寻找青年的声音⑦丨杨光：在区块链的舞台上，跳密码学之舞

今年2月，上海树图区块链研究院对外发布了他们已经运行了4个月的公链——Conflux树图公有链系统1.0版本。该版本平均每天处理约4万笔，未发生过交易拥堵，速度是现有公链比特币系统性能的428倍，是以太坊系统的75倍！

“提速”的关键，是树图将公有链的结构如其名一般是“图”，而非“链”，在理论上证明图结构可行的，正是该院研究总监杨光。他与院长龙凡、首席技术官伍鸣一起，被称为“树图三剑客”。

热爱数学、密码学的杨光感到赶上了国家重视基础科学研究的好时代，他将解决更多感兴趣的计算机理论难题，并以此突破开发更多上层应用。

图状结构是区块链发展的必然趋势

区块链是什么？这可能是人类有史以来发展最快的技术。它的本质上是一个去中心化的分布式账本数据库，其本身是一串使用密码学技术关联起来的数据块。每一个数据块中包含了多笔网络交易的信息。

在以比特币、以太坊为代表的区块链兴起后，“区块一定要串成一条链”成为思维定势，为此，人们也不得不忍受速度慢的“代价”。

杨光举例说，比特币诞生十几年来，两个区块的出现间隔一直维持在10分钟左右，这在按照摩尔定律发展的电子信息领域是不可想象的。为什么这么慢？因为在链状结构中，为了避免因同时出现区块导致的链分岔，当出现某一区块后，需要确保该区块被“广播”到全网络后，才能安全地产生下一个区块。“这就导致在同一时间内，网络中的几乎所有节点都在广播同一信息，大大降低了传播效率。”杨光说。

也有人提出过图状结构，但无论是理论证明还是实践操作都很困难，也就导致在树图之前，没有人走通这条路线。在敲定了图状结构是技术发展的必然趋势后，杨光与清华大学交叉信息研究院博士李辰星用一年多时间，在理论上证明了图状结构安全可行，而龙凡、伍鸣等人则在实践操作层面把图状公有链做了出来。

树图公有链1.0版本，实现了每秒处理超过3000笔交易的吞吐量，并将交易确认时间压缩到30秒以内，使用体验已经接近传统的中心化系统，足以承载大规模的区块链应用。

向降低区块链存储成本发起挑战

在完成图状结构的理论证明后，杨光又向区块链的去中心化存储和索引功能发起挑战。

根据现有规则，区块链上的数据需要在在网络中的每一个节点上备份，这也大大增加了系统冗余，目前还没有好的解决方案。能否让每个节点只存储一部分数据，而其它节点只需在用到这些数据时进行验证，杨光正以此为目标而奋斗。

不久前，上海树图区块链研究院被IEEE指定为《区块链系统应用接口规范》国际标准工作组的主席机构，主导该标准制定，表明区块链领域，中国的国际话语权和规则制定权已经显现。杨光也是参与标准制定的其中一员。该标准将定义和规范区块链系统的区块链层和应用层之间交互的接口，明确在入侵防护、恶意代码防护、程序可信执行、数据完整性、数据保密性、访问控制、安全策略、管理制度等方面的技术要求。

在区块链行业的实践中，一个常见的需求就是将在某一条区块链上开发的应用移植到另一条结构截然不同的区块链上，统一接口标准相当于统一区块链的“方向盘、油门和刹车”，将有效加速新场景落地。

风物长宜放眼量

理论创新是“从0到1”的颠覆式创新的源头，作为一名理论计算机领域的从业者，杨光真切地感受到国家对基础研究重视的力度。

“过去单位会比较看重发论文的数量和影响因子，但不同领域的发文难度是不一样的，特别是基础研究有时候好几年才会发一篇有份量的文章，这就需要单位科学考量。”他说，“不过，现在随着‘破四唯’和‘代表作’制度的推行，‘重量不重质’的问题已经好多了。”

杨光认为，创新来自于探索未知，结果必然是事先无法确定的，所以颠覆性创新不可能从“有明确预期”的科研中产出。在评价机制上，我们固然希望每一笔投入都是有回报的，而且产出多少论文、专利，技术转让、成果转化产生多少经济效益，也是比较容易定量考核的客观指标。但是，这样的评价方式更适合用于工程领域，而不符合创新的客观规律，也难以衡量基础研究的价值。

杨光举例说，中本聪 2008 年撰写的《比特币白皮书》开创了整个区块链领域，其价值很难用既有的科研成果评价体系衡量，实际上也经历了多年的时间考验才逐渐被认可。对于未来，他感到非常乐观：国家很重视创新和基础研究，正在通过科技体制改革破除制约科技创新的障碍，努力把我国建设成世界主要科学中心和创新高地。包括上海树图区块链研究院在内的很多新型研发机构，就是科技体制改革的试验田。这些新型研发机构可以给研究人员更宽松的科研环境和灵活多样的考核方式，让他们以兴趣为引，做有价值的研究。

“区块链不仅是一种技术创新，还承载了我们的理想和信念。技术总有一天会过时，但我们已经来过，世界便将因此而变得更加美好。”这就是杨光的研究“初心”。

来源：上观