计算法论坛第2期｜“密码法”背景下的区块链

计算法论坛是由清华大学智能法研究院、清华大学法学院主办，清华大学学生未来智能法兴趣小组（iLaw）承办的系列讲座比特币的法律现状，聚焦信息技术、大数据分析引发的法律问题针对法律问题、人工智能在法律行业的应用等前沿话题，邀请知名专家作专题报告和演讲，激发法律从业者的科学思维，探讨计算法的现状和未来。

第2季

密码法背景下的区块链

2019年11月6日晚，清华大学法学院计算法论坛第二期在清华大学法学图书馆模拟法庭举行。 本期邀请知名科普作家、APP“密码学30讲”和“科学思维课”负责人卓克发表主题为“密码学背景下的区块链”的演讲.

讲座由清华大学法学院副教授、智慧法治研究院副院长刘涵副教授主持。

主讲人卓克主要介绍了以下几个问题：

一、区块链实现原理及技术评价

比特币在区块链应用中占有非常大的市场份额，所以先了解比特币有助于了解其他类型的区块链产品。

比特币交易实际上是通过客户端软件进行操作的。 客户端向网络发送三部分：原始信息、公钥和私钥。 它的运行经历了三个过程：首先对原始信息进行SHA-256运算得到原始信息的哈希值，然后用私钥对原始信息的哈希值进行加密得到加密后的哈希值，最后客户端广播三个内容。

SHA-256运算的作用是对原始信息进行变换，变换后的信息形式更容易检测和判断其内容是否被篡改。 公钥和私钥是非对称加密中使用的技术。 私钥和公钥通过数学关系链接在一起。 公钥是公开的，只有私钥的持有者知道。 目前，公钥和私钥的应用主要有两个：第一个是加密，第二个是签名。

比特币客户端的操作过程类似于签名。 交易者将三项信息（原始信息、私钥加密信息、公钥）发送给其他用户进行验证，进行验证的人称为矿工。 矿工对三条信息中的第一条进行哈希运算，得到原始信息的哈希值，然后用公钥解密第二条信息，然后比较两者是否相等。 如果相等，则交易内容真实可信，交易信息可以执行并提交到网络。

比特币主链最新提交者的确定涉及一致性问题。 中本聪提出的方法是“工作量证明”，即通过设定一个只有一定算力才能解决的难题，将比特币产生的时间间隔限制为10分钟，即产生一个新区块每十分钟发出一次。 提交到主链。 但是这种方式无法处理两个区块同时提交的问题，这涉及到另一个原则，即所有矿工默认以比特币最长链为主链，从而允许区块链分叉，即就是，将两个要提交的区块都上传到区块链中，直到两个分支的长度不一致，确定唯一的主链。

比特币不能被编辑的原因是：首先，比特币结构的头部存储的信息是对前一个区块的整个字符串进行SHA-256运算得到的，每个区块的头部存储的是前一个整体一个区块的SHA-256函数值使得当前的比特币头部信息包含了之前所有交易记录的头部信息特征。 一旦被篡改，就会出现明显的不一致。 其次，区块链的篡改需要获得最长链的优势，成本和风险极大，没有实际可行性。

由于比特币存在能耗高、交易速度慢等问题，随之而来的是一系列的技术变革，其中以太坊最具代表性。 以太坊的改进包括：强调账户、友好的程序开发、权益证明而不是工作量证明、块生成和处理速度的大幅提高以及标题中的更多信息。 基于这些改进，以太坊可以实现智能合约等功能。

但无论怎样改进，由于区块链本身的实现原理，其应用普遍效率低下。 区块链本质上是一个分布式系统。 通常，分布式计算会将需要计算的问题分解成不同的部分，以分而治之的方式提高计算能力。 然而，区块链技术实际上意味着所有的计算机都在运行同一个程序，其计算能力处于分布式计算中。 它已经大幅下降，并且它使用前所未有的数万个节点来维护相同的更新，这是一种低效的数据结构。

2. 区块链应用

当前区块链的很多应用场景被误解，比如构建互宝信任体系、实现产品溯源、加速保险理赔、保存永久病历等。 相互宝的信任建立体系仍然依赖支付宝背书，与区块链的技术实现形式无关，即仍然是基于所谓去中心化技术的中心化信任体系。 实现产品溯源的区块链只是实现了数据的存储功能，仍然不能保证链上数据的真实性。 试图使用智能合约技术来加速保险理赔流程是对延误原因的误解，因为真正耗费资源的理赔条件验证过程无法通过区块链技术加速。 病历永久保存之所以不适合基于区块链技术实现，是受限于社会利益分配等问题，而非技术难点。

此外，目前的大量场景也可能借助区块链技术的优势实现，例如加密猫、知识付费平台的销售数据记录、国家统计数据的存储等。 Crypto Kitties交易游戏利用哈希算法的随机性实现游戏机制的运行； 在知识付费领域，区块链的不可篡改特性为知识提供者和平台建立互信体系，节省审计费用； 国家统计数据通过区块链技术实现永久存储，有助于为今后国家政策的制定提供判断依据。 更广阔的应用空间还有待新需求的出现。

区块链的优势在于增强社会互信，仅在需要社会互信的场景中应用区块链技术更为合理可行。 传统的社会信任需要建立在人们的共识和遵守规则的基础上。 同时，在一些规则缺失的社会，商业应用可以增强规则意识，从而促进信任体系的构建。 区块链技术的约束力自然符合这种社会互信建设模式，将促进全社会规则意识的提升。 毫无疑问，区块链对中国来说是一个机会。 中国有自己的规模和速度优势。 对于一个已有的、发展方向明确的技术，有价值的区块链技术必须在中国顺利发展。

3. 区块链与密码学

10月24日下午，中共中央政治局就区块链技术发展现状和趋势进行第十八次集体学习。 10月26日下午，十三届全国人大常委会第十四次会议通过了《中华人民共和国密码法》。 第 7 条和第 22 条就是例子。

第七条 国家秘密信息保护采用核心密码和普通密码，核心密码保护的信息最高保密级别为绝密，普通密码保护的信息最高保密级别为机密。

核心密码和普通密码属于国家机密。 密码管理部门依照本法和有关法律、行政法规和国家有关规定，对核心密码和普通密码实行严格统一管理。

第二十二条 国家建立健全商用密码标准体系。

国务院标准化行政主管部门和国家密码管理部门按照各自职责组织制定商用密码国家标准和行业标准。

国家支持社会团体和企业运用自主创新技术，制定高于国家标准和行业标准相关技术要求的商用密码团体标准和企业标准。

《密码法》第七条指出，国家使用区块链技术保护国家秘密信息时，将使用国家密码局认可的国产加密算法。 在现有的四种加密算法中，基于非对称加密（消息摘要算法）的SM2和SM3算法将广泛应用于区块链技术。

《密码法》第二十二条指出，目前存在的各类密码比特币的法律现状，包括央行基于区块链技术发行的数字货币所使用的密码，应注意是否符合《密码法》的规定，即达到国标要求。

讲座结束后，沉卫星院长作了点评。 结合最高人民法院院长周强下午在清华大学“新时代中国司法体制改革与智慧法院建设”专题讲座中对清华大学“计算法”学科发展的肯定，院长沉再次强调，这体现了清华大学法学院进一步加强学科交叉、开展面向未来的法学教育的热情和决心。

在互动环节，张自谦等清华大学计算法学专业的同学和听众提出了一系列问题。 题目涉及《密码法》背景下区块链技术的基本构建、原理实现、应用场景等，如依赖算力等。 卓科先生回答了利用优势攻击区块链系统的可行性，对区块链底层软硬件进行改造的必要性，以及区块链在各种场景下存在的必要性。

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