DeepHash｜從麻省理工的數字社會到通向區塊鏈中國之路

導言

拜加密貨幣暴漲暴跌的戲劇性之賜，區塊鏈如今已經成為許多人耳熟能詳的名詞。但區塊鏈究竟是什麼？投入區塊鏈研究、創業或投資是為了什麼？究其而言，區塊鏈只是一項工具，重要的是我們要通過區塊鏈實現什麼目標？

在本週 DeepHash 專欄，千人計劃學者兼天德鏈創始人蔡維德回溯麻省理工學院媒體實驗室的“數字社會”相關專案，介紹與分析媒體實驗室如何早在 2015 年就提出了一種全新的計算架構，目標是要構建一個真正意義上的理想數字社會。儘管這一系統並未被產業全盤接受，然其思想與技術卻留了下來，鋪墊了後來區塊鏈的重大發展。現在世界上許多區塊鏈專案都受到麻省理工學院媒體實驗室的影響，包含作者所帶領的北航數字社會和區塊鏈實驗室，也是在前者基礎上進一步去蕪存菁。通過本文可以知道，區塊鏈等相關技術只是工具，但是沒有這項工具，就很難實現數字社會的理想。

文／蔡維德

2015 年 10 月筆者在北航成立數字社會和區塊鏈實驗室。過去幾年一直被問為什麼以數字社會為主要名稱而不是以區塊鏈為名。這題目的重要性可以從筆者的《區塊鏈的中國夢之二：鏈滿天下打造數字社會》[2] 可以看出。

2015 年初時筆者開始研究區塊鏈，當時有兩個出名的區塊鏈應用場景，第一個是數字貨幣，另一個就是銀行監管。數字貨幣又分數字法幣和數字代幣。數字代幣在 2015 年以前已經在美國受到了監管，並且把一名數字代幣開發者關進監獄，連中本聰都隱姓埋名，中國也採取一些類似的活動。筆者預計以後所有數字代幣都合法化的可能性不高，但是數字法幣卻是未來方向。這方向和金融，貨幣，經濟相關，本文不談論這方向。

關於第二個方向，2015 年初許多銀行家都認為，如果在銀行使用區塊鏈，銀行職員將大大減少，因為據他們稱，銀行職員只有一半在工作，另外一半在監督其他一半人的工作。如果使用區塊鏈，那另外一半的監管職員可能不需要。當時還有人提出，如果使用區塊鏈銀行的職員可以減少 90%。當然這些事情（減少 50% 或是 90% 人員）直到今天還沒有發生。但是這方向是使用區塊鏈來治理社會和監管公司。本文討論這方向。

本文第一段介紹麻省理工學院媒體實驗室的工作，包括數字身份證，計演算法學的應用，移動計算的框架，數字社會的特性，和數字社會經濟模型；第二段介紹北航數字社會的出發點，和麻省理工學院工作的差距，和一些技術細節；第三段總結本文。

一、麻省理工學院媒體實驗室的數字社會專案

那段時間筆者一直在想區塊鏈可以在什麼地方使用。經過仔細搜尋，筆者發現麻省理工學院媒體實驗室已經開始新學術活動“數字社會”，提出幾個專案例如 ID3、PDS，還有 OMS（Open Mustard Seed）。麻省理工學院媒體實驗室提出一種全新的計算架構，而這種計算架構跟現在的計算架構幾乎完全不一樣。下面就是麻省理工學院媒體實驗室提出的框架：

圖｜麻省理工學院提出的新計算框架（來源：MIT media lab、蔡維德綜合整理）

1. 基於數字身份證的計算

我們可以從這個圖來看，它以身份證以及安全為主（計算機最底層處理身份證，而第 2 層處理身份管理與認證）。另外這個架構還有一個重要點就是把法律放進來，就是計演算法律學，當把這些從計演算法律學放進來的時候，整個的計算的框架，思想模型就跟以前完全不一樣。

以前雖然有團隊研究計算機與法律的關係，但大多是使用計算機來分析法律，而沒有把法律放到計算機裡，當作計算機的一部分來執行法律。這和傳統的計算框架大不相同，例如傳統計算機底層就是作業系統，身份管理與認證是在上面應用層。傳統計算機底層也處理身份證，但卻是處理作業系統內部的身份證，例如檔案身份證，而不是使用者的身份證。為了這個，麻省理工學院提出飛鷹原則（Windhover Principle），這是數字身份證的應該有的法規，見下表。

圖｜飛鷹數字身份、信任機制和資料管理規則（來源：MIT media lab、蔡維德綜合整理）

例如，美國人身份證是“社會保障卡”（social security card），此卡有社會保障號碼（social security number），併為美國政府、銀行、證券商、醫院等機構共享。如果上述的某個機構洩露了個人資訊，這些資訊就為全世界所共享，其他人可以輕易地搜尋到這些個人資訊。這違背飛鷹原則 1。

為了滿足該原則 1，任何組織只能知道個人的一個“短期”或“部份”的身份證，而無法擁有“永久”或“全部”身份資訊。比如醫院可以知道健康記錄，但不能知道財務記錄。但在如今的美國，如果一家醫院可能不僅會通過身份證瞭解到健康記錄，還可能會通過某種方法知道財務記錄。因此，我們需要原則 2。

當動機不純者不斷嘗試進入系統，任何安全和保護機制必須不斷改進。此時又需要原則 3。

大多數的安全機制都將通過軟體來實現，但是，如果軟體是不開源的，人們怎麼能信任這樣的安全機制？同時，一個開源的軟體往往是最好的安全軟體，因此，數字身份證軟體需要開源。

這原則後來也被其他重要專案引用，例如 IBM 公司的數字身份證（Trusted Identity）專案，就是建立一個基於區塊鏈的身份證驗證網路，Kantara Initiative 也是 The DAO 事件後成立的安全聯盟，也是以數字身份證為中心（ https:// kantarainitiative.org/ ）。Kantara Initiative 也重視法律。

2. 計演算法學的應用

麻省理工學院還提出一個重要的概念，就是使用計算機要在法律監管之下進行，特別是在網際網路環境下，就是中國常提的“網際網路不是法外之地”。麻省理工學院把法規直接放在可執行的程式碼裡面 [3]。這就是麻省理工學院 OMS（Open Mustard Seed 或是 OMS）的專案。

拿喝酒的法律來做例子，例如說在一個國家可以喝酒是 21 歲，另外一個國家是 18 歲，如果有一個人從一個國家走到另外一個國家，那麼他的喝酒年齡就改變了。在歐洲很多國家是相鄰很近，可能花了幾分鐘就從一個國家走到另外一個國家。那時當地適應的法律就改變了，從一個國家的法律，變成另外一個國家的法律，在程式碼裡面的法規就要被轉換。這就是用程式碼來執行法律的例子。

這個專案有它創新的地方，以前計演算法學是使用計算機來分析法律，麻省理工學院是在計算機裡去執行法律。

3. 新的移動計算框架

麻省理工學院的框架還有一個特色，就是一開始就以移動計算為主。為了考慮到通訊上的安全問題，通訊的時候是傳送軟體，而不是傳送資料來保證資訊保安。麻省理工學院還提出“可信任的計算單元”（Trusted Compute Cell, TCC）和可信任的計算框架（Trusted Compute Framework, TCF）。這框架又把資料和計算機分開，並以資料為重，計算軟體可以臨時得到的，像今天的 App 一樣，在使用前一分鐘才從網上下載的。

TCC（Trusted Computing Cell）是由 5 個模組組成的原子單元，由多個單元組成一個框架，它可以構成 TCF。它看起來像一個代理或中介，或一個積極主動的服務，如下圖。

圖｜可信任的計算單元（TCC）（來源：MIT media lab、蔡維德綜合整理）

TCF 是一個可移動的單位，它可以由所有者的雲儲存組成，它也可以被轉移到另一個雲平臺。它具有 TCF 管理，虛擬機器配置和管理，框架和引導，政策和應用管理，安全與自我保護如下圖。

圖｜可信任的計算框架（TCF）（來源：MIT media lab、蔡維德綜合整理）

TCF 和 TCC 可以有機融合成一個安全計算網路，在其上可以做各式各樣的計算。一個 TCF 可以連線幾個 TCC，而幾個 TCF 可以進行大型運算。這樣一個安全的計算網路可以形成，不依靠現在的計算機

圖｜TCF 和 TCC 融合計算（來源：MIT media lab、蔡維德綜合整理）

4. 沒有欺詐的數字社會造就經濟爆發

在數字社會裡面，不需要考慮欺詐的問題，因為身份證有專門的機制保證，而任何計算都由 TCC 和 TCF 保證安全，另外還有可執行的法規保證合法合規的作業。如果都不需要考慮欺詐的事情，任何人可以隨時隨地的加入一個組織，這組織可以是公司、各種社團組織，組織的活動、章程和行動都是受著公司或是組織的章程，國家的法律，以及當地法律的監管。

在這種保證法律安全的環境之下，人們可以隨時隨地加入一個公司，而不跟公司其他人認識，因為這公司作業必須符合公司的規則和國家法律，而且公司所有作業都可以在這種系統上執行 [4]。這就是數字社會。

在這數字社會，一個人如果擁有一個商業想法，可以在網上發表他的想法，尋找他的 CEO、CIO、CFO、或者各樣的人員，如果大家同意，大家彼此可以不見面不認識，直接在公司系統上執行，大家都遵守公司規則和國家法律，想要犯法都很困難，因為系統已經有很好的安全機制。這就是數字公司。

在這數字社會裡面，除了數字公司外，還有數字仲裁庭、數字法庭、數字政府（例如愛沙尼亞的數字政府）、數字銀行。個人可以建立數字公司，如果公司和公司有爭議，可以自動到數字仲裁庭仲裁或是到數字法庭裁判。支付可以使用數字銀行，貸款可以在數字銀行申請，而且因為個人資訊都存在安全可靠的地方，貸款申請非常方便。這就是區塊鏈的第三個中國夢《中國夢之三：法律的自動執行將顛覆法學研究、法律制度和法律實踐》［3］。

5. 數字社會經濟成長根據裡德定律

在一個安全有可執行法規的數字社會，麻省理工學院預測人類經濟活動將會大爆發，因為社會欺詐的機會幾乎會是零，以前因為欺詐浪費的時間和精力都可以省下來來從事有建設性的工作，而且建設的工作也會有合法合規的回收。這是根據“裡德定律”（Reed's law ）法規，這定律是以戴維•裡德（David Reed）的名字命名。

這定律稱，“隨著聯網人數的增長，旨在建立群體的網路的價值呈指數級增加”。麻省理工學院提出如果人們可以自由加入任何公司做生意，經濟模型可以達到

2N （2的N次方）的效果（N 是人數），因為任何人可以加入任何公司，所以可以有 2N 公司出現。這是以前不能做到的，因為就算是在對等模式（peer-to-peer）模型下，相互作用產生的效果是 N2 比 2N 小的多。

這些定律和計算機架構都在麻省理工學院所出版的書籍裡面。對等模式就是現在數字貨幣的模型，這表示數字社會可以帶給社會帶來的經濟效益將會大過數字貨幣帶給社會的經濟效益。這些筆者在 2015 年 11 月 1 日長沙國防科技大學演講時就提出討論。

英國央行在 2016 年出論文預測如果英國出數字法幣，由於數字法幣可以流通於央行，銀行、公司、和個人，英國將會有正面經濟成長。如果加上數字社會，這影響會更大，經濟價值呈指數級增加。

圖｜麻省理工學院的數字社會相關書籍（來源：Google Books）

二、數字社會是區塊鏈的目標

麻省理工學院這個想法跟傳統思想不一樣，構想確實非常好，書裡面雖然提到比特幣和區塊鏈，但是區塊鏈權重並不重，因為麻省理工學院重視自己提出的架構。

當時筆者讀到這些文章的時候，就覺得數字社會是區塊鏈的目標。所以在閱讀了麻省理工學院媒體實驗室的工作後，筆者便在北航成立“數字社會與區塊鏈實驗室”。可能這是世界上最早以數字社會為名的區塊鏈實驗室，在當時歐洲和美國各地紛紛成立區塊鏈實驗室，但大都以區塊鏈為名。

數字社會是一個好目標，因為：

• 1. 經濟效益會根據裡德定律，對社會經濟大有幫助；
• 2. 社會治理有可執行的法規，維持社會的公平性，讓國家法律能夠有效執行；
• 3. 嚴謹的法規避免人們犯法從事欺詐的行為，大量減少網際網路上欺詐行為；
• 4. 帶領國家在相關科技上發展，例如在法學，計算機，網路，金融，經濟，貨幣，社會治理，都可以帶來大量的新想法和理論。

1. 麻省理工學院計算前沿

2015 年 11 月筆者前往蘇州演講，在路上筆者突然覺得麻省理工學院提出來的計算框架不適合在中國發展。不是因為那框架沒有創新（事實上是非常創新的），而是在於它太前沿，和現有系統有大的差異。在計算機歷史上面，如果必須重新做原有的計算架構，而不與現有的系統融合，將會遇到困難。在計算機歷史上這樣從頭到腳完全改變原有系統的專案幾乎沒有被產業全盤接受過。但是它的思想留下來了，裡面技術也被其它專案採用。

筆者在麻省理工學院讀本科的時候，也接觸到教授們一些非常前沿的專案，而這些前沿專案的技術，後來大都沒有被產業全盤接受過。被產業全盤接受的專案反而是從比較保守的研究專案，就是在現有計算系統上開發的技術。因為少有商家願意從頭開始做起，這樣成本高。這事在筆者於伯克利讀博士的時代也再度經歷。

在當時，有許多大學都和伯克利從事同樣的研究方向，而且他們的工作明顯比伯克利創新更有新想法。他們發表的文章也比伯克利多的多。如果按照傳統學術標準（就是數發表期刊文章數字），伯克利的工作真的差多了。但是以對產業的影響來評估，伯克利的工作比其它的學校的工作大的多。伯克利的工作是花大量時間在現有的系統上開發新技術，當時其它學校是重新開發一套全新的系統。而產業只能接受在現有系統上的新技術，使伯克利的工作後來受到重視。

這情形後來在學術界也有變化，例如後來伯克利在大資料領域的工作，在工業界和學術界同時受到重視，這和筆者當時在伯克利的情形不一樣。

2. 目標一致，但在現有系統上發展

於是筆者決定跟隨麻省理工學院的目標，但不使用麻省理工學院的計算架構，而是使用現有的計算機系統和區塊鏈來建立數字社會。因為沒有使用麻省理工學院所的計算框架，所以後來發展出來的系統和理論各方面都跟麻省理工學院有差異，雖然數字社會都是同樣目標，但是卻走的是完全不同的路線。就像條條大道通羅馬，但是有人走西邊，有人走東邊。

筆者的數字社會和麻省理工學院的區別，在於麻省重視他們提出的 TCC 和 TCF、計演算法學等理論和框架，而筆者則重視區塊鏈、智慧合約、和網路技術。雖然重視創新，但是任何創新必須建立在現有系統上，或是和現有系統相容。例如筆者提出的區塊鏈網際網路協議（鏈網）[4，5]，就是相容現有的網際網路協議，因為要完全取代現在的網際網路協議是不可能的。但是鏈網的協議可以比現在的網際網路協議效能好許多倍。

在計演算法學，筆者的做法是根據現有的智慧合約的計算框架，把符合法律的合同放在智慧合約裡面。這工作就不同於麻省理工學院的方法，一是放合同不是放法規在智慧合約裡，二是和區塊鏈深度繫結。

現在有些智慧合約或是和法律沒有關係，或是放法規在裡面。可是存法規只是“智慧法規”不是“智慧合同”。

另外一些智慧合約不是跑在區塊鏈上，或是和區塊鏈沒有深度繫結，這會造成智慧合約出來的資料很難令人信服。只有和區塊鏈深度繫結，例如：

• 1. 智慧合約資料來自區塊鏈；
• 2. 智慧合約結果經過區塊鏈共識機制；
• 3. 智慧合約結果放進區塊鏈。

只有基於以上 3 個原則 [6]，智慧合約的資料才能令人信服。這也是筆者提出的《智慧合約 3 原則》。這 3 原則是保證智慧合約所使用的資料以及所產生的資料，都放在區塊鏈中，並且執行的結果是大部分節點（參與方）共識接受的。這會對區塊鏈網際網路（鏈網）是一個非常重要的概念。

根據金融市場基礎設施建設原則（Principles for Financial Market Infrastructures, PFMI）的原則，每個鏈都必須保證自己鏈上的資料和價值，包括從智慧合約所產生出來的價值和資料，經過上面三個步驟，這些資料就可靠可信，也可在鏈網［5］上使用。

三、麻省理工學院的媒體實驗室是思想泉源

筆者是在 2015 年接觸到數字社會的概念，當時大家都在談論智慧、人工智慧、大資料、工業 4.0，區塊鏈還非常新，數字社會這概念更新。所以有人問，世界已經有智慧城市，還需要數字社會嗎？事實上數字社會會影響法學和法律實踐，是以安全和信任為中心的計算改革，在金融界是 500 多年才會遇到的一次大改革。

麻省理工學院的數字社會提供了豐富的思想，鋪墊了後來區塊鏈重大的發展。從 IBM 數字身份證專案，到北航數字社會和區塊鏈實驗室的成立，到資產上鍊，到現在世界上許許多多區塊鏈專案，都是受麻省理工學院媒體實驗室的影響。

參考文獻：

蔡維德等，“區塊鏈的中國夢之一： 區塊鏈網際網路引領中國科技進步”

https:// mp.weixin.qq.com/s/NtM7 jHfxq1rsIAO0i7cEBg

蔡維德等，“區塊鏈的中國夢之二：鏈滿天下打造數字社會”

https:// mp.weixin.qq.com/s/WCIM DUSrCueJyNAMpAn8hA

蔡維德等，“區塊鏈中國夢之三：法律的自動執行將顛覆法學研究、法律制度和法律實踐”

https:// mp.weixin.qq.com/s/LpBO 3jzhf2aXPhmj0u8dsw

蔡維德等，“區塊鏈的中國夢之四： RegTech 編織全面安全夢”

https:// mp.weixin.qq.com/s/YY7o Zj4u-oc3vRUIk9z3rg

蔡維德等，“區塊鏈網際網路系列（1）：TCP 端到端設計又舊又多毛病”

https:// mp.weixin.qq.com/s/AyDG 063nq7FKy9MEKZOxfg

蔡維德等，“智慧合約 3 個重要原則”

https:// mp.weixin.qq.com/s/j5Ec 2Jit69lsKOu1iexFUg

蔡維德

國家特聘專家，北航博導，麻省理工學院學士，加州大學伯克利分校電腦科學專業博士，在美國明尼蘇大大學和亞利桑那州立大學教育研究 30 年。英國倫敦大學學院區塊鏈研究中心科學顧問，天德科技首席科學家，國家大資料（貴州）綜合實驗區區塊鏈網際網路實驗室主任，賽迪（青島）區塊鏈研究院名譽院長，任多個政府和公司顧問。論文 585+篇，著作 6 本，論文引用過萬次。

關於 DeepHash 專欄 / 每週二

文／林佳誼

“區塊鏈技術非常複雜，而且有很多誤解。更可怕的是，很多人自認為了解區塊鏈技術，但表現出的卻是無知。學術機構有著巨大的責任去培養下一代的創新者。”在杜克大學商學院開設區塊鏈課程的教授 Campbell Harvey 曾經有感而發地說。

每項新興技術發展都有它的週期，愈是可能帶來重大變革的技術，這個週期往往也愈明顯。就在區塊鏈技術步入所謂“幻滅的低谷”之時，DeepTech 深科技認為，下一個產業風口，如今正在每個頂尖高校的實驗室、在各國央行與監管機構的研究室，在行業組織的研討會中醞釀著。DeepTech 深科技認為，此時才是關鍵時刻，身為一家堅持深入報道科學科技產業的專業媒體與科技服務提供者，我們有責任也有必要，在這個時點上有帶領讀者去撥開迷霧、釐清誤解，培養對區塊鏈技術的更深刻認知。

因此我們於每週二固定推出 DeepHash 專欄，由 DeepTech 資深編輯林佳誼，邀集千人學者兼天德鏈創始人蔡維德、分散式系統專家王嘉平、物聯網區塊鏈初創 Biilabs 創始人朱宜振等專家學者共同維護，每週一次，帶領讀者在技術研發、在法規政策、在行業標準，在國際趨勢，方方面面深入挖掘未來 3-5 年真正具有產業化潛力的區塊鏈知識。