区块链的提问和数学的猜想——首届区块链数学科学会议精华

跨学科的思想碰撞让区块链孕育希望。

导语

12月17日-18日,由数字资产研究院、零壹财经和石榴财经联合举办的2018国际 区块链 数学科学会议在北京顺利召开。会上,计算机科学家、经济学家、数学家、信息学家、高校学者、 区块 链 专家及行业从业者围绕 区块 链 与数学、人工智能、量子计算机等领域的联系、 区块 链 目前面临的难题以及未来猜想等话题发表了不同的观点。
在开场致辞中,经济学家朱嘉明表示当前这个时代是一个科学主导的时代,是由若干和整体的科学体系主导的时代,更是科学集群和技术混合成长,相互影响的时代。2019年将是一个非常值得在意的一年,这一年有三件值得纪念的事:麦哲伦航海500周年、人类登月50周年、互联网前身阿帕网诞生50周年。尤其后两件事,改变了过去50年人类历史的走向和轨迹。他表示,这次 区块 链 数学科学会议力求成为21世纪的“梅西会议”,通过数学、密码学、计算机科学、经济学和人工智能之间的跨学科互动,对 区块 链 体系进行科学层面的解构,探讨建立基于 区块 链 应用数学的可能性和路径,最终也希望对数学本身的发展有推动作用。最后,朱嘉明老师引用希尔伯特墓志铭的一句话作为对 区块 链 数学科学的期许:我们必须知道,我们必将知道。
如何看待 区块 链 的发展现状?

过去的十年, 区块 链 逐渐从小众走向主流,但社会对 区块 链 的认知,很大程度上仍然停留在最初的阶段。 数字资产 研究院常务副院长、零壹财经创始人柏亮在会上表示,目前 区块 链 行业遇到的瓶颈是底层思想的创新。

在经济学家、北京大学经济学院前院长晏智杰看来, 区块 链 技术首先是互联网技术的一次巨大飞跃和升级。它最大的价值在于把互联网这样一个信息传输工具,升级为价值交流的工具,并把市场经济形式推到更高的阶段。其次, 区块 链 的应用之路必将是曲折的。一个国家对 区块 链 的接纳程度与该国的经济发展程度有关:市场经济发展程度越高的国家,越容易接受 区块 链 ,反之就容易抵触。在应用领域方面,在金融领域之外, 区块 链 在其他社会领域也有很大的发展,不断地被企业、政府、民众所认识、采纳,这个过程的落实本身也是曲折的。

北京大学网络和信息安全实验室主任陈钟则认为 区块 链 应用的特色包括了去中心化、分布式抗毁、全网溯源、智能合约、同等激励等。而真正有意义的,就是用智能合约来编程,很多规则如果能够在现在构建的 区块 链 上编程、执行,可能会使整个社会的秩序更好、更有效率。

中央财经大学信息学院院长朱建明表示,比特币、 区块 链 的发展对社会生活已经产生了非常大的影响, 比特币 、 区块 链 发展过程中出现的交易速度、监管等问题并没有影响 比特币 本身的发展。他认为,最成功的 区块 链 应用仍是数字货币

清华大学信息技术研究院副院长邢春晓认为,当前的 区块 链 很像20年前的互联网,存在很大的泡沫。但 区块 链 技术还有很多发展机会。 区块 链 所要建设的理想世界是去中心化、可信、安全、公正、高效的自治组织和自治社会,但智慧城市和社会的建设面临诸多挑战。智慧社会的作用主要是机器信任、智能合约和价值传递。他把 区块 链 的最新进展总结为ABCDE的技术,即人工智能(A)、 区块 链 (B)、云计算(C)、大数据(D)和互联网(E,包括移动互联网和物联网)。

南京大学副教授丁晓蔚选择从金融风险的角度看 区块 链 。他认为 区块 链 、大数据、人工智能技术的进步将推动金融信息基础设施架构的变革。 区块 链 可提供更为可信、全面的金融大数据,可以改变信息技术基础设施架构。相应地,监管政策和法规,也会掀起一系列的改良和变革,从而规制金融市场参与者的行为。同时,他就 区块 链 智能合约等技术的应用,是否反而会放大金融风险,甚至于系统性的金融风险的问题,为大家做了诠释,他认为监管沙盒试验可能是一个比较好测试该类风险的方法。

北京邮电大学 区块 链 及安全技术联合实验室主任马兆丰主要从北邮目前的 区块 链 实践经验出发,认为传统的中心化处理的不足之处在于业务处理过于集中、信任中心不总可靠以及增加了交易成本代价。而 区块 链 是一种分布式自组织的可信计算技术。 区块 链 以其“去中心化、高度透明、集体维护、不可篡改、安全可靠”等特性将成为构建未来社会治理的信任基石。

“ 区块 链 的底层是数学,中层是法律,上层是经济行为”,原北方电子研究所系统总体中心主任彭雄宏这样解构和分析 区块 链 。在他看来, 区块 链 这种自组织协同技术要求数学在六个方面发挥作用:第一是要真正支持分布式的协同系统;第二是增强共识分布性,扩大公平性和增强系统安全性;第三是加强隐私保护,促进安全授权,提高数据共享程度;第四是加强设计和测试安全性;第五是加强平行世界的建模和仿真,使协同经济效率最优化;最后是丰富 区块 链 的自组织机制。

而经济学家朱嘉明教授回归基础,从数学的角度去看 区块 链 。他指出, 区块 链 已经具备足够的跨学科基础,并已经展现了引入更多数学工具的可能性。根据嵌入理论,目前更多是 区块 链 嵌入数学,但未来数学会更多嵌入 区块 链 。这是一个互通的过程。 区块 链 的应用场景将在学科交叉过程中日益扩大。在所有应用数学体系中,现在可能最具发展前景的是 区块 链 。因此, 区块 链 将是数学世界、关键世界和非关键世界、物理世界和物质世界之间的一个桥梁。

如何看待 区块 链 的跨学科特性?

区块 链 在人工智能、量子计算、能源系统、物联网、经济金融等领域都可以有应用,因此一个普遍意义上的 区块 链 科学一定是跨学科的。

计算科学家、中科院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室主任王飞跃指出,要真正把人工智能系统建起来,需要 区块 链 。建立在大数据基础上的人工智能就像把房子盖在土基、沙基上,知识都是碎片化的,可信度不高。有了 区块 链 ,人工智能的地基就相当于变成了钢筋混凝土。

中科院院士张钹指出,人工智能主要通过计算机来模拟人类的理性行为、感性感知以及模拟人类的动作。我们可以把人工智能分成两个阶段:第一阶段是传统人工智能阶段,第二阶段是深度学习时代。人工智能建立的初始,基于知识和经验的物理符号推理模型和神经网络模型都需要依赖人类编辑知识和经验或者人工选择特征输入;深度学习的出现对机器学习做了根本性的改变,从此不需要人工编辑知识和选择特征,只需要原始数据即可。

中国科学院自动化研究所副研究员袁勇指出,从技术特点来分析, 区块 链 和人工智能存在非常互补的关系,“ 区块 链 +人工智能”最大的应用是分布式人工智能。他认为 区块 链 和人工智能结合后, 区块 链 会在个体层次的实体形态、组织形式、运作模式、激励机制和管理规则五个方面影响 区块 链 生态。人工智能的基础是大数据,大数据是碎片化、实时、海量、良莠不齐的;而 区块 链 可以架构在大数据和人工智能中间,把大数据变成可信、可靠、可用和高效的数据。

美国普渡大学 区块 链 实验室副主任、本征资本创始合伙人邢大地博士分享了他在 区块 链 、人工智能等领域的实践经验。他指出今天的人工智能还不够完美,并且通过比较可以发现人工智能和 区块 链 、技术和经济学、今日和未来用于人工智能的分布式账本开放数据存在不同; 凡是多方需要共享流程和数据的业务场景都有用 区块 链 提升效率和安全的机会。

除了人工智能,与会专家学者对其他学科领域在 区块 链 上的探索也介绍了他们的经验和见解。

武汉大学电气工程学院教授张俊主要分析了 区块 链 在能源系统场景中的应用情况。他表示,通证经济的核心是激励。通证对实体经济主要有两方面的作用:在实体经济内部进行调节,对实体经济外部环境进行影响。通证经济体系在能源系统中的应用不仅解决一些传统问题,还能增加能源系统的可靠性和稳定性,为能源系统的高效稳定运行提供理想的理论和应用基础。

华南理工大学自动化科学与工程学院副教授崔巍介绍了量子计算机的情况。在他看来,量子计算机对于 区块 链 的影响主要体现在对签名机制、椭圆曲线及POW的影响。虽然密码学界提出了抗量子攻击密码,但实际上现有所有的抗量子密码都没有得到理论上的证明。

北京交通大学计算机与信息技术学院信息安全系主任王伟表示,物联网当前发展面临着一些瓶颈, 区块 链 的身份验证与共识机制有助于避免非法、恶意节点接入,去中心化架构可以提高物联网的可拓展性和兼容性。

中科院信息工程研究所信息安全国家重点实验室副研究员陈宇重点介绍了零知识证明,他认为这一密码学的关键技术工具在大量密码协议的设计中起着不可替代的作用。

区块 链 面临何种困难与挑战?

区块 链 在发展中过程中也面临一些困难和挑战,主要体现在技术、应用和监管等方面。

数字资产 研究院学术与技术委员会学术委员邹均认为,当前 区块 链 危机主要体现在两方面:其一,币圈由原来的非零和理性博弈走向零和非理性博弈;其二, 区块 链 技术落地时都会遇到不可能三角问题。他表示, 区块 链 共识机制设计里要用到很多博弈论知识。理论上, 区块 链 是一个达到纳什均衡的共识系统。但问题在于, 区块 链 的共识机制是一个静态设计,而博弈论是动态的,所以这里存在矛盾。

Zerohm创始人钟馥百也从技术层面分享了自己做 区块 链 过程中遇到的问题,基于现有新架构,他认为未来一定是多链的结构,一条主链加若干业务链。在开发过程中,除了数学要解决的核心问题外,还需要提供更多应用性。

英拓网络创始人练志锋则指出了 区块 链 发展过程中面临的一些监管问题,他认为现在 区块 技术还没有一些规范化的东西,和统一的标准,希望 区块 链 专家、数学家和密码学家能合力做出解决方案,尽快建立行业共识。

北京航空航天大学博士生导师蔡维德表示,并行计算、容错机制、网络协议、数据结构、扩展性、实时监管和现代金融系统需求的挑战是 区块 链 面临的最大挑战,实验室的研究数据跟真实数据存在很大差距。

区块 链 会有怎样的未来?

中科院计算所博士生导师白硕就数学如何在隐私、共识、形式化验证三方面分别怎么去做的问题发表了看法。在隐私保护方面,白硕提出了自己的原创性见解,一个是背靠背求交集,另一个叫背靠背去做训练模型,也就是机器学习。共识方面,他将共识分为三类:基于证明的、基于投票的和基于随机性的。关于挖矿,白硕表示“ 挖矿 不一定只能是计算哈希的过程,包括NP完全问题的诸多问题都可以算 挖矿 。通俗地说,你提出问题,我解决问题的过程本身也可以被视为 挖矿 。”另外,白硕认为 区块 链 行业目前已经从数学中受益很多,建立了很多模型,但仍然面临诸多挑战,需要更多的数学家加入 区块 链 领域探索。

复旦大学教授,中国计算机学会 区块 链 专委会主任斯雪明认为 区块 链 系统的特点是静态性、多中心、分布式、冗余、高度同构,而目前的 区块 链 系统是高度冗余、高度同构的。理想 区块 链 系统如何构建?根据 区块 链 系统的特点,他从自然界的拟态群飞、群游现象中得到启示,提出了拟态群体异构体系机构。

区块 链 技术会不会威胁到互联网的存在或者是取代、颠覆互联网? UOC开源社区创始人贾可认为 区块 链 技术是下一代互联网闭环中的最后一环。当前拆解 区块 链 是为了重新理解和认知 区块 链 ,形成统一的理论,使之能够真正成为一门多学科交叉的科学。关于未来,他认为下一代互联网以及 区块 链 网络的底层拓扑结构,将不再局限于欧氏几何,而将拓展到更一般的黎曼几何。

原北方电子研究所系统总体中心主任彭雄宏指出,经济模式的发展经历了从传统经济模式到互联网经济模式的转变,在 区块 链 的推动下,未来将进入协同经济模式。在发展脉络上,是从信息互联网走向价值互联网的过程。信息互联网时代最大的特征就是信息的大量聚集并在此基础上产生大数据的应用和需求;价值互联网的特点则是“富合约”,大家都通过合约化的方式来进行价值和资源的流动。富合约的最大特征是可编程,目前有可编程货币,下一个阶段会出现可编程商业,而未来就是可编程社会。
结语

经济学家朱嘉明在会议结尾作出了如下总结:

如果2017年的重要关键词是AI,那么2018年的重要关键词就是 区块 链 , 区块 链 和AI的概念在中国和世界范围内得到了空前的普及,这在科学史、思想史和技术史上都是前所未有的。

在这样的背景下,于世界范围内召开的无数 区块 链 会议其实暴露了三大弱点,首先是大部分 区块 链 会议上传播的思想是非连续的,而我们的思考应当是连续的;其次, 区块 链 会议与会者专攻的学科是单一的,而对 区块 链 的理解是需要跨学科合作的;最后,大部分会议的商业目的和实用目的较多,而 区块 链 会议应该更富思想,在精神层面刺激和引发大家的思考,这方面值得参考的会议便是“梅西会议”。

区块 链 数学科学会议的主题探讨的问题即数学是否是万能的?数学是不是可以解决 区块 链 的问题?以及我们是否可以立足 区块 链 建立起应用数学的一个新分支?整个会议更重要的意义就是基于数学思考和理解 区块 链 并开拓新的思想,我们并不是为了寻求确定的结论,而是要对建立一整套思想框架做出不懈探索。今天我们所处的时代不再有数学通才、物理通才或经济学通才,达芬奇所处的那个通才时代早在20世纪中期前就结束了。通才时代结束后,我们才更需要让各个学科走在一起做思想的碰撞,这一点是时代的要求也是历史的要求。

这次 区块 链 数学科学会议所探讨的问题,总结起来可以概括为五大问题:

第一,后工业社会之后,特别是在 区块 链 出现之后,这个时代变成什么样了?显然这个时代已经是一个超越政治制度、超越意识形态的时代,身处其中的每一个人都被这个时代所裹挟,如果说这个时代是一个最大的分布式记账系统,那每个人都是分布的节点。

第二,我们如何理解和描述这个时代?这是整个会议讨论最多的问题了,众多专家学者为我们展现出的这个时代最大的特征就是“平行世界”,即物理世界(或物质世界、现实世界)与观念世界(或非物理世界、非实体世界)的平行。现在我们对于平行世界的解释正在深化和丰富,我们每个人每天的时间都分布在两个世界之中,而在后一个世界中我们消磨和花费的时间已经开始远远大于在物理世界中花费的时间。

第三,因为 区块 链 的介入,这个世界是不是变了,或者说这个世界是不是会进一步改变?会议并没有对这个问题做出确定的结论,但与会的学者普遍同意这个世界已经因 区块 链 有了变化,至于变化有多大则是另外一个问题。今天当我们讨论这个时代或者这个世界的时候,已经不可能没有 区块 链 这个概念, 区块 链 已经完全融入了我们的话语体系。

第四, 区块 链 到底是什么?这是会议探讨的根本问题。与会嘉宾的若干个发言都试图对 区块 链 进行分解和解构,把原来的 区块 链 模式用一种全新的视角来解释,这是会议相当重要的成果。

第五,会议探讨了未来,比如探讨了5G、AI、量子力学等对 区块 链 的影响。这些影响离我们不是很遥远,既然在会议上提出来了,希望能引起大家的思考和重视。

最后,一个会议的成功与否并不在于会议能得出确定的结论,而在于能够焕发起大家的想象力。科学家应该是有想象力的,太务实的目的往往不能孕育希望。

零壹财经将于2019年1月10日在北京JW万豪酒店,以全面独立的研究,联合银行、保险、证券、基金、互联网金融、金融科技等众多领域的学者领袖,召开以“新银行、新互金、新技术、新连接”为主题的新金融年会,探索新金融的变化与机会。本次年会,银行成为真正的主角;金融科技兵器谱榜单(第一期)、商业银行数字客户旅程探究报告、中国银行业运营效率报告&排行榜和 区块 链 产业发展年度报告等多项成果也将在年会上发布。

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