边界的需求，反而集中化处理、监督机制处理起来更加合理、高效；区块链现在大致分为私有链、联盟链、公有链，面向应用选择方案的时候，需要根据时机的场景来定制分析，在代价和收益之间做权衡(trade off)。

一般情况下，越靠近开放的场景，也就是越接近公有链的应用场景，区块链技术可能发挥的价值越大，也越透彻。不同的分布式共识算法的选择也是很有讲究的地方，一般来说，相对越安全、风险越小的场景，例如私有链，成员的信用基础越好、潜在的被攻击的概率低，就可以在少数（没必要全网共识）核心节点之间做共识，可以加快系统的执行效率；做公有链的难度是非常高的，不仅是在技术方面，抗攻击的健壮性设计方面，都需要有很深的技术实力和研究积累。同时也是在规模方面，比特币之所以成为目前最成功的公有链应用，跟它在线时间长，规模大也是直接有关系的。参与共识的节点越多、算力越大，系统的整体容错能力就越强。一个没有规模保障、充分共识协同的公有区块链应用，基本没有太多意义，还不如直接采用中心化、云化、层次化的系统构架去实现。

4.区块链Token才是真正明珠璀璨之所在，真正明白这个才可以期盼区块链的愿景

必须注意到一点，没有Token的区块链技术都可以被其它技术所替代。那么什么关键词才是区块链独有的魅力所在呢？其实答案也很简单，就是Token。Token最开始使用于网络通信技术领域中，为了网络避免拥塞，调度控制，Token的原意是指“令牌、信令”, 类似于交通的红绿灯，只有活动了Token一样的通行证书，相应的数据包才按照指令进行传输。

然而在区块链的语义背景下，由于受到了早前比特币、虚拟货币或者数字货币的烙印，很多文书直接把Token翻译为“代币”，或者等同于虚拟信用货币，这个解释其实不合适。区块链一个交易和流转的基础设施，区块链下的Token可以代表积分、特权、收益权，Token可以承载可权益量化价值，也就是说随着数字化进程的推进，未来更多的数字资产可以通过Token化、一定可细粒度度量化价值会承载在Token上。

那么这个细粒度度量化价值为什么如此重要呢？ 这个话题需要彻底从现有和未来的社会组织模式，或者从协作模式层面来理解。人类文明，包含了物质文明和精神文明，文明也可以指人进化脱离了动物与生俱来的野蛮行径，用智慧建立了公平的规则社会，例如华夏文明、古印度文明、希腊文明和埃及文明等。蒸汽机、电动机、电脑和原子核反应堆，每一次科技革命都建立了“人化自然”的新丰碑。科技和社会生产力的空前发展，深刻变革未来生态文明。在电影《阿凡达》中，卡梅隆描绘的潘多拉星球，说到底，是一台远超过人类智慧的自然之脑，自由共产共惠、公平共作共享主义的智慧，胜过了人类的高科技。

为什么很多人理解区块链将来会颠覆社会关系，会导致生产关系的变革？其中最为关键就是要理解细粒度的Token量化价值可以塑造更加合理的分配机制，从而促进文明各方更紧密协同、分工合作，更加基于信用形成多元、多层次激励的社会关系。所谓的“生产关系”，是由生产力确定的。AI+大数据，已经形成了超前规模的生产力，因此“Token是实现共产共分生产关系”就显得比较必然。 这个其实理论上并不陌生，因此，我和学生们也半认真半严肃地说：共产党领导的区块链是实现共产主义经济模式的一条真实路径。未来已来，看明白了区块链内涵，也不用遮遮掩掩了。如何能有效做到按劳分配、按需分配，前提就是生产力的极大丰富，同时能构建一个扎实可靠的分配规则。中间不能有一家独大、垄断与被垄断。比方说，微信靠着“你”的朋友圈挣了那么多广告钱， 有给“你”分半毛么？，为啥“你”的吆喝，召集来的朋友，看了广告，你不能合理分配一些广告费呢？

或者不完全是腾讯不乐意，而是这个里面计算你的收益权，结算的成本太高、太复杂。开放是一种胸怀，更是一种能力。ICO乱象为啥要强力监管，因为技术太新、模式太乱，鱼目混珠，政府必须站出来。但是，也有观点“货币是人类社会秩序的根基，货币权是政府存在的基石。政府失去货币权，都可以回家卖红薯”， 我觉得这是一种孔乙己想法，用现在的条条框框看未来，就像从封建社会理解共和制一样，迂腐不仁，完全忽视了科技就是第一生产力，历史的车轮总是滚滚向前，不可阻挡。等政府有了彻底监管的手段和方法，相信《金融科技双创时代的“万众版”》（2017年7月29日，ICO强力监管之前在深圳CCF YOCSEF金融科技与区块链论坛上一个报告）一定会到来。

也多次询问同学们，你们觉得阿里到底是促进了市场经济还是阻碍了更进一步的市场经济？最后与同学达成的共识，就是这些问题都需要辩证地看，结合时代背景，与时俱进地分析。在互联网和电子商务的早期、发展期，阿里平台绝对是促进了互联网+经济的发展，互联网的便利已经给所有消费者带来了收益。再往后看呢？为啥阿里的双十一节节高，这难道不是走回了一种新的集中式模式了么？从这些方面去展望，区块链中可细粒度量化的Token权益分配机制给未来的潘多拉世界揭示了夺目的文明之光。

未来已来，千里之行，始于足下，任重而道远

再回到技术层面。区块链技术目前确实还是早期，其中有不少效率、安全、计算和代价的问题，这些问题在区块链之前也有，相对区块链更加关键。 本质的本质是互联网的基础设施问题，IP互联网从开始之初在设计上就没有考虑过安全问题，后面60年都是打补丁，补丁补来去也只是治标不治本。垃圾邮件为啥就不能根治？矛盾的根节就是现在的IP互联网系统结构三大问题：

1.         标识与位置的绑定。

换句话说，就是用户与网络的绑定。用户上网之前都需要得到一个IP地址，而这个地址既代表了用户的大致位置（LBS的工作基础），同时也阻碍了用户的漫游和移动性，导致攻击很容易达到目标地址。像2017年5月的“勒索”比特币病毒，一旦校园或者企业内部网络中有一个机器中招，就会IP地址“泛洪”的方式“殃及池鱼”；同样，对于这个病毒本身，它的收钱地址也暴露了“钱包”的位置，因此很多杀毒、追逃方法就是顺着IP地址进行隔离控制和追踪。

2.         控制与传输的绑定。

换句话说，就是数据资源与传输端的绑定。这一点导致了互联网产生了太多不必要的消耗，包括计算资源、网络资源，尤其是能耗资源。原来在IP网络上做p2p天网Maze, 这一个单一的文件共享应用就曾经占用了教育网三分之二左右的流量。为啥，因为用户重叠的数据彼此之间反反复复地传来传去，而且路径是端到端的，不远千里地从优酷的北京服务器把数据传来深圳，其实你身边的机器原来就有这些数据，为啥不能直接拿？即使有CDN技术，但是CDN技术只能解决数据中心和应用层的问题，冗余浪费还是非常高，而且价格昂贵，只有大玩家才用专有的CDN网络，这也是为啥视频直播、点播网站收入很高，缺盈利很低。大部分的收入都被CDN公司“吸血”抽干了毛利润。更可悲的是，运营商成了管道，通道都被占用满了，都不知道怎么收钱，因为IP协议让他们审计不了内容是谁的数据，收谁的钱？解决的一个有效思路就是网络层设置嵌入缓存，这也是信息中心未来网络的一个核心理念，大家共性需求就应该下放到网络层去完成。区块链底层也是一个p2p大网络，类似的诟病依然很严重。

3.         安全（身份）与数据的未绑定。

IP对于数据和数据的所有者是无法判断的，而数据在传输中的安全是完全依赖连接这个管道的安全来保障。类似传输天然气，一旦管子漏了，灾难就发生了。这个原因也是由于最初的网络由于计算能力的局限，网络底层不能承担太大的工作任务，越简单越好。后来随着硬件软件的进步，在IP协议上加上了IPSec, VPN的解决方案；但是这些方案还是有不足，尤其现在网络越来越分布式化，像5G, 多网络、多协议并行融合，明明可以多链路同步并行传输，然而IP是先路由，事先约定路径行进规则，类似铁道交通，必须按照轨道和接驳的控制传输，僵化死板。IP的安全模式离开了管道就无法确定数据的安全、数据的身份。而命名数据网络作为一种前沿的未来网络体系构架设计，从设计之初，确定网络中的数据都有公私钥加密，这点与比特币和区块链观念上一致的。作为数字资产，必须保证好确权、交易、结算各个环节的数据安全性，也是区块链构建价值互联网的关键，这一点在应用层通过技术去维护，既复杂又困难，归根结底，还是底层的网络基础设施没有足够先进。

未来网络基础设施是区块链技术成熟之础，潘多拉世界砥砺之基

互联网已成为支撑现代生产力与促进未来社会文明发展及关键的基础设施。互联网规模的发展速度超乎人们的想象，网络中的内容不断呈爆炸性增长，而且这种趋势不断在加速。未来互联网更在意构建以信息/数据为中心的网络（Information Centric Network），主要功能是满足高效率、大规模、安全的内容获取、共享和分发。传统的IP网络构架沿用上个世纪六十年代网络诞生时期的设计理念，通信模型却是基于位置模式(Location-Based)，仅仅满足数据端到端传输的需求。

这种不一致带来了很多问题，尤其各种多样化的网络类型之间的数据交换，以TCP/IP协议为核心技术的互联网面临着越来越严重的技术挑战：在网络的扩展性、安全性、可靠性、灵活性和移动性等方面暴露了许多的不适应性。

狗年开学的第一天，我就对学生们说，在我们实验室，不管你的兴趣和你现在的课题是哪个研究方向，都必须额外关注实验室其它方向的知识储备。现在社会交叉学科，交叉促进已经成为常态。如果要说有重点的话，至少未来网络、区块链，知识图谱（也就是基于文本数据处理的人工智能技术）是目前知识体系的铁三角。总的来说，未来网络、区块链，知识图谱都是解决以图为逻辑结构，面向内容的分布式网络及系统计算问题。信息中心未来网络体系结构研究解决在计算机网络的“大图”上对网络数据内容传递、转发、存储、计算等问题；区块链技术的研究则是解决在区块链的分布式图结构上对交易数据、账本等内容的安全性、可靠性等问题；知识图谱更是通过对语义内容处理技术，研究解决在知识“图”谱的结构上对自然语言等内容的处理、表示、解析等问题。

本人做过多年的“天网Maze”(曾经教育网内最大的P2P文件共享应用)，1999年在美国花旗集团工作过，对计算机与金融的发展一直有点先知先觉。2014年开始在北大深圳研究生院新开了《互联网金融科技》课程及高级课程人才班。2015年觉得区块链也是一种典型的类似p2p的分布式计算技术，区块链可以深刻变革银行等金融行业很多痛点，例如：支付、结算、交易、凭证管理等。便带着几个学生开始关注研究，期间也组织过好多次报告会、论坛、讲座（包括参加2017、2018年两年胡润百富新金融论坛的学术嘉宾）。

因此，在2017年6月26日，实验室举办了“2017信息中心未来网络论坛”，大会设置了主论坛（ICN）、知识图谱分论坛及金融科技与区块链分论坛。在会上，中国工程院刘韵洁院士说，从网络功能上讲，互联网逐渐从科研型向消费型再向生产型过度。第一代互联网侧重军事与科研领域，第二代则是以万维网为代表的电子商务，现在正向第三代也就是未来网络过渡。而目前互联网正面临可扩展性、安全性、移动性等前所未有的挑战，开发全新的网络架构势在必行。

未来网络基础设施对未来新型网络体系结构、系统方案、关键技术以及核心设备进行创新研发具有非常重要的意义，为空间网络、光网络和量子通信网络研究提供必要的实验验证条件，并将引领我国未来网络发展方向，提高我国在世界通信领域的主导地位。展望未来，未来网络基础设施也是区块链技术成熟之础，潘多拉世界砥砺之基。在2018年，我们实验室也将在未来网络、区块链、知识图谱上继续探索与研究，并将举办第一届IEEE信息中心未来网络学术会议（IEEE HotICN 2018）。

区块链白皮书， 潘多拉星球超导矿工的胜利之门

在本次大会上，将共同探讨信息中心网络的架构以及一些未来网络、区块链创新想法。大会将设置有区块链方向工业论文板块，专门有意接受一些区块链技术领域的白皮书，针对区块链的关键技术、工业解决方案进行深入的探讨与交流。

白皮书咋理解呢？白皮书，一般为一个组织机构正式推出的技术文书，一个区块链项目的白皮书，就是项目团队向市场展示创新想法、商业模式、团队能力、技术实力、发展前景的公告，是判断这个项目好坏优劣的重要依据。当前铺天盖地传来传去的白皮书，很多都是描绘了巨大的概念，堆积了很多冠冕堂皇的先进技术、或者描述一些一般非专业人士轻易能看懂的算法、模型。孰是孰非、谁好谁坏、忽悠还是抄袭？到底多长时间能够交付？技术风险与竞争风险在哪里？靠不靠谱，很多地方都无从判断。

大会的目的就是希望组织一些由国际知名学者、专家、知名区块链技术公司企业高管的 TPC成员（技术委员会），采用国际学术领域的Peer Review的审阅模式，挑选出具有被广泛认同的学术和商业价值的那些佼佼者、让它们众多滥发的区块链技术白皮书中脱颖而出。同时，接受的工业论文，按照IEEE的规则，必须到会宣讲，敢于站到公众面前、经得起质疑的那些团队才有可能是真正的创业者、创造者、引领者，进一步保障项目的可靠性和公信力。另外，在目前“区块链一个月，相当于传统市场一年的”的快节奏步伐中，也是一种创意产权保护的方式。一个含金量足够的白皮书，脱颖而出，可以被EI在全球范围内被检索，开启了通向繁荣、胜利之门。

共产共惠、共作共利，人机物互联的“星际”文明的繁荣幻想曲

随着认知计算、万物互联、机器人、生命科技的迅猛发展，未来社会可以带来无限的憧憬：终结者、异次元骇客、 源代码、盗梦空间、星际迷航、A.I.人工智能等等。人类可能不再是星系中唯一的智能生命体。人与机器的交互正日益变得频繁和紧密，某种程度上正在颠覆或者重塑人类的生活、社交和繁衍方式。幻想未来，人不再是地球上唯一没有天敌的种群，也不再是文明的中心和主宰。阿尔法狗(AlphaGo) 让人类惊讶机器智能已经进化到了能够轻而易举地战胜人类的地步；更有甚者，而不到2年Alpha Go Zero无师自通，可以完全从“人类婴儿智力与知识”开始，不需要任何历史棋谱的指引，更不需要参考人类任何的先验知识，仅仅通过自学又完爆了刚刚打败人类最高超棋手的阿尔法狗。人、机、物互联乃至未来非机器化的智能生命生物体、外太空生命体的，细思极恐。

开放与互惠是人、机、物、外通往未来超社会文明的必然之路。人类未来身边将与多种生产贡献方共生共存，合作共赢的文明是必然发展趋势。夫明白于天地之德者，此之谓大本大宗，与天和者也。和谐繁荣生态包涵物种之间、生命与非生命物质之间的整体和谐。区块链的去中心化，不是一个绝对“去”，而是相对的“建”。未来繁荣文明需要建立的一个共同协同工作、共同参与者都权益可获惠、共同合作协调、共同享有分配收益的以个体/节点为平等中心的基础上。IP互联网的基本协议，让世界得到信息的基本传输自由，但是并没有提供得到真实数据、价值、身份、交易的自由，没得到可靠、安全、认证的自由，没得到可信、可分辨、可追溯的自由；区块链给未来互联网开启了新一代可保证价值与信任的开放与互惠的真实Cyber数字社会的路径。区块链正是因为有通过分布式共识建立起“智能约定与规则”，建立一种契合超强生产力之上的细粒度量化可按需、按劳、按权益分配的生产关系的功能，实际上可能让全网时空形成一种超大型分布式计算系统，这实际上也是一种"全中心大脑"，或叫作“脑链”。区块链技术的普及，无疑会加速自然进化“适者生存、劣者淘汰”基本生态协议执行的速度，会让未来社会文明繁荣创新的步伐，更加快速！

共生繁荣的“脑链”文明必须依赖互信共识、共产共惠、协力共分。区块链技术后面所孕育的共产共惠、共作共利思想与秩序是阿凡达文明的一种缔造之魂，拓实于当下，信息中心网络是未来潘多拉共同繁荣世界一个砥砺之基。作为一名教育科研工作者，希望大家一起共同找到促使区块链技术成熟的演进路径和未来繁荣生态文明的理论根基，同时我也呼吁产业界与学术界一起共同努力，抵制乱象，共担责任，筑起区块链等先进科技的鹏飞之翼。