2017 年09 月28日

为什么说区块链技术没那么糟

科技

我们最近发表过一篇题为关于区块链和比特币的六个谎言:揭穿该项技术的有效性的文章。现在,我们来谈谈如何解决这些问题,改进现有区块链。

在此之前,务必要牢记的一点是区块链和比特币不是一回事。比特币技术糅合了多种技术:转账原则、加密原则、区块链特性、共识概念、工作量证明原理,对等网络、参与者动机、用于组织交易的Merkle树、透明度原则、散列处理等等。

因此,一方面,区块链中因比特币采用的形式而导致的问题并不具有普遍性,用于其他加密货币时情况会有所不同。另一方面,目前市场中绝大部分是基于工作量证明(POW)的比特币式区块链。

问题:区块链速度慢、效率低

比特币的吞吐量是每秒处理7笔交易,不是每个参与者,而是整个网络上每秒7笔。而对于资本化排名第二位的以太坊,每秒支持15笔简单转帐和3-5个智能合约。

大多数货币接受的工作量证明原则能保证在考虑耗电量和硬件数量增加的成本费后,挖矿作业仍有利可图。不过,间接成本的增长绝不会提高所提供服务的质量 – 不管有多少矿工,耗用多少电力,吞吐量始终是每秒7笔交易。

闪电网络

长期以来,专家们一直在关注比特币系统交易速度不足的问题,为了解决这个问题,他们发明了闪电网络。

下面是闪电网络的工作原理 – 或者说是启动后的工作方式:首先,一些网络参与者需要更快的交易速率,为此设置了一条单独的支付通道(可将此看成是一个私人聊天室),然后双方在主要比特币网络上预存一笔资金作为诚信担保。随后,双方即能独立于网络其余部分,以任意速度进行转帐。当不再需要该通道时,参与者将交易结果记录在一个公共区块链中,如果没有人违反规则,则可以拿回预存款。

乐观的预测认为,闪电网络最快能在今年启动,每秒支持数百万次的交易。比之前的”慢速”交易快多少倍啊。

问题:区块链笨重

区块链非常笨重,但是在网络上建立了一些信任之后,这就不再是问题了。事实上,你不必下载并检查一切内容,被骗的可能性极低。

网络钱包

首先,目前的网络钱包和Web服务会存储所有内容,并能代您完成所有工作。如果没有人对某项服务投诉,那就可以视为这项服务可靠、值得信任。

与传统支付系统相比,它还具有一个重要的优势。如果一个网络钱包关闭,只要切换到另一个钱包就行了,因为钱包中的交易记录完全相同 – 区块链是唯一的。相比之下,如果普通银行遇到突发灾祸或破产,你得换家银行时会发生什么。

节省更多空间

中本聪早在2008年就描述了另一种更先进(更可靠)的方法。这种方法不是存储和处理整个100GB区块链,而只需下载并检查区块链头以及与你直接相关的正确交易证明即可。

如果相关的大量随机网络节点报告的区块头都完全相同,那么你或许能相当肯定地说,一切都正确无误。

目前,所有现有区块的头加在一起也只有40MB,并不算大。但是你甚至可以节省更多空间:不必存储发生的每笔交易的头;你可以选择从某个特定时刻开始存储。

问题:区块链不可扩容

系统的可扩容性是指通过增加资源来提高系统性能的能力。经典的区块链确实是完全不可扩容的;资源增加对交易速度没有丝毫影响。

有意思的是,经典区块链既不能扩容,也不能缩容:如果你基于相同的原则构建了一个小型系统来解决本地问题,那么会很容易受到51%攻击 – 任何拥有足够算力的人都可以进入并立即接管系统,并且能够重写历史记录。

Plasma

Joseph Poon(闪电网络的发明者)和Venetik Buterin(以太坊联合创始人)最近提出了一种新的解决方案。他们将其命名为Plasma。

Plasma是一种框架,用于将多个区块链组织成一个区块链。这一概念类似于闪电网络,但它是专为以太坊开发的。工作原理如下:你在以太坊主网络上存入一笔资金,随后开始独立、单独地与其他客户进行对话,自行监督对方的智能合约的执行情况及是否符合以太坊的一般规则。一个智能合约就是一个迷你程序,用于处理资金和网络钱包。这是以太坊的主要特点。

这些个人沟通的结果不定时记录在主网络中。此外,与闪电网络一样,所有参与者都能监督智能合约的执行情况,如果有问题可立即投诉。

到目前为止,该提议还只是一个草案,但是如果这个概念被成功实施,则区块链扩容问题将成为过去式。

问题:矿工在消耗地球资源

工作量证明是在加密货币中达成共识的最常用方法。经过长时间的计算后,会创建出一个新的区块,以防止重写交易历史。工作量证明网络矿工消耗了了大量电力,兆瓦级耗电量已经无法超出安全担忧或常识范围,而必须上升到经济角度来进行调控:只要目前的加密货币汇率使挖矿有利可图,容量就会持续扩大。

权益证明

另一种分配区块创建权利的方法称为权益证明(POS)。使用这个概念,创建一个区块的概率以及获得奖励的权利(以利息或新挖出的货币形式)并不取决于你执行的计算工作量(耗电量),但在于你在系统中持有多少货币。如果您拥有货币总量的三分之一,那么根据随机算法,你创建新块的概率为三分之一。这个原则促使参与者遵守规则,因为你持有的货币越多,就越关注网络是否运行正常,汇率是否稳定。

权威证明

还有一种更彻底的方法:只让受信任的参与者创建区块。例如,10家医院可以使用一个区块链来跟踪一个城市的流行病情况。每家医院都有自己的签名密钥作为权威证明。这能使这个区块链变成私有区块链:只有医院可以向其写入信息。同时,它也有助于保持公开性,这是区块链的重要特质之一。

不过,权威证明违背了原始区块链概念:导致网络有效中心化。

资源用之不竭

一些网络利用工作量证明概念中做出了富有成效的工作。他们寻找特定类型的素数(质数币)、计算蛋白结构(FoldingCoin)或执行需要大量计算的其他科学任务(GridCoin)。”挖矿”奖励吸引了更多资源投入科学领域。

问题:区块链是去中心化的,因此不会发展

要在去中心化网络协议中引入变更可不是件容易的事。开发人员可以对所有客户端运行强制更新(尽管人们认为这种网络并不是真正的去中心化网络),也可以说服所有参与者接受变更。如果其中很大一部分参与者投票反对变更,则社区很可能因此而分裂:区块链会分裂成两个替代区块链,由此产生出两种货币。这种分裂被称为分叉。

部分问题是不同的参与者有不同的关注点。矿工关注的是回报和利息增长;用户关注的是减少转帐费用;粉丝希望加密货币体系越来越受欢迎;极客们则希望把有用的创新添加到技术中。

已经分裂。就在不久前比特币刚刚分裂,原因是参与者无法就扩大区块大小的策略达成一致。再早些时候,以太坊发生过类似事件,导致分叉的原因在于就对投资资金取消破解并将资金返还给投资者是否公平未达成共识。

如何避免这种情形呢?

Tezos

可以将加密货币编码成对修改的投票能力。这正是即将推出市场的加密货币Tezos。其主要投票特点如下:

1.拥有的加密货币越多,投票权就越大。挖矿能力无关紧要。

2.投票权可以转让给更了解当前投票主旨的人。

3.开发人员在挖出币后一年内拥有否决权,并在必要时可延长否决权。

4.初始法定人数为80%,但可以根据实际的用户活动进行变更。

人们认为,这种方法将显著缓解情绪水平,降低硬分叉的必要性。

依照这些原则进行投票时,在某种程度上,多数人的投票权将压过少数人的投票权。简而言之,就是有钱人可能会直接收购投票权。不过,Tezos的开发人员认为,这样的收购会对货币价值产生负面影响,因此不大可能出现。让我们拭目以待。

问题:区块链过于透明

假设你是维基解密,你可以通过比特币获得捐款。所有人都知道你的地址,知道你有多少比特币,当你试图通过交易把比特币转换成美元时,执法机构会知道你拥有多少美元。

你没法利用比特币洗钱。将钱分到10个钱包中只意味着有10个帐户与你关联。有一些称为混币处理器的服务可以收费提供大笔资金混币服务,掩盖加密货币的真正持有者,但由于多种原因,这些混币处理器用起来并不太方便。

达世币运用的混币原理

加密货币达世币(原为暗黑币)创始人率先利用PrivateSend函数,试着解决匿名问题。他们的做法很简单:在货币中设计了混币权。

但其中有几个问题。一是,如果某方(如执法部门)控制了大量节点,把”干净”货币与”脏”货币混合,就能监控货币转账情况。也许这种情形不太可能出现,但仍然具有可能性。

二是,把不干净钱与干净的钱混合在一起会让所有钱看起来略脏 – 或者说是”灰色”,为了让灰色的钱看起来干净,所有参与者都必须始终混币。

门罗币运用的CryptoNote

第一,门罗币使用允许一群参与者(由单元指定)代表该群对消息签名,同时防止了任何人判断出是谁签的名。这种功能允许发送方隐匿自己的踪迹。同时,协议也能防止重复支出。

第二,门罗币不仅使用私钥进行转账,还使用额外的私钥来查看钱包是否收到钱,所以要查看别人的交易记录是不可能的。

第三,一些发送方可能希望生成一次性钱包,使私人持有的货币与来自市场的资金分开。(这一建议很久以前在比特币也提到过)

结论

关于天才们利用加密货币获利的种种行为的简要概述就写到这儿。我们本可以写更多内容,比如以太坊的智能合约、瑞波币光明的未来,或没有区块链的加密货币,如IOTA。

严格来说,这篇文章的标题并不准确。我们实际讨论的是区块链的附加组件,而不是区块链本身。但这正是区块链的优点:它激发人们去探索改进办法。