基于区块链的现代服务可信交易关键技术

蔡维德 朱 岩

区块链技术近两年无论是在国内还是国外都受到前所未有的重视.2021年美国和英国央行都表示，基于区块链的央行数字货币会改变整个金融体系，是100年来最大的一次经济改革.2021年12月，美国国会召开听证会表示，美国会全面接受Web 3.0，积极鼓励Web 3.0在美国发展，而Web 3.0的几个关键技术都是基于区块链，包括数字货币以及元宇宙.2022年2月，美国总统发布行政法令，要求政府内相关部门积极鼓励和支持开发区块链系统的数字货币以及相关的监管科技.

区块链应用从传统只关注数字货币发展到今天各种各样的金融市场应用，包括贷款、信用卡、债券、股票、期货、房地产、征信、保险等，并且还走进文化领域，包括音乐、美术、艺术品、视频、动画等，以及其他领域，包括贸易、教育、旅游、医疗、交通、食品、建筑等.可以说这是一次新型“文艺复兴”.14世纪到17世纪的欧洲文艺复兴带给世界一次科学、艺术、经济的大变革，奠定了现代金融市场的结构和基础.而这次“文艺复兴”还带来法律方面的大改革，法律的执行可借由自动执行的智能合约完成，这将带来更具包容性的新型数字经济.基于区块链的新型数字经济包含金融、信息、安全、网络、文化等新技术，是一次融合大创新.

区块链技术日新月异，发展迅速.现在的区块链系统不再只有链条和智能合约，还有预言机，且可以动态绑定，交易机制也不同.区块链系统扩展到互链网，区块链技术也融化在元宇宙系统中，管理数字经济活动.新型超算系统在2022年出现，和传统超算系统在架构和芯片上都不同，数据库系统也和传统数据库不同，区块链系统已经发展到可以使用在新型数据库系统内.

为了保证现代服务业持续高质量发展，针对目前现代服务业赋能、赋值、赋智的内在需求，一些政府部门开展了“区块链+服务业”的试点和研究工作.科技部国家重点研发计划启动了“现代服务可信交易理论与技术研究”项目，该项目以可信服务交易模型和相关理论研究为基础，通过对新型区块链架构、智能合约服务、征信评估模型及平台构建等关键技术的突破性研究，提升现代服务业中交易的可信性、敏捷性、可靠性和安全性，为区块链与现代服务业的融合发展提供理论基础和示范应用.

《信息安全研究》为加快推进区块链与现代服务业融合的产学研用协同发展，组织了本期以“区块链与可信交易”为主题的专题.本期所选文章服务于可信交易所必须的区块链平台、智能合约环境、交易信誉体制、服务交易应用等方面，在内容上注重政策与技术的观点互鉴，从而从整体上反映区块链技术与现代服务业融合的现状和趋势.作者既有来自北京大学、北京航空航天大学、北京邮电大学、西安交通大学、北京物资学院等的科研团队，也有来自交通运输部科学研究院、国家计算机网络与信息安全管理中心等的一线队伍，还有隶属京东的北京同邦卓益科技参与，期望在有限的篇幅中尽可能展现我国区块链与现代服务业融合发展的研究与应用概貌.具体如下：

1)郁莲等人基于事件驱动机制提出多种预言机设计模式或交互模式，并使用门限签名算法对数据达成共识，在保证数据可信的同时提高预言机系统的可扩展性；同时引入一种信誉机制进行数据治理，对每个预言机节点维护局部信誉和全局信誉，提高整个预言机集群的可信度.

2)蔡维德等人提出一个新型数据库系统“库中库”，一个区块链系统内部不但有数据库系统，且这个数据库系统内还有另外一个区块链系统.从而结合了关系型数据库的特点利于数据查询，同时借鉴了非关系型数据库的非结构化存储结构，并采用了内存数据库的高性能方案，保障了数据库的高速写入以及查询特点，具有了复杂查询的功能.

3)张勖等人针对现代服务业可信交易所必须的交易性和可监管性，从新型区块链分布式技术架构、智能合约服务、监管模型等方面，提出可信交易区块链平台设计与实现的核心关键问题，要求从系统工程角度出发，平衡系统的“交易+共识+监管+安全智能合约”的多维度特性.

4)蔡维德等人提出新型智能合约的并行博弈的九宫格模型.针对每次交易，分成交易前、交易中和交易后3段，在每段流程上，买方、卖方、监管方通过查询智能合约库或发布自己的智能合约而分别提供己方的智能合约，形成智能合约组.这些智能合约组之间存在竞合关系，一方面是合作，另一方面也是在互相博弈，从而保证兼顾交易的公平性和高效率.

5)薄钧戈等人将新一代区块链征信模型推广应用到交通征信领域,打造智慧交通征信系统.通过与互链网、预言机、STRISA等符合中国国情的区块链新技术相结合，细化监管粒度，制定新的监管进入的交通征信体制；转变传统思维，转变数据实体的组织架构.

6)迟占博等人提出基于区块链的可信交易完备性模式设计，通过身份验证控制恶意节点攻击，较好地保护用户的隐私安全，同时加入回滚机制保证交易方的数字资产安全.

7)李洋等人设计了一种面向资产证券化场景的领域特定语言ABS-DSL，拥有参与人员合法性检测、流程时序控制、合同可监管等机制，以便书写ABS-DSL的人员能够快捷、简单、无误地完成任务.

8)李洁等人聚焦于信用服务领域，使用语法依存树和语义分析树等技术自动提取文本规则，运用BPMN作为中间语言进行业务规则的模型构建，从而提出一套领域智能合约的设计范式.

9)白国柱等人针对区块链智能合约日益严重的隐私泄露问题，对目前流行的零知识证明、安全多方计算、同态加密和可信执行环境等智能合约隐私保护关键技术进行了介绍，并对当前国内外的一些研究工作进行了回顾、分析和展望.

本期专题所刊载的9篇论文展示了我国区块链和服务计算相关领域的专家学者、科研人员以及信息安全从业人员的部分研究成果.成果去粗取精、求同存异，力图勾勒出当前区块链与现代服务业最新融合发展态势，为学术研究、产品开发和管理决策提供有实用价值的理论借鉴和技术参考.

本期专题的出版得到了作者、审稿专家和编辑部等各方面的大力支持，作为本期专题特约责任编委，衷心感谢大家的辛勤付出和通力合作，希望本期专题能够为广大读者和国内同行提供一些有益的参考和帮助.