區塊鏈技術發展趨勢研究

宋蘇

區塊鏈技術作為當前的一項熱點技術，其未來的發展趨勢受到了社會各界的廣泛關注。本文基于區塊鏈技術的內涵，探討了其未來7個方向的發展趨勢，為區塊鏈技術的應用推廣提供了依據。

區塊鏈技術

區塊鏈是2008年中本聰在其比特幣白皮書中首先提出的。比特幣也是區塊鏈技術最初應用的具體形式，在原理上就是通過區塊鏈技術內的鏈式數據結構實現對數據的存儲和驗證，通過節點共識算法來實現數據的更新，通過相關密碼保護技術來實現數據的安全傳輸，通過智能合約來實現數據的編輯。現代信息社會，由于區塊鏈技術開放、自治和數據可追溯等特性，在很多領域都有較好的應用前景，因此針對區塊鏈技術及其應用的研究成為了熱點。

可擴展性

在區塊鏈系統中，可擴展性決定了其應對高業務量的能力，影響在不同領域區塊鏈技術應用的深度。通常來說，其可擴展性主要受到3個方面的影響，即：網絡節點數據傳輸效率、區塊容量和區塊間隔時間、節點自身性能。未來區塊鏈技術要擴大應用開發，就必然逐步增加可擴展性，而主要的方式就是通過改善上述3個要素。

抗量子加密算法

近年來，量子計算技術得到了迅猛的發展，這使在區塊鏈中應用的一些非對稱加密機制存在被破解的風險，其基本的原理是利用主流非對稱加密算法來得到公鑰地址，進而反推出賬戶的私鑰。這類操作一旦成功，將會直接導致區塊鏈系統的安全性問題。因此，從這一角度來說，要確保區塊鏈技術應用的安全性和可靠性，抗量子加密算法技術的研究是必需的發展方向。

零知識證明

目前區塊鏈技術在很多領域都有應用，隨之而來的就是隱私數據的保護。諸如比特幣、以太坊等這類公有鏈已經公開化的賬本，在隱私保護方面已經無法滿足相關應用場景的需要。所以，在未來新的區塊鏈體系中，無須泄露數據即可證明數據真實性的“零知識證明”技術將會得到逐步的推廣和應用，利用這一技術，證明者不需要提供信息即可得到驗證。例如，在2017年以太坊平臺在拜占庭分叉過程中，就引入使用同態加密的零知識證明技術。

智能合約智能化

智能合約及其應用邏輯通常情況下都是依據預設場景和相應“IF-”類型來實現響應的，無法實現智能化的決策功能。隨著人工智能的不斷發展，未來區塊鏈體系中的智能合約將會基于預設場景進行WHAT-IF的推演，進而實現智能化的決策功能。

智能合約加密技術

從本質上來講，智能合約屬于算法合同的一類，其合約算法中內容涉及了參與合約的各方利益和相關法律關系，這對于安全性和可靠性就有了較高的要求。而要確保智能合約的安全性，智能合約的加密技術是一個重要的發展方向。例如，已經出現的全同態加密技術，就能有效保證區塊鏈中數據的隱私以及在不可信環境中計算的正確性。

多種共識機制的融合與優化

在區塊鏈的分布式系統中，共識機制是應對一致性問題的關鍵。而未來要滿足不同場景下的要求，就必須在保證效率的基礎上，不斷提升共識機制的拓展性和容錯性，這就需要相關機制的深入融合。例如，在分層、分片方案中，可以應用POW機制來確保整體共識的效率；同時，應用拜占庭容錯算法來提升容錯性，從而提高共識的效率。

并行化技術

在區塊鏈系統中，數據吞吐量直接影響系統運行的效率。而要應對吞吐量的問題，并行化技術是一個關鍵。未來，區塊鏈在并行化技術的發展上主要有2個方面：一是將節點和交易分區進行并行化處理；二是使用有向無環圖將區塊生成過程并行化。

區塊鏈技術通過分布式系統能夠實現不同節點之間數據的一致性，并基于此實現各項服務功能。雖然在一些方面區塊鏈技術還存在尚未攻克的難點，但未來區塊鏈技術在各行各業都有著十分廣闊的應用前景，對于建設智能化城市，提升人們生活水平意義重大。