狄刚：密码技术在区块链领域的应用观察与思考

尽管区块链概念被提出已近10年，但目前仍处于技术应用的较早期阶段。区块链技术的发展将与密码技术的应用形成长期良性的互动，在相互促进中共同发展。从目前发展现状来看，区块链的技术瓶颈主要存在于性能、安全与隐私保护、跨链互通等几大方面，这些问题尤其在以直接面向大规模C端应用为目标的公有链领域更为突出。

公有链从目标上来看过于理想化，然而这些看似不切实际的目标却不断激励着技术极客和学术界投入巨大的研究热情。为了解决比特币PoW共识机制导致的大量能源消耗问题，目前基于权益证明（PoS）的共识机制正形成研究热潮，比如以太坊项目制定了一个共识机制的升级计划，将逐步从PoW过渡到被称为Casper协议的PoS共识机制，爱丁堡大学的Aggelos Kiayias等发表的名为Ouroboros的PoS共识机制的相关论文在2017年被顶级密码学术会议Crypto收录，而图灵奖获得者Silvio Micali针对共识算法的分叉等问题在2017年提出了名为Algorand的PoS共识算法，以极大的概率确保共识算法收敛一致，避免分叉的产生；在隐私保护领域，由于区块链的分布式账本验证过程既需要记账节点能够验证交易的正确性，又需达到隐私性，因此技术极客们和学术界前赴后继，提出了几代解决方案，从最早先比较偏向“工程化思想”的“混币”技术，发展到利用密码学的环签名技术大大提升匿名效果，直到高级密码学方案零知识证明zk-SNARK协议被采用以达到彻底的隐私保护；为了解决区块链性能瓶颈问题，基于“可撤销的哈希锁定合约”技术的链下协议“闪电网络”方案被提出，基于有向无环图（DAG）技术的新型区块链账本方案则提供高并发交易的可能性。 

由此可见，以密码技术为核心发展起来的区块链技术在成长的道路上将不断地为密码应用提供广阔的实践空间，大大推动密码技术应用的研究，而密码技术研究的成果又不断反哺区块链的发展，为其攻克一个又一个技术难关。尤其是公有链在挑战更高目标过程中带来的密码技术方案的新思想、新技术又为服务于实际需求的联盟链/私有链带来有价值的技术启发，推动区块链在实际商业领域的应用加速。

区块链是在互联网技术发展到一定阶段提出的融合创新技术，而且提出之初就是以密码技术为核心进行构建的，这和早期的互联网设计原则形成了天壤之别。基于密码技术与区块链技术的这种良性互动将不断形成化学反应，持续推动技术向成熟发展，从而为大规模的商业应用打下基础。