蔡維德：互鏈網；一種新的系統結構和應用構建方法_區塊鏈

來源：金融界網站

作者：蔡維德

前言

本文是筆者在2020年8月6號在倫敦國際學術會議的演講，參會的國家包括英國、美國、德國、日本和中國等。演講用英文。

題目是ChainNet:ANewApproachforStructuringSystemArchitectureandApplications。這里將英文演講稿翻譯成中文。

這次研究提到互鏈網互鏈網是下一代互聯網，改變網絡、操作系統、數據庫以及一些新型具體設計方案。這些具體實施方案如果成為標準，將徹底改變現在的互聯網。而這些改變是因為金融數字化，特別是數字貨幣出現，2019年6月震撼世界，一個新型科技競賽開始。

1.百年沒有遇到的大變革

我們正在經歷一個百年來所沒有遇到一次大變革，而這次大變革是三個改革同時間發生，第一個是金融或者是貨幣改革，第二個是法律科技的改革，第三個是計算機系統與通訊的一次大改革。

在計算機界，過去每幾年就有一次變革，但是過了幾年后，又有新變革出來取代剛剛提出的變革。但是這次卻是不同，因為這次各國，是3個改革一起發生。英國首席科學家顧問，在2016年1月出了一個報告《超越區塊鏈的分布式賬本技術》，認為區塊鏈技術是一個改革。在不到90頁的報告，居然有十幾頁都提到“改革”這名詞，代表英國政府最高級的科學顧問的強烈觀點。而在前一年，2015年1月，美國華爾街日報認為區塊鏈是500年來最大的一次金融科技大改革。主要原因是區塊鏈是從1494年來第一次記賬法的改革。1494年西歐文藝復興時代，復式記賬法出現，使經濟復興伴隨這文藝復興出現。中國大歷史學者黃仁宇在提到就是這復式記賬法使西方領先中國，在《萬歷15年》書中認為中國由于沒有使用這樣的數字化的記賬法，使中國整體落后西方。

而這復式記賬法經歷了500都沒有變過，但是整個世界包括每個國家、公司、社區都在使用復式記賬法，也是這記賬法建立了現代經濟體系。但是在2008年出現一次賬本改革。這些原因是許多人認為區塊鏈是一次百年來難得的一次大變革。英國央行也說這次是英國央行320年最大的一次貨幣改革。如今這些改革還在進行中需要許多年才能消化。

聲音 | 蔡維德：目前全球有100多個穩定幣計劃正在進行中 來勢洶洶:國家特聘教授、北航導師蔡維德教授表示，雖然目前沒有很多國家明確表態發行央行數字法幣，但是，由各國央行背書的穩定幣卻非常多。目前全球已經有上百個穩定幣計劃進行中。央行數字貨幣來勢洶洶，進展驚人。[2019/8/20]

2.金融和貨幣大改革

金融與貨幣的大改革事實上是從2019年6月18日開始，在這之前許多人對區塊鏈的概念就是一些黑客玩的技術，在市場的份額很小，而且對實際的經濟沒有影響。雖然在2017-2018年已經造成市場非常大的震撼，但是真正的震撼是在2019年6月18日才開始的。在當天，世界沒有任何特異經濟的事件，例如貿易戰爭、升利息或是降利息，沒有任何市場或是金融消息，只是一個商家發布技術白皮書。但是在任何一天，可能就有成千上萬的技術白皮書出來，為什么這個白皮書卻震撼全世界？世界許多央行幾乎立刻公開批評，企圖阻止臉書完成這項目，但這也表示這項目會改變現在金融市場和經濟體系。這是傳統經濟學理論不能解釋的現象，因為當天沒有任何實質經濟活動的改變出現，但是世界卻改變了。臉書白皮書的項目還沒有完成，也沒有部署，技術還有問題，也沒有通過監管單位的批準，根本還不可能實施，世界卻震動了。那個經典經濟學理論可以解釋這現象？

但是事情還沒有結束。2個月后，2019年8月23日英國央行行長在美聯儲面前演講，認為可以使用合成霸權數字貨幣取代美元作為世界儲備貨幣，這件事情引起了美國巨大關注，過了3個月后，美國正式回應，表示這是一個新型的貨幣戰爭。這也不是教科書上的經典貨幣戰爭，而是新型貨幣戰爭，一個以科技、市場和監管來從事貨幣戰爭，而傳統貨幣戰爭卻以貨幣價值和發行量來競爭。可以看到連貨幣戰爭的方式也改變。

2019年11月，美國學者也公開承認科技改變金融。這一直是一些金融界、經濟學者不同意的觀點，他們認為金融就是金融，科技只是服務金融，而沒有改變金融，包括2019年6月的Libra都沒有改變金融。但是2019年8月23號前英國央行行長在美聯儲的演講后，美國學者改變了態度。2020年7月美國一著名經濟學者對筆者表示數字貨幣的影響遠遠超過他們原來的預期，居然連美國最重要的資產都被挑戰到，而這是美國絕對不可以容許發生的。

聲音 | 蔡維德：現在區塊鏈達不到PFMI標準，很難被金融市場接受:5月15日，國家“千人計劃”特聘教授蔡維德在演講中表示：“加拿大、歐洲、日本三家央行在2017-2018年評估后，認為現在的區塊鏈系統不能達到PFMI的需求，包括可靠性和安全性，而這本是區塊鏈所強調的強項。因此，1.區塊鏈很難，不要輕易相信宣傳文獻；2.現在的區塊鏈系統要改，才能被金融市場接受；3.交易可會滾性、可監管性是很重要的。”[2019/5/15]

這個在于貨幣和金融方面有幾個重要新理論出現，第一個是國際貨幣基金組織的數字貨幣理論。這篇報告引起了很大的討論，因為這篇報告認為現在的商業銀行在將來數字貨幣時代會有重大的影響，而且“合成數字貨幣”可以挑戰法幣。而英國央行行長就是在2019年8月23號提出以合成數字貨幣來取代美元成為世界儲備貨幣的理論。而美聯儲在2020年6月也出研究報告，以數學博弈論分析，也得出的同樣的結論，就是也是商業銀行以后會有困難。等于證實國際貨幣基金組織在2019年的理論正確。世界2大金融機構現在都認為以后金融市場結構會改變了。當然這些在2019年6月以前，很少人會相信這理論。

第二個理論是普林斯頓大學Brunnermeier教授提出來的“數字貨幣區”理論。他認為以后世界金融中心不再是銀行，而且數字貨幣平臺。他還認為數字貨幣是因為互聯網連接所產生的新型貨幣，但是由于國家之間的競爭以至于數字貨幣在世界分區域，造成世界新貨幣競爭，所以叫“數字貨幣區”。英國央行行長也是根據這理論，提出世界數字貨幣分區，不同數字貨幣在世界不同地區運行。而美國在2019年11月也回應，表示世界數字貨幣的確應該分區治理。在2019年，這理論很快得到歐洲央行和美聯儲的支持，許多公開演講都在討論這理論可能帶來的影響。

這兩個理論只是現在的貨幣改革重要的指標，所以區塊鏈在貨幣及金融方面是有一個巨大的改變。

聯合國在2019年年底，將區塊鏈列為最重要的金融科技技術。在2019年6月以前，許多金融科技報告上，區塊鏈都不列名。2019年6月的確是金融歷史上重要的分水嶺。

3.法律科技的改革

英國法律協會在2018年就提出考慮將智能合約和區塊鏈放入英國的法律制度里面，這是世界第一個以智能合約以及區塊鏈作為法律根據的國家。同時間ISDA這樣的國際金融標準組織在疫情之前，差不多每個月發布一個智能合約標準，而ISDA所出的智能合約標準都沒有代碼，都只在法律上面的考慮。有人說不明白智能合約和法律的關系，讀讀ISDA的標準就明白，上面沒有任何代碼，但卻是智能合約標準。

聲音 | 蔡維德：就算沒有入駐監管沙盒，業者也能夠在產業沙盒上做實驗:北京航空航天大學數字社會與區塊鏈實驗室教授蔡維德發布《監管沙盒2.0 偽創新的照妖鏡》文章，再論監管沙盒 2.0。蔡維德表示，監管沙盒的一個重要流程是要確定金融科技公司所提的技術有創新，大部分的區塊鏈技術都出自幾個主流區塊鏈的技術，所以區塊鏈的創新不是很容易。他還表示，“監管沙盒2.0”就是：就算沒有入駐監管沙盒，業者也能夠在產業沙盒上面做實驗，讓自己有把握能夠通過沙盒測試，申請進入監管沙盒。[2019/1/11]

包括美國監管單位CFTC和英國央行都紛紛提出使用智能合約來監管，這些都是巨大的改變，人類第一次考慮使用非自然語言來立法，司法，和執法。這影響還不太嗎？

4.計算機科技的改革

這三個改革也是這篇文章的主體，就是區塊鏈帶來在計算機以及通訊互聯網的改變。這也是一個巨大改變。

以前許多人都認為計算機不需要改，因為現在計算機早可以運行區塊鏈，例如區塊鏈可以運行在云系統上成為“區塊鏈服務”。但是這些只是暫時的方案，而且在這里區塊鏈只是應用不是基礎設施。

4.1區塊鏈改變計算機體系結構

現在的互聯網以及計算機科技已經走到了盡頭，不是說科技不能進步，事實上科技還有可以很大的進步空間，可以有非常長遠的進步。可是進步的方向需要更改，以前都是以功能和性能來決定，比如說我現在的手中的手機在50年前就是超級計算機。50年前就有人這樣預測，但是當時大多數人都不相信這會成真，但是這預測確實發生了。

現在一個人手機上面的內存都比以前一整個城市或者一整個大學所有的存儲容量，包括所有硬盤的容量都還要大，所以說這方面已經有非常大的進步。可是現在計算機的問題一直還再出現，這問題是現在有太多虛假的事情，隱私保護不好。

而現在越來越多的應用，包括央行數字貨幣，以及穩定幣等都會在互聯網上面或者是區塊鏈上面作業，但是現在的互聯網上不支持區塊鏈作業，現在的互聯網和服務器在安全性上都是非常落伍的，沒有把安全保護隱私當做重點，以至于現在的系統設計都以功能和性能為主，隱私保護和安全上非常差。

這觀點不是我們獨有的。美國的一位科技預言家GeorgeGilder，他在2018年的時寫了一本書《谷歌以后的生活》，他講到整個計算機界的科技方向要徹底改變。他被認為是預言家是因為他在蘋果手機還沒有出來15年前，就預測智能手機的出現。據說喬布斯讀了他的書后，才開始開發蘋果手機。上次智能手機的預測可以說是世紀大預言，而他這次預測互聯網要徹底改變。這次會不會一樣成真？

聲音 | 蔡維德：中國區塊鏈發展需要建立新型監管沙盒:據南海網消息，國家“千人計劃”特聘專家、北京航空航天大學博士生導師蔡維德在昨日的海南“互聯網+”創新創業節區塊鏈創新應用大會上表示，監管沙盒通過公司的金融服務創新，為消費者帶來福利，同時使公司有資金和控制風險的能力。他提出，區塊鏈產業沙盒計劃通過細化規則，形成切實可行的產業監管體制，可防范、識別、預警、告警、處置應對區塊鏈產業應用的風險。蔡維德認為，中國區塊鏈發展需要建立新型監管沙盒，沙盒在中國的推廣使用，將加速中國建立區塊鏈產業，成為亞洲甚至世界區塊鏈領先國家。[2018/12/12]

Gilder提出的互聯網新10大定律，推翻以谷歌為代表的傳統思想

但是他提改變還多留在應用層上面，而我們提出的互鏈網這個概念，不止是在應用上面改變，而且認為在通訊協議上面，在操作系統上，在數據庫上，還有在應用方面上，還有監控方面都改變，而這些就是我們現在提的互鏈網的革命。

整個互聯網都改變成為互鏈網

以后的數據中心就不是數據中心而是“數鏈中心”，以后的互聯網就不再是互聯網而是“互鏈網”，以后的物聯網也不再是物聯網而是“物鏈網”。

整個的系統架構就是從無論是底層的通訊協議、操作系統還有各方面都會有巨大的改變，這是一種整體性的改變，而且現在要部署一個區塊鏈，快的話是幾個鐘頭，慢的話需要半年，因為有一些區塊鏈系統是很難部署。可是以后這個互鏈網進來的時候，部署一個區塊鏈可能只需要幾分鐘，因為基礎平臺都已經建立起來了。

4.2．新型智能合約架構不同

許多人每次想到智能合約就想到以太坊這樣的智能合約架構，好像是上天給的，不能夠改變的。事實上根據我們的研究，智能合約系統架構可以不一樣。例如英國央行在2020年3月出的《央行數字貨幣討論報告》，就提出3個問題，我們根據這3個問題把它系統架構畫出來，就出現一個全新的智能合約架構。智能合約平臺跟區塊鏈不再是1對1的綁定，而是多對多的綁定。這樣多對多的智能合約架構允許新型應用出現。另外，還會有許多其他新型智能合約架構出現。

“千人計劃”特聘教授蔡維德：數字法幣或要等第10代區塊鏈技術才能實現:中央組織部“千人計劃”特聘教授，英國倫敦大學學院 (UCL) 區塊鏈研究中心科學顧問蔡維德近日在金融界的采訪中表示，一般的數字代幣根本達不到數字法幣的要求，如果用第一代或是第二代數字代幣的技術做數字法幣，恐怕會遇到“不可能完成的任務”， 因為技術距離實在太遠。這距離就像用腳踏車上月球一樣，是不可能的。大規模數字法幣可能要等第10代區塊鏈技術出來才能實現。[2018/3/23]

新舊不同智能合約架構

在這樣新智能合約架構上，智能合約合約的協議和區塊鏈的設計就會不同。這也會產生許多智能合約產業，這是皋陶模型。

2020年8月3號世界銀行發布金融科技工作報告《智能合約技術和普惠金融》，認為智能合約可以助力普惠金融、供應鏈金融和保險業務。并且推薦政策制定盡快建立智能合約標準，降低金融風險。

4.3.網絡協議可以改進

現在互聯網網絡協議已經使用46年了，而基本協議還是一樣。在互聯網時代，每幾年技術就會翻新。但是現在協議居然已經有46年的歷史。而且現在的協議性能和延遲相關。由于這特性，網絡一些特殊生態出現。例如在紐約交易所旁邊，擠滿了證券商，因為他們需要爭取幾毫秒的通訊優勢，如果公司離交易所遠，系統性能降低，如果離的很遠，性能差距大。這不是物理現象，而是協議沒有優化的現象。我們已經開發出網絡協議MEF，如下圖右下方。在新協議下，傳統網絡生態就會有改變。

新型協議不受延遲影響，改變網絡生態

4.4.操作系統文件系統屬性更新

操作系統也會改變，我們提出基于區塊鏈的操作系統，例如在文件系統，和進程管理上和傳統系統不一樣。

一個文件除了傳統讀、寫、執行屬性外，還有T屬性，就是交易屬性。表示這數據可以參與交易。一個數據有T屬性后，還有TRT讀屬性，TA就是T添加屬性；還有TXT執行屬性，多了三種不同屬性，這三種不同屬性表示有一組數據是跟金融相關，既然是跟金融有關系，就需要監管。但是由于區塊鏈的關系，可以T讀、T添加、T執行，但是不能有TW屬性，因為數據只能加而不能改。

操作系統文件系統新屬性，監管可以在底層系統執行

有了這些新屬性，操作系統才能判斷使用何種軟件來執行。任何T屬性的數據，都需要有監管機制的軟件。以后的操作系統對于金融數據都有監管機制。

操作數據庫系統

這個系統有這個標志的時候，整個的操作系統就可以執行監管，有一些數據是屬于T屬性的，表示可以做金融交易，因為是監管交易，任何交易數據需要追蹤。T屬性的文件處理方面在進程處理方面也不同，只有特殊軟件可以接觸T屬性的數據，例如特殊智能合約可以。

而且因為需要監管金融交易，而金融交易需要賬本，而賬本就是數據庫。因此我們提出操作數據庫系統，如果操作系統需要管理這個監管交易，必須監管帳本，而帳本是需要數據庫。這樣整個操作系統不再是傳統的純操作系統，而是操作數據庫系統。

以這樣從操作系統架構來看，傳統上的操作系統架構被改變了，我們看操作系統的歷史，從早期的Multics系統，到后來UNIX系統，到后來的Linux系統，到后來的IOS手機系統和安卓手機系統，還有云計算操作系統，我們可以看到一件事情，他們的功能越來越多，可是他們的系統架構都沒有很大的差距。基本上都是屬于在加功能，在性能上進步，系統管理的體積越來越大，管理的資源越來越多，可是在結構上，系統設計方面并沒有很大突破。但是添加了區塊鏈后，就不一樣，因為將來操作系統需要監管金融交易數據。這原因出于數字代幣的出現，大多數數字代幣都在逃避監管，而許多國家都無法監管，也沒有辦法將這軟件移除，只能采取間接監管機制。但是如果有新型操作系統，在這新操作系統上，這些數字代幣應用就不能執行。

4.5.地址機制不同，打通內存、硬盤、存儲、進程機制

而操作系統內部的地址管理也不同了。以前數據都是單獨存在，操作系統里面的段機制和頁機制都是傳統機制。而其物理意義有限。但是區塊鏈數據是以塊出現，有深厚的物理意義：

●時間：塊中交易是同時間被驗證的，還有時間戳；

●驗證者：塊中交易是被同一群驗證系統驗證的，而且有他們的數字簽名擔保；

●共識：塊中數據是被共識后才能被系統接受；

●加密：塊中數據可以加密，保護隱私。

所以這樣的數據就應該放在一起，不論在內存，硬盤，手機，服務器，在計算或是通訊上，都一起處理的。我們提出統一“塊管理”體系，將數據分為大塊，中塊，小塊。還還可以有大大塊，大大大塊，或是更多的“大”，操作系統也以“塊”為基本處理單位，而不再以獨立數據為單位。

新型操作系統處理金融數據以“大快，中塊，小塊”統一管理

塊管理國際標準化，打通金融、手機、服務器、存儲產業

這樣的統一“塊管理”可以國際標準化，打通世界手機、服務器、存儲、數鏈中心，還有金融產業。這樣標準可以像船運集裝箱運輸一樣，打通船運、物流、倉庫的通道。這樣的塊管理還可以和現代容器技術融合，這樣的機制對世界供應鏈金融提供一個科學的基礎設施，而不是在不安全的互聯網上運行。

例如塊大小、內容、格式、處理流程都可以國際標準化，這樣可以由不同公司出產的硬件或是軟件來并行加速處理，而保護機制有加解密處理。這樣世界監管單位就可以快速合作處理金融交易，進行反洗錢活動的分析。

4.6.區塊鏈數據湖打通區塊鏈孤島

區塊鏈是參與這都可以有共識，而因為監管單位可以參與共識，可以監管這鏈。但是現在洗錢的機制越來越聰明，也越來越復雜，違法組織可以在不同區塊鏈上從事串聯的欺詐事件。這需要監管單位需要同時間監管多個交易鏈。這就是我們提出區塊鏈數據湖的概念，由一個中心處理監管計算，在上面可以有人工智能和大數據分析，但是數據來自每個區塊鏈。但是這個中心和參與區塊鏈，還有數據互相鎖定的機制—就是大數據平臺和區塊鏈互相鎖定數據，保證數據不能被更改。下圖是我們提的區塊鏈數據湖系統。

區塊鏈數據湖連接多區塊鏈系統與大數據平臺

這樣的機制代表基于區塊鏈的系統，除了有“塊管理”機制，還有傳統大數據平臺分析。塊將同時間發生的數據綁在，在系統里面一起處理，而且有數字身份證，可以來驗證數據真實性、時間信息、和負責單位；但是大數據平臺將塊里面數據拆開重組，分析數據之間的關系，做反洗錢分析。而兩組數據又可以互通，又都存在多個相關區塊鏈上，數據也不能更改。一個基于區塊鏈的監管網絡系統就可以建立起來。不論在合規市場，或是地下市場，都可以監管到。在地下市場，由于4.4節里面的機制，任何交易數據都會自動報告，而且只有經過審批和驗證的軟件才能處理這些交易數據。

引用：

蔡維德，《互鏈網:未來世界連接方式》，東方出版社，2020年9月。

蔡維德，《智能合約：重構社會契約》，法律出版社，2020年9月

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