区块链技术发展趋势研究

宋苏

区块链技术作为当前的一项热点技术，其未来的发展趋势受到了社会各界的广泛关注。本文基于区块链技术的内涵，探讨了其未来7个方向的发展趋势，为区块链技术的应用推广提供了依据。

区块链技术

区块链是2008年中本聪在其比特币白皮书中首先提出的。比特币也是区块链技术最初应用的具体形式，在原理上就是通过区块链技术内的链式数据结构实现对数据的存储和验证，通过节点共识算法来实现数据的更新，通过相关密码保护技术来实现数据的安全传输，通过智能合约来实现数据的编辑。现代信息社会，由于区块链技术开放、自治和数据可追溯等特性，在很多领域都有较好的应用前景，因此针对区块链技术及其应用的研究成为了热点。

可扩展性

在区块链系统中，可扩展性决定了其应对高业务量的能力，影响在不同领域区块链技术应用的深度。通常来说，其可扩展性主要受到3个方面的影响，即：网络节点数据传输效率、区块容量和区块间隔时间、节点自身性能。未来区块链技术要扩大应用开发，就必然逐步增加可扩展性，而主要的方式就是通过改善上述3个要素。

抗量子加密算法

近年来，量子计算技术得到了迅猛的发展，这使在区块链中应用的一些非对称加密机制存在被破解的风险，其基本的原理是利用主流非对称加密算法来得到公钥地址，进而反推出账户的私钥。这类操作一旦成功，将会直接导致区块链系统的安全性问题。因此，从这一角度来说，要确保区块链技术应用的安全性和可靠性，抗量子加密算法技术的研究是必需的发展方向。

零知识证明

目前区块链技术在很多领域都有应用，随之而来的就是隐私数据的保护。诸如比特币、以太坊等这类公有链已经公开化的账本，在隐私保护方面已经无法满足相关应用场景的需要。所以，在未来新的区块链体系中，无须泄露数据即可证明数据真实性的“零知识证明”技术将会得到逐步的推广和应用，利用这一技术，证明者不需要提供信息即可得到验证。例如，在2017年以太坊平台在拜占庭分叉过程中，就引入使用同态加密的零知识证明技术。

智能合约智能化

智能合约及其应用逻辑通常情况下都是依據预设场景和相应“IF-”类型来实现响应的，无法实现智能化的决策功能。随着人工智能的不断发展，未来区块链体系中的智能合约将会基于预设场景进行WHAT-IF的推演，进而实现智能化的决策功能。

智能合约加密技术

从本质上来讲，智能合约属于算法合同的一类，其合约算法中内容涉及了参与合约的各方利益和相关法律关系，这对于安全性和可靠性就有了较高的要求。而要确保智能合约的安全性，智能合约的加密技术是一个重要的发展方向。例如，已经出现的全同态加密技术，就能有效保证区块链中数据的隐私以及在不可信环境中计算的正确性。

多种共识机制的融合与优化

在区块链的分布式系统中，共识机制是应对一致性问题的关键。而未来要满足不同场景下的要求，就必须在保证效率的基础上，不断提升共识机制的拓展性和容错性，这就需要相关机制的深入融合。例如，在分层、分片方案中，可以应用POW机制来确保整体共识的效率；同时，应用拜占庭容错算法来提升容错性，从而提高共识的效率。

并行化技术

在区块链系统中，数据吞吐量直接影响系统运行的效率。而要应对吞吐量的问题，并行化技术是一个关键。未来，区块链在并行化技术的发展上主要有2个方面：一是将节点和交易分区进行并行化处理；二是使用有向无环图将区块生成过程并行化。

区块链技术通过分布式系统能够实现不同节点之间数据的一致性，并基于此实现各项服务功能。虽然在一些方面区块链技术还存在尚未攻克的难点，但未来区块链技术在各行各业都有着十分广阔的应用前景，对于建设智能化城市，提升人们生活水平意义重大。