解構區塊鏈：這是對區塊鏈及其技術應用最詳盡的解說 | 雷鋒網公開課

隨著某些領域的應用陸續浮出，區塊鏈技術的發展又有了新的進展。但本行業的許多細節并未為社區外的人有較多的了解，包括開發進展和應用情況。這一期公開課，雷鋒網邀請到眾安保險旗下眾安科技CTO李雪峰來講解！

李雪峰，眾安科技CTO，曾就職于摩根大通、亞馬遜、東南融通、阿里巴巴，英屬哥倫比亞大學計算機軟件、金融學和工商管理碩士。

以下是公開課實錄：

雷鋒網：眾安科技將針對金融這一大領域進行技術輸出，那么整個金融領域的區塊鏈應用場景來說，主要是應用了區塊鏈的哪些技術？

李雪峰：區塊鏈的技術特點我認為是：數據加密不泄露，分布式記錄不丟失，網絡廣播防篡改。這些特點可以理解為這種技術的一種標準。現在這些標準已經有了很多開源的實現，比如大家熟知的比特幣、以太坊和Hyperledger。雖然現在還沒有很通用的標準，但這些產品其實原則是上萬變不離其宗，基本遵照以上標準或者技術特點來實現。只是，這些產品又各自表現出差異性，因為他們主要解決的問題不同，比如比特幣要解決的是數字貨幣的轉移，以太坊更側重于提出一種新的賬戶模型，通過智能合約推進更多應用開發。

眾安現在也有自己的鏈，但為什么我們還要重復去造輪子，去做自己的實現呢？因為眾安的很多業務場景都是金融場景，其對技術有非常嚴格的要求，比如交易的頻率，數據存儲和訪問的要求，還要接入證監會的審查，以及聯盟之間互聯互信互通的需求，而這些都不是目前已有的一種鏈，或者是幾種鏈組合就能完成得了的。

現在擺在我們面前的現實問題是：區塊鏈的技術特點和我們需要滿足的業務場景無法一一映射，我們沒有辦法把業務場景照搬照套到區塊鏈上去實現，就像軟件科學中的投影視圖關系，大家也許都畫過UML、模型圖等，我們會發現，業務視圖和部署視圖等不同視圖之間永遠無法一一對應。

下面根據眾安自己的經驗，我們結合場景來講一下區塊鏈的技術：

• 加密

說到區塊鏈時，大家首先想到的是加密，其常見的算法包括橢圓曲線加密，公私鑰對，哈希算法，以及最近提到的零知識證明。那么加密的使用場景，有數據就需要隱私，有隱私就需要加密，因此所有的數據存儲和查詢中我們都需要加密手段來保護數據的隱私和安全。

那么數據通過該加密來保護后，接下來要做的是授權。數據被調用時首先要考慮的是數據確權的強制性。區塊鏈是一個分布式賬本，所有數據都可以共享，共享的前提是提供數據的人愿意給別人看，比如給誰看、看多長時間，看多少次，這個過程是高級的算法問題。那么在眾安的實踐場景中，我們會在用戶的敏感數據使用中通過智能合約和一些授權算法來進行數據的授權請求。

• 分布式記錄不丟失

關于分布式賬本和數據不丟失的問題，這是多中心帶來的利好。傳統互聯網架構上我們一般做跨機房的災備，或者異地多活機制。但區塊鏈的網絡天生就有這樣的特點，因為節點之間是通過P2P連接的，而且每個節點都有完整的數據，這就導致其天生就符合了異地多活的特性，哪怕部分節點掛了也不影響整個網絡可用性。除非所有的節點都失常了才可能影響整個網絡，但這幾乎是不可能的事情，因為所有節點是布置在世界各地的。

在現實生活中，保險、銀行等各個金融機構的系統都是不一樣的，哪怕同一行業的不同機構間都很難保證數據的標準化，日常金融活動交互中都需要第三方標準組織來完成，這個組織有可能是一個協會，有可能是一個企業。

比如對賬問題，對于多個參與方來說，每一方都有自己的賬本，對賬時A方與B方交換賬本，同時把對方的賬本來與自己本地的賬本來校對，如果發現問題需要人工去處理，這會涉及極高的成本。那么通過區塊鏈對賬時，首先就可以消除多個賬本的情況，所有對賬參與方擁有共同的賬本，所有寫入賬本的數據都是符合雙方或多方的預期，也就是在賬本寫入時就實時備帳，減少成本的浪費和人工的支出。

• 全網廣播防篡改

接著講一下數據防篡改的特性。這個技術特點最適用的場景是數據公信力的場景。

基于共識機制的確認，區塊鏈上的數據基本不具有被篡改的可能性。但這有個誤區——它不是完全不可篡改，而是理論上的。之前有人統計過，如果你準備4億美金的話，你也可以把比特幣上的交易都改一遍。信用是金融的核心，信任是社交的基礎，基于區塊鏈防篡改的特征，我們可以解決很多金融、保險領域的防欺詐問題。

• 時間戳，記錄可追溯

然后就是時間戳，區塊鏈上每條交易都有一個時間戳，它表示的是交易在區塊鏈中被執行的時間，這個時間戳就是可溯源的關系，它可以給我們提供所有操作的歷史變更，天然提供可審計功能。在供應鏈溯源等場景，它都可以發揮很大的作用。

• 共識自治

接下來講一下共識算法，本質上說是加上了拜占庭容錯的分布式一致性共識算法。在使用分布式一致性算法時，必須有個前提是——其環境都是可信的，都需要默認環境中沒有惡意的節點，對網絡進行攻擊或數據篡改。但這在區塊鏈網絡中是很難保證的，因為它是P2P網絡，主要只要符合標準，它都能接入進來。那么這個時候我們就要在傳統的分布式一致性算法之上加入拜占庭容錯機制。

也就是說，共識算法的區塊鏈的核心之一。

• 智能合約

然后是智能合約。講到智能合約也許大家第一時間想到的是以太坊，它其實是將參與方的約定和共識轉變成圖靈完備的代碼，它對合約邏輯的實現和和執行權進行拆分，合約是你寫的，但執行的不一定是你，這就保證了合約一旦實行后任何人都不能干預，它只能按照共同達成的約定去執行一定的業務邏輯。對于任何既定業務規則，包括一些涉及信任危機的業務場景，比如眾籌、交易撮合、彩票開獎過程等都的執行可以放到智能合約上去執行。但目前智能合約發展還不是很成熟，大家可以將其理解為是規則的升級版。

• 聯盟鏈

最后是聯盟鏈，眾安使用的是聯盟鏈的模式，它是最貼近現實的一種模式。很多合作伙伴，有些會直接使用我們的區塊鏈網絡，有些會自己部署自己的區塊鏈網絡，并且帶著自己的區塊鏈網絡加入進來。這個時候就需要解決聯盟鏈之間的信任機制，通訊機制和數據同步機制。

雷鋒網：保險行業目前存在哪些痛點？這項技術對保險經濟的價值和好處體現在哪里？區塊鏈在保險領域主要有哪些應用？

李雪峰：對應到保險場景，切入點是非常多的。比如健康險的數據儲存，淘寶和理賠過程中數據的可靠性驗證，以及理賠的自動執行等。

下面分三個大方面講一下區塊鏈在保險領域的落地場景：

提升用戶體驗

關鍵在于提升客戶的參與度，主要是改善用戶心理和行為的感受。比如，可以為用戶控制個人數據，解決P2P保險等監管、數據跟蹤的問題，利用智能合約提供自動化理賠的執行。

• 個人數據控制

一方面客戶害怕自己的數據提交給保險公司后失去控制。

第二，如果得不到永久保存，那么用戶在每一次購買保險產品時，都需要重復填寫各種信息，這些都是非常讓用戶厭倦的事情。

有了區塊鏈，我們就可以通過區塊鏈開發一種基于區塊鏈的網絡身份證，其可以與某個實體關聯起來，并且對于用戶隱私比較敏感的數據，比如購買健康險產品時與健康相關的醫療數據等，我們都可以把它存儲在區塊鏈里面，通過數據加密和讀取的授權加以對數據進行保護。但事實上很多時候，數據并不一定需要存儲在區塊鏈里面，比如我們即將推出一個基于區塊鏈網絡身份證的app，這樣用戶的數據就是保留在移動終端里的。只有在被需要的時候才會被登記的區塊鏈里面，去進行哈希的比對。通過這樣的方式，用戶把數據放在本地，并且在需要驗證和比對時也可以通過區塊鏈控制數據的隱私性和權限。

這種方式可以帶來非常大的好處，當數據量達到一定規模而且非常充分的時候，可以減少很多重復的問題。比如，很多行業包括保險會做KYC的工作。但是他們為什么做不起來呢？一方面，沒有一個統一的標準來對數據進行對接，也沒有一個中央式中心化的數據庫來承擔這樣的角色，因為誰都不會放心把數據交給這樣一個中央化的隱私數據庫。那么根據區塊鏈的加密共享賬本的特性，我們可以快速完成KYC，因為用戶在不同保險公司或者同一保險公司購買不同產品的時候可以減去大量的重復數據提交的工作。

• 自動化理賠的執行

區塊鏈另一個提升用戶參與度和體驗的手段是——提供較高的透明度以及理賠處理的公平性。這里我們用航意險來舉個例子。當用戶購買了航意險，其指定的航班取消或者發生延誤時，可以由航空公司觸發一個事件來通知區塊鏈上的智能合約，而當智能合約獲取到這些外部數據以后，就可以為購買了這款產品的消費者直接完成理賠支付。這個過程是全自動執行的過程，其主要流程也都在智能合約里面。這樣的流程雖然說沒有區塊鏈也可以實現，但基于智能區塊鏈的智能合約能夠提供一個獨特的公正機制，這種機制不但能為客戶提供較高的透明度和可信性，它還能帶來廣泛的網絡效應。

反欺詐與靈活定價

區塊鏈在保險應用的第二個大方面，就是提高反欺詐的能力和定價的靈活性。

• 反欺詐

之前有過統計，保險的索賠事件中，有5%到10%是欺詐騙保的行為。通過區塊鏈，我們就可以構造一個跨行業的分布式的客戶數據登記平臺，其可以幫助我們更有效地識別客戶的身份和虛假的人身傷害以及損失報告。比如說，當醫院和保險公司在同一個區塊鏈網絡中，客戶就不再需要將一些理賠憑證通過線下的方式提交給保險公司，再由保險公司花費大量的人力財力支出去醫院完成報告的真偽鑒別，而是醫院可以直接在區塊鏈上向保險公司出具他們的醫療報告，那么當保險公司拿到醫院提供的報告時可以直接判斷這些報告的所屬權，和其文檔的真實性。那么這種情況傷保的直接支付就變成可能，而不是像現在這樣由用戶先墊付再理賠，而且在理賠之前還要提交很多不必要的材料。

此外，如果能完整地在區塊鏈中記錄產品或資產的購買時間，所有權和區域的歷史變更，對于財產證明和財產盜竊的公證中也有很大幫助。如果我們能拿到這些完善的材料，就可以幫助保險行業大大提升其自身的風控和反欺詐能力。

• 靈活定價

至于靈活定價的特點，我們拿車險來舉例。今年車險進行費改，對于續保的車子如果在之前沒有出現過事故的，其優惠的費用還是很大的，但是其實他的步子還可以邁得更大一點。比如說，如果可以實時地獲取駕駛行為、車輛、道路等數據，并通過智能合約制定一些規則，實時地計算相關費率，我們就可以對一些駕駛行為良好的司機的保費做出更大讓利，讓他們以更便宜的價格拿到車險。

但是這個過程需要強調的是，敏感數據的控制權還是應該在用戶自身。把數據放在區塊鏈中，但是區塊鏈需要通過提供隱私授權這樣的機制，讓用戶自己來操控自己數據的使用權。

• 降低運營成本

區塊鏈在保險行業最后一個大的作用方面是降低保險公司的運營成本。通過智能合約來運作保單的身份、合約的有效性審查，索賠登記核對保方數據，以及通過區塊鏈技術進行賠付支付的功能，可以幫助我們大大降低運營成本，并且幫我們做到真正的無紙化。

另外一個比較典型的例子是再保險。當原保險公司發生某一塊產品風險程度非常大的時候，其可以選擇將一部分保單轉移給一部分再保險公司來進行風險的分攤。在這個過程中，原保險公司和再保險公司會有相當多交互，包括保單和理賠數據共享和索賠之后的對賬。如果可以通過區塊鏈將這些數據共享在區塊鏈上，就可以提升保險公司自動化執行的能力。此外，它還提供了一種可審查的方式，來提高再保險公司的透明度。

雷鋒網：區塊鏈開發技術發展現狀是怎樣的？有哪些區塊鏈的特性和優勢是已經可以實現的，哪些是還不能實現的？為什么？或者說，有些特性總體效果不是十分好，區塊鏈應用開發難在哪里？目前還有什么深層次的關鍵問題有待解決？為什么？

李雪峰：區塊鏈技術在近年的發展還是蠻快的，像眾所周知的R3聯盟上周就開源了自己的區塊鏈實現平臺Corda。但其實際上并不是一個真正意義的區塊鏈，它只是一個——按他們的說法，是一個去中心化賬本。那么摩根大通的也開源了自己在以太坊上的實現。現在無論是國內還是國外，都有非常多的區塊鏈創業公司。

那么主要的差別在于，國內的更偏重“鏈”這一層，而國外的企業更偏重于垂直應用的方向，做一些業務的創新或者創業。同時，今年也出現了很多研究聯盟和產業聯盟，這其實對于普及和推動區塊鏈的落地是有很大幫助的。眾安也有自己的產業促進聯盟，同樣是圍繞著生態去打造的。

大概來說，已實現的特性和優勢包括多中心化、不可篡改、數據的安全拷貝、透明審計和數據全局化追蹤；暫時還沒有實現的主要集中在——對技術要求更復雜的性能優化和隱私保護方面的特性。

在性能優化這方面，目前業界普遍的原則方向和做法有些是使用優化共識算法，將比特幣或以太坊的POW算法改造成為股權證明POS或者PBFT。那么我認為這些都是短期內比較不錯的解決方法，但中長期的研究方向主要還應該在sharding（分片）上。

我為什么認為應該是在sharding呢？這就好比，好久以前我們在去IOE的時候——在IOE去完之后，就是數據庫的分庫分表。趨勢總是不可逆的，無論是狀態通道，還是去優化公式算法，其對性能或者吞吐量的提升目前來說并不是一個很大量級的提升。要達到一個企業級的水平，上萬的TPS或者10萬級的TPS，沒有sharding幾乎是不可能的。使用sharding策略的特點主要是讓節點去處理只和自己有關的部分交易，而不是把每個交易都放在所有的節點上去執行。

但是，未來sharding的方向肯定是橫向的，刷得橫向的刷點可以在吞吐量上帶來，質的飛躍。一臺區塊鏈實際上是由很多自戀來組成的，這就使得區塊鏈可以像分庫分表的數據庫一樣，當性能和容量不夠的時候，只需要不停地加建子鏈就可以把容量和性能進行無縫的橫向擴展。現在目前不管是開源社區還是眾安內部，大家都是在積極討論進行嘗試驗證的過程。但是呢，我相信sharding不會讓大家等待太長的時間。

另外一點，從目前階段來講，如果要對接高頻的互聯網交易是有辦法實施的，但是如果要把交易數據直接存放到區塊鏈中，這是目前做不到，而且是沒必要做的。因為在區塊鏈網絡中，所有的交易都要進行全網的廣播，如果這個我們區塊鏈從性能、吞吐量上能夠接受得了，帶寬也接受不了；即使帶寬能夠受得了，技術、存儲也受不了。整個實現來說，會在每一個環節都出現一些瓶頸。所以現在的高頻處理方案都是花開兩朵，各表一枝。

最后需要強調的是，區塊鏈的優勢不能只建立在功能方面。很多人認為用區塊鏈練就天然具備了容災、數據防篡改的特性。但其實不是的，這雖然是區塊鏈天生帶來的功能，但其還與網絡的體量規模、生態、場景相關，只有把體量、規模、生態、場景結合在一起，它才能真正發揮重大的作用。設想一下，不管區塊鏈能實現到什么樣的程度，如果只有一臺服務器去部署一個節點，那么功能再強大又怎么樣呢？它照樣什么都不是。

雷鋒網：區塊鏈行業應用開發和商業落地存在什么問題？

李雪峰：區塊鏈本身是一個純技術的東西實際上是一種技術標準，所以對大多數人或者企業來講，去開發一個區塊鏈的實現，這是一個不太現實的問題。因為它的難度確實非常大，區塊鏈雖然并不是一個新的學科，但是它是對密碼學、計算數學、數據結構，甚至包括社會學、金融學的柔和。那么大家最終都會選擇一個實現了的區塊鏈的產品，然后在這些產品上搭建自己的區塊鏈應用。那么這些產品就像剛才提到過的，相對更成熟一點的是Hyperledger、以太坊和Corda。這個就好比互聯網架構中大家都會遇到的——數據庫存儲我們應用的數據，但是沒有幾家公司會真正自己去做數據庫，肯定會根據自己的特點選擇一些合適的數據庫。

所以我要講的事實是，基于區塊鏈產品來開發，我們的應用會有一個難度。對于大部分使用者來講，可能永遠都不需要區塊鏈的技術原理是什么，但是這個并不妨礙大家去使用這個技術。按道理來說，使用產品化的東西是不應該有太大難度的。但因為現在區塊鏈還比較新，市面上完善的產品相對比較少，然后是成熟完善的學習資料比較少，并且這些產品的發展方向還各不一樣，比如說Hyperledger是奔著分布式賬本去的，而以太坊是奔著應用中的智能合約中的執行去的。那么對于眾人而言，如果應用到金融領域，無論是選用哪一個都需要較大的改造。比如眾安在早期時對以太坊進行研究和落地的嘗試驗證，發現它的共識機制并不是非常適合金融領域，而且很多功能是沒有實現的，比如說完備的隱私保護或者金融的監管特性，性能也是沒法滿足。

基于這樣的現狀，我個人認為開發難度主要體現在五點：

第一個是區塊鏈的準入門檻比較高。如前面所說，區塊鏈是要密碼學、數學算法等基礎，現有的產品又非常不成熟，又與傳統的分布式應用有著較大的區別。因此開發人員要快速進入該領域之前，可能都會有一個不短的學習周期。

第二個點是吞吐量，也就是說性能差，容量差。因為目前無論是哪一種區塊鏈的實現吞吐量都是影響業務落地的痛點之一。比較明顯的場景是，比如移動支付或者保險理賠。這種金融場景其實對吞吐量和易性能要求是非常高的。可以想象一下，如果要通過手機到便利店進行一次支付，掃二維碼的時候你要原地干等三十秒，那么體驗是非常差的。

第三點是隱私與監管。區塊鏈是一種共享的賬本，對于隱私保護需要有更進一步的要求，因為數據在賬本上共享，每個節點都可以拿到完整的數據，如果不能對隱私進行完整的保護，可能會出現非常大的問題。我們多次提到過，區塊鏈的一個核心是去中心化，但是在實際應用業務落地的時候，特別是金融場景，監管又是一個必不可免的要求。我們必須要確保我們的行為是遵守法律的，必須要杜絕一些洗錢行為。監管和隱私其實是存在一定的沖突，這兩個之間需要進行平衡，這也是非常難的一個地方。

第四個是智能合約。雖然智能合約在前面冠名了“智能”兩個字，但事實上現在的智能合約是一點都不智能。目前在智能合約能實現的業務邏輯都是功能相對比較單一的。一些較為復雜的業務，比如保險領域的核賠或者銀行中的信貸放貸，這些資質判定可能沒法通過智能合約來進行一步到位的實現。那么對于這樣的問題，我們需要通過鏈上加鏈下的方式來共同執行。

第五點不是一個技術問題，而在于其落地和推廣成本太高。很多技術在結合了區塊鏈之后，能產生的化學反應都是劇烈的，都是帶有顛覆性的。這也就意味著，我們需要大量的人力和成本進行驗證，并去推廣落地這些應用。

講完這五個點，對我個人來講的話，我最為關心的還是隱私的監管問題。這是一個非常關鍵的問題，因為這個并非全是技術問題，還關系到線上線下的法律融合問題——個人數據的確權使用范圍，法律監管辦法，這里面也會有一定程度上的權利義務的沖突。這會是涉及到計算哲學的問題，應該說是一個系統解析的問題。

雷鋒網：前不久深圳出現了一起鬧得沸沸揚揚的“詐捐”事件：某公號寫手借女兒罹患白血病一事進行募捐，得到大量支持，但事實上此人有三套房產，屬“詐捐”。募捐而得的近三百萬善款，捐獻者也無從知曉其用處去向，加以監管。對于這樣的事情，區塊鏈能夠在哪些方面發揮作用以防范改進呢？

李雪峰：對于這個問題，我們要從多方面考慮。其實眾安也跟自己聯盟成員火堆公益在做一個類似的事情。首先，如果我們通過區塊鏈建立一個完整的用戶體系，甚至是用戶資產體系，那么可能“詐捐”的行為根本就沒法發生。因為一個人一旦提出眾籌或者募捐，監管單位就可以在區塊鏈上對其資產進行驗證，并且對其需要募捐的費用和其資產進行匹配，如果發現其是詐騙，這樣的捐款本來就不應該發生。

那么第二個問題就是有了區塊鏈之后更容易解決的問題。之前我們講到過，區塊鏈上的所有數據都是不可篡改，而且帶上時間戳的，那么我們只要對這300萬善款在區塊鏈上進行追蹤，追蹤每一次轉移每一次消耗，費用到底從誰的手里到誰的手里，最后發生在哪里，讓這些信息對于所有捐款人來說都是一目了然的。

雷鋒網：為什么以太坊這么容易被攻擊呢？

李雪峰：有名才會吸引人去攻擊，站在巨人的肩膀上好成名。

對于攻擊的內容，不是以太坊容易出事故，而是以太坊搭建的系統沒有做好安全防護，容易被攻陷。你想啊，區塊鏈首先是面對真正的大型互聯網的，甚至是物聯網的，但是如果不去掌握互聯網架構的精髓去搭建區塊鏈應用，肯定走不遠的。高頻交易，數據一致性，安全防護，監控體系，這些都是現在基于云計算的體系精華，少不了。

我是過來人，希望大家引起注意，別走彎路，好好研究互聯網再去搞區塊鏈。

精彩問答：

問：區塊鏈技術入門，涉及哪些編程語言？

李雪峰：前兩天剛在一個區塊鏈的技術交流群里面的看到一位同學說：“學了區塊鏈一年已經學會了十八種不同的語言！”

目前比較主流的幾種是Go語言、C++，包括部分會用Java、Python。以太坊會有多種不同語言的實現，最主流的還是Go語言進行編程；對于Hyperledger最多也是使用了Go語言；像比特幣用的最多就是C++。

用什么語言取決于你要學習鏈的底層實現還是說在其上層去做一些應用。不管是哪個區塊鏈實現，他們對外都是提供的RPC接口還是比較完備的，所以如果你只是要做上層的應用，其實哪種編程語言都沒有關系。

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