段斯斯：战胜计算机世界里的“叛徒”

在大学课堂上，计算机课带给段斯斯的欢喜并没有被时间消磨。从北京到香港，从美国西部到东部，再回到北京，无论是研究分布式系统、区块链，还是应用密码学，段斯斯始终在做令自己心动的事。

段斯斯 受访者供图

近日，由DeepTech深科技与《麻省理工科技评论》共同评选的第五届中国区“35岁以下科技创新35人”榜单公布，榜单上的青年人被外界称为科学之光。此次公布的榜单上有5名女性，清华大学高等研究院研究员段斯斯正是其中之一。

在清华大学校内一家咖啡馆，科技日报记者见到了年轻学者段斯斯。她身材娇小，留着齐肩短发。这个看上去十分温婉的姑娘，体内却潜藏着巨大的能量。

偏爱“烧脑”的分布式系统研究

2005年，在清华大学附属中学的一间教室，埋头学习的高三学生段斯斯想离开家，去看看更大的世界。那年夏天，她如愿考上了香港大学，被该校电子电机工程专业录取。

在所有课程中，段斯斯对两门课特别感兴趣——分布式系统和密码学。

为了解释分布式系统，段斯斯向记者分享了“拜占庭将军问题”。它说的是，在一场战役中，拜占庭帝国军队的将军们面临一个问题，即是否攻击敌军。无论进攻还是撤退，只有将军们作出一致的决定，战役才能取得胜利。相反，任何不以共识为基础的军事行动必然失败。可现实是，将军们分守不同战壕，而负责传信的使者甚至某些将军可能是叛徒。叛徒通过错误信息诱导将军们作出不一致的决定，或是迷惑某些将军使其无法作决定，进而导致战役失败。

在计算机网络世界，这样的“叛徒”无处不在，它们可能是硬件错误、网络拥堵或离线，也可能是恶意攻击……“叛徒”的目标就是搞破坏，使系统内各个节点作出不一致的决定，进而导致计算机网络溃败。分布式系统研究者会设计出一套共识协议，以确保即使在出现“叛徒”的情况下，系统各个节点也能作出一致的决定。

为计算机设计出更加安全、可行、高性能的共识协议，是战胜“叛徒”的关键。为此，设计者要不断进行逻辑推演，假设、证明、递归、反推，稍不注意就会把自己绕进去。

“计算机网络中的节点越多，共识协议就越难设计。”段斯斯觉得，这项工作非常有趣而且充满挑战。

本科毕业那年，段斯斯申请到了去美国加州大学戴维斯分校读博的机会，专业是她心仪已久的计算机。

满怀憧憬，23岁的段斯斯漂洋过海来到美国。那时，段斯斯不太会写论文，投出去的文章反馈都很糟糕。“我做的研究在当时很小众。我很担心，跑这么远来读书，最后什么也没有学到。”段斯斯回忆道，那段时间她非常迷茫，陷入到巨大的自我怀疑之中。

泛读加精读，科研“小白”终蜕变

“不想那么多，既然眼下有需要解决的事，就去解决吧。”理智战胜了情绪，段斯斯开始了自我探索。

她像海绵吸水一样广泛阅读论文，读完几百篇后，挑出其中最经典的几篇，又花了三四个月时间反复琢磨，直到滚瓜烂熟，以至于只要看一眼文章中的某个算法或协议，就能立马进行证明。

“当你不再依赖于作者告诉你什么是什么的时候，属于你的科研生涯可能就要开始了。”段斯斯说，“绝大部分人都卡在到底要怎么开始做研究这件事上，因为从0到1是最难的。可是一旦实现了1，再往前就很快了。”

在读博的最后一年，段斯斯发布了共识协议BChain。这是世界上第一个成熟的链状共识协议，其将经典共识协议的信息吞吐量提高了50%，复杂度由平方级降低为线性级，被应用在工业界最大的开源区块链平台超级账本Iroha项目中。这一成果为段斯斯赢得了赞誉，直到今天，该协议仍是唯一一个自带鲁棒性的链状协议。