中科院计算所博士王嘉平：自证清白是区块链计算范式的根本优势

原文标题：《简版 区块链本质论 (1): 计算本质》
作者：王嘉平，中科院计算所博士，曾带领团队在 NSDI 2019 发表高性能并行分片区块链系统的论文

区块链被大家关注事件好事情，但非常不希望看到各种区块链项目盲目上马，造成各种社会资源的浪费。区块链技术本身尚在发展阶段，还有很多核心技术问题有待突破，对区块链技术本质还充斥着各种不同的理解。后面几天我们将就区块链的计算本质，技术难点，业务调整，社会影响等方面和大家分享。

王嘉平博士原为微软研究院主管研究员，专注分布式系统，计算机图形学和视觉以及用于机器学习的 GPU 集群等领域的研究，有数十项研究成果发表于 ACM SIGGRAPH/ToG 顶级国际期刊，已授权的美国专利十项余项。他师从沈向洋博士 (现微软全球执行副总裁)，在中科院计算所获得博士学位。他的博士论文获得 2009 年度全国百篇优秀博士论文奖，是该年唯一一名计算机科学专业的获奖者。

国际计算机网络系统顶会 NSDI 2019，发表了王嘉平博士团队关于高性能并行分片区块链系统的论文，这是中国人自主研发成果在区块链核心算法领域首次得到国际专家和同行的认可。

(1) 计算范式

区块链的本质是使冯诺依曼计算体系不再依赖特定的计算物理设施，从而使得其计算过程和相关的存储和通讯，不再为单方控制，而由各个参与者多方分时控制。这是一种全新的计算范式，区块链计算范式，所谓的不可篡改数据库，仅仅是这个内涵的一部分外延。共识算法，分布式网络是当前实现这一计算范式的重要技术手段。这些是区块链的技术本质。

这是什么意思呢？之前所有信息系统，比如支付，搜索，推荐什么的，都是单一的一家企业掌握这个计算过程的全部，数据也好，计算代码也好，计算的输入 / 输出都被一个单一企业完全控制。如果这个计算是为了大规模的公众服务的，那么这个企业可以通过任意操纵这个计算过程，任意修改数据和状态，限定和歧视来自外部的输入，从而谋求高额利润甚至造成严重的社会问题 (这类问题在搜索领域已经凸显)。同时企业也需要承担巨大的责任保护好这个信息系统的数据和计算过程，否则就会导致严重的大规模数据泄露问题 (例如时常听到的拖库事件，导致几百万用户的个人数据被盗取，甚至如开房记录等)。

区块链计算范式，由多方来分时控制计算过程，而不是单一方

在区块链计算范式中，将是多家企业和机构，共同控制这个计算过程，这一步计算在一家公司的计算机上完成，下一步计算在另一家机构的计算机上完成。各家接力计算过程，任何一家机构，如果篡改计算逻辑，或者恶意修改数据，立刻会被下一个计算接力的公司发现，并且回滚到上一步正确的计算步骤。这个一旦预设好计算逻辑和规则，没有任何一家公司可以篡改，也没有任何一家公司可以操纵这个计算过程。

这样做的一个核心优势是，在区块链计算范式中，当然像 Google 那样所谓的不做恶，将不再是个口号，而是一个可以被证明被验证的。也就是说区块链计算范式的根本优势在于 :

在业务全部信息可形式化的范畴内，让这个计算系统可以自证清白。

这件事情是之前互联网技术栈无法实现的，也是未来区块链计算范式给实际业务带来的根本上的全新技术支撑。正因为这个技术支撑，比特币得以实现，没有任何人可以操纵比特币系统既定的发行规则和转账规则，虽然这个网络允许任何人以匿名方式参与其接力计算过程，即出块。我们通常说的不可篡改数据库也源于这个技术支撑，我们一开始约定了数据不可篡改，只可追加，在区块链的计算范式下，这个约定就能被严格执行，不会被人为操纵。这里真正的挑战并不是设立不可篡改这个规则，而是如何让这个规则被严格执行，这一点是区块链的核心能力。