链客Talk|山东省科学院教授杨耀东:区块链与国家“新基建”双剑合璧

3月27日，“链客Talk”邀请齐鲁工业大学（山东省科学院）教授杨耀东来到链客直播间。和大家一起探讨区块链与国家“新基建”双剑合璧这一话题。

首先给大家介绍一下杨教授的背景：

杨耀东，教授，博士生导师，上海鲨丁信息科技有限公司首席研究员，算力智库专家团成员，建行大学区块链主题授课专家，齐鲁工业大学（山东省科学院）教授。毕业于美国弗吉尼亚理工大学，发表论文 70 余篇。曾任西安交通大学前沿科学技术研究院副院长。

以下是问答内容：

主持人：近段时间“新基建”成为各个网络平台的热点话题，我们知道3月4日提出"新基建”计划，请问杨讲授，和传统基建相比，新基建为何广受关注？请问国家为什么在这个时间点提出新基建，这对于我国经济恢复和快速发展有怎样的推动作用？

杨耀东：受疫情影响，国家于3月4日提出了新基建，有很多媒体进行了关注和跟进。从1月份开始中国疫情爆发成为了全球关注的焦点。现在，大规模的疫情已经在亚洲、欧洲、北美洲开始蔓延，有人预测，有可能在其它大洲也会流行起来。

在我国的抗疫过程中，国家以全国人民的健康为重，在全国范围内推行限制出行的政策，包括乡、村、街道、各小区等都设置了出入检查登记，具体的执行过程非常严格。实际上，这样的举动是以经济停摆为代价。最终经过两个多月的抗疫，目前我国的防疫形势已经开始向好发展。但是，虽然现阶段国内疫情得到了有效防控，但境外输入性病例有可能会引发二次爆发。因此，当务之急是需要通过各种政策防止输入性病例的发生；另外一方面，我们还要小心来自于经济领域的次生灾害。国家统计局在3月16日公布的数据显示，今年1、2月份中国的消费、投资、工业生产等多项指标都遭遇了大幅下降。根据这份数据，彭博社的三位经济学家预测，中国今年第一季度的GDP同比会下降11%，预计中国2020年的经济增长速度会下调到1.4%。

这只是一家的预测，数据可能过于悲观。但是通过这些数据我们能够感受到今年我国的经济形势不容乐观。随着国外疫情的进一步的持续爆发，无论是政府实施的封城隔离政策，还是人们自发减少出行和聚会，都会造成严重的消费不足，使得在全球发生通缩概率不断提升。而对于我国这样的世界工厂，尤其会给大量外贸型企业带来巨大挑战。

随着美国确诊病例的不断攀升，美股在上周出现了多次历史性的熔断。美联储实施了不限量的开放式量化宽松政策，给资本市场带来了巨大的冲击。不管是外围还是国内，整个市场环境表明，今年的经济形势非常具有挑战性，对市场来说信心其实很重要。因此，为了给国民打气、提升经济，国家最近出台了近五十万亿的新基建计划。

新基建带来了很多新技术经济态势，为国家的发展注入新动力。俗话说，好钢就要用在刀刃上，在经济发展需要之时，新基建无疑是最具发展潜力和空间的行业。因为，经济发展需要新的基础设施，新基础设施也会加快新经济不断增长。投资新基建，可能是中国当下投入产出比最划算的战略选择。

主持人：今天的主题是“区块链与新基建双剑合璧”，我们回顾一下从去年10.24中央提出把区块链作为核心技术自主创新重要突破口到今年3月4日召开的中共中央政治局常务委员会会议提出，“加快5G网络、数据中心等新型基础设施建设。”，短短不到半年的时间，国家连续提出两项重大决策，请杨教授帮我们做一下分析其中原委。

杨耀东：去年10月末，中央集体学习区块链，掀起了各级政府、企事业单位对区块链的广泛关注。我也到很多地方去讲学，深切感受到区块链已经成为一个非常火热的话题，很多人和企业都在试图尝试把区块链与传统业务相结合。

今年3月份国家又正式出台新基建，这是一个大规模、大手笔的投资计划。这两个话题之间有什么关联呢？实际上新基建并不是一蹴而就的，而是经过多年摸索和论证提出来的。

新基建中比如5G、新能源汽车充电桩，在2018年就已经开始酝酿，经过多年论证，在今年正式提出。虽然有提振市场的因素，但是实际上也已经是水到渠成。类比区块链和新基建里面的主要元素，可以看到大部分是集中在信息领域。

我们可以感受到国家在这个领域的高瞻远瞩和具有整体的战略布局，未来我们将会进入智能时代。对于智能时代，我个人认为是信息时代或者数字经济发展的一个新阶段。IT技术从上世纪七八十年代开始，到今天随着移动互联网的广泛推行，大家的衣、食、住、行、用都离不开移动互联网，给人们的生活带来了翻天覆地的变化，各行各业都在享受移动支付带来的红利和便捷。

毫无疑问，这并不是信息时代或者IT技术发展的终极形态，如果说互联网给人们带来的便利是由于信息技术的底层基础设施非常牢固，那么，以区块链作为价值互联网的底层技术，在经过足够的时间之后，同样会给我们带来巨大的便利和惊喜。

未来，由区块链构建的价值互联网，会让数据变得越来越重要、越来越有价值。数据时代（DT）一直被很多人提到过，包括马云也一直在宣传未来是DT时代。DT或者说数据真正被人重视，会产生价值，其实跟国内的房子一样，需要被确权。明确了数据的所有权之后，才会促进整个数字经济的发展。

而确权正是区块链可以做到的，所以国家如果对未来的判断和预测是以数字经济为主导的智能时代，并愿意在此领域做大量的投入和布局，我们有理由相信区块链作为未来数字新经济的重要基础设施、价值互联网构建的核心要素，会发挥越来越重要的作用。

主持人：这一次新基建包含5G、特高压输电、城市间高速铁路和城市间轨道交通、充电桩、数据中心、AI人工智能和工业互联网七大领域，区块链并未列入其中，区块链与新基建有何关系？

杨耀东：当然有关系。区块链虽然没有被列入，但是它一直备受关注和被提及。在新基建里的领域它们都有各自完整的业态，具有代表性的5G，因为有前几代技术的铺垫，2G、3G、4G技术一代代发展给我们带来了好处，国家也从中获得了很好的收益。整个5G行业的参与者中，包括基础设施建设者、运营者、设备供应商等，整个生态链的伙伴都很清楚，这样的行业投入和产出非常明确，所以5G被列入了新基建中。相对于5G来说的，区块链整个业态的发展还是相对薄弱一些。但是区块链和很多技术，尤其是与新基建中的领域都有紧密的关系。我们以工业互联网为例，来做一些简单的剖析。

其实，提到工业互联网我们并不需要抛开原来已经建成互联网，而专门为工业建一个新的互联网。只是专注于工业领域，互联网的一些设置需要做一些新的调整，然后应用于各种工业场景，满足产业需求。如果工业互联网做得好，那么它可以满足更高层次的国家战略，比如智能制造。因此，工业互联网被当作一种基础设施。从工业互联网目前的发展中，我们能感受到几个明确的挑战。

第一、工业互联网的互联互通性差。与具有开放接口的消费互联网不同，工业互联网目前没有统一的通讯协议。数据访问接口不一致，导致数据的获取、流通非常困难。大家可以想象，不同工厂有不同的设备，不同设备又是由不同厂家开发出来。它的零件采用标准也是千差万别。在这种情况下，工业互联网如果想把工厂、供货商、企业客户关联起来，将会导致工业互联网可能出现割裂，企业之间信息传递困难，无法实现互联。

第二、网络与数据安全难以得到保证。每个行业都有自己的安全需求，也有各自的特点，因此难以形成通用的网络安全解决方案。当出现数据文件失窃和篡改的情况时，这些情况如果发生在普通互联网上，可能也就数据产生问题，对整个世界的影响可能是有限的。但由于工业互联网是联通现实世界的，如果网络遭遇攻击，就会直接影响工业的运行及生产安全。

考虑到工业应用和其他应用的不同，特别是生产过程非常复杂，行业参与方众多，涉及到人和大量的工业设备。如果用区块链来构架它们之间的关系，可以使整个流程和数据在统一的规则下运行。网络除了给人和机构特定身份之外，更重要的是给工业设备分配一个区块链上的身份，这样才能使工业运转更为安全。当设备、人、机构都有了身份以后，工业生产的组织方式就可以使用智能合约。

智能合约其实代表了协调好的生产组织逻辑，通过分布式的方式来执行。使用智能合约以及分布式账本，来重新组织生产过程和管理方式，并且使这个过程更加透明、效率更加提高。企业将生产环节的监管和管理以及必要的采购销售等数据通过区块链全程串联。采集第一手数据，真正实现数据可信。这样可以提升工业生产管理的集中化、远程化、自动化，保证数据安全和远程管理的可靠性。另一方面，以生产环节的数据为有效证明，保证采购、销售数据的准确性。

当销售、采购等数据上链后，为政府和监管机构、银行等提供了高于普通合同订单的贸易真实证明。充分利用区块链的特点，将可信数据传播到外部，短期可以为融资提供有效的依据，长期则能够形成全国一体化的企业信用评价体系。

主持人：我看到最近您在澎湃网发表过的文章《疫情暴雨转阴后，用“新基建”+区块链带动新发展的几种可能》中提到未来区块链可以在疫情防控等领域发挥重要作用，能展开谈谈吗？（https://m.thepaper.cn/newsDetail_forward_6433327?from=timeline&isappinstalled=0原文链接大家感兴趣的可以了解下。）

杨耀东：在这篇文章中，我们讨论了把区块链用于防疫工作的方案。相比其他的文章，我们更关注一些防疫过程中核心的应用。比如区块链可以帮助捐赠过程透明化，我们认为这些并不算是防疫里面最核心、最硬核的东西，所以我们在这篇文章里没有过多的去探讨。

文章中提到，我们希望使用记录在链上不可篡改的真实数据，来记录传染源的移动区域，从而更好地实施隔离等措施。有了这些可靠的数据，在防疫过程中就会有很多用途。但这是否会侵犯到个人隐私？实现个人的地理信息采集、抗疫工作和隐私保护这三者之间的平衡，是我想探讨一下的。

首先，我们要明确个人所有信息的采集有助于抗疫。国内防疫工作能尽快看到效果，主要还是隔离了传染源。在新冠肺炎开始由武汉向全国蔓延的时候，多地都出现发热患者故意隐瞒武汉旅行史的情况，造成了整个医院门诊部门被隔离的严重后果。比如，山东的一名患者刻意隐瞒个人旅行史和人员接触史，造成68名医务人员被隔离；还有福建一名患者，谎称来自于菲律宾，并不按规定进行居家隔离，还参加了宴会，导致七人感染肺炎，近千人被隔离。

当然还有很多案例，特别是现在有来自于国外的输入病例，有人会在乘坐飞机的时候，隐瞒自己的一些情况。为什么要隐瞒呢？有很多种可能性。有人可能担心自己的差旅会被限制，到达不到自己的目的地；也有人认为自己的隐私不该透漏等。从这些情况表明，在抗疫的关键时刻，如果单靠个人来提供自己数据，其实是不太可靠的。如果用区块链把个人的历史信息不可篡改的保存下来，有可能会解决信息数据造假等问题。

当然，还需要有多个部门的配合。如果能把到发热科就诊的病人近期出行信息以及手机定位（信息）等，通过某种方式进行组合。那么个人的旅行数据将变得更加可信和全面。这会不会涉及到侵犯个人的隐私呢？采集的这些数据会不会被暴露呢？会不会被盗窃呢？会被滥用吗？这带来的一系列的疑问和挑战。

这样的担心并不是空穴来风，随着近几年数据泄露事件频发，也着实令人担心，近期新浪微博就有数据泄露的情况。这些数据泄露事件的本质原因，归根到底还是中心化存储所导致。个人数据一旦被集中存放在大型网络服务供应商的网站上，这些数据就很容易受到攻击。在这种情况下，个人数据的使用就涉及到一个重要的概念叫做DID，也就是去中心化数字标识。

有了DID只需要一个通用ID，就可以在全网通行。并不需要再去记住每一个网站的用户名和密码。DID结合区块链，用户在使用互联网服务的时候，不需要披露所有的信息，仅需要披露网站需要的部分。所披露的数据采用默克尔树存储，通过区块链数字签名技术进行验证就可以使用。

假如要诊断患者是否有湖北旅行史，就可以使用DID技术。个人可以在不泄露详细行程的情况下，向诊断机构提交由电信公司、GPS服务商、以及地图服务供应商等机构签名的14天湖北旅行情况的认证。患者通过智能手机，打开一个行程认证APP选择最近14天省域位置的信息，验证服务提供商通过GPS定位，对数据进行签名之后，在诊断机构的电脑上就会显示一些被患者授权公开的信息。这一过程并没有暴露太多的隐私信息。

主持人：如果把区块链技术和防疫结合在一起 确实会非常高效的帮助到我们？

杨耀东：是的，同时还能保护隐私。

主持人：杨教授您是鲨丁科技首席研究员，请问你们团队在应用落地方面有哪些成果？

杨耀东：我们鲨丁科技是一家区块链应用解决方案供应商，多年致力于分布式系统领域技术研发。依靠自主开发的行业领先的区块链分片扩容技术，为诸多企业和政府机关提供了高效稳定的区块链解决方案。团队从2017年第二季度就开展了对区块链可扩展性的研究。当时以太坊上的拥堵给区块链用户带来很痛苦的体验，我们觉得可扩展性其实是区块链急需解决的一个重要的问题，需要立刻去解决。

面对区块链普遍存在的可扩展性不足或者性能不足的现状，我们团队从10亿TPS的集中式大型系统的开发中受到启发，将这些技术和思路运用于区块链领域。在区块链中引入全新的基于分片技术的区块链方案。这样的方案很好地解决了可扩展性和性能瓶颈问题，同时保留了区块链的安全性和去中心化的特点。从这个角度来说，我们已经解决了所谓的“性能不可能三角”。这个技术可以为分布式社交、高频交易、物联网、游戏、金融支付等多个场景提供支持。我们的目标是建立一个开源的、模块化的企业解决方案平台，为各类企业提供全程技术支持。

公司自成立以来，在区块链应用落地方面积累了丰富的经验，同时与多家企业进行了深度合作，为他们提供了很多技术支持，形成了以大数据、供应链金融、溯源、物流、数字存证等多个应用场景为核心的全新解决方案体系。此外，我们有自己的生态圈，积累了近80多家深耕于不同领域的区块链公司。多元化的生态使我们有为整个行业服务的能力。

主持人：请您结合团队的实际落地应用案例，来详细的分析一下区块链技术解决了哪些痛点？上链以后运行的情况如何？还有哪些问题有待解决？

杨耀东：我们公司一直致力于推动区块链赋能传统经济，始终坚信区块链要成功，还得落地实体经济，帮助客户解决难题。在这样的理念下，我们和很多行业的核心企业进行了深入交流。体会到几个关键的痛点：

第一、数据源头的信任问题。随着数据时代DT的到来，数据被认为是新的生产资料，我认为这将是市场活动中的核心资源。而区块链中的数据生产方式或者使用方式往往是闭环的，所以在区块链上的数据是可信任性的。在实践过程中，我们需要把区块链和很多企业原有的业务组合在一起。然而，要想将生产实践中的外部数据、链外数据通过一种可信任的方式放到链上去还是有难度的。有很多知名机构也做过相关的研究，这就是被称之为预言机的一些项目。

经验告诉我们在数据采集过程中需要尽量避免人为接触，使用大量可信的传感器确保采集的数据准确无误。同时，还要在数据之间进行交叉验证，因为传感器采集的数据可能会有一些误差，数据采集传输上链过程中尽量避免人为参与。在这个思路的指导下，我们帮助国内电器行业的知名公司，在电气自动化领域尝试使用区块链技术。

这项合作的关键点就是设计并部署区块链的智能电表，通过电表实时在线，采集到的数据可以快速发送给一些无人值守的节点。对于区块链来说，这些在线的电表就是区块链上独立的地址（或者叫做独立ID）。采集到的电力数据送到无人值守的节点上，在该节点完成数据上链的过程中。这些电力数据还可以跟上级输电枢纽的电力数据进行校验对比，保证数据的可信度，从数据源头上解决数据造假问题。

第二、可扩展性问题。真实的商业环境其实是在快速变化的，这也意味着为商业服务的区块链本身也需要适应这样的变化，满足不同的需求。而传统的区块链往往面临着可扩展性能不足的问题。一旦启动时固定了具体的共识机制、经济学模型，在后期就很难修改。大家都知道以太坊一直想要从POW（工作量证明）转换成POS（权益证明），持续多年后仍然没有落实完成，由此可知，扩展性对区块链的重要性。

我们在实践过程中发现，某国有企业他们原来在多个城市都有业务往来，而每个城市具有相对独立性，他们希望跟我们一起合作。经过双方商定后决定以个别的城市作为试点进行开发。

首先我们选择某一城市作为试点在这个城市建立一个联盟链。它的供货方或者上下游企业都到链上，整个业态运转比较良好，之后就准备向其他城市进行业务拓展。在拓展过程中，不可以让其他城市加入原来的链，因为每个城市的业务是独立的。接下来那我们需要在其他每个城市都建立一条联盟链。这样就造成每个城市都是独立的，链和链之间数据无法共享。考虑到他们具体的业务模型，我们专门设计了基于异构分片的双层链式架构，也就是由一条主链负责协调各个城市联盟链的数据共享，做数据验证。单独的城市，包括新拓展的城市，都运行着一条链，可以被称为子链。一旦有业务进入到新城市，我们就部署一条子链，然后子链会自动进入主链的管理。由于每个城市的情况千差万别，所以每一条子链之间也存在一定的差异性。通过主链实现了几个不同子链之间的跨链交易。

我们推出的双层链式结构不仅满足了该企业独特的业务模式和快速发展业务的需求，而且通过技术创新，使我们从某种程度上解决了区块链的可扩展性问题，让区块链真正能满足千变万化的商业环境。

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编译者/作者：链客Talk

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