产学研结合打牢技术基础为“数字云南”建设赋能

北京航空航天大学计算机学院教授、北航云南创新研究院数字经济研究中心主任 胡凯

区块链技术是分布式技术的发展。从计算技术诞生开始，就一直有集中方式和分布式方式两大类技术思想的碰撞，或两者的折中方式，从集群、网格到云计算、P2P 网络等莫不如此。两种技术思想既矛盾争议又融合发展。2015 年北航在国内高校较早开始了区块链和智能合约技术的研究，区块链只是一类分布式技术的代名词，但它实际上是融合了很多学科和技术，如金融科技、密码学、经济模型、法律学等，重要的一点是，我们开始就认识到它不是一个单纯的信息技术，可以认为是一种和上层建筑有关系的技术。这也是区块链得到众多学科领域专家学者的重视和研究、热度快速上升的原因。我们的研究开始就有不少北京高校各专业领域专家和一些国外专家，包括以太坊的创始人 Vitalik Buterin 加入。我们当时就认为，区块链技术将会给数字社会发展带来很多变革和颠覆，不仅在技术方面，更在于创新应用、商业模式等方面，并促进一些传统业务方式的改变。

近年来，区块链技术和应用逐渐成为国家战略发展趋势，成为一种纽带和桥梁技术。我们研究区块链技术的思想和初心没有变，必须解决好相关问题才能建立良性的区块链技术、科学的发展体系，真正促进区块链技术的规模化应用。

区块链技术为日常生活带来的变化

区块链的应用案例现在已经有很多了，大家也应该能体会到区块链技术的一些特色和优势了。浏览器之父马克.安德森曾评价区块链说，它是互联网上一直被需要却又一直没有实现的分布式可信网络，把一切问题都解决了，可以得诺贝尔奖。从这个意义上讲，区块链是下一代互联网技术，而互联网进步给我们带来的生活改变，相信大家已经有所体验。

早期区块链的一个有趣尝试是一对新人在区块链上登记结婚。这个示意性案例虽然不大，但却带给人们非常宽广的联想。这种类似的公证方式和中介社会方式在我们生活中还有很多。如果这些能够采用新技术变革，人们的生活会发生怎样的改变？智能合约之父尼克.萨博也给了一个例子，智能合约可以用于汽车贷款，如果贷款者不还款，通过合约程序将自动收回发动汽车的数字钥匙等。这些都是对虚拟网络社会或数字社会的一些设想。无论目前能想到的或没有想到的，可以肯定的是未来区块链都将会极大影响到每一个人的生活方式。无论区块链技术本身未来发展如何，可以肯定的是区块链技术将使我们创新和思考很多技术变革的方式，从而已经正在或将要以多种方式影响人们的生活方式。

智能合约工程（SCE）的理论方法

智能合约是一个非常博大精深的概念，其内涵是可以无限联想的，现在重视度还远远不够。大家都知道第二代区块链技术催生了这一轮的区块链热潮，其核心就是区块链与智能合约的结合，但目前基本上应用的都是非常简单的智能合约形式，甚至还基本没什么智能要素。

智能合约甚至是比区块链技术更具发展潜力的技术。我们把智能合约分成简单、契约型和代码即法律三个类别或发展阶段，其发展深度决定了区块链技术的走向，也可能真正促成下一代区块链技术。契约是经济社会运行的基石之一。而智能合约是数字社会活动的基础保障和数字治理手段。

随着智能合约越来越广泛的应用，智能合约软件也像软件危机的早期一样，产生了很多问题，包括合约可靠性、漏洞、属性的界定，开发语言和模型等。除了可以依靠软件工程的成熟方法以外，智能合约还有其非常特殊的属性，比如价值交易和转移要求的强可信性和契约的法律属性等，这是以前软件属性所不具有的。如何规模化、可信化产生这种特殊的软件？谁来产生这些具有法律属性的契约式代码？这些已经是不得不思考的重大问题。借鉴软件工程发展的经验和做法，我们认为智能合约将会被大规模产生和应用，因此我在 2017 年就提出了智能合约工程的概念，较为系统地定义和界定了智能合约的新属性和一些工程化方法，目的是使智能合约的发展避免走软件危机严重爆发才发展软件工程的弯路。而区块链智能合约是与传统软件非常不同的特殊软件产品，我认为智能合约工程（SCE）是推动和保障智能合约发展的必然路径，融合了软件工程、智能化方法和法律代码化技术的智能合约系统化、规模化、判定化的开发、维护和执行过程。当然，这个设想和方法尚在早期，尽管我们一直努力使其体系化和具体化，但这是需要业界共同努力和发展的大方向，不是一个或少数团队能完成的，我们只是在做早期抛转引玉的工作，希望引起业界的认识和共鸣。

数字经济研究中心的专利和研究成果

数字经济发展是从数字化驱动经济发展角度提出的，已经上升到国家战略高度。数字社会也成为一个未来人类生活发展的具有哲学高度的目标。这其中的技术内涵主要包括资源数字化、产业数字化、数字产业化和数字化治理。区块链技术在这四方面都可以起到较大的推动作用。在最近国家提出的重点发展新基建、数据生产要素化等战略方针中，区块链技术都被纳入了核心发展技术。

作为国内最早研究区块链和智能合约的团队，结合分布式发展思维和之前分布式研究基础，我们提出了很多发展理念和技术，比如区块链可扩展架构、智能合约工程（SCE）、智能合约微服务化、雾化技术、智能合约异步并行模型、验证即服务（VaaS）等技术方法，获得了一批区块链技术专利和软件著作权，已经在一些国家重要项目中得到初步的应用，并且还在继续发展研究中。其发展趋势是如何促进区块链技术和当前主流技术的融合发展。我们认为那种无限制夸大区块链技术，说区块链技术能解决所有问题的认知是有害的，靠炒作技术赚快钱的做法最终会损害技术，成为技术泡沫。

区块链产品目前主要是公链和联盟链两种研发形态。技术界限较为模糊，主要开发思路有两个：

1.  基于开源系统的定制改进

2.  从底层开始的自主研发

现在已出现的各种各样的系统，令人欣慰业界快速发展的同时，也有很多隐患或隐忧，比如标准不统一、技术指标不统一、无限制随意炒作等，给业界带来乱象，让潜在用户不知所措，不敢实施应用。这是发展过程中需要重视和引导的。

研发主要针对第二种技术路线。因为我们作为高校团队还担负着理论、技术体系和培养人才的责任，必须从底层研发具有自主知识产权的系统，尽管这个路漫长且艰难。同时，产业化的道路发展规律表明，光有主平台是不够的，必须重视配套相关系统、辅助工具和服务形式的研发。目前，经过几年的努力，我们已形成比较全的系列产品，包括基础链、浏览器、管理监测工具、数字钱包、兼容的合约虚拟机、跨链协议和应用支持工具等。通过智能合约以及丰富的区块链组件，让用户能够开发、运行自定义智能合约，快速实现业务系统的去中心化可信运行。包括我们正在推进的区块链大数据管理系统（OpenData），这是一个基于区块链的数据库管理系统，将链上数据进行有效管理。其目的是支持大数据的数字资产化和可交易化，支持各领域的数据可信存储、管理、数据资产化、确权和交易等。可实现颁发数据资产 ID 证书，数据保全和数据追踪、监管，可以保障数据持有者的事前/事后权益。实现价值驱动的生态机制。建立数据生产者/加工者/消费者自组织生态圈,从而实现大数据资产化，实现数据最大限度共享和可监管的新经济模式。这个体系的建立实际上是一个困难的系统工程，需要从法规、标准、多技术融合等方面综合推进。区块链在这个过程中将产生重要的互通和治理作用。

云南大力发展区块链的优势及挑战

云南省产业发展加速转型，区块链赋能实体经济潜力巨大。近年来，云南省以工业转型升级为主线，坚持“两型三化”产业发展方向，着力构建现代化工业经济体系。云南省省委省政府高度重视区块链技术应用，政策支持力度大。自 2018 年以来，云南省将区块链技术作为核心突破点，紧跟国家战略部署，抢抓数字经济机遇，全力以赴加快“数字云南”建设，不断开创数字经济发展新局面，切实把云南打造成为数字经济发展试验场、产业发展聚集区，促进产业转型升级和新旧动能接续转换，推动社会经济高质量发展。

云南省人民政府 2020 年政府工作报告中明确提出要加快布局区块链技术云平台等新基建，提升数字经济发展支撑能力。近年来先后举行了省级规模的区块链论坛、区块链中心和区块链联盟，这在全国范围也是有影响、有力度的。但全国比较起来，云南还存在数字化水平基础较弱、人才缺乏、区块链本地化不足、发展碎片化、特色产业化不够等问题，这在后期需要重点统筹谋划。

对于当前云南发展区块链我想用一句话来概括，即“重视规范标准制定，加强基础设施建设，突出特色产业化”。云南省推进“数字云南”需加快部署新基建，加快布局区块链。首先，可以建立具有自主知识产权的新数字基础设施，快速布局自主可控的、完整的、尽可能长的技术链条，为公共服务、各产业发展奠定技术基础。其次，以应用为导向，积极推进数字经济建设，推动数据资源汇聚共享，基于区块链技术打造公共基础平台，积极创新数字治理方式。最后，为服务民生和经济，习总书记在 2019 年中央政治局区块链学习的讲话中已经非常明确地指出十四个“区块链+应用”。针对云南特色应用场景进行挖掘是我们要做的事情，重点是要为云南省发展八大重点产业“三张牌”赋能赋智，为云南省经济发展提供助力，这是区块链从业者的责任。

北航云南创新研究院和研究院数字经济研究中心发展规划

北京航空航天大学云南创新研究院将给云南产学研界带来一股科技新风，作为云南省人民政府重点引入本土并合作共建的科研事业单位，是省外高校落地云南的最大科研基地，不仅将带来许多北航学科的研究成果和技术，还将带来很多相关的首都地区人才物资源。

研究院以“发扬北航精神，扎根七彩大地，打造云南‘政产学研用’创新驱动新地标”为愿景，围绕航空航天、信息化建设、智能制造、教育培训等优势学科领域，已组建 14 个研究中心，主要开展技术创新、成果转化、高端复合型人才培养与引进，培育、引进及孵化相关产业，服务云南区域经济发展。其中，我们数字经济研究中心依托北航计算机学院，教育部评估 A+学科，在数字经济技术研究与设计咨询、区块链与智能合约技术、大数据、智慧能源、供应链金融等方面有自主知识产权的成熟技术和系列产品和一支高水平专业技术人才队伍。

中心自成立以来，始终秉持“创新、协调、绿色、开放、共享”的发展理念，致力于创新数字产业化和产业数字化核心业务，引进海内外人、才、物资源，采用政产学研用的合作发展模式，将区块链技术、大数据、智慧能源、供应链金融等数字经济技术运用于云南省重点科研项目及云南特色产业。目前，中心已与云南省科技厅、工信厅、发改委数字经济局、云南省科学技术院、昆明理工大学等单位建立密切合作关系，开展数字经济与区块链培训、推进北航区块链等自主技术在产业的应用快速落地，助推云南省数字经济发展与产业升级。

未来，中心将从服务云南省数字经济重大战略和重点任务着手，从省、州（市）和特色行业三条线服务布局，从区块链基础设施建设、区块链数据管理和监管系统、区块链基地和技术生态建设、创新人才培养模式和区块链应用落地等方面重点发展，以引进北京地区优势资源，以促进自有技术落地为手段，助力云南打造国内区块链技术发展和应用新高地。

疫情期间开展的大规模数字经济和区块链培训，体现了云南省发改委对数字经济技术的高度重视，以及发展数字经济的紧迫性。本期培训主要针对云南省 16 个州（市）、129 个县（市、区）发改委系统相关领导及工作人员进行数字经济与区块链技术应用方面的培训，共计约 3000 人。内容上，我们围绕区块链成为 2020 年全国两会新热点、区块链技术被纳入新基建等社会热点出发，围绕区块链技术与应用、区块链技术如何与云南省“八大产业”、“三张牌”相结合等问题进行了深度解读，并与学员进行了在线探讨，为区块链技术如何赋能云南经济发展，如何推动云南省特色优质产业数字化转型提供了思路。此外，我们的区块链工程师还对北航链、区块链浏览器和多个区块链应用场景进行演示，用生动直观的方式向学员们展示了区块链技术和应用。

期间，很多学员提出希望深入了解区块链技术应用于本地特色产业。为此，我们将结合各企事业单位在各领域中的实际需求，积极准备定制化的培训，为学员们展示更多的应用场景。

本次培训聚焦数字经济和区块链知识普及，各地方职能部门学习热情高涨，希望开展更多更深入的针对性培训。可以看出，各地方人员已经清楚认识到开展数字经济教育与培训，以及培养云南本土数字经济复合型人才的重要性。云南省推动新基建部署需要注重人才的教育与培训，深化产教融合，促进教育链、人才链与产业链、创新链有机衔接，整体规划设计学业、职业、产业三位一体的新基建创新人才培育机制，从而为云南数字经济发展提供新动能。结合培训的情况，我认为当前值得深思的是如何打造长期化、正规化、体制化的数字经济复合型高端人才培养体系和机构。目前，这在全国范围内都是一个值得思考和创新的问题。

云南省发展区块链中的不足

发展区块链主要是做实事，务实发展。区块链已经是国家发展战略性技术之一，规划、布局和重点发展都是必要的，但也要看到区块链技术尚在发展初期，自身也面临很多要解决的问题。所以，这里就要清楚认识到三个布局发展，即区块链技术的研究发展、区块链技术本身的产业化以及区块链助推传统行业的发展。往往从短期利益出发会更重视最后一个而忽视前两个。但这种发展是不平衡的。此外，发展的指导思想也非常重要。我们需要建立区块链思维，搞清区块链的本质和特色，从而合理规划传统集中式信息系统和分布式区块链系统的分工与协调，明确区块链真正能发挥作用的场景，以及真正产生的效能，而不是一切都是区块链论。这才是真正的区块链发展之道。这期间，政府的主导、引导和投入，促进政产学研用的务实合作是关键。在这里提五个我们对于重要抓手的思考：

1.  合理规划三个布局发展

首要问题是科学布局、系统发展。对区块链技术研发、产业化和助力传统企业产业化三个方面进行合理布局，积极探索区块链、5G、人工智能、大数据等新技术在工业互联网中的技术融合和丰富应用，打造具有云南特色的区块链+应用，包括在“区块链+高原特色农业”、“区块链+大数据”、“区块链+工业制造”“区块链+跨境贸易”等各领域落地应用，从而把云南打造成为区块链技术应用高地。

2.  加强区块链基础设施建设

主导和鼓励建立具有自主知识产权的新数字基础设施。正如互联网发展初期需要建网、联网，扩大网络规模和质量才有现在无所不在的网络应用一样，推进区块链的应用需要搭建底层链。现在链太少，能用的链更少，没有一定的规模，很难解决应用效果问题。

3.  加强区块链数字生态建设

区块链技术是通过连横方式打通产业上下游与相关业务，建立数字生态的最适用的分布式技术。区块链能以更低成本、更高效率、更安全地解决社区生态中的信任问题，并且能更好地支持信息流、物流、资金流等主要的生态业务。

4.  加强区块链的大数据治理

大数据已经成为第四类生产要素，面临重大机遇和挑战。区块链技术将大有用武之地。合理运用的话将打破数据孤岛，解决合法与监管、智能运营和服务敏捷性等问题。如何树立数据开放和共享理念，从政策法规、技术手段和标准三个方面系统推进数据治理是当下面临的重大建设问题。

5.  人才培养体系建设

产教融合是复合型人才培养的有效方式，如何打造新型教育基地已成为改革的重点。要把握数字经济发展方向，树立“数字”理念和思维，系统规划学业、职业、产业三位一体的数字经济创新人才培育模式，孵化云南本土数字经济复合型人才，创立云南数字经济智库，促进云南政产教研融合发展，从而为数字经济提供发展基础。