区块链和计算机论文
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书名:区块链核心技术与应用
作者:邹均
豆瓣评分:8.6
出版社:机械工业出版社
出版年份:2018-8-1
页数:388
内容简介:
知名专家联袂推荐,实力专家联合撰写,权威性、全面性、透彻性毋庸置疑。深度讲解区块链核心技术、平台与应用开发,涵盖架构、共识、加密、P2P、比特币、以太坊、Hyperledger、EOS、潜力框架、问题与测评等。本书分为三篇,内容解读如下。
基础篇(第1~6章),着重讲解区块链技术思想、通用架构和核心技术。该部分写作时注意通俗易懂且兼顾全局,是学习基石与蓝图,涵盖区块链思想与价值、通用架构模型、基础概念与核心技术(加密、共识、P2P网络等)。
实战篇(第7~9章),讲解主流的区块链开发平台比特币、以太坊、Hyperledger Fabric的核心机制、技术细节,并给出点对点的电子现金系统、智能合约开发、完整的Fabric网络构建与应用开发三个案例。
进阶篇(10~12章),为进一步提升读者开发能力、眼界与研究方向,涵盖三个方面:① 可能的发展方向,以及一些富有潜力、特色的区块链平台(EOS、Cardano、IOTA等);② 区块链开发需要考虑的各种问题,包括技术局限、各种安全问题与漏洞、应对措施;③区块链测评,从6个层面和8大类质量指标来设计区块链项目评测点和测试用例。
作者简介:
邹均 于斌 庄鹏 邢春晓 等著:邹均,广电运通区块链科技有限公司CEO、中关村区块链联盟副秘书长。主编技术畅销书《区块链技术指南》,在领先的国际会议和期刊上发表论文20余篇,其中区块链论文获IEEE ICWS最佳论文奖,共识算法论文由国际顶级期刊《Transaction on Service Computing》收录并刊登。曾荣获澳中校友会“杰出校友奖”、麦考瑞大学“校长奖”。
于斌,现任北邮在线教育投资集团总裁、中国电子学会区块链专委会委员、中关村区块链产业联盟专家,是上海财经大学,亚洲财经商学院特聘教授。北京邮电大学通信与信息系统专业博士,主编《金融科技概论》等专著4本,曾获得国家科技进步二等奖,教育部一等奖。网络教育、金融科技、区块链等领域专家。
庄鹏, IBM全球服务金融服务部高级顾问经理、资深架构师。14年金融行业架构设计与战略咨询规划经验。拥有丰富的服务转型、大型企业级分布式系统架构设计、大数据分析、金融支付方面的丰富实施经验。最近三年专注于区块链和分布式账本架构研究,区块链相关应用和数字货币咨询研究,多次作为区块链峰会的讲师、培训专家。
邢春晓,清华大学信息技术研究院和互联网产业研究院副院长,主要研究领域:计算机软件与理论,数据库和数据仓库、大数据管理和分析,知识工程和软件工程、区块链与数字经济、智慧城市(政务,商务,文化和医疗健康)等领域。发表学术论文350余篇,其中SCI 40余篇、EI 150余篇,发明专利40项。
『贰』 区块链技术与应用:未来的一场技术革命
区块链技术起源于中本聪提出的《比特币:一种点对点的电子现金系统》,其中的“区块”是指每一个信息块内含有一个时间戳,含有时间戳的信息区块彼此连接,构成的信息区块链条,便是“区块链”。
区块链是一种通过去中心化,去信任化的方式集体维护一个可靠数据库的技术方案。从数据方面来看,区块链是一种单个节点或多个节点无法有意更改数据记录的分布式数据库,其分布化体现在对数据的分布式存储和分布式记录。从技术方面来看,区块链技术是多种技术融合后的新兴技术成果,通过多项技术的组合发展完善后,形成一种更为高效的数据记录,存储和表达的方式。
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本文由科普中国融合创作出品,转载请注明出处。
『叁』 有计算机基础,怎么开始学习区块链
区块链技术就是比特币的底层技术,区块链技术跟密码学的关联较大,不过如果作为非计算机专业的,入门的理解还是可以的,但是如果要深入的话,可能需要了解很多计算机方面的相关知识,比如数据库,分布式等等技术,具体的话,如果你有兴趣,可以参照这一篇论文,《An Overview of Blockchain Technology: Architecture, Consensus, and Future Trends》人工智能技术,涉及到很多的算法,对于数学的要求很高!也需要学习者对于计算机方面有一定的了解。以上两种,都需要对于计算机专业一定的了解,但是世上无难事,只怕有心人,如果你要学习的话,肯定也是可以的。
『肆』 什么是数据区块链(BlockChain)怎么解释让人更容易理解
想了解区块链应用,可以多参考很多书籍和观点,有《图说区块链》《区块链:重塑经济与世界》《新经济蓝图与导读》,还有币安社区的文章,包括对币安社区这个平台也详细了解,实力牛X。
一、区块链是什么
区块链(Blockchain),顾名思义,是由区块(Block)和链(chain)组成,它是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构,并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造、安全可信的分布式账本。
2008年,中本聪发表的论文《比特币:一种点对点的电子现金系统》中第一次提出区块链和加密数字货币的构想。从比特币开始,区块链成为各种各样数字货币的底层技术。
二、区块链的工作原理:
1、基本概念包括:(1)交易(Transaction):操作一次,会使账本状态改变一次,如添加一条记录;(2)区块(Block):记录规定时间内发生的交易和状态数据,是对当前账本状态的一次共识和保存;(3)链(Chain):由一个个区块按照时间顺序串联而成,是整个状态变化的日志记录。理解了区块链的工作概念也就不难理解其工作原理,假设存在一个分布式的数据记录本,这个记录本只允许添加、不允许删除和更改,其结构是由一个个“区块”串联而成的线性的链(这也是“区块链”名字的来源),新的数据要加入,必须放到一个新的区块中,维护节点可以提议一个新的区块,但是必须经过一定的共识机制来对最终选择的区块达成一致。
2、以比特币为例来看区块链的工作原理。
比特币的区块分为区块头和区块体两部分。
三.区块链的核心优势和特点
1、去中心化区块链数据的验证、记账、存储、维护和传输等过程均是基于分布式系统结构,不存在中心化的硬件或管理机构,任意节点的权利和义务都是均等的,系统中的数据块由整个系统中具有维护功能的节点来共同维护。2、开放透明系统是开放的,除了交易各方的私有信息被加密外,区块链的数据对所有人公开,任何人都可以通过公开的接口查询区块链数据和开发相关应用,因此整个系统信息高度透明。3、安全性区块链采用基于协商一致的规范和协议(比如一套公开透明的算法)使得整个系统中的所有节点能够在去信任的环境自由安全的交换数据,使得对“人”的信任改成了对机器的信任,任何人为的干预不起作用。4、信息不可篡改一旦信息经过验证并添加至区块链,就会永久的存储起来,除非能够同时控制住系统中超过51%(几乎不可能)的节点,否则单个节点上对数据库的修改是无效的,因此区块链的数据稳定性和可靠性极高。5、匿名性由于节点之间的交换遵循固定的算法,其数据交互是无需信任的(区块链中的程序规则会自行判断活动是否有效),因此交易对手无须通过公开身份的方式让对方自己产生信任,对信用的累积非常有帮助。
四、区块链的分类
目前来说,区块链最主流的分类是根据参与者的不同,把区块链分为公有链(Public Blockchain)、私有链(Private Blockchain)和联盟链(Consortium Blockchain)。
1、公有链:任何人都可以参与使用和维护,并且能够获得该区块链的有效确认,公有链是最早的区块链,也是目前应用最广泛的区块链,典型的如比特币区块链,信息是完全公开的。
如果引入许可机制,包括私有链和联盟链两种。2、私有链:一个公司或者个人,仅使用区块链的技术,独享该区块链的写入权限,信息不公开。目前保守的巨头(传统金融)都是想实验尝试私有区块链,私链的应用产品还在摸索当中。3、联盟链:是介于公有链和似有链之间,由多个组织共同控制的区块链,该链的使用是有权限的管理,可以受制于管理者,也根据管理者的意愿开放给他人。除此之外,根据区块链使用场景和目的的不同,分为以数字货币为目的的货币链,以记录产权为目的的产权链,以众筹为目的的众筹链等。
五、区块链的具体应用场景分析
1、信息防伪
5月28日,腾讯CEO马化腾在贵阳数博会上就茅台酒打假问题提出了:基于云端的综合区块链技术的防伪方法,其效率将远高于传统防伪方式。未来的防伪验证场景可能只需用户使用手机进行简单的扫描,就可以得到大量的基于不同的维度的完整信息。
以茅台酒为例:
酒厂地址,制作车间,操作员工,检验员,出厂时间,运输车辆信息及驾驶人员信息,
酒的年份原料来源,原料提供商,保存仓库编号,原料运输车辆及驾驶人员信息,
所有的信息都能够精准溯源,被永久记录且不可篡改。
综合以上信息即可轻易验证真伪。
2、食品安全问题
早在去年11月份沃尔玛就已经和IBM进行合作,通过使用区块链技术来追踪食品来源,以此来确保食品的安全性及增加食品的而流通性以降低成本,对于沃尔玛等大型超市来说,以往出现食品安全问题需要几天时间进行问题食品的来源调查,使用了此项技术之后,只需要产品的一项信息就能够做到精准溯源,食品产地、检验者、供应商、物流运输等重要信息,几分钟之内就能快速发现问题。目前来说使用区块链追踪的产品有包括美国的包装产品和中国的猪肉。
3、信息安全
区块链技术正在推动一场信息安全技术变革。中间人攻击、数据篡改、DDoS三大安全威胁
(1)身份保护
PKI是电子邮件、消息应用、网站等各种通讯应用中常见的公钥加密技术。但是由于大多数PKI的实现以来集中式的可信第三方认证机构(CA)来发放、激活和存储用户证书,黑客可攻击PKI假冒用户身份或破解加密信息。
CertCoin是首个区块链PKI实现,来自MIT,去除了中心化的认证中心,以区块链作为于域名和公钥的分布式账本。
Pomcor公司:区块链PKI实现路径:保留认证中心,用区块链存储已经发放和激活的证书的hash值。用户通过去中心化和透明的来源鉴别证书的真实性,同时还能通过本地基于区块链拷贝进行秘钥和签名的认证来提高网络访问性能。
(2)数据完整性保护
GuardTime开发了基于区块链技术的无秘钥签名架构(KSI),取代基于秘钥的数据认证技术。KSI在区块链上存储原始数据和文件的哈希表,运行哈希算法来验证其他拷贝,将结果与区块链存储的数据对比。任何数据的篡改都会被迅速发现,因为原始哈希表存储在数以百万计的节点。
(3)关键基础设施保护
互联网的“阿喀琉斯之踵”,DDoS进入TB时代,DDoS仍然是黑客低成本搞垮大目标的最简单的武器,DNS服务是黑客进行大规模破坏的首要目标,但区块链技术有望从根本上解决。
区块链的分布式存储,使黑客攻击失去焦点,Nebulis正在开发一种分布式DNS系统,使用以太坊区块链和星际互联文件系统(IPFS,HTTP的分布式替代品)来注册和解析域名。DNS最大弱点是缓存,缓存使DDoS攻击成为可能,也是集权政府审查社交网络,操纵DNS注册的祸根。一个高度透明的、分布式的DNS系统能够有效杜绝任何实体,包括政府恣意操纵记录。
四、金融行业
(1)数字货币:提高货币发行及使用的便利性
如国外的比特币、以太币,我国目前有果仁宝等等。
从使用实物交易,到物理货币和信用货币,再到比特币网络的崛起,让更多的人意识到其背后的分布式账本区块链技术,逐步在数字货币外的许多场景进行应用。
(2)跨境支付与结算:实现点到点交易,减少中间费用
转账与支付。目前,区块链技术最成熟的应用便是支付与转账,区块链技术能够避免繁杂的系统,省却银行间对账和审查的流程,加速结算速度;用虚拟货币无需清算所的介入,减少交易费用。各国家的清算程序不同,单笔汇款需2、3天才到帐,效率低,在途资金占比极大。不再通过第三方,通过区块链技术形成点对点的支付。省去第三方机构的环节,即可全天支付、实时到账、提现快捷及降低隐形成本,有助于规避资金风险。具有及时性便利性。
(3)票据与供应链金融业务:减少人为介入,降低成本及操作风险
点对点之间的价值传递,实物票据或中心系统进行控制验证;中介将被消除,减少人为介入。效率的提升,融资渠道更畅通,风险更低,多方受益。
(4)证券发行与交易:实现准实时资产转移,加速交易清算速度
区块链技术的应用可使证券交易的流程更简洁、透明、快速,减少重复功能的IT系统,提高市场运转的效率。对于股票,区块链可以消除纸笔或电子表格记录,减少交易的人为差错,提高交易平台的透明度和可追踪性。花旗与纳斯达克合作推进区块链应用。
(5)客户征信与反欺诈:降低法律合规成本,防止金融犯罪
记载于区块链中的客户信息与交易纪录有助于银行识别异常交易并有效防止欺诈。区块链的技术特性可以改变现有的征信体系,在银行进行“认识你的客户”(KYC)时,将不良纪录客户的数据储存在区块链中。
股权众筹:建立在区块链技术上的股权众筹可以实现去中心化信任,投资者的回报也得到保证。
5、供应链管理
分布式分类帐系统,参与者全程跟踪资产的所有权,可应用于国家和工厂之间移动时跟踪汽车零件。
丰田为其核心零部件供应链运营,研发区块链技术解决方案的前提。通过大量的数据帮助丰田更高效地确保记录数据准确性,也能帮助管理供应链。同时,区块链供应链能够通过智能合同来控制保修,维修货物相关成本和规格,整个产品生命周期内的交易不可撤销。
航运业的第一个公共解决方案解决方案由海运国际(MTI)部署,使用区块链供应链技术共享运输集装箱的验证总量(VGM)信息。有关集装箱VGM的信息对于确保船舶正确存放,防止在海上和港口事故发生是非常重要的。VGM数据存储在区块链供应链上,为港口官员,运输公司,托运人和货主提供永久记录。这取代了麻烦的日志,电子表格,数据中介和私人数据库。
物流诚信体系 货车帮货车帮推出基于区块链的物流企业金融解决方案,旨在为企业提供可靠的金融服务。不仅能帮助司机解决贷款难的问题,亦能改变行业诚信缺失的现状,助力打造物流诚信体系。帮助构建物流企业身份链,打造物流企业可信数据生态。以透明、可监督、可追溯的算法模型,筛选需要资金支持且可靠的企业,为其提供金融服务。另一方面,在技术层面将各执法部门链接起来,对失信企业进行联合处罚。
6、政务管理
(1)选举
基于区块链技术特征,联想到现在选举技术的弊端,我们将搭建一个开源的、针对选举、投票和彩票的区块链应用,我们称之为选举链(ElectionChain)。我们希望优化选举和投票技术,使得投票更加公开透明,减少人为操控,让选民可验证自己的选举结果。
包括身份认证、多链体系、闪投协议、共识算法EDPOS、隐私保护、选票机制设计、去中心化ELC租借市场、存贮方案、智能合约等。
(2)政务服务
旨在实现基于区块链技术的电子政务数字生态系统,向公民提供政务服务和政府各部门业务的自动化机制,必须将国家政务所有领域结合在一起,形成一个共有的信息空间,包含政府机构、经济数据、金融交易和社会领域。这个生态系统还应包括注册管理部门机构和对应软件,用于构建基于智能合约的政府机构、企业和公共用户的应用程序和平台。
『伍』 区块链在金融领域的前景分析论文
区块链在金融领域的前景分析论文
区块链技术诞生于2008年,第一个应用是毕特币。区块链技术使用去中心化共识机制,维护一个完整的、分布式的、不可篡改的账本数据库,在无需建立信任关系的前提下,能够让区块链中的参与者实现一个统一的账本系统。2015年,欧美的很多主流金融机构认识到了该技术的应用前景,纷纷探索在金融领域应用区块链技术。国际货币基金组织在一份报告中指出“它具有改变财政金融的潜力”,也有人认为区块链技术将会像复式记账法和股份制一样深刻改变人类社会。
区块链将使所有个体都有可能成为金融资源配置中的重要节点,也将促进现有金融体系与金融规则的改良,构建共享共赢式的金融发展生态体系。区块链技术的出现是人类信用创造的一次革命,它能让交易双方在无需第三方信用中介的情况下开展经济活动,从而实现低成本的价值转移。可以说,区块链技术是互联网时代效率更高的价值交换技术,互联网由此从传递信息的信息互联网向转移价值的价值互联网进化,这有利于传统金融机构借势转型,将内生的业务流程和应用场景互联网化。
一、区块链的特征与不足
(一)区块链的主要特征
(1)去中心。在区块链中,不存在中心化的硬件或管理机构,分布式的结构体系和开源协议让所有的参与者都参与数据的记录和验证,再通过分布式传播发送给各个节点,每个参与的节点都是“自中心”,权利和义务都是均等的。区块链又不是简单的去中心,而是多中心或弱中心。当物联网使所有个体都有可能成为中心节点时,传统金融中介的中心地位发生改变,从垄断型、资源优势型的中心和强中介转化为开放式平台,成为服务导向式的多中心当中的差异化中心。
(2)去信任。从信任的角度来看,区块链采用一套公开透明的数学算法,基于协商一致的规范和协议,使所有节点能够在去信任的环境下自动安全地交换数据。区块链实质上是通过数学方法解决信任问题,所有的规则都以算法程序的形式表达,参与方不需要知道交易对手的信用水平,不需要第三方机构的交易背书或者担保验证,只需要信任共同的算法,通过算法为参与者创造信用、产生信任、达成共识。
(3)时间戳。区块是一段时间内的数据和代码打包而生成的,下一区块的页首包含上一区块的索引信息,首尾相连便形成了链。记录完整历史的区块与可进行完整验证的链,形成了可追朔完整历史的时间戳,可为每一笔数据提供检索和查找功能,并可借助区块链结构追本溯源,逐笔验证。所以,区块链生成时都加盖了时间戳,形成不可篡改、不可伪造的数据库。单个节点上对数据库的修改是无效的,除非能够同时控制系统中超过51%的节点,因此区块链的数据可靠性很高。
(4)非对称加密。区块链使用非对称加密算法,即在加密和解密过程中使用一个“密钥对”,“密钥对”中的两个密钥具有非对称特点。在区块链的应用场景中,一方面,密钥是所有参与者可见的公钥,参与者都可用公钥来加密一段真实性信息,只有信息拥有者能用私钥来解密。另一方面,使用私钥对信息签名,通过对应的公钥来验证签名,确保信息为真正的持有人发出。非对称加密将价值交换中的摩擦边界降到最低,能够实现透明数据的匿名性,保护个人隐私。
(5)智能合约:由于区块链可实现点对点的价值传递,传递时可以嵌入相应的编程脚本,通过这种智能合约的方式去处理一些无法预见的交易模式,保证区块链能够持续生效。这种可编程脚本本质上是众多指令汇总的列表,实现价值交换时的针对性和条件性,实现价值的特定用途。所以,基于区块链的任何价值交换活动都可通过智能编程的方式对其用途、方向和各种限制条件等做到硬控制,省去了以法律或者合同软约束的成本。
(二)区块链存在的主要问题
(1)高能耗问题。传统货币银行学体系中存在不可能三角,即不可能同时达到去中心化、低能耗和高度安全,在区块链构建中也同样存在不可能三角。比如,在毕特币的实际应用中,其发展带来了计算机硬件的快速膨胀,在“挖矿”过程中的主要成本转移到硬件成本和电力成本等。所以,应用区块链技术实现权益成本收益后,让其技术功效发挥至最大化成为急需解决的问题。
(2)存储空间问题。由于区块链记录系统中自初始信息的每一笔交易信息,并且每个节点都要下载存储并实时更新数据区块,所以,每个节点的数据都完全同步的话,网络压力较大,每个节点的存储空间容量要求可能会成为制约其发展的关键问题。
(3)抗压能力问题。基于区块链构建的.系统遵循木桶理论,要兼顾所有网络节点中处理速度和网络环境最差的,所以,如果将区块链技术推广至大规模交易环境下,其整体的抗压能力还有待验证。如果每秒产生的交易量超过系统(最弱节点)的设计容纳能力,交易就自动进入到队列进行排队,带来不良用户体验。
二、区块链在金融领域的应用
(一)金融基础设施
区块链可能作为互联网的基础设施,在很多领域都表现出广阔的应用前景。在金融行业中,区块链技术将首先影响支付系统、证券结算系统、交易数据库等金融基础设施,随后该技术也会扩及一般性金融业务,比如信用体系、“反洗钱”等。这是因为,基于区块链技术的特点,其将首先切入信任要求高且传统信任机制成本高的基础设施领域,过去,基础设施都是公共产品,而区块链新技术和新制度使更多人有可能参与公共产品供给。未来的互联网金融是要利用区块链等互联网技术,改造传统金融机构的核心生产系统,把金融企业架构在互联网上。
当前的信息互联网可统称为TCP/IP模型,HTTP是应用层中最重要的应用协议。在价值互联网中,区块链是在应用层里的一个点对点传输的协议。它的价值与信息互联网中HTTP协议的价值是一样的。区块链的巨大潜力和前景就是可以重构传统金融业的基础设施与核心生产系统,而不仅仅停留在APP等应用层面。这是因为,在网络层次,区块链是建立在IP通信协议基础上的,是建立在分布式网络基础上的;在数据层面,区块链这一数据库系统是崭新的,明显优于现有金融体系的数据库;在应用层面,基于区块链的登记结算、清算系统以及智能合约、物联网能大幅提升效率,区块链上的金融活动是可编程的金融。.
(二)数字的货币
从安全、成本等角度看,纸币被新技术、新产品取代是大势所趋。数字的货币发行、流通体系的建立,对于金融基础设施建设和经济发展都是十分必要的。遵循传统货币与数字的货币一体化的思路,数字的货币的发行、流通和交易应由央行主导,体现便利性和安全性,做到保护隐私与维护社会秩序、打击违法犯罪行为的平衡,要有利于货币政策的有效运行和传导,要保留货币主权的控制力,数字的货币是自由可兑换的,同时也是可控的可兑换。
区块链技术在毕特币上的成功证明了可编程数字的货币的可行性。英国央行的研究表明,中央银行可以考虑发行基于区块链的数字的货币,这可增加金融稳定性。数字的货币的技术路线可分为基于账户和不基于账户两种,也可分层并用而设法共存。区块链技术的特点是分布式簿记,不基于账户,而且无法篡改,如果数字的货币重点强调保护个人隐私,可选用这一技术。不过,目前区块链占用的计算资源和存储资源太多,应对不了现在的交易规模,需要解决这一问题才能得到推广应用。
(三)自金融
如果从服务的角度、从非货币创造角度来看,现代金融都是通过中介机构实现的。互联网时代,有可能实现去中介化的真正意义上的直接金融。不过,这种可能性还不完全,最主要的原因是目前互联网金融是在原有金融基础之上的,无法跳出来,区块链技术提供了一种可能性。区块链可分为公有区块链和私有区块链。公有区块链就是像毕特币这样的,认可了协议,就成为区块链的组成部分。私有区块链仍然是要获得许可的,银行系统的区块链技术,需要对每一个参与者进行审核。私有区块链非常近似于一种自金融的形态,公有区块链更类似于对私有区块链底层的支持和保障。当区块链技术普遍应用,金融管理技术的第三方化普通呈现,基于区块链技术的自金融就完全成为可能。
三、区块链应用与金融监管
区块链技术是目前唯一无需第三方就可用于记录和证明交易一致性和公司财务准确性的工具。因此,它可以满足潜在监管者和公众对于审计有效性、准确性和时效性的要求,在金融领域有着广阔的应用前景。但其发展仍受到现行制度的制约。一方面,区块链对现行体制带来了冲击,因为其去中心、自治的特性淡化了国家、监管等概念。比如,以毕特币为代表的数字的货币挑战了国家的货币发行权和货币政策调控权,导致货币当局对数字的货币的发展持保守态度。另一方面,监管部门对这项新技术也缺乏充分的认识和预期,法律和制度建立将会严重滞后,导致区块链运用缺乏必要的制度规范和法律保护,增大了市场主体的风险。
区块链金融技术一旦在金融业普遍展开以后,监管的去金融属性化就产生了,监管职能、监管方式和监管手段将会被重新界定。比如,证券借贷、回购和融资融券如能通过区块链交易,监管部门就可考虑利用这个公共账本的信息对市场中的系统性风险进行监控,不仅高效而且可靠。从宏观金融视角看,当自金融时代产生以后,货币创造和传导机制以及信用创造格局将会变化。从微观金融视角看,随着区块链技术的进一步发展,金融与商业已经难以区分,将超越分业和混业监管的含义,金融监管体系的改革需要从这个视角来探讨。
区块链技术带来的“去中心化”仍需要中心化的部门提供规范和保障支持。监管机构可主动拥抱互联网金融的新技术,美国证监会委员Kara Stein认为,监管机构需要处于引导位置,利用区块链技术的优势并快速响应其潜在的弱点。比如,区块链技术希望打破特权和人为操纵,让计算机算法实现“信用自由公证”。但从实践来看,由于缺乏监管,毕特币等数字的货币交易面临的投机和洗钱风险就很高。因此,区块链技术应用需要监管部门制定相关标准和规范,保证金融创新产品得到合理运用。同时,还要提高消费者权益的保护,加强金融消费权益保护的教育工作,提高消费者的风险防范意识。
;『陆』 三. 区块链系统的核心之一-分布式共识机制
拜占庭将军问题(Byzantine Generals Problem),是由莱斯利·兰波特在其同名论文中提出的分布式对等网络通信容错问题。
在分布式计算中,不同的计算机通过通讯交换信息达成共识而按照同一套协作策略行动。但有时候,系统中的成员计算机可能出错而发送错误的信息,用于传递信息的通讯网络也可能导致信息损坏,使得网络中不同的成员关于全体协作的策略得出不同结论,从而破坏系统一致性。这个难题被称为“拜占庭容错”,或者“两军问题”。
拜占庭假设是对现实世界的模型化。拜占庭将军问题被认为是容错性问题中最难的问题类型之一。拜占庭容错协议要求能够解决由于硬件错误、网络拥塞或断开以及遭到恶意攻击,其他计算机和网络可能出现不可预料的行为而带来的各种问题。并且拜占庭容错协议还要满足所要解决的问题要求的规范。
在拜占庭时代有一个墙高壁厚的城邦——拜占庭,高墙之内存放在世人无法想象多的财富。拜占庭被其他10个城邦所环绕,这10个城邦也很富饶,但和拜占庭相比就有天壤之别了。
拜占庭的十个邻居都觊觎它的财富,并希望侵略并占领它。但是,拜占庭的防御非常强大,任何单个城邦的入侵行动都会失败,而入侵者的军队也会被歼灭,使得该城邦自身遭到其他互相觊觎对方的九个城邦的入侵和劫掠。
拜占庭的防御很强,十个城邦中要有一半以上同时进攻才能攻破它。也就是说,如果有六个或者以上的相邻城邦一起进攻,他们就会成功并获得拜占庭的财富。然而,如果其中有一个或者更多城邦背叛了其他城邦,答应一起入侵但在其他城邦进攻的时候又不干了,也就导致只有五支或者更少的城邦的军队在同时进攻,那么所有的进攻城邦的军队都会被歼灭,并随后被其他的(包括背叛他们的那(几)个)城邦所入侵和劫掠。
这是一个由许多不互相信任的城邦构成的一个网络。城邦们必须一起努力以完成共同的使命。而且,各个城邦之间通讯和协调的唯一途径是通过信使骑马在城邦之间传递信息。城邦的决策者们无法聚集在一个地方开个会(所有的城邦的决策者都不互相信任自己的安全会在自己的城堡或者军队范围之外能够得到保障)。
城邦的决策者可以在任意时间以任意频率派出任意数量的信使到任意的对方。每条信息都包含如下的内容:“我城邦将在某一天的某个时间发动进攻,你城邦愿意加入吗?”。如果收信城邦同意了,该城邦就会在原信上附上一份签名了的或盖了图章的(以就是验证了的)回应然送回发信城邦。然后,再把新合并了的信息的拷贝一一发送给其他八个城邦,要求他们也如此这样做。最后的目标是,通过在原始信息链上盖上他们所有十个城邦的决策者的图章,让他们在时间上达成共识。最后的结果是,会有一个盖有十个同意同一时间发动进攻的图章信息包,和一些被抛弃了的包含部分但不是全部图章的信息包。
在这个过程中首先出现了第一个问题,就是如果每个城邦向其他九个城邦派出一名信使,那么就是十个城邦每个派出了九名信使,也就是在任何一个时间又总计90次的传输,并且每个城市分别收到九个信息,可能每一封都写着不同的进攻时间。
在这个过程中还有第二个问题,就是部分城邦会答应超过一个的攻击时间,故意背叛进攻发起人,所以他们将重新广播超过一条(甚至许许多多条)的信息包,由此产生许多甚至无数的足以淹没一切的杂音。
有了以上两个问题,整个网络系统可能迅速变质,并演变成不可信的信息和攻击时间相互矛盾的纠结体。
拜占庭假设是对现实网络世界的一种模型化。在现实网络世界中由于硬件错误、网络拥塞或断开以及遭到恶意攻击,网络可能出现许许多多不可预料的行为。拜占庭容错协议必须处理这些失效,并且还要使这些协议满足所要解决的问题所要求的规范。
对于拜占庭将军问题中本聪的区块链给出了比较圆满的解决方案。也就是比较圆满的解决了上述的两个问题。
拜占庭将军问题的第一个问题从本质上来讲就是时间和空间的障碍导致信息的不准确和不及时。
区块链对于第一个问题的解决方案是利用分布式存储技术和比特流技术(BT技术,一种新型的点对点传输技术,具有节点同时作为客户端和服务器端和没有中心服务器等特点),将整个网络系统内的所有交易信息汇总为一个统一的,分布式存储的,近乎实时同步更新的电子总账。统一的分布式共同账本就解决了空间障碍问题;而近乎同步进行的,实时的,持续的对所有账本备份的更新、对账则解决了时间障碍问题。
这个过程较具体一点的描述大概是将区块链系统内所有的交易活动的记录数据统一于一种标准化的总帐上;区块链系统的每一个节点都会保存一份总帐的备份;所有总帐的备份都是在实时的,持续的更新、对账、以及同步着。区块链系统的每一个节点能在这本总帐里记上添加记录;每一笔新添加的记录都会实时的广播到区块链系统内;所以在每一个节点上的每一份总帐的备份都是几乎同时更新的,并且所有的总帐的备份保持着同步。
拜占庭将军问题的第二个问题从本质上来讲就是关于信息过量问题和信息干扰问题。信息过量和信息干扰问题导致决策延迟,甚至决策系统崩溃而无法决策。
区块链对于第二个问题的解决方案是区块链系统的任何一个节点在发送每一笔新添加的记录时需要附带一条额外的信息。对区块链系统的任何一个节点来说这条额外的信息的获得都是有成本的,并且只能有一个节点可以获得。这样就解决了区块链系统的任何一个节点新添加额外信息时的信息多且乱而无法达成一致的问题。在这里,区块链系统的任何一个节点获得那条附带的额外的信息的过程就是著名的工作量证明机制。
共识机制主要解决区块链系统的数据如何记录和如何保存的问题。工作量证明机制就是要求区块链系统的节点通过做一定难度的工作得出一个结果的过程。
区块链系统中某节点生成了一笔新的交易记录,并且该节点将这笔新的交易记录向全网广播。全网各个节点收到这个交易记录并与其他所有准备打包进区块的交易记录共同组成交易记录列表。在列表内先对所有交易进行两两的哈希计算;再对以获得的哈希值进行哈希计算获得Merkle树和Merkle树的根值;把Merkle树的根值及其他相关字段组装成区块头。
各个节点将区块头的80字节数据加上一个不停的变更的区块头随机数一起进行不停的哈希运算(实际上这是一个双重哈希运算);不停的将哈希运算结果值与当前网络的目标值做对比,直到哈希运算结果值小于目标值,就获得了符合要求的哈希值,工作量证明也就完成了。
分布式的区块链系统是一个动态变化的系统(硬件的运算速度的增长,节点参与网络的程度的变化)。系统的不断变化必然带来系统的算力的不断变化。而算力的变化又会导致通过消耗算力(工作)来获得符合要求的哈希值的速度的不同。最终的结果会是区块链的增长速度会有巨大的不同。这是一个很大的问题。为了解决这个问题,区块链系统自动根据算力的变化对工作难度进行调整。也就是采用移动平均目标的方法来确定,难度控制为每小时生成区块的速度为某一个预定的平均数。
在区块链系统中一个符合要求的哈希值是由N个前导零构成,零的个数取决于网络的难度值。为了使区块的形成时间控制在大约十分钟左右,区块链系统采用了固定工作难度的难度算法。难度值每2016个区块调整一次零的个数。
新的难度值是根据前2015个区块(理论上应该是2016个区块,由于当初程序编写时的失误造成了用2015而不是2016)的出块时间来计算。
难度 = 目标值 * 前2015个区块生成所用的时间 / 1209600 (两周的秒钟数)
这样通过规定的算法,区块链系统就保证所有节点计算出的难度值都一致,区块的形成时间大约一致在十分钟左右。
(1)结果不可控制。其依赖机器进行哈希函数的运算来获得结果;计算结果是一个随机数;没有人能直接控制计算的结果。
(2)计算具有对称性。就是结果的获得和结果的验收需要的工作量是不同的。计算出结果所需要的工作量远远大于验收结果所需要的工作量。
(3)计算的难度自动控制。为了使区块的形成时间控制在大约十分钟左右,区块链系统自动控制了每一个符合要求的哈希获得为大约在十分钟左右。
第一,方法简单易行。
第二,系统达成共识容易,节点间不需要太多的信息交换。
第三,系统比较牢固可靠,任何破坏系统的企图都需要投入大到得不偿失的成本。
第一,消耗大量的算力,也就是浪费能源和其他资源。
第二,区块的确认时间比较长,并且难以缩短。
第三,新创立的区块链非常容易受到算力攻击。
第四,容易产生区块链分叉,稳定的区块链需要多个确认,并且这种状况可能不断持续下去。
第五,算力的逐渐集中导致与去中心化的系统设计基础的冲突日益明显。
权益证明机制是一种工作量证明机制的替代方法,试图解决工作量计算浪费的问题.目前其成功的应用是点点币区块链系统。
权益证明不要求区块链系统的节点完成一定数量的计算工作,而是要求区块链系统的节点对某些数量的钱展示所有权。
权益证明机制首先应用于点点币区块链系统中。
点点币区块链系统的区块生成时,节点需要构造一个“钱币权益”交易,即把自己的一些钱币和预先设定的奖励发给自己。进行哈希计算时,哈希值的计算只同交易输入、一些附加的固定数据以及当前时间(是一个表示自1970年1月1日距离当前时刻的秒数的正数)有关。然后,根据类似工作量证明的要求来检查这个哈希值是否正确。
点点币区块链系统的权益证明机制除了设定了哈希计算难度与交易输入的“币龄”成反比外,其与工作量证明机制非常类似。其中,币龄的定义为交易输入大小和它存在时间的乘积。权益证明机制中哈希值只和时间和固定的数据有关,因而没有办法通过多完成工作来快速获取它。
每个点点币区块链系统的交易的输出都有一定的几率来产生有效的正比于币龄和交易货币数量的工作。
第一,缩短了共识达成的时间。
第二,不再需要大量消耗能源。
第一,还是需要哈希计算。
第二,所有的确认都只是一个概率上的表达,而不是一个确定性的事情,有可能受到其他攻击影响。
授权股份证明机制类似于权益证明机制,是比特股BitShares采用的区块链公识算法。授权股份证明机制是民主选举和轮流执政相结合方式来确定区块的产生。
授权股份证明机制是先由节点选举若干代理人,由代理人验证和记账。其他方面和权益证明机制相似。
每个节点按其持股比例拥有相应的影响力,51%节点投票的结果将是不可逆且有约束力的。为达到及时而高效的方法达到51%批准的目标。每个节点可以将其投票权授予一名节点。获票数最多的前100位节点按既定时间表轮流产生区块。每名节点分配到一个时间段来生产区块。
所有的节点将收到等同于一个平均水平的区块所含交易费的10%作为报酬。
第一,大幅缩小参与验证和记账节点的数量,
第二,可以快速实现共识验证。
主要缺点就是仍然无法摆脱对代币的依赖。
在分布式计算上,不同的计算机透过讯息交换,尝试达成共识;但有时候,系统上协调计算或成员计算机可能因系统错误并交换错的讯息,导致影响最终的系统一致性。
拜占庭将军问题就根据错误计算机的数量,寻找可能的解决办法,这无法找到一个绝对的答案,但只可以用来验证一个机制的有效程度。
而拜占庭问题的可能解决方法为:
在 N ≥ 3F + 1 的情况下一致性是可能解决。其中,N为计算机总数,F为有问题计算机总数。信息在计算机间互相交换后,各计算机列出所有得到的信息,以大多数的结果作为解决办法。
第一,系统运转可以摆脱对代币的依赖,共识各节点由业务的参与方或者监管方组成,安全性与稳定性由业务相关方保证。
第二,共识的时延大约在2到5秒钟。
第三,共识效率高,可满足高频交易量的需求。
第一,当有1/3或以上记账人停止工作后,系统将无法提供服务;
第二,当有1/3或以上记账人联合作恶,可能系统会出现会留下密码学证据的分叉。
小蚁改良了实用拜占庭容错机制。该机制是由权益来选出记账人,然后记账人之间通过拜占庭容错算法来达成共识。
此算法在PBFT基础上进行了以下改进:
第一,将C/S架构的请求响应模式,改进为适合P2P网络的对等节点模式;
第二,将静态的共识参与节点改进为可动态进入、退出的动态共识参与节点;
第三,为共识参与节点的产生设计了一套基于持有权益比例的投票机制,通过投票决定共识参与节点(记账节点);
第四,在区块链中引入数字证书,解决了投票中对记账节点真实身份的认证问题。
第一,专业化的记账人;
第二,可以容忍任何类型的错误;
第三,记账由多人协同完成,每一个区块都有最终性,不会分产生区块链分叉;
第四,算法的可靠性有严格的数学证明来保证;
第一,当有1/3或以上记账人停止工作后,区块链系统将无法提供服务;
第二,当有1/3或以上记账人联合作恶,且其它所有的记账人被恰好分割为两个网络孤岛时,恶意记账人可以使区块链系统出现分叉,但是会留下密码学证据;
瑞波共识机制是全体节点选取出特殊节点组成特殊节点列表,由特殊节点列表内的节点达成共识。
初始特殊节点列表就像一个俱乐部,要接纳一个新成员,必须由51%的该俱乐部会员投票通过。共识遵循这核心成员的51%权力,外部人员则没有影响力。波共识机制将股东们与其投票权隔开,并因此比其他系统更中心化。
瑞波共识机制参与共识形成的只有特殊节点,大大的减少了共识形成的时间。在实践中,瑞波区块链系统达成共识需要3-6秒钟,远远快于比特币区块链系统的10分钟。同时瑞波区块链系统对并发交易的处理达到每秒数万笔,而比特币区块链系统只有每秒7笔。
瑞波共识机制处理节点意见分歧的方式也是不同的。瑞波的信任节点对于新区块的创造进行协商的时间是区块链更新前。先协商,达成共识后再对区块链进行更新。
由于瑞波共识机制的共识是由特殊节点达成的,普通节点并不需要维护一个完整的历史账本。各个节点可以根据自己的业务需要选择同步同步完整的历史账本或者任意最近几步的账本。这也意味着对存储空间和网络流量需求的减少。
瑞波共识机制取消了挖坑的发行货币机制,采用了原生货币(1000亿枚)的方式发币,从而大量的避免了挖矿的天量能耗。
『柒』 计算机毕业论文题目怎么选
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『捌』 量子计算、人工智能与区块链
量子计算、人工智能与区块链
未来5年到10年,是全球新一轮科技革命和产业变革从蓄势待发到群体迸发的关键时期。随着全球新一轮科技革命的飞速发展,颠覆性技术革新风起云涌,其中最引人瞩目的包括量子计算、人工智能与区块链等。这些颠覆性技术与中国传统文化有无联系?与基础科学(如数学、物理学)有何关系?如何客观认识这些前沿技术?本期特刊发2018年1月获中华人民共和国国际科学技术合作奖的美国籍理论物理学家、中国科学院外籍院士张首晟的报告。
目前,量子计算、人工智能与区块链是整个信息技术行业中最重要的三大基础技术。在将来,要使信息技术真正能够得到跨越发展,必须重视基础科学,既需要物理学,又需要数学,因为物理和数学跟信息技术革命有紧密的联系。
天使粒子”的发现改变了量子计算机的研发困境
在讲量子计算之前,先讲一讲跟“天使粒子”有关的科学发现故事。现代很多有意思的科学发现,都跟哲学观念的改变有所关联,包括中华民族那些根深蒂固的古老哲学观念。比如,好像世界从来都是正负对立的世界,有正数必有负数,有阴必有阳,有善必有恶。这种对立的世界观,在基本粒子的物理世界里也有呈现。
历史上曾有一位非常伟大的理论物理学家狄拉克,他把爱因斯坦的狭义相对论和量子力学统一起来,在统一的过程中他做了一个非常简单的数学运算,开了一个根号。在开根号的时候,始终会出现正负两个解,一般人可能只关心“正解”,不关心“负解”。狄拉克把“负解”解释成所有的粒子必然有反粒子,并预言所有的粒子必然有反粒子。
1928年的时候,物理界并没有发现反粒子,大家都对他提出非常大的质疑,说他的方程肯定不对。他坚持自己的方程是对的。过了5年,他非常幸运,果然在宇宙辐射的射线里面,物理学家找到了电子的反粒子,就是正粒子,命名为狄拉克海。
此后,基本粒子物理了有质子找到了反质子,有中子也找到了反中子,并且得到了应用。比如正电子在医疗领域里面已经有了广泛应用,有一种医疗测试叫PET,利用正电子和负电子可以成像,要测阿尔兹海默症,最好的办法就是做PET。
今天,中国人对科学发展非常关心。科学发展最大的驱动力是什么?我认为是对生活的好奇心。历史上的理论物理学家,如牛顿,在苹果树底下,苹果掉下来激发了他的灵感,万有引力就发现了。爱因斯坦在坐电梯的时候,感觉到电梯的上下和引力的作用非常相似,由此创造了伟大的广义相对论。
另外,科学的发展应该不迷信权威。狄拉克成为非常有名的理论物理学家后,科学家都非常坚信在世界上有粒子,必然有反粒子。但另外一位伟大的理论物理学家马约拉纳,他出于好奇心,问世界上会不会有一些粒子并没有反粒子?他发明了马约拉纳方程,这个方程奇妙地描写了有一种粒子没有反粒子,或者它自己就是自己的反粒子。
后来,整个物理学界都在找梦寐以求的两个粒子,一个粒子叫“上帝粒子”,2012年在欧洲的加速器中找到,预言它的那位物理学家希格斯得了诺贝尔奖,还有一个就是“马约拉纳费米子”。
我是做理论物理工作的,理论物理学家的工作一般是作出预言,让实验物理学家来测试。我的实验小组在2010年的时候就预言了在一个组合型的器件里面可以找到马约拉纳费米子。不过我们还需要找到一个信号能够证明这种粒子的存在。
有一天,我想马约拉纳粒子只有一面,没有反面,所以在某种意义上它是通常粒子的一半。我们理论小组做了大胆的预言:既然马约拉纳粒子跟通常粒子不一样,在某种意义上它只是通常粒子的一半。所以它的电导率会不一样,通常的粒子电导率是0、1、2、3整数倍,它必然会导致半整数倍的电导台阶。我们预言它会有0.5或1/2的台阶。后来我们理论小组就和实验小组做了一个紧密的合作,做了实验观察,的确在0.5的地方,大家可以看到是实验的原始图案,在0.5的地方出现了台阶,证明了马约拉纳费米子的存在。我们取名为“天使粒子”,大家非常喜欢这个名字。
“天使粒子”跟信息技术发展有什么关系?
现在的计算机已经分成两类,经典计算机和量子计算机。有些问题经典计算机就很容易解决,比如把两个大的数乘起来,经典计算机可以算得很快。但一个数看能不能拆成另外两个数的乘积,比如15可以写成3乘以5,这个数比较小的话你自己也可以算出来。但是给你一个很大的数,经典的计算机要算这个数到底是不是两个数的乘积需要花很长的时间,因为它用的算法是穷举法,把所有可能被除的数一个个除过来,最后才能确认这到底是不是两个数的乘积,经典计算机算起来非常慢。
经典计算机只能用穷举法,最后才算出一个答案。但量子世界是非常神奇的世界,是平行的世界。比如一个著名的试验,如果我放出一个粒子,比如光子,它有两个孔,要不是左边,要不是右边。但是量子世界有一种本真的平行在里面,一个基本粒子在某一个瞬间同时穿过了两个孔。要么是左,要么是右的话,图像就不是显示的图像。
量子的世界本身是平行的。如果用量子世界来做计算的话就能够秒算,把所有的可能性一下子算出来,因为量子世界有它本真的平行性,这是量子计算最基本的概念。但是要真正造出这个量子计算机是非常困难的,比如最基本的单位,经典计算机最基本的单位是比特,就是信息要不是0就是1,用0、1就能够表达所有的信息,这是经典计算机的概念。但在量子世界里面,一个粒子同时穿过左孔,又穿过右孔,处在某一种叠加的状态。一个量子比特讲不清是0还是1,它是处在0和1叠加的状态里面。大家听一个比喻,薛定谔猫就处在死和活的叠加状态里面。这是一种非常奇妙的现象。但是由于这种基本的现象,说明一个量子的比特本身是不太稳定的,你去观察一下周围就知道它要不就是在左边,要不就是在右边,要不是0,要不就是1,任何一个噪声就会对量子比特产生很大的干扰。
最近,量子计算机成为全球和美国著名公司特别关注的东西,谷歌、微软、IBM、英特尔都在做投资,但根本上不能解决这个问题,因为一个量子比特是非常不稳定的,如果哪天告诉我们做了50量子比特,但关键的问题是有用的比特是多少,如果只有一个有用的比特,往往在这种量子计算的框架下需要10个、20个甚至40个、50个纠错的比特来为它服务,使得量子计算很难真正实现。
但天使粒子的发现根本改变了量子计算机研发的困境,这是从量变到质变的过程。量子比特本身自带纠错的能力,就是我把通常一个量子比特能够拆分成两个天使粒子的。通常的粒子有两面,天使粒子只有一面,所以天使粒子通常只相当于一个粒子的一半。所以通常一个量子比特就可以用两个天使粒子来储存它。一旦用了两个粒子储存它,它们在遥远的地方,它们相互是有纠缠的。在经典世界里面的噪音,它们相互之间是没有纠缠的,这样的话就没法用噪声来破坏由天使粒子所储存的量子,所以这是一个革命性的改变。
所以,我在不久前在美国物理学会演讲,说天使粒子是激动人心的发现,用来做量子计算机是多少比特就多少比特,不用附加纠错的比特,自带纠错功能,这会对量子计算机的研制起到突飞猛进的作用。
机器人哪一天能够做科学发现,那一天智能机器就超过人了
人工智能作为一个基本概念,20世纪60年代就已经提出来。今天人工智能能够有突飞猛进的发展,主要是很多新技术的汇总。根据摩尔定律的迭代,每过18个月能够翻倍,如果用量子计算的话,就不只是按摩尔定律18个月翻倍,而是完全从量变到质变。这些年来,人类计算能力不断增长。互联网和物联网的诞生,产生大量的数据。智能算法有突飞猛进的变化。大数据能帮机器学习。不过,人工智能的基础是各种数据,再好的算法,再强大的计算机没有数据的话也无法成为人工智能。
人工智能,现在虽然看到了它在突飞猛进,但我觉得还处在非常早期。为什么这么讲呢?做一个简单的类比,比如我们曾经看到鸟飞,人也非常想飞,但早期学习飞行只是简单仿生,在人类的手臂上绑上翅膀,这就是简单的仿生,但真正达到飞行的境界是由于人类理解了飞行的第一性原理——空气动力学,有了物理原理和数学方程之后就可以人为设计最佳的飞行器,现在的飞机飞得又高又快又好,但并不像鸟,这是非常核心的一点。
现在人工智能多是在简单地模仿人的神经元,但我们更应该思考的,是在这里面有一个基础科学重大突破的机会,我们要真正去理解那个智慧和智能的基本原理,这样才能真正使人工智能有根本性的变化。
到底用什么样的依据能够真正衡量人工智能达到人的标准?有人可能听说过图灵测试,图灵测试是说人跟机器对话,但不知道对方到底是人还是机器。整个对话的过程中,你如果花了一天的时间根本感觉不出来,那就说明机器人好像已经达到人的水平。虽然图灵是一个伟大的计算机科学家,但我并不赞同这个判断方法。人的很多情感并不是理性的情感,要让一个理性的机器学一个非理性的人的大脑可能并不是那么容易。
所以我想提出一个新判断方法,智能机器人哪一天真正拥有超越人的智力?我认为人最伟大的一点,就是我们能够有科学的发现,哪一天机器人真能够做科学的发现,那一天机器就超过人了。
最近我在人工智能方面写了一篇文章,将会在美国的科学院杂志上发表,里面会提到,人类最伟大的科学发现,有相对论、量子力学等,在化学里面最伟大的发现就是元素周期表的发现。智能机器在没有任何辅导的情况下,能不能自动发现元素周期表?可不可以帮助人类发现新药,用机器学习的办法能否发现新材料?这些是判断人工智能水平的标准。
实现区块链和人工智能互相共存发展,它们会是最有价值的
在今天的世界,个人会产生出很多数据,个人的基因数据、医疗数据、教育数据、行为数据等,这是发展人工智能特别需要的。很多数据都是掌握在中心机构里面,没有达到真正的去中心化。区块链的产生,能够产生一个去中心化的数据市场。
我把区块链的整个理念用一句话来描写,叫“In Math we trust”,这种理念是建筑在数学基础上的。整个区块链和整个信息技术领域里面最基础的东西,是基础数学,是能在数据市场里面保护个人隐私,又能够做出合理的统计性的计算。比如有一种非常神奇的计算方法叫零知识证明,它能够向你证明我的数据是非常有价值的,但又不告诉你真正隐私的数据在哪儿。
有了区块链之后,数据市场能够使社会变得更加公平。现代社会最大的不公平是人们容易歧视一些少数派。但在机器学习的过程中最需要的就是那些少数派拥有的数据。如果今天机器学习的精准率达到90%了,使90%提高到99%,它需要的不是已经学过的数据,而是跟以前不一样的数据。往往是少数的数据对机器学习来讲是最有价值的。一旦我们的数据建筑在区块链的基础上,再加上这些奇妙的数学算法之后,我们就能够拥有良性的数据市场。在这个世界里面,达成区块链和人工智能互相共存的理念,它们是会最有价值的。
整个区块链,大众对它的认识还不是最根本的第一性原理认识。用最基本的物理学原理来讲,达成共识就好比大家都同意同一个“账本”,相当于在物理学里面,磁铁本来是杂乱无章的,但到了铁磁态里面它们指向的方向都是同一样的。
达成共识在自然世界里面也有,这种现象叫熵减的现象。达成共识,大家都朝一个方向的话,这个状态的熵远远比杂乱无章的熵要小。达到这个共识是非常难的,因为熵总是在增的。
在区块链上能达到一个共识系统都是用一种算法,需要消耗能量。这件事情听起来不合理,账户为什么要耗费能量,但从物理学第二定理来讲,这是非常合理的一件事情,因为达成共识本身是熵减,但整个世界的熵一定要增加,所以在达成共识的同时一定要把另外一些熵排除出去。这种没有中心化的机制跟自然世界里面磁铁从杂乱无章的状态达到有序的铁磁状态非常相像,消耗能量付出代价也是必然的趋势。
所以理想的信息世界,是未来每个人拥有自己所有的数据,完全去中心化的储存,这样黑客也不可能黑每个人的数据。然后用一些加密的算法在区块链上真正能够达到既保护个人的隐私,又能够做出良好的计算,不会发生像Facebook中很多个人的数据被盗用那样的事情。
今天我们要解决的量子计算、人工智能、区块链技术的问题,都是整个人类的问题,中国科学家会面临非常大的机遇,除了要把应用科技做好,还应该有真正原创的基础科学突破,比如上述介绍的物理和数学原理,尽管这些东西听起来比较抽象,比如熵增原理,正负电子。世界的奇妙,正在于基础科学能够给整个信息技术行业提供广阔的全新发展前景。
『玖』 区块链能应用在哪些方面
您的问题我已看到,那么,区块链能应用在哪些方面?下面由小编来为您解答。
答:比特币是区块链的第一个具体应用。它是在 2008 年由一个人或一群人提出的一篇论文中提出的。比特币使用区块链来对比特币进行数字发送,而 BitCoin 的名称是比特币,而不需要第三方中间人的干涉。
但比特币并不是区块链的唯一应用,如下:
1.金融领域:将区块链技术应用在金融行业中,能够省去第三方中介环节,实现点对点的直接对接,从而在大大降低成本的同时,快速完成交易支付。
2.物联网和物流领域:区块链在物联网和物流领域也可以天然结合。通过区块链可以降低物流成本,追溯物品的生产和运送过程,并且提高供应链管理的效率。
3.公共服务领域:区块链在公共管理、能源、交通等领域都与民众的生产生活息息相关,但是这些领域的中心化特质也带来了一些问题,可以用区块链来改造。
4.数字版权领域:通过区块链技术,可以对作品进行鉴权,证明文字、视频、音频等作品的存在,保证权属的真实、唯一性
5.保险领域:在保险理赔方面,保险机构负责资金归集、投资、理赔,往往管理和运营成本较高。通过智能合约的应用,既无需投保人申请,也无需保险公司批准,只要触发理赔条件,实现保单自动理赔。
6.公益领域:区块链上存储的数据,高可靠且不可篡改,天然适合用在社会公益场景。公益流程中的相关信息,如捐赠项目、募集明细、资金流向、受助人反馈等,均可以存放于区块链上,并且有条件地进行透明公开公示,方便社会监督。
以上仅供您参考,还望您能采纳,谢谢!