物信链龙承念：新一代物联网分布式架构做了哪方面的技术突破？

今日，物信链的创始人兼首席科学家龙承念龙博士接受了《大炮专访》的采访。龙博士是国内知名大学教授、博士生导师，同时也是IEEE高级会员和ACM会员，有学术背景的读者应该都知道这两个会员是非常高级别的，这也代表龙博士是国内物联网领域首屈一指的高级专家和学术派权威。 本次《大炮专访》与中币网联合对龙博士进行采访，以下为专访全文： 王大炮：能否请您先宏观地对物信链做一个介绍，包括这个项目是怎么来的、要做什么以及打算怎么做？ 龙承念：好的。物信链我们简单称为CPChain，英文名是Cyber-Physical Chain。我们实际上是想打造一个物理的信任网络，它是结合区块链和物联网技术来实现信息与物理系统的融合。   王大炮：刚刚我们也提到，无论在国内还是国外的项目中，像龙博士您这样的学术权威其实是很少的，您既是知名大学的教授和博士生导师，又是国内区块链物联网领域的顶尖专家和学术派权威，能否请您就自身的情况跟大家做个简要的介绍？ 龙承念：好的。我个人一直在从事物联网行业的研究，包括一些应用方面的基础研究以及跟应用相结合的研究。我曾在香港科技大学和加拿大阿尔伯塔大学从事博士后研究，2009年回到国内任教，大概情况就是这样。 王大炮：您能否就物信链的核心团队做个简单的介绍？ 龙承念：我们团队是由三部分人员组成。第一部分是我带领的团队，主要是从事物联网和区块链技术深度融合的研发，主要是做技术的攻关。另外我还有两位联合创始人，他们分别负责开发和运营工作。其中一位创始人赵滨博士也是长期从事物联网方面的研究，曾在上海贝尔担任物联网主任工程师，参与过物联网重大专项和国际国内物联网的推进工作，自己也有很多物联网方面的专利，他也曾在一个技术公司担任研发的首席专家；另一位联合创始人史青伟，他在区块链媒体运营方面有很深的积累，大概就是这样。
王大炮：龙博士您刚刚提到另外一位创始人赵滨博士曾在上海贝尔任职，关于这个贝尔实验室我要跟各位读者简单介绍一下，可能有些读者还不太了解。贝尔实验室是世界范围内少有的由企业创建的专门从事基础科学研究的实验室，据我所知，它应该是除了高校以外诞生诺贝尔奖得主最多的企业实验室，总共获得过8次诺贝尔奖，计算机的很多基础科学理论都来自于贝尔实验室。 龙博士您能否再简单帮我们介绍一下物联网这个行业当前的发展现状以及未来的规划？ 龙承念：我们知道物联网这个概念很早之前就已经提出来了，一般而言，公认的是1999年MIT多媒体实验室首次提出物联网的概念，当时还是以RFID技术为主的物联网概念。 经过二十多年的发展，我总结起来可以把物联网的发展大致分为三个阶段：从RFID的物联到通用的微传感器的传感网络，再到现阶段的面向IP的物联网。这三个阶段主要还是一种中心化、专用的物联网系统，这种中心化、专用的物联网系统会存在一些问题。首先是设备、系统的互联成本比较高；其次是中心化系统中数据的隐私、系统的安全有很大的隐患；第三是中心化的系统往往会把数据禁锢在一个孤岛里，数据的价值难以充分发挥出来，这也是最主要的问题。一般而言，我们把刚刚提到的设备成本高、隐私安全、价值难以充分体现这三个问题当成物联网真正要实现落地的三座大山，而这些问题实际上也禁锢了物联网在新型商业模式下的进一步创新，这是当前存在的问题。 实际上，在物联网领域里面，我无论是做技术理论研究还是在跟实际行业系统进行结合，都会深深受到这三个问题的困扰。我在2014年年底接触了以太坊及其背后的区块链技术，发现区块链与物联网两者之间其实是非常好的结合，因此在14年年底、15年年初的时候我就带着四五名博士生和十名研究生开始对这两方面技术的结合进行尝试，并做了一些深入的研发工作。 王大炮：刚刚龙博士您提到了在当前这样一个中心化的物联网系统中存在的几个问题，能否请您进一步阐述下区块链技术跟物联网将如何深度融合来解决这些问题？ 龙承念：好的。我们知道区块链其实就是要建立一个去中心化的信任系统，它能够实现数据、价值的信用传递。我们利用区块链技术就可以打开物联网数据禁锢的藩篱，在这个层面上讲即是说可以把数据的价值充分释放出来。 首先我们可以通过区块链构造一个设备与系统互联的语言，使得设备互联的成本极大降低；第二是在隐私安全方面，区块链实际上会内置一些加密算法及安全的考量，通过这么一种加密安全，再加上物联网本身的安全技术的话，我们可以充分地保护数据隐私，提高系统的安全性；第三是我们说的区块链与物联网结合的最大的点，在这里面我们能够去构建一个共享的平台，把数据汇聚和实时流动的价值充分发挥出来。实际上，区块链和物联网结合主要就是针对我刚才讲的三个痛点问题一一进行回应，所以这是一个非常好的结合。      王大炮：我看过你们的白皮书，在白皮书中你们提出了一个平行分布式架构，将数据存储和链剥离，在你们的设计中，主链仅保留数据的标签位置，从而大大减轻主链的空间负担，由此其实是想解决类似像比特币一样节点非常庞大的问题。您能否就这个技术架构做一个简单的介绍？ 龙承念：好的。介绍这个架构的技术之前我先说一下自己的理解。我们现在看到的区块链里头的一些扩展性问题，特别是共识协议这个层面讲的可扩展性，我个人理解主要还是针对数据交易这一层面上的可扩展性。但实际上，我们知道现在交易的数据其实已经非常小了，像比特币、以太坊这样的主流区块链公链，现在运转起来都是越来越慢。回想起来，我在2015年安装以太坊全节点的时候几个小时就可以搞定，但是现在再来安装以太坊的全节点，如果要同步全状态的话基本上要花四五天时间，所以它的可扩展性其实是很成问题的。 除了交易的可扩展性问题，物联网与区块链结合还有另外一个层面的问题。刚刚我也讲过，物联网的核心在于其数据流动产生的价值，它每时每刻都在产生大规模的数据，如果这些大规模数据都在一条链上的话，那么这个系统很快就会崩溃。从这个层面讲，物联网与区块链结合不仅仅是数据交易的可扩展性问题，还是数据存储与计算的可扩展性问题。去中心化系统的初衷是为了达成共识，但这是需要付出代价的，这个代价就是在每一个节点它都要去进行同样的存储、计算工作，这个就是很典型的“木桶效应”，最慢的节点就是系统的瓶颈点。 我们长期做的这种分布式系统实际上就是利用了节点的协同来完成计算、存储任务，为了解决这里头数据以及数据交易的两种可扩展性问题，我们提出这种平行分布式架构，将去中心化系统和分布式存储系统协同起来，解决这里头的可扩展性问题。这是我们CPChain比较有亮点的地方。 
 王大炮：刚刚龙博士也提到，利用你们的技术确实能解决一些短板问题，使得空间更具备可扩展性，但这也会带来另外一个问题。我们知道，比特币的全节点固然有其缺点，比如大量的冗余计算和大量的空间占有量，但它也有自己的好处，就是使得它的每一个节点都能具备全网的数据，任何一个节点的丢失或者被控制对全网都不会有任何影响，但在你们的架构中，数据跟主链是剥离的，那我想知道你们的数据存储在哪里？ 龙承念：实际上我们的数据是通过一种加密的方式放在分布式云存储系统中，我们可以用IPFS系统或者当前一些去中心化的数据库系统来实现。可能你担心这是中心化的，但其实它是完全去中心化的系统，而且这个的好处是数据的授权、控制完全由数据源来掌控，任何别的实体都不能去掌控这些数据的使用。 王大炮：龙博士的意思是你们的数据也会存储在一些去中心化的分布式存储结构中，而不是像云存储或者放在大规模的冗余硬盘里面，是这样吗？ 龙承念：这个也要区分概念，云存储既有中心化的实现，也有分布式的实现，我们用的是一种去中心化的实现。 王大炮：明白了，我刚刚之所以这样问，其实就是担心这么一个问题。因为我们知道在去中心化的这样一个项目中，之所以说要去中心化，其实就是想使得整个系统避免中心化的风险，所以最开始看你们白皮书的时候我就在想一个问题，开始我不清楚你们的数据存储到底放在哪，假设放在某个企业中，那么虽然整个链可能是去中心化的，但你们数据都是中心化的，那其实这个去中心化就没太多意义。我当时是担心这样一个问题。 龙承念：这个担心是没有必要的。 王大炮：你们的共识机制从概念上看还是比较有新意的，你们的做法是双层共识+基于信誉度评估模型的委员会动态选举，您能否就此做一个简单的介绍？ 龙承念：好，这个是主链上共识协议的可扩展性问题。现在主流的主链共识协议有PoW、PoS、DPoS、PoX等等，现在无论是在学术界还是在区块链做共识协议的工业界，都认为hybrid即混杂式的这样一种共识协议是未来主流的发展趋势，我们是站在当前最前沿的点去考虑这个问题的。 尽管现在我们提出了这个混杂式的共识协议，但对于这里头很多的共识协议，在这个基本原理上(我们的想法是在这个大规模节点里头产生一个委员会，由这个委员会来进行快速的共识，这是它的基本原理),无论用什么样的机制，现有的实现都很难去做到动态委员会的选举，基本上是一种静态委员会的产生。 实际上这也会带来一些安全性、公平性的问题，这是我们认为这里头未来可能存在的一个痛点问题。所以我们也提出能不能结合分布式P2P系统里头名誉系统的方法，建立一个分布式共识的名誉系统，基于这种名誉系统来产生一种动态的委员会选举。这个可能会结合比如基于本地的可认证的随机函数的方式来产生，保证它的公平性和安全性。 王大炮：正如龙博士您所说的，像DPoS这样的共识机制，确实它的委员会机制不是十分动态的。然后您刚刚也提到，你们的关键节点是动态选举产生的，考虑到这样是否会存在效率问题以及是否容易执行的问题，您能否对此做一个介绍？ 龙承念：是这样的，这里头的动态是说这个委员会的选举是完全动态的。这里头有个信誉度机制的问题，关于信誉度机制我需要强调一下，因为现在无论DPoS也好或者PoX也好，基本上都是基于一种权威的授权，这背后实际上要么是权力的来源，要么是金钱的来源。这个东西是相对静态的，也是不公平的，而且随着钱越来越多、权利越来越大，就越有中心化的危险。 我们的想法是，这里头固然要有授权的机制，但这个机制到一定程度以后它的权重会饱和，同时我们还要增加它网络参与的一些性能，比如它本身在一个节点或P2P网络的性能，它的吞吐量，它认证交易的活跃度等等，这些全部加进来之后就能够实现一个相对公平的选举。同时这样的因子加进来的话，实际上会带来一个动态因素，因为我们这个选举是跟网络的动态相关的，因此就会带来更多好的随机性和公平性，这是我们的一个基本思路。 王大炮：明白。问下一个问题之前我想先介绍一个项目，就是IOTA。相信很多人都知道IOTA，从投资回报率层面讲，IOTA的投资回报率从15年开始到现在已经超过1万倍了。 我之所以提这个，就是因为像IOTA或者其他一些知名的与物联网相关的区块链项目，其实底层都会基于一个DAG的技术，DAG也就是一个有向无环图，这是计算机里面一个基础的数据结构。相对于比特币或者以太坊这种链式结构来讲，DAG技术其实不是区块链，而是去环图。很多知名的物联网类的区块链项目其实底层都是基于DAG技术，因为DAG技术从整体上来讲，应该是比较适合这种节点数量庞大但又十分不规整的物联网项目的。 王大炮：那我想问一下龙博士，你们物信链这个项目为什么不选择基于DAG技术去做？ 龙承念：可能你在理解上会稍有一点偏差。不是说我们不选择，实际上如果你注意到的话，我们有一个针对物联网跟区块链深度结合的整体框架，这个框架就是刚才讲的主链、侧链加上分布式云存储。侧链这一块其实就是不同的物联网行业链，在这个行业链里头我们是可以去结合这个DAG技术的。 这里我也深度分享一下我对IOTA的理解。IOTA大家都很关注，在物联网跟区块链相结合的领域里，IOTA可以说是这里面一个旗舰性的项目。我们都知道物联网其实是机器跟机器之间的通讯，从交易层面来说是一种高频的、小粒度的数据交易，因此大家都希望它的速度要够快、要免费，IOTA正是应对了这些需求提出来的。IOTA的技术我们刚才也讲了，是一个有向无环图，它的特点就是能够去实现一个并发，比方说一个交易产生以后，马上可以连上这个DAG，就不需要等区块链里头一个区块一个区块地产生，这是它的优点。 但是IOTA实际上也有它的缺点，如果我们深度分析的话，IOTA本质上是一个利他机制。我们知道，通常的互惠模式有两种，一种是我帮你你帮我这样直接的反馈，另外一种就是这种利他的模式，即IOTA的模式。比如说你产生了一笔交易，那你就先要去找已经在这个网络上申请了的交易，帮助他们去做相应的PoW认证，也就是说你首先要帮助别人，然后才能连上这个网络，连上这个网络以后你的交易才能有机会被别人去帮你进行确认，这是IOTA的基本模式。 我们看到这种利他的传导机制其实还是会有一些问题的，首先就是它的激励机制要怎么来做，IOTA在这里头目前还属于初始的发展阶段；第二个问题就是在IOTA里头，显然它很容易会受到DDOS的攻击，因为新的交易要上DAG这样一个数据结构的话，它必须去连那些刚刚在这个DAG图上还没被确认下来的新节点，在这个地方的话，攻击者很容易去找到这些点做一些分布式拒绝服务攻击。 相信随着我们侧链上共识协议的发展，这些问题我们都会有相应的技术去解决。我本人2006年在香港科技大学跟国际上最早做P2P视频的一位老师合作的时候，我们就基于进化博弈理论分析过这种利他的合作模式，接下来我们也会继续在侧链的共识协议方面做深度的开发。 王大炮：刚刚龙博士是把你们的项目跟IOTA做了一个比较，其实国内还有另外几个跟物联网相关的项目，比如沃顿链、万物链以及六域链，您是否介意把你们的项目跟这几个项目做一个横向的比较？ 龙承念：好的。我们可以看到，物联网跟区块链的结合是一个很大的蓝海，有很多的发展机会，因此受到了业界的高度重视，产生了这么多物联网跟区块链结合的项目和想法。这些项目和想法其实都有各自的特点，刚才我们讲了IOTA的特点，我简单分享一下我对其他几个项目的想法。 你刚才讲的第一个是沃顿链，沃顿链据我了解它是跟传统的零售行业的门店做了一些深度的结合。这个项目面向物联网的物流领域，可以说是一个比较好的结合，我觉得在这方面是比较有特色的，但是在整体的物联网跟区块链深度结合的技术层面上，我觉得还可以有更深度的想法。这是我对沃顿链的看法。 王大炮：我们再提一下万物链，万物链我简单介绍一下，它的切入点是智能照明设备。我之前也问过他们团队这样一个问题，就是智能照明设备需要区块链去解决什么问题？他们的答复是智能照明设备在当前物联网领域的设备数量是最庞大的，基于此他们想把这种节点快速拉出去，形成一个庞大的网络。我想请教一下龙博士，您对这样一种网络的快速分发有没有什么想法？ 龙承念：这个可能是他们的一个特点。我的认识还是说物联网跟区块链结合的话，关键是它在物联网实体里的这些数据的价值要体现出来。首先是数据汇聚，数据汇聚能够产生一些大数据的分析，产生一些人工智能的决策，然后回馈到这个实际的物理系统里头。比如在它这个照明系统里，从节能的角度讲，假设现在的中心化系统做得不够好，那么我们通过把照明设备相关的一些状态，比如它的开关状态、照明设备周边道路环境、使用情况等等这些信息放到万物链上去，然后通过数据来实现一些智能的照明，在满足我们应用的情况下，同时能大幅地去降低这些能耗，那么这个我想它是有价值的。 我一直深信物联网跟数据的结合，应该是把实体系统里数据的价值能够通过区块链的去中心化系统来实现一种有信任的传递，同时这种传递回馈到实体的物理系统产生效率，这样的话我们才能够说这两种是真正有机地结合在一起。 王大炮：提到这个我突然想插一个问题，我看过一个数据是说在物联网这个行业，当前庞大的物联网设备其实很容易被黑客入侵，可能会被黑客给控制。我举个例子，比如有些录像设备、摄像头经常会被黑客入侵，然后去做一些非法的事情，那我想知道基于你们这样一种技术，能否解决当前智能物联网设备的权限控制问题，或者你们对此有没有一些相关的应用场景？ 龙承念：你说的没错，这个问题的确是非常严重的，比如去年在美国就发生过对物联的摄像头设备入侵的事件，导致推特等一些主流的互联网信息的传输通道阻塞，使得很多主流的社交系统都没法用。对于这个问题我想不是单纯靠一个区块链技术就能够解决的，而是要靠区块链技术跟物联网的深度融合。区块链技术解决的是数据的来源、身份认证以及如何流动的问题，相当于是一个全程的跟踪记录。 如果能够结合物联网上一些硬件安全技术的话，那我们完全可以很快速地去捕捉到这些DDOS入侵系统，使它不能大范围地从互联网传输到物联网，这样的话直接就把它隔绝了，就可以把它的影响限定在一个极小的范围里。 王大炮：因为我们都知道，利用区块链可以进行快速交易，比如比特币之间的交易，它也是一种资产或财产的转移，所以我刚刚想问的其实是你们这样一个项目能否实现物联网设备权限的快速转移，不过我想这个应该是可以的，因为这本身就是物联网的一个基本应用。 龙承念：权限的控制是没问题的，比如说这扇门的控制权在我手上，我需要在某一段时间内授权给你进行控制，这个我们就可以结合区块链的技术去实现，这是没问题的。 王大炮：还有一个问题我想问一下，从你们白皮书的介绍我们知道你们团队的学术背景是很浓厚的，可以认为是一个学术派创业项目。但长期以来，因为一些知名的案例，创业界有一个看法，学术背景好的团队，通常善于发表文章和提出理论，但实际做应用级创业可能会显得不够接地气或者推进力度不够，不知龙博士对这观点怎么看？以及，你们是否就此有过思考或者应对？ 龙承念：好的。这个可能是大家都会有所疑问的点。我的回应有两点，首先第一点，区块链当前的发展还只是处在初级阶段，而且它是一个以技术为驱动的行业。其实我们可以看到近些年的互联网行业、大数据行业、人工智能行业，这类行业一个典型的特征就是知识密集型，需要高端人才去推动，因此在这三个行业里，如果你的团队没有一个很强的研发团队，没有具有高校背景的领军人物，实际上是很难在这个领域里头取得突破的，很难在这个激烈的市场竞争中占有一席之地。这是我的这个第一点看法，就是说区块链是以技术为驱动的，目前还处于一个初级发展阶段，它需要具有好的学术背景的团队来作为一个支撑点。 第二点是我们的学术背景其实也是一种优势，比如做事情会追求完美，我们写论文也好，写报告也好，都是喜欢追求完美。但在跟具体行业结合的时候，我们就要去面对一个完美跟速度的问题。如果速度慢了，即使做得再完美，机遇可能就会丢掉。其实我们三位创始人中，我偏学术，另外一位创始人赵滨博士偏技术应用，史青伟偏运营，我们之间就是一个比较好的、有机的结合。 在这样一个布局的情况下，我们也希望在接下来打造一个基础研发能力、技术公关能力和运营能力在国际国内都非常顶尖的核心团队。因为从区块链本身来讲，它的理念就是通过开放、共享的方式来实现一种民主化的决策，我希望我们公司在治理层面上也能体现区块链这样的一种理念。 王大炮：还有一个问题，这个其实也是大家很关心的问题。我看到你们白皮书的落款日期是2017年12月，到现在来讲应该还不足一个月，这是否代表着你们项目的实际进度其实还处于白皮书的阶段，龙博士能否介绍一下你们当前这个项目的实际开发和应用的落地进展？ 龙承念：好的。其实我在之前的问题中已经提到了，实际上从2014年年底开始我就带领我的团队在物联网跟区块链技术深度融合方面做了很多深度的研发工作，已经有三年的积累。尽管我们白皮书的落款是去年的12月，但我们的技术积累阶段其实已经经历了很长的时间。 如果大家仔细看过我们的白皮书就会知道，我们有一个研发路线图，我们要建立的体系架构的路线都很清晰，这是我们长期研究的一个积累。未来我们会根据这样一个清晰的路线去做我们的研究，因此2018年对于我们物信链团队来说是极为关键的一年。目前我们的核心算法已经开发出来了，即是这个平行式的架构；为了在这个平行式的架构中来实现加密数据的共享，我们用了一些对称、非对称、加密、重加密技术，甚至未来对一些极度隐私安全的数据，我们会考虑加入一些同态加密的技术，去做这方面的深入研究与实现。6月份我们会把这部分开源出来，因为我们算法已经出来了。 10月份我们的主链会正式上链，主链上链以后，我们就可以在上面真正发展我们自己的侧链，我们称之为自己把自己的儿子养大，在这里头可以看到数据流通的价值；数据流通的价值得到体现之后，我想更多的车辆就能长在我们这个物信链的主链上面，形成一个比较良好的生态。我认为我们的规划是非常清晰的，研发的路径也已经非常明确，所以应该是可以沿着我们规划的时间点快速地推进。 王大炮：最后一个问题，我们知道这个行业内不断会出现一些饱受争议的现象，比如最近的IFO，近期比特币、以太坊、甚至莱特币都在分叉，龙博士您是否能谈下对近期比特币分叉或者这个行业整体分叉现象的看法？ 龙承念：我不持正面或者反面的观点，客观看这个问题的话，分叉的实质其实是区块链技术在不断地进行演变，不断推陈出新。比特币也好，以太坊也好，它们都取得了很大的成功，但在应对一些新出现的问题的时候，有时候可能显得无能为力，因为它们有历史包袱，这时候有人出来做一些分叉，然后再融合自己的特点去做一些新的技术，我觉得这个无伤大雅。另外我觉得不管是分叉也好还是做自己的一个公链也罢，核心是你的价值有没有体现出来，背后有没有技术作为支撑去实现你所谓的价值和理念，这两个我觉得是最关键的。 王大炮：龙博士您是否介意具体落到实处，告诉我们您认为当前国内的各种分叉到底有没有意义，或者说它是否真的像大家认为的就是出来圈钱的，您能否发表一下自己的看法？ 龙承念：就我本人来讲的话，我是偏技术的，不是很看好这种短期的行为。区块链这一行里，公链做得好的，像比特币、以太坊都是经过这个市场检验的，要经过市场检验的话就要做到公开透明，而不是干一把就完事。 说到这里，我还是希望我们区块链这个行业的人员，不管是挖矿的、币圈的、链圈的，包括我们物联网行业系统的一些人进来之后，不要那么急功近利，目光要放得更长远一点。如果我们把区块链看成是对物联网的一种升级或革新，那就要知道这不是毕其功于一役的事情，可能二三十年甚至更久以后我们才能看到它更大的价值。比如说我现在40岁，我就可以将它做到60岁，那这将是一个多么宏伟的事业啊！ 我希望大家都能够看到这一点，把目光放得长远一点。当前可能大家会认为这是一种乱哄哄的乱象，但这些都是短期的，最终会沉淀下来一批踏踏实实在区块链技术领域里做深入研究的人，把区块链的价值落实到我们新的商业系统里，形成一种新的商业模式。 王大炮：我们的专访到这里就基本结束了，是否有哪些我没有提及，但是龙博士你特别想跟大家分享的话？ 龙承念：好的，我大概分享一下。我们说2016年是区块链的一个元年，比特币、以太坊背后的区块链技术在这一年开始被大众所了解。2017年是区块链大众普及的一年，但实际上对于中国来说，2017也是比较激荡的一年，像比特币、ICO这些跟区块链行业相关的东西都引发了很大的争议。我希望通过这种普及以后，18年区块链能够真正进入一种深水区，深度地把区块链里信任的价值、数据传递的价值，通过一些技术的研发和具体应用的落地去实实在在地推进。我也希望我们物信链会是这个团队当中的一员，一起来共建一个更好的区块链生态。 作者：王大炮

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来源：中币网  https://www.zhongbi.net/news/blocknews/29735.html
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