作為一項信息技術(shù)，區塊鏈自誕生之日起，就與數學(xué)有著(zhù)千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。當區塊鏈熱潮再度襲來(lái)之時(shí)，數學(xué)研究是否也迎來(lái)又一個(gè)“春天”？ 

數學(xué)：區塊鏈的DNA 

經(jīng)濟學(xué)家朱嘉明曾指出，數學(xué)孕育了區塊鏈，區塊鏈推動(dòng)了數學(xué)，數學(xué)又將進(jìn)一步改造區塊鏈。

“區塊鏈包含了多種關(guān)鍵技術(shù)，比如密碼學(xué)、數據結構、共識算法等，但其底層結構都是數學(xué)，可以說(shuō)數學(xué)是區塊鏈的DNA?！敝铝τ趨^塊鏈技術(shù)與應用研究的北京太一云科技有限公司戰略研究院執行院長(cháng)甘國華告訴《中國科學(xué)報》。 

區塊鏈本質(zhì)上是一個(gè)實(shí)現去中心化的分布式存儲的數據庫系統，是點(diǎn)對點(diǎn)傳輸、共識機制、加密算法等計算機技術(shù)的新型應用模式。其最大的特點(diǎn)是多備份、防篡改和信息透明。 

中科院數學(xué)與系統科學(xué)研究院研究員吳凌云介紹，作為底層基礎，數學(xué)決定了區塊鏈技術(shù)的安全性。比如進(jìn)行個(gè)人信息驗證的公鑰、私鑰技術(shù)使用的非對稱(chēng)加密技術(shù)涉及了數論和密碼學(xué)知識，將數據區塊串聯(lián)的邏輯鏈使用了哈希函數，區塊鏈的共識機制用到了博弈論。 

數學(xué)還將推動(dòng)未來(lái)區塊鏈技術(shù)的發(fā)展。區塊鏈按照參與節點(diǎn)的數量和類(lèi)型可以分成私有鏈、聯(lián)盟鏈和公有鏈。吳凌云解釋?zhuān)员忍貛艦槔墓墟溨挥幸粭l主鏈，將主鏈以外的區塊全部拋棄。但隨著(zhù)容量加大，能形成主鏈的有效區塊占區塊總量的比例越來(lái)越少，不僅效率降低，還易引發(fā)安全風(fēng)險。未來(lái)對于這類(lèi)問(wèn)題的解決，有向無(wú)圈圖（DAG）等圖論模型和算法可能會(huì )發(fā)揮重要作用。 

“近年來(lái)，我國經(jīng)濟已從粗放型向高質(zhì)量發(fā)展轉型，各行各業(yè)都急需數學(xué)的幫助，越來(lái)越多的數學(xué)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生進(jìn)入企業(yè)從事研發(fā)工作，獲得較高待遇。不管有沒(méi)有區塊鏈，當前，數學(xué)研究的春天都已經(jīng)到來(lái)了?！眳橇柙票硎?。 

區塊鏈應用推動(dòng)數學(xué)研究發(fā)展 

事實(shí)證明，區塊鏈幾乎成為數學(xué)與應用結合得最為密切的信息技術(shù)之一。區塊鏈的發(fā)展和應用也勢必推動(dòng)應用數學(xué)發(fā)展。 

甘國華表示，當前區塊鏈技術(shù)中仍面臨諸多瓶頸問(wèn)題，比如算法的效率和性能?！拔覀兿Ｍ诒ＷC正確性的前提下提高效率、節省能耗，但目前共識達成過(guò)程中仍存在時(shí)間延遲。在智能合約方面，還需要加強形式化證明研究，以證明智能合約的正確性和合理性?！?nbsp;

另外，區塊鏈中的加密、解密、驗證等技術(shù)，急需我國自己的國家標準?！凹訌娒艽a算法技術(shù)，保障區塊鏈的信息安全，就必須要實(shí)現關(guān)鍵核心技術(shù)的自主可控。發(fā)展需求促進(jìn)了應用數學(xué)的發(fā)展?！备蕠A說(shuō)。 

為了實(shí)現技術(shù)的自主可控，目前，越來(lái)越多從事區塊鏈信息技術(shù)企業(yè)開(kāi)始與高校和科研院所進(jìn)行底層技術(shù)的研發(fā)合作。甘國華表示，企業(yè)出資支持、從業(yè)務(wù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展角度提出需求，借助科研單位的基礎研究力量共同開(kāi)展課題研究，共享科研成果。

熱潮退去 回歸技術(shù)本身 

此前受野蠻生長(cháng)的加密貨幣牽連，區塊鏈技術(shù)備受打擊，近兩年甚至跌入“低谷”，回歸區塊鏈技術(shù)本身的呼聲愈加強烈。 

當前，全球主要國家都在加快布局區塊鏈技術(shù)發(fā)展。甘國華提到，區塊鏈相關(guān)的知識產(chǎn)權基本由中、美兩國主導?！芭c歐美國家相比，我國在區塊鏈應用方面的投入非常積極，但在底層技術(shù)層面還有一定差距。從長(cháng)遠來(lái)看，我們必須強化基礎研究，加快核心技術(shù)突破?！?br/>

吳凌云指出，事實(shí)上很多關(guān)鍵技術(shù)都是在行業(yè)低潮期做出來(lái)的，比如對于這一波人工智能熱潮而言很重要的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )?！斑€是要沉下心來(lái)開(kāi)展基礎研究，解決核心問(wèn)題?！彼硎?，這一次，區塊鏈技術(shù)優(yōu)勢能夠得到國家肯定，也離不開(kāi)行業(yè)內科技人員腳踏實(shí)地地默默耕耘。 

“在可預見(jiàn)的未來(lái)，成熟的區塊鏈技術(shù)會(huì )在金融行業(yè)、無(wú)形資產(chǎn)的產(chǎn)權保護、物流溯源等應用場(chǎng)景發(fā)揮重要作用?！眳橇柙普f(shuō)。 

摘自《中國科學(xué)報》