施彦强对话胡凯：智能合约离智能还有多远？

对话时间：9月26日18:00

微信社区：Block-Beijing-078

对话嘉宾：

胡凯

北京航空航天大学计算机学院教授

北航分布式与移动计算实验室主任

北京计算机学会理事

施彦强

方块科技创始人

全球高校区块链爱好者联盟主席

简介：北京航空航天大学计算机学院胡凯教授在分布式计算、智能合约和形式化验证方面进行了深入研究。 发表SCI/EI相关论文50余篇。 分布式计算方面的国家权威教材《分布式计算系统导论》。

胡凯教授做客布洛克科技时间点对话，为大家带来了一场关于区块链和智能合约的精彩分享。 胡教授长期从事分布式计算理论与技术研究。 他说，2000年以来，分布式计算技术取得了长足的进步，网络计算、集群、网格技术、云技术、移动计算、P2P网络等，极大地影响了信息技术的社会生态乃至人们的获取方式。生活。 区块链也是分布式技术最新的重要发展。

分布式系统的特点是没有全局时钟、并行计算行为、容错性以及一定程度的透明度和协作来解决目标。 基本思想是复杂的集体行为可以通过简单个体的自我同步来完成。 建立互联网思维和分布式思维是理解和研究区块链的基础。 凯文·凯利在《失控》一书中提到了很多很好的思维方式。 区块链技术也是流通的新发展。 从技术角度来看，区块链是一项融合了众多前沿技术的技术，包括非第三方数据共享、信誉提升、时间线数据库、价值网络等。 等待。 但从社会的角度来看，与以往的信息技术不同，区块链并不是一项简单的技术。 它涉及和解决经济、哲学、法律、文化等社会领域的问题，成为构建社会各种形式和技术的工具。 桥。

智能合约最早由密码学家 Nick Szabo 于 1994 年提出，比比特币区块链诞生早了 10 年，但一直没有实现，主要是因为它需要一个可信的计算执行环境，而区块链恰好满足了这样的需求。 因此，区块链与智能合约的结合成为第二代区块链的重要标志，具有划时代的意义。

对于目前智能合约的水平，胡教授认为可以分为三类：第一类是简单的智能合约：也称为链码（chaincode），比如以太坊上的大部分项目，只是可操作的代码，形式和内容简单，基本没有智能； 第二类是合约型智能合约：表达合约关系和控制数字资产的代码，比如网购、租赁、继承等合约，比较复杂，有一定的承诺和约定。 智能表达； 第三类是代码，即法律合同，具有证据和判断力，符合法律规定或法律规范，是一种更智能、更高级的合同，将极大地影响互联网法律秩序的建立和自动判断世界。 应该说，无论是哪一种，智能合约都代表了区块链上的主流和大规模应用，智能合约技术是区块链革命中最重要的因素。

智能合约还处于早期阶段，还有很多问题需要解决，包括最早将智能合约引入区块链的以太坊，也有很多问题需要解决。 经过研究和探索，胡教授提出了智能合约工程（Smart Contract Engineering，SCE）的概念，并在形式化验证方面提出了许多新的理论研究和技术实践。

虽然现在的智能合约还算不上“智能”，但这也是正常的。 随着越来越多的人关注智能合约，国家层面会考虑开设相关的课程甚至专业，这将极大地促进智能合约的发展，比如现在有很多培训机构和区块链学院，这也是一个积极推广。 目前，区块链的各种落地项目和应用都离不开智能合约技术。

未来，随着人工智能等技术的融合，我们可能只需要用自然语言表达自己的需求，或者使用专业人士提供的合约模板，系统就会自动信任智能合约。 届时，智能合约将能够满足大规模应用的开发。

开口

施彦强：布洛克人大家晚上好！ 欢迎来到领先的区块链社交媒体【区块科技】，加入5000+社区、1,000,000+区块人参与【时点对话】节目，共同探讨区块链技术。 本期为区块科技第153期【时间点对话】。 主题：智能合约离智能有多远。 嘉宾：胡凯。

胡凯，北航计算机学院教授，​​北航分布式与移动计算实验室主任，北京市计算机学会理事。 曾任新加坡南洋理工大学研究员、法国雷恩大学客座教授、美国亚利桑那州立大学访问学者。 主要研究内容包括分布式计算系统、区块链技术和形式化设计与验证方法。

国内分布式计算权威教材《分布式计算系统导论》主编，国内区块链及智能合约技术较早研究学者之一； 智能合约工程（SCE）、验证即服务（VaaS）Proposer等概念和理论方法的提出者，主持完成了多项国内重要的区块链应用落地项目。

近年来主持和参与国家基金、863重大专项、国家核高基等多项大型项目，发表SCI/EI检索论文50余篇，获得国家发明专利和软件30余项版权。 让我们为今天的演员鼓掌：胡凯。

【时间点对话·第一题】

“区块链是一种集成的桥梁技术，在各种形式的社会和技术之间架起桥梁”

石艳强：胡教授，您是北航计算机学院的教授。 你对区块链和智能合约有深刻的理解。 您是如何了解区块链和智能合约的？ 您认为区块链和智能合约的社会价值是什么？

胡凯：【布洛克科技】的朋友们，大家好！ 回答区块科技第一题【时间点对话】。 大家好。 我认为信息技术从来没有像现在这样影响过人类生活。 长期研究分布式计算。 2000年以来，分布式计算技术有了很多进步，网络计算、集群计算、网格计算、云技术、移动计算、P2P网络等，可以说极大地影响了信息技术的发展。 发展、社会生态乃至人们的生活方式。

应该说，区块链也是分布式计算的最新技术发展。 最近关于区块链技术的说法很多，比如央视脱口秀说它的价值是互联网的十倍。 我在这里可以用两句话来概括：区块链是一种技术，因为它有很多革命性的应用进步，比如非第三方数据共享信誉、改进的时间线、数据库、价值网络等等，应用场景非常多。

但是区块链技术并不是一个简单的技术，因为它涉及到很多社会领域。 比如早期的一个区块链项目是用来做婚姻登记的。 以后可能不用去民政局了。 注册可以在家里完成。 类似的场景其实还有很多，可能会大大改善社会形态和人们的生活方式。 这涉及经济、金融、文化、法律等社会学领域。 因此，区块链是一种集成的桥梁技术，它不仅集成了众多技术，还为各种社会形态和技术搭建了桥梁。

为什么区块链技术如此火爆，受到各行各业、各个领域乃至非技术人员的重视和青睐？ 我觉得这是一个值得深思的问题。 正如Gartner报告所预测的那样，数字社会是人类发展的愿景，智能合约是新经济范式的基础，算法将以透明开源的方式自由设置在区块链（BlockChain）中。 这或许是区块链热潮的深层次原因和推力。

【时间点对话·第二题】

”凯文·凯利在《失控》中说，分布给我们带来了一种新的思维模式：复杂的行为可以通过简单个体的自我同步来完成”

史延强：胡教授早在2014年就写了一本国内权威的分布式计算教材《分布式计算系统导论》，那么分布式计算最大的意义是什么？ 有哪些应用场景？ 您目前面临哪些挑战？

胡凯：回答布洛克科技【时间点对话】的第二个问题。 本书是我和我的导师胡建平先生历时五年编写的国家级教材。 是目前中国最权威的国家级教材。 它涵盖了分布式计算的所有基础理论，包括分布式进程、分布式协议、分布式格式命名同步、逻辑时钟、一致性、安全性等。

事实上，分布式技术早在 20 世纪 70 年代就已经是一个热门的研究领域。 它有几个基本问​​题：第一，分布式系统没有全局时钟； 第二，通信延迟和并发带来的执行不确定性 第三，需要节点容错和整体透明。

有一个著名的分布式基础理论，CAP理论，其中提到一致性、可用性和分区容错性是不相容的。 目前，有人提出并研究了区块链中的类似理论，以解释区块链遇到的性能等问题。 我觉得分布式给我们带来了一个基本的思维模式：就是复杂的行为可以通过简单个体的自我同步来完成。 例如，比特币系统就是这样一个模型。 它的自组织形成了一个史上计算能力最大、最稳定的分布式系统。 凯文凯利在《失控》一书中对分布式思维做了很多解释，

【时间点对话·第三题】

“我们认为智能合约是一个软件，但智能合约是一种特殊的软件”

史延强：胡教授，您很早就提出了智能合约工程（SCE）。 你能和我们分享一下什么是智能合约工程吗？ 目前的研究方向是什么？ 取得了哪些成果或取得了哪些进展？

胡凯：回答布洛克科技【时间点对话】的第三个问题。 这从软件工程开始。 软件工程为何诞生？ 20世纪60年代中期，软件危机爆发，即软件的大规模生产和软件的可靠性成为软件发展的制约因素。 1983年，软件工程提出了七项基本原则，包括从语言、数据库到开发工具、平台等的定义、可维护性和可靠软件的十余项属性。

目前的智能合约也处于早期阶段。 首先，我们认为智能合约是一个软件，但智能合约也是一个特殊的软件。 我们研究了智能合约的属性，定义了十个不同于其他软件的属性。 例如，智能合约需要具备合法性、证据性、一致性、智能性、可信性、可观察性等智能合约。 作为特定软件的属性。

自智能合约诞生以来，发生了多起失信事件，包括2016年6月的DAO事件，以及2018年4月22日至25日多条公链的重大漏洞事件，给客户带来了巨大的损失。 经济损失，这是智能合约作为一种特殊软件的特殊属性。 因此，在2017年初，我们提出了智能合约项目的概念。 智能合约工程是集软件工程、复合验证方法和计算规律为一体的系统化、规模化的智能合约开发过程。 它是为了解决智能合约可信和规模化生产的问题。

我们目前的工作包括智能合约的形式化验证、并行模型、一致性测试、基于模板和人工智能的合约生成、自动部署和运行、合法编码等，试图构建一个完整的智能合约项目体系。

【时间点对话·第四题】

“对于区块链来说，稳定性和性能从来都是矛盾的”

施彦强：以太坊被称为区块链2.0的代表，即区块链+智能合约。 您如何评价以太坊的这种设计模式？ 我们知道，对以太坊的批评之一就是它的性能太低了，在 DApp 不多的时候还是会出现拥堵问题。 你怎么看待这个问题？ 目前有哪些应对措施？

胡凯：回答布洛克科技【时间点对话】的第四个问题。 作为区块链2.0的代表，以太坊确实极大地推动了2015年以来的这一轮区块链热潮。在我们实验室的前期研究阶段，以太坊创始人Vitalik先生多次受邀交流。 我们认为区块链2.0引入智能合约是区块链的一大进步。 这源于区块链需要上层应用程序的支持，尤其是在传递价值时，需要使用合约和图灵完备的代码。 以太坊智能合约实现了基本框架，是一个里程碑式的进步。

我们知道智能合约的提出比区块链早了十年。 它的提出者Nick Szabo对智能合约给出了很好的定义，即明确指出智能合约是一种执行合约条款的可计算交易协议。 它是协议和契约的法典化，具有基本契约、代码和强制性的特点。 但智能合约一直没有得到普及，因为作为不可更改的合约代码，它需要一个可信的计算执行环境，而区块链恰好满足了这样的环境。 因此，作为区块链上不可更改的执行代码，智能合约成为一种价值转移的合约，就像我们签订纸质合约一样，合约需要盖上红印或者大印，而区块链正好在代码合同上盖这么大的印章。

虽然以太坊有一些批评，比如性能低下，但性能是一个非常复杂的问题。 本质上，目前有几种解决方案。 链条等； 二是可以增加区块容量，但可能会导致数据爆炸等问题； 三是采用多链并行分发、子链、链链和链外交互等方式，但复杂性和可信度不高，实用性不强； 还有一些软件方面的优化智能合约btc，比如并行化、算法优化，甚至还有一些硬件加速等等，但是提升效果并不明显，尤其是在智能合约执行环境中。

从区块链的角度来看，稳定性和性能一直是矛盾的，这是分布式最基本的问题。 这种问题可能需要牺牲某些利益来换取其他利益，所以区块链的性能是一个问题。 时间仍然是重要的瓶颈之一，我认为会有很多开发技术。

【时间点对话·第五题】

“形式化方法是比软件测试更严格的验证方法”

施彦强：关于智能合约的形式化设计和验证，您首先提出了验证即服务（VaaS）的概念，并发表了一些相关论文。 为什么需要形式验证？ 如何实现认证即服务？ 可以举个应用场景的例子，给大家简单介绍一下。

胡凯：回答布洛克科技【时间点对话】的第五题。 所谓形式化方法，其实就是一种验证方法。 我们平时接触最多的就是软件测试，但实际上它只能证明软件有错，不能证明软件是正确的。 形式化方法是解决软件危机的另一种方法。 这是一种比软件测试更严格的方法。 它是以数学方法描述和推理为基础，采用标准语言加形式推理，通过精确的数学手段和分析工具得到的。 核实。 目前，形式化方法是国际信息安全领域最高级别的安全软件所要求的验证方法。 大致可以分为两类，一类叫演绎验证，一类叫模型检验。

目前大多采用模型检验的方法来验证系统的可信度。 主要过程包括模型建立、模型转换、模型验证自动代码生成。 这样的过程可以反复迭代。 我在美国和蔡维德教授合作，在2014年提出了VaaS的概念，就是验证即服务。 在此之前，关于云服务的新理论层出不穷，包括蔡伟德教授提出的TaaS测试即服务理论，并发表了多篇相关文章。

验证即服务意味着验证即服务。 我们将验证视为一种可以在云端提供的服务。 所有服务均可按需定制、组合、验证，组合后的服务可验证。 这种验证方式结合测试方式，可以支持未来一些大规模的服务验证和自动化服务软件生成，比如智能合约的微服务，以及服务的定制、组装和验证。

这对于智能合约的推广有着非常重要的作用。 例如，我们已经使用SDL语言对区块链协议进行建模，并使用SDL工具对建立的私有链模型进行仿真验证，可以验证死锁、活锁等可信度的一系列属性，包括功能属性和非-功能特性。 我们还使用了SPIN的智能合约模型检测工具来验证智能合约，并实现了一些智能合约验证的辅助工具。

【时间点对话·第六问】

“区块链和智能合约是一项复合技术，涉及经济、法律等多方面的知识，这种融合或许正是它未来的发展趋势”

施彦强：我们不得不承认，目前的智能合约（Smart Contract）智能合约还不够智能，经常存在漏洞或安全隐患。 您认为目前智能合约的水平如何？ 离大规模商用还有多远？ 需要克服哪些问题？

胡凯：回答布洛克科技【时间点对话】的第六题。 这个问题提得很多，智能合约确实存在很多问题，包括智能合约的不智能。 目前，智能合约基本上是一个固定的合约模板。 未来由谁来编写，由谁来验证、测试和证明，如何动态修改智能合约，执行机制，触发机制，智能合约可靠的安全保障，合约的合法性。 这是我们不得不面对的一系列问题。 智能合约既然是合约代码，就必须具有一定的法律效力，符合法律规定。 这些都是困难的问题。 如果多个合约同时执行，还有外部信息源、并发问题、复杂的同步和并发一致性问题，以及刚才提到的合约校验问题。

我们可以简单的把智能合约分为三类，一类是简单链码（IBM叫链码），大部分是简单的IF-THEN-ELSE语句的合约，只是一些可操作的代码，没有任何智能形式和内容，比较简单； 还有一种智能合约可以称为合约，是一种表达合约关系的代码。 例如，购物合同，如租赁合同或追溯合同，有一定的承诺和约定的智能表达。 我们可以使用律师或者现成的合约模板，将这些模板转化为代码，形成智能合约。 此外，还有一类编码，即法律合同：它具有证据和判断力，并按照法律规定或法律规则进行编码。 这是一个更智能、更先进的合约。 我认为这也是智能合约最有前途的发展。 我们目前正在做一些法律编纂工作。

有一种误解认为智能合约只是与区块链绑定的附属物。 事实上，如果我们考虑智能合约最本质的定义以及智能合约的合同和法律方面，我们知道它实际上是一个更复杂的应用程序。 第三种代码合约可能是最先进的所谓代码就是法律，有判断力，符合法律规则和法律制度的代码是更高级的智能合约，肯定会影响我们的生活方式，因为人类社会是一个契约社会基地。

我们认为未来的智能合约一定会在区块链的这场革命浪潮中占据非常重要的位置。 而且我认为它可能在未来占据主导地位。 这时候就会有大规模的应用和智能合约的大规模生成。 在这种情况下，智能合约的生产、验证和可信属性将起到非常非常重要的作用。 未来可能需要建立可信度生成机制或产生过程。

在智能合约本身的生产过程中，由于智能合约本身就是一种软件，我们在软件工程前期所取得的成果都可以利用，无论是测试、审计、验证，还是各种软件案例工具。 好吧，两者都可以使用。 但是，由于智能合约是一种特殊的软件，如何将合约化应用到所要解决的问题上，以及如何将合约模板化，还需要进行大量的专门研究。 其实我们可以看到很多商业合同都是模板化的。 我们需要合同模板化，然后进一步对模板进行编码，对代码进行智能化，对法律进行编码，对代码和文本合同进行一致性测试。

在这个过程中间，我们肯定可以用到包括人工智能在内的很多成果，比如自然语言识别方面的一些研究成果，可以自动对文本进行编码。 因此，总体而言，区块链和智能合约实际上是一种复合技术，涉及众多的经济模型和法律知识，而这些大融合或许恰好是未来的发展趋势。

【时间点对话·第七题】

“区块链涉及计算机科学、法律、金融、数学、计算群工程、密码学等交叉学科。”

石艳强：区块链和智能合约还是比较新的技术，行业相关人才缺口比较大。 国外大学也开始开设相关课程甚至专业。 那么我们国内的大学是什么情况呢？ 胡教授深耕于分布式计算系统、智能合约等相关领域。 对未来的课程或专业设置有何期待？

胡凯：回答布洛克科技【时间点对话】的第七题。 这个问题也很复杂。 事实上，我最近注意到一些高校声称开设区块链专业或开设区块链课程。 但实际上，从教育的角度来看，设计正规的学科专业并不容易。 我们知道，网络空间安全学科的设置是最近国家专门批准的，而且是经过多年的实践才批准的。

设计学科专业需要学科的基础理论体系、体系化、体系化、基础化等，而区块链涉及到很多交叉综合学科，如法学、金融学、数学、认知、计算群工程、密码学等。需要综合设置为学科。

许多业余培训机构或各类区块链学院对区块链的发展起到了一定的推动作用。 当然，我们期待各种学校系统、大学系统能够进入区块链的人才体系，这样才能从根本上解决区块链的人才结构体系。 我国已经是区块链和互联网大国，但是我们在互联网发展和知识产权方面吃了不少苦头，这与我们的互联网实力不相称。 区块链属于正向初始领域。 在这方面，我们完全有能力建立起我国的自主知识产权和自主理论知识体系。 我想这也是我们必须努力的目标。

作为国内最早开展区块链研究的高校，北航计算机学院从2014年开始成立区块链与数字社会实验室，当时由蔡伟德教授牵头，包括清华等首都部分高校大学、北京大学、北京科技大学。 很多老师，包括以太坊创始人V神，还有一些外籍院士，都是我们在这个开放平台上的研究伙伴。 在此基础上，我们也对区块链学术进行了很多早期的研究，包括我前面提到的智能合约、计算规律、密码学等。 我们还在中国创建了自己的北航。 该连锁店在国内外产生了重要影响。

【时间点对话·传承问题】

施彦强：作为区块链领域的资深研究员，胡教授应该接触过很多业内人士。 有没有哪位从业者是您钦佩和佩服的，为什么？ 【布洛克科技】目前覆盖15个国家250个城市5000个社区节点，100万+用户，希望通过【时间点对话】邀请更多大咖与社区分享区块链，推动区块链的进一步发展整个行业的发展，如果胡教授介绍两位嘉宾，你会推荐谁做客【布洛克科技】来分享？

胡凯：回答区块技术的传承问题【时间点对话】。 在国内，有很多区块链研究人员。 我看了工信部的白皮书。 去年以来，已有400多家区块链公司成立，其中不乏BAT公司。 ，特别是一些大型应用还是比较小的。 我们看到了区块链技术的一些前景，包括马云先生在最近的主题报告中特别提到了三种未来技术，即人工智能、物联网和区块链，而这三种技术实际上是互操作的技术。

国内高校有很多区块链技术团队，比如清华大学邢春晓教授、北京科技大学朱岩教授、同济大学马晓峰教授团队智能合约btc，还有一些做形式化方法的国外合作者。 比如法国的Jean Pierre教授和他的同事，他们用F*语言来验证智能合约，还有我的北航同事蔡伟德，吴千红教授等。另外还有浙江大学，同济大学，北邮，中财等。有很多优秀的 应该说区块链技术在国内的研究和技术开发越来越广泛。 This is why our country should be able to stand at the high end of the blockchain and lead the way. A basic guarantee of status.

【Time-point dialogue·Question 1】

Question 1: Professor Hu, what are the differences between the programming language of smart contracts and traditional programming languages? Where can I start to learn the programming of smart contracts? ——From【Brock--Xi'an Jiaotong University--001】

Hu Kai: Answer Question 1 of Block Technology's [Time-point Dialogue]. At present, there are some programming languages ​​for smart contracts. The most commonly used one is Solidity of Ethereum. In fact, the smart contracts we design ourselves use Java, and the smart contract execution is designed with Java reflection mechanism. I think that various languages ​​should It is all possible, following the mainstream linguistics, one advantage may be that it may become a standard in the future, but just as we can program the same application in various languages, there is not much difference.

If you are used to using Java, you can also use Java. I understand that some people are still working on a unified platform or some content of the future smart contract language, some higher-level languages. For example, the description language of the formal method I just mentioned can be converted into an underlying language, such as Java or C, which can more easily support the programming of non-professional users.

The most convenient thing in the future is that we will give you some programming interfaces, or some intelligent tools, such as only requiring users to write some templates, or even use natural language to input your demands, just like you write a paper contract templates, and then software tools can automatically turn them into a smart contract language that any system can accept. If you come to learn some programming languages ​​for smart contracts, I think some commonly used methods and languages ​​are fine. Now there are many related introductions and introduction books.

【Time-point dialogue·Question 2】

Question 2: Professor Hu, on an open blockchain, anyone can participate and upload and write smart contracts, such as Ethereum, so if someone writes a viral smart contract, this is obviously not good for the security of the blockchain Yes, how to prevent this from happening? ——From【Brock--University of Science and Technology of China--003】

Hu Kai: Answer Question 2 of Block Technology's [Time-point Dialogue]. This is a very interesting question, because an important feature of a distributed system is open participation, and there will inevitably be some people who want to make trouble in open participation. No, for example, someone writes a virus smart contract, which can play a destructive role on Ethereum. I think when compiling smart contracts and launching some systems, first of all, it needs to be audited and some functions need to be tested, but the spear and the shield will always get technological development in a two-way mutual attack process, and this kind of thing will definitely happen. But this is not and should not be the mainstream of our development. Just like the smart contract project I mentioned earlier, an important reason for the emergence of smart contracts is that smart contracts must be legally regulated.

If this happens to smart contracts in the future, the first thing to guarantee it is legal factors. We say that the security of smart contracts should be solved legally and the credibility of smart contracts should be solved technically. Therefore, blockchain technology, including the supervision of blockchain and the research on the variability mechanism of smart contract strategies, are also possible research hotspots.

(Thanks to Hu Kai for sharing, and to every Brock person for their support)

——Brock Technology Introduction——

[Block Technology] is a leading blockchain social media, a comprehensive service platform integrating news, news, market, community and projects. The world's first "social media" concept, 7*24 hours of project tracking reports, adhering to the concept of "objective, authentic, and in-depth", serving entrepreneurs and investors in the global blockchain field.

——Block Technology·Past Review——

[Time-point dialogue] Original sound sharing, all in Himalaya FM:

——Brock Technology·Time-point dialogue·Preview——

The sharing will be broadcast simultaneously in the [Brock Technology] national community

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