北航教授蔡维德：交易频率超 8000 次 / 秒的区块链是怎样炼成的 | GAIR 2017

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延续上一次大会的顶级嘉宾阵容，本次 CCF-GAIR 2017 将会迎来更多人工智能和机器人行业重磅专家。在未来的一段日子里，雷锋网将陆续放出嘉宾介绍。今天要介绍的是金融科技专场大会嘉宾——北京航空航天大学数字社会与区块链实验室（下简称 “北航区块链实验室”）主任、天德科技首席科学家蔡维德。

嘉宾简介

蔡维德教授（ Wei-Tek Tsai ）是国家 “千人计划” 特聘教授、北航区块链实验室主任、天德科技首席科学家。他于 1979 年获得美国麻省理工学院（MIT）计算机科学专业学士学位，1985 年获得美国加州大学伯克利分校计算机科学博士学位。此后，他在明尼苏达大学和亚利桑那州立大学计算机系任教 30 余年，培养出博士 80 余人。

蔡维德教授的研究领域包括服务计算，软件工程，云计算，众包以及区块链。近年来已在 IEEE Transactions、Communications of the ACM、IEEE Computer、IEEE Software 等国际期刊以及 ICSM、QSIC、COMPSAC 等国际会议上发表论文 585 篇，引用 10132 次，并拥有两项美国专利（OUTER LOOP VECTORIZATION，美国，5802375,1998-9-1 和 APPARATUS FOR VISUAL PROGRAMMING WITH SCREEN FLOW ，美国，6055369,2000-4-25）。此外，他曾任 COMPSAC、HASE、WORDS 等国际会议主席或程序委员会主席。

除了学术领域的建树，蔡维德教授的研究工作也受到了美国国防部、Guidant、Intel、Cray Research、US WEST、日本富士通、日立等多国机构的认可并应用。其中代表性的有，基于网络安全方面的研究，他为英特尔开发了针对经济软件测试执行框架，并部署了两个基站控制器；基于在软件维护方面的工作，他为富士通公司设计了一个基于 Y2K 软件维护测试产品。

北航链的突破

北航区块链实验室成立于 2015 年 10 月，致力于区块链、智能合约、计算法律学和数字社会等技术的研究与应用。实验室由蔡维德领衔，汇聚了一批包括北京航空航天大学、清华大学、北京大学等高校在内的研究人员，以及美国工学院院士、德国央行专家等在内的国内外产学研各界顾问。

作为一个代表性实验许可链，蔡维德教授告诉雷锋网 (公众号：雷锋网)，目前北航链专注于共识算法、应用问题、架构问题等基础研究，研究重点是大数据区块链和高并发。

“一般人认为区块链就是安全和共识，但是我们认为区块链最大的方向是架构和数据库，其中蕴含着层出不穷的难题。不同于他人研究智能合约、串行的区块链，我们的研究重点是大数据区块链和高并发，做的是并行。这是两种完全不同的方向，差别相当于脚踏车与汽车。”

交易频率问题一直是区块链发展难题之一。例如，比特币交易峰值为每秒 7 笔。相较每秒可处理 2 万多笔交易的 VISA，去年双十一峰值达到 12 万笔 / 秒的支付宝而言，现阶段大部分区块链还无法满足人们日益增长的金融需求，只能完成低频次的交易。而与此同时，不时也有些区块链交易频率测试过千过万的新闻出现，可以看到业界正在积极推动相关研究。

北航区块链实验室也是其中一员。2016 年 7 月，实验室宣布，北航链的交易速度每秒超过 4 万笔。在此前接受媒体采访时，蔡维德教授表示，这项技术突破仅意味着交易频率不再是区块链应用最重要的问题。但是商业化道路上还存在着其他许多障碍，例如软件应用架构，数据库，安全性，扩充性和稳定性等技术性问题，以及法律监管问题。

走出实验室的许可链

任何一项技术，只有在落地应用后，才具备真正的价值。除了北航区块链实验室主任外，蔡维德教授还有一个身份——天德科技首席科学家。天德科技成立于 2016 年 8 月，专注于负载均衡的许可链（私有链、联盟链、企业链等所有非公有链）创新与开发。

据介绍，天德区块链采用了双链（TBC-ABC）并发技术、并行拜占庭协议（CBFT），以此来支持高频交易，提高扩展性。

• 双链架构中的 ABC（账户链）负责维护账户信息，TBC（交易链）负责执行交易和维护交易历史。区块链计算可以分，可以合，实现了负载均衡 （load balancing）。而这种设计目的就在于保护隐私，提高扩展性，节省大量计算力。具体内容可见蔡维德教授 2016 年发表的一篇文章《A System View of Financial Blockchains》。

• 与传统的拜占庭协议（PBFT）相比，PBFT 采用串行方式，建块时决定高度，交易和块关系高度相关，而 CBFT 中交易与投票并行执行，高度在投票完成时决定，交易和块的关系相关。

在上述技术基础上，天德科技研发了大数据版区块链” 高新一号 “，大数据平台完全集成在区块链架构中，数据 100% 来自区块链，数据正确，实时监管。应用场景包括交易所、清算所、银行和监管单位等。据天德方面透露，高新一号已经应用于大宗商品清结算领域，正在与贵州金控商谈一些合作。

而在 5 月 27 日，天德科技发布了 “Dataledger（双龙数链）大数据区块链平台”。蔡维德教授提到，高新一号每个工作日运行 4 到 8 小时不等，交易频率超过 4000 次 / 秒，双龙数链速度已经超过 8000tps。

天德链脱胎于北航链。蔡维德教授表示，天德链的双链式架构、共识算法、理论等与北航链相差不大，但是在真正做系统的时候，出现了不少预料之外的问题。因此，算法发生了很大的改变，已经迭代过三代。

他指出，落地过程中遇到的真正困难有二。

“一是区块链行业从业者对于金融行业的理解不够深入，还需要磨合期。二是，可能有些人认为可以 “慢诉求、慢研究” 区块链，但其实对于区块链速度的需求还是非常大。”

从现在看到未来

观察现在区块链行业，很容易发现一个现象——各式林立的联盟。对此，蔡维德教授表示，联盟是胜利者制定标准的实践，但是内部很难产生胜利者。

他解释道，联盟有其作用，但是联盟可能需要共有一个真正的区块链或者平台才能更好的发挥作用。不然，联盟内的机构组织更多的呈现出一种竞争关系，不一定能有所成就。

另外，有意思的是，蔡维德教授虽然参与着区块链的应用进程，但他认为目前行业的商业化气息太重，造成一些不好的东西被过度吹捧。作为一种集成式创新技术，区块链的基本研究需要更深入更扎实。蔡教授也坦言，在现今状况下，区块链从业者具体怎么做并非完全清楚。但可以肯定的是，未来技术和平台会持续发展，区块链能在变化的金融市场中占据一席之地。

最后，在谈到区块链新趋势时，蔡维德教授认为区块链互联网会成为一个新趋势。之前业界可能认为一条链可以走遍世界，但事实上不太可能。如同互联网也有着各种局域网、广域网，未来也会有很多区块链，因此需要组织一个区块链互联网，来做好链之间的交互。

“ 其中涉及的层面很广，包括技术（例如新的 TCP/IP 协议 和 能被区块链支持的新版 ISO 20022）、商业、联盟、国家，甚至是草根力量，但是目前区块链互联网的规则是空白。多链架构会是未来主流，区块链的互通和网络设计会推动行业的大洗牌。”

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