区块链和与之相联系的加密数字货币，无疑是21世纪“横空出世”的新事物。过去数年，特别是2017年以来，区块链技术及其应用，受到全球范围内的科学家、思想家、经济学家、企业家，以及政府、社会和经济组织的关注、参与和应用，全方位地影响了现存的经济结构和经济行为，一方面，迅速形成了全球性的“区块链”运动；另一方面，因为区块链技术的先天缺陷和现实困境而陷入“十字路口”境地。现在，到了以理性态度理解和认识区块链和加密数字货币的真实状况，突破区块链创新瓶颈，实现区块链技术体系进化的时候。正是在这样的历史性期待下，邹均及其他三位作者撰写的《区块链核心技术和应用》，从剖析区块链的核心技术入手，对区块链的技术体系进行了理性的梳理，触及到区块链的深处结构和科学基础，所以，我给以相当的肯定。《区块链核心技术和应用》共12章， 400余页，26万字。作为篇幅有限的序言，主要集中讨论处于“十字路口”的区块链及其技术体系所面临的四个基本问题：
第一、如何理解和认识区块链所存在的“先天缺陷”，以及区块链技术背后的科学层面。一般来说，任何一项新技术都可能存在“基因”和“染色体”问题，区块链也不例外，很可能反映在以下的四个“局限性”：
1、囿于数学工具的局限性。通常认为，区块链的核心技术是“密码学”，而区块链的“密码学”的重点之一则是“哈希函数”。也就是说，“哈希函数”是区块链的基石之一。 “哈希函数”的种类很多，大多数“哈希函数”都是迭代性的，即使用一个“哈希函数”，不同的参数进行多次迭代运算。问题是，“哈希函数”，以及与“哈希函数”紧密联系的“素数”， 甚至现代“密码学”，最终根源于纯粹数学分支之一的“数论”。高斯说过：“数学是科学的皇后，数论是数学的皇后” 。因为“数论” 还在发展，“哈希函数”尚属年轻，还存在诸如算法选择不当，造成较多碰撞，导致性能下降等问题，加之对“哈希函数”的有限移植，意味着区块链的底层技术建立在还处于新生阶段的“地质板块”上。至于，Merkle 树因为与“哈希函数”的内在联系，也是数学问题，所谓的拜占庭将军问题的本质，更是一个数学问题。在这样的意义上，可以试图用数学语言将区块链描述为：以“数论”为基础，通过“哈希函数”实现的一种“复合函数”构造。
2、囿于“博弈论”的局限性。区块链的本质是一种多方参与，且形成平衡关系的共识系统。这也是区块链，特别是公有链存在价值的关键所在。可以将共识系统理解为一种节点之间“均衡”，建立在“博弈论”基础的“纳什均衡”最接近反映区块链共识系统的这种状态。具体来说，“纳什均衡”是指这样的一种策略组合：在一个非合作博弈过程中，无论对方的选择为何，任一博弈方只有选择某个确定性策略，才能获得最佳收益。如果任一博弈方单独选择变换策略，悖离“纳什均衡”，都会损害自己的收益。问题是，当年诺伊曼和纳什研究的是有限“节点”下的小规模博弈，早已经不足以面对“由几十亿节点的庞大对象构成的社会、经济等复杂行为”。MIT 的一个近期成果是，一位计算机科学博士在其论文中指出：“找到纳什均衡点是几乎不可能的事”。区块链和“博弈论”，包括“纳什均衡”的现实关系是：一方面，区块链需要“博弈论”，包括“纳什均衡”工具的支持，另一方面，区块链节点的“算术级数”，甚至 “几何级数”发展模式，已经突破了“博弈论”的框架和体系。总之，因为区块链的节点无限扩大，所以支撑区块链的“博弈论”和“纳什均衡”必然捉襟见肘，出路何在，至今并没有找到最终的科学路径。
3、囿于计算机语言和代码的局限性。区块链通过计算机语言和代码完成技术实现，没有软件的注入，就没有区块链的生命力和运行。但是，恰恰并不存在完美的软件。其一，区块链编程语言多元化，难以找到占有绝对优势的区块链编程语言，只能通过不同编程语言的互补性加以改善。在现实中，很可能发生因为任何一种编程语言自身不足，以及不同的编程语言不足的迭加，对现有区块链造成本源性的伤害。其二，在现阶段，区块链编程语言主要依赖C++、Java、Go等几种 “高阶语言”，但是，这些语言都需要演进，以求满足区块链技术实现的需求。可以确定的是，现有的“高阶语言”仍有很大的改进空间。逻辑上说，整个计算机语言体系仍会继续发展，新一代计算机语言势必对区块链产生冲击和影响，推动区块链的演进。其三，现有的计算机语言正在面临与其它新技术的融合，进而影响区块链的技术体系。例如，人工智能技术和计算机语言的融合，很可能引发计算机语言系统的变革。其四，编程人员的自觉和非自觉的错误。本书提供了区块链与软件相关的错误、缺陷、故障和失效的关系框架图。
4、囿于预期时间实验长度的局限性。至今， 区块链的实验历史相当短暂，支撑 “比特币”的区块链历史最长，也不过不足十年。但是，依据“比特币系统”的设计和“比特币”的算法，推测直到2140年最终产出2100万单位，即使从2018年起计算，仅仅挖完全部的“比特币”，还需要122年的时间。从理论上说，“比特币”技术系统的使用寿命没有上限，这个过程中，“比特币系统”的运行不可中断，甚至不允许进行实质性的修改。所以，本书提出了如何保证“比特币系统”在未来122年安然无恙的运行问题，是有相当意义的。其实，岂止比特币的区块链技术系統，绝大多数的区块链的设计和应用，并非是短期的，现在还没有足够的案例证明，现行支持区块链的软件和硬件系统能够支持长周期的时间目标。
进一步说，到目前为止，支撑区块链的主要底层技术的产生，早于区块链。之后，因为有了区块链理念，这些技术得以重新组合。也就是说，现阶段的区块链技术，及其数学和科学的基础，还是相当脆弱的，难以支持在商业、经济和社会的长期和大规模的应用。在人类现代科学技术发展的过程中，从基于有限科学原理的技术尝试起步，最终形成完整的学科和科学体系，不乏历史案例。例如，莱特兄弟制造飞机之时，所依据的不过是一些初步的科学原理和技术，但是伴随飞机的进化和工业化，最终形成了以飞机整体设计为目标，包括航空学、材料学、电子科学、工程制造学等众多学科的综合科学技术体系。
所以， 现阶段区块链的技术，很像莱特兄弟飞机的试验阶段。要想全面实现区块链的理念，就像飞行器的历史，最终不仅要实现在全天候和全方位的天空飞行，而且最终要进入宇宙空间，需要的是一个完整的科学和技术体系的支持。可以这样认为，因区块链所组合的技术，还需要一个适应区块链广泛应用的调整时期，或者进一步开发的时期，最終区块链可能演变出一个科学含量极高的综合学科体系。
第二、区块链是否存在现实的和潜在的威胁？区块链面临着为数众多的技术性困境，诸如“可扩展性”技术，“隐私保护”技术，“存储”技术，等等。但是，真正构成对区块链体系的现实的和潜在的威胁的很可能集中在：
1、“共识层”结构性失衡的可能性。在区块链的架构中，或者在区块链的分布式系统中，“共识层”至关紧要。共识的本质是“算法”，一个严格“共识算法” 需要满足四个条件：终止性、一致性、合法性、诚实性。 从技术层面来讲，区块链的共识算法基于异步通讯场景。这样，就要涉及到FLP定理。該定理的研究对象覆蓋异步通讯的没有时钟、不能时间同步、不能使用超时、不能探测失败、消息可任意延迟、消息可乱序等一系列特徵。在异步通讯场景下，即使只有一个进程失败，也没有任何算法保证非失败进程达到一致性。在这样的情况下，通常的共识算法，会倾向选择“安全性”和牺牲“活性”，难以保证在有限时间内达到共识。也就是说，现在的各类区块链的共识算法只有相对意义，并不存在统一的共识算法，唯有根据不同的需求，不同类型的区块链不得不采用不同类型的共识算法。
这样，就引申出两个问题：其一，已有的共识算法如何应对当下区块链数量爆炸，类型组合多样化，以及区块链类型之间差异增加的情形？其二，区块链是特定的多维动态系统，就是一个多中心或无中心、更加分布式的网络。这个网络跨越多个子网、多个数据中心、多个机构、多个运营商、甚至多个国家，如果“区块链联盟” 进入实质化，怎样协调不同共识算法，实现共识的共识？
不久前，一位以maxdeath作为笔名的作者提出：区块链的第三代技术突破，一个是“零知识验证技术”，另一个可能的突破点是真正无限扩展的共识算法。 这个看法，颇值得注意。
还有，区块链的功能依赖于去中心化账本，而去中心化账本取决于不同节点上的账本数据的一致性和正确性，最终决定于分布式系统中实现状态共识的算法。因为区块链的算法对“一致性”的制约，不可避免地影响了去中心化账本的深层基础，及区块链的功能。
2、“算力”的垄断倾向和趋势。区块链的运行机制可以理解成不断将“单一或多个输入值”转换为“单一或多个结果”的过程，因此区块链是一种“计算” （Calculation） ，天然需要“算力”的支持。特别是，以比特币为代表的“区块链技术”，使用“工作量证明机制（POW）” 来确定记账权。这一机制要求节点进行大量的复杂函数计算，使得记账节点完成共识的同时，增加了对区块链攻击的成本，提高了安全性。引入这一机制，对区块链技术的发展产生了深远的影响：唯有通过“算力”不断挖出区块实现记账。如果区块链没有“算力”，就无法产生新的区块，就会出现交易没有人去记账的情况。这就意味着区块链的“死亡”。“算力”的作用也开始被狭义化为“挖矿”，其衡量标准等同于“哈希率”，即“计算哈希函数输出的速度”，单位是hash/s。“矿工”开始成为比特币等区块链中的重要群体，在比特币的管理范畴中不断要求更高的权利。问题在于，有可能发生区块链天然 “算力”遭到垄断的情況。以比特币为例，过去的十年间，其 “算力”的实现，经历了从CPU到GPU的个体时代，短暂的FGPA阶段，最终进入了通过ASIC矿机支持的矿池垄断时代，其标志是比特币全网算力以P hash/s算力为单位（1P=1024T，1T=1024G，1G=1024M，1M=1024k）。当下，比特币预计全网算力已经将要达到37000P。
期间，基于去中心化的分布式记账的比特币，原本与之配合的分散和自由竞争的“算力”，迅速遭到包括芯片技术升级、能源、人力、资本大量投入的組合型冲击，造成以“算力”日益垄断为特征的“异化”。从技术角度说，在区块的挖出速度不能改变前提下，“算法”就会根据“算力”增大而提高和控制区块的挖出难度，当全网算力足够大的时候，挖矿的难度也就足够大，任何个人不太可能独自挖出完整的区块，只有加入矿池，才可能以矿池的算力挖出完整区块，个人按照其贡献算力的比例去分成。不仅如此，在矿池环境下，因为全网挖矿难度的调整不是实时的，如果发生矿池突然中止挖矿，会导致剩余矿工无法在当下的挖矿难度下准时产生区块，最终造成区块链“死亡”式样的“同归于尽”。所以，建立在强大“算力”基础上的矿池实质上绑架了区块链。先是比特币，进而以太坊也面临相同的境地。
如果说，中本聪是智者，他们却没有想到，基于资本和工业能力所支持的 “算力”垄断，早已经不仅仅是一个简单的能源、人力、资本的竞争和消耗问题，也不仅仅是个人通过挖矿获得比特币财富的权利遭到剥夺的问题，而是一旦处于垄断状态的“算力”失去控制的机制，很可能构成对区块链和加密数字货币生态的毁灭性破坏的问题。现在很可能只有两种可能性：或者为了维持“算力”垄断，成本不断增大，当成本高于收益的时候，就会停止；或者为了维持“算力”垄断，“竭泽而渔”，最终同归于尽。前者可以理解为“软着陆”，后者可以理解为“硬着陆”，现在显现的主要可能性是后者。不论是对“软着陆”还是“硬着陆”，都需要警惕，更需要通过技术底层创新加以防范。
需要说明的是，目前，基于“工作量证明机制（POW）”所衍生出来的种种弊端，人们已经尝试了若干不同的替代方案，例如“权益证明机制（POS）”、“股份授权证明机制（DPOS）”等。特别是，Vitalik Buterin针对“联合化的矿工团体出于自利目的将算力集体转移以攻击旧区块链（spawn-camp）” 的可能性，提出可以加强从客户端出发的验证机制，利用均匀分布的个体用户的“协调性问题”，增加上述攻击成功的难度。但是，以上种种方案并不意味着“工作量证明机制（POW）”的思想已经过时，也不意味着“算力”应当被摒弃。其如何演变，以及“工作量证明机制（POW）”究竟会如何发展，“算力”是否能够在区块链中发挥更重要的作用，还需要时间的验证。
3、传统经济模式和工具的侵蚀。面对区块链及其所支持的加密数字货币的横空出世和蓬勃发展，有一种广泛传播的乐观看法：区块链和加密数字货币诞生、传播与应用，具有强大的生命力，代表了打破传统经济生态平衡，改变传统金融和产业秩序的“新物种”，类似历史上来自北方“野蛮人”对“罗马帝国”的冲击。但是，现实更多展现的是相反的一面，即传统经济模式和工具对区块链和加密数字货币的生态体系的侵蚀。其一，包括比特币在内的主要加密数字货币的价值，需要通过以美元代表的“法币”加以体现。之所以发生这样的情况，主要因为在现实世界还没有形成比特币，或者其他加密数字货币的自我循环和交易的“市场”。其二，传统的，以法币作为投资手段的各种“资本”，全面进入到区块链和加密数字货币领域，形成“资本主权”。其三，诸如商业银行、投资银行、交易所等机构模式，正在与区块链、加密数字货币和Token“嫁接”，甚至“融合”。其四，部分“移植”区块链和加密数字货币原理和技术，以求强化传统经济和货币体系。一些国家开发的法定加密数字货币，就是典型案例。
现在要特别注意的是区块链“财富效应”幻觉，夸大以区块链为技术基础的数字资产的价值转移、定价与交易，误导人们以传统商业化的原则理解和判断区块链的价值。简言之，当下回答如何看待传统经济模式和区块链系统彼此的相互作用，或者彼此“混合”的后果，是否能够重构人类信任体系，最终谁改造谁，还为时过早。但是，有一点是值得忧虑的：区块链及其理念与技术原本是为了解决传统经济制度的缺陷，然而面对传统经济工具、制度和机构的全方位的入侵，尚处于早期的和脆弱状态的区块链生态，并不具备一个强大的自我保护机制，面临被传统经济模式和工具的再改造可能性。
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