编者按：区块链技术是近年来的热点话题。无论是比特币、以太坊等密码学货币价格的大幅波动，还是各国政府机构对区块链技术的大力研发投入，都预示着区块链技术已经处在时代的“风口浪尖”。本文从数据分析及密码学的角度，结合最近微软亚洲研究院可信系统研究组发表的两篇论文，向大家介绍区块链技术的相关现状以及技术趋势。
区块链是一个复杂的点对点系统，其中既包含技术的部分（例如网络、密码学、虚拟机等），也包含对生态中各个角色的决策（例如攻击者、共识维护者即矿工、交易所等）。例如，区块链中的节点都需要按照技术的部分来运行，同时根据自身的利益，也可以采取对应的决策对区块链系统产生正向或者反向的影响。
微软亚洲研究院可信系统研究组多年来持续探索区块链技术的前沿发展，对技术部分以及生态部分都有着长期的研究。因此，可信系统研究组的研究员们从技术和生态两个角度分别阐述了区块链技术的相关现状及未来趋势：1、生态部分，从数据分析的角度，研究共识维护者的行为以及发展趋势;2、技术部分，通过研究目前最热门的密码学技术之一——零知识证明，探索其如何能更高效地服务于区块链系统。
数据分析——以太坊头部三大矿池拥有53%的算力区块链系统以其“不可伪造”、“全程留痕”、“可以追溯”、“公开透明”、“集体维护”等特征闻名业界，金融、供应链管理、医疗健康等领域也在利用其特性，积极部署区块链系统。但在基于工作量证明共识（Proof-of-work,PoW）的区块链系统中，还存在“51%算力攻击”威胁着系统安全，也就是说，如果有某种势力拥有系统中的51%算力，那么就有可能“颠覆”系统。
在现实中，头部矿池掌控大量算力，也拥有威胁系统安全的潜在力量。如图1所示，以太坊的头部三大矿池（SparkPool,Ethermine,F2Pool）已掌握超过占全网53%的算力，已经能够发起”51%算力攻击“。此外，其他PoW区块链亦存在头部矿池掌握大多数算力的情况。
图1：以太坊算力分布图（源自Etherscan，.03.22）
为了深入了解、分析区块链系统，微软亚洲研究院和清华大学的科研人员提出了对以太坊矿池参与者的首次大规模研究。研究员们通过数据分析了解矿池参与者的算力分布和挖矿行为，进一步刻画以太坊算力去中心化程度，并将研究的分析见解发表了论文“CharacterizingEthereum’sMiningPowerDecentralizationataDeeperLevel”。该工作已被全球计算机网络领域的重要会议INFOCOM接收。
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