区块链平台:一条链来统治所有?

作者:Lior M.Messika

共同创作:Noam Levenson

人人都在问:世界已经为区块链做好准备了么?但更重要的是,区块链做好准备了么?

2017年是区块链进入主流视野的一年。对外界来说,当今的热点话题是”比特币是泡沫么“以及”我在哪能得到瑞波币?“但人们并没有抓住要点。他们遗漏了一个我们都应该被质问的基本问题。我认为当今的焦点不应该围绕在比特币未来数年能否存在这个问题上。一个更有趣的问题是:”区块链将怎样真正地改变世界?“甚至这个问题也未能考虑我们当今多拥有的区块链能否支撑这些改变世界区块链的应用。2018年将是区块链决定性的一年,许多项目将发行可运行的产品或应用,可能还伴随新机构的资金涌入。然而,无论区块链能否支撑一个去中心化的世界,这个指数增长的市场将持续、强劲地精彩下去。

在这部分,我们将涉及到少量的概念和想法,并将探究一些技术上的问题。我将不会深度探讨单个概念,所以放轻松来探索接下来的话题。

区块链&区块链2.0的演变

先来看看比特币。比特币是令人兴奋的、革命性的。它犹如在地下室创业的乔布斯,漫步月球的阿姆斯特朗,学会取火的原始人。它是第一个数字化稀缺资产,解决了困扰开发者多年的问题,是这种全新资产类型的基础。然而,就像大多数新的、革命性的发展一样,它受限于技术并仅仅专注于交易。就像是试图在Windows98平台下开发当代的应用程序,显然这行不通。目前,比特币只是一种价值存储手段。除非采取重大的举措,否则不会改变。

如果说比特币展开了蓝图,那么以太坊则建立了房屋。那个房屋便是智能合约。智能合约(数字合约)使区块链向一个充满可能与发展的全新世界打开。智能合约的实施给我们带来了彻底改变世界的机会,没有中间商,让我们在数字世界获取信任。以太坊是开发去中心化应用的平台,并且去中心化应用(然后是ERC20代币)的诞生催生了一种新的经济。今天,以太坊上汇集了近85%的有价值的项目,并使用定制的区块链作为这些项目的基础。

蓝图

以太坊在汇聚业界最有才能的参与者上做得非常成功。Vitalik和以太坊社区开拓了区块链应用的未来。但它的先发优势也带来了一些挑战。来看看2002年的“颠覆性”科技Sidekick手机。在那时,每个青少年口袋里都会有一部Sidekick手机。谁能想到触摸屏的出现使Sidekick变成了博物馆里的工艺品呢?虽然不能说以太坊属于博物馆了,但记住,一群数字猫再三地使以太坊屈服。

在去年十二月初,Cryptokitties流行程度激增,这让以太坊的网络喘不过气来。在十一月28日到十二月12日之间平均交易价格上涨了465%,这段时间对区块链世界是决定性的时刻。在一些人眼里,缓慢拥塞的以太坊网络开始看起来非常像一个不可能的梦。这种炒作是否被放错了地方?对于“互联网3.0”,对于一个真正的去中心化世界,也许以太坊不是最终的解决方案?讨论由投机的幻想转向了以太坊能否真正成为新世界的先驱。大约在同一时间,不出所料,第三代区块链开始受到推动。像EOS和Cardano这样显著上升的项目是值得注意的,他们绝不应该被忽视。但我们稍后再详细探讨这个话题。

真正的以太坊杀手

2017年是主流区块链的元年,见证了交易所的大量增长,去中心化应用在惊人地发展,创新的想法解决了一些这个世界的最大的问题。真正引人注目的项目和平台数量的不断增加,显示了智能合同的信心和力量的平等增长。然而,社区也一直在努力去实现少数几个项目并推动它们的使用。其中最突出的便是以太坊。我们可以清晰地看到,即使是最受推崇的理论应用(去中心化应用)也没有真正的大规模实现的方法。

既然我们了解了一些背景,然我们暂时把画面拉远点:

每个人都在思考:我们的社会是否准备好接受区块链?这种担忧源于社会对概念性、技术性难题的误解。对于这个问题,每个人和他的目前你都有不同的理解。但我们真正应该想的问题是:“区块链准备好了么?”

这个问题可能有点宽泛,我将它切分为三个其他的问题,这将帮助我们回答最主要的那个问题。

1.以太坊会奏效么?

以太坊明显有一些多数第三代平台尝试解决的问题——这将会涉及到一些技术,所以耐心点。以太坊主要的缺陷是他的协议。在当时,以太坊的货币以太币(ether),是靠工作量证明(PoW,比特币也用此协议)来开采。

Noam: 网络上的计算机通过工作量证明(PoW)去竞争解决数学公式,并赢得确认交易进入区块链的权利,因此,要保证网络的安全。工作量证明协议两个主要的缺点是51%攻击和网络安全所需要的大量耗能。出于这些原因,我认为当区块链过渡到一个叫做权益证明(PoS)的新的协议时,PoW将会成为一个过时的系统。

Pos工作方式与PoW相似,不同的是它使用代币持有者方式,而不是计算机验证网络以及获得相当于其相对算力的奖励。代币持有者能够“押注”他们的代币(“押注”的意思是将代币暂时存放于一个锁定的智能合约中——直到“押注”结束),他们在交易所中确认交易并获得基于代币持有数量的奖励。在PoW中,如果你使用了网络全部算力的5%,你可以期望得到5%的区块奖励。在PoS中,如果你拥有5%的代币,你也可以期望得到5%的区块奖励。

针对困扰着PoW的问题,PoS提供了一种解决方案——主要是在不损害安全的情况下,运行PoS几乎不耗能。我认为它实际上提高了安全性。有了以太坊和其他所有PoW协议,算法的难度(解决数学公式的难度)需不断升级以应对更好的计算机硬件和算力更强的矿群,然而用PoS则不会有这种困扰。使用以太坊,你可以购买足够的计算机硬件去达成一个51%攻击;即使在囊括了网络之后,你仍然拥有所有的硬件,并可能使用它来攻击其他PoW平台。有了PoS,因为你必须押注你的币,任何恶意的行为都会导致已押注的币的丢失。所以如果你购买了全部代币的51%,你会立即失去大量的投资。此外,购买51%代币的价格对每个人来说都是相同的,而获取51%的算力——由于大量购买计算机的折扣以及某些国家的电价十分低廉,获取的成本不尽相等。

回到 Lior:以太坊的架构师目前正试图将它的网络转换成PoS协议。我认为如果以太坊想保持地位的话,这是它唯一的避难所。它目前的模式并没有为一个适用的生态系统提供必要的基础。以太坊如果要担任整个行业的基础,那么一场严肃的升级是必须的。如果目标是Visa(维萨)那样每秒超过44,000笔交易量的话,那以太坊网络那可怜的15笔每秒的交易量显然不能胜任。Vitalik Buterin是第一个智能合约背后的天才人物,他的解决方案将使网络不仅仅是一个理论上的乌托邦。

为了确保以太坊在这样一个不断进化的环境内保持长久的生命力,开发者提供了一些方案:

雷电网络

雷电网络是一个开源项目,它旨在充当促进ERC 20代币转让的链下网络。雷电网络利用了状态信道技术,实现了链上代币的链下转让。这些转让是直接通过交易的双方转发一个签名盖章的消息来执行的,而主区块链并未涉及其中。因为只有双方可以使用智能合约本身,转让本身是对重复支付是免疫的,这使它和链上交易一样安全。它使网络的规模能够随着用户的数量变化。这基本意味着,用户数量越多,网络的吞吐率越高。吞吐率指节点复制交易的速度,并不是指TPS(每秒执行的交易数量)。我认为雷电网络可能成为物联网和机对机生态系统的强有力的一层。它的创建者将雷电网络与一家银行进行比较,它将确保“一旦你收到某人的雷电支票,你可以绝对确信这张支票是真实的,而且你现在比刚才更富有了。”这样看的话雷电网络在理论上不错,但究竟据我们有多远呢?截至今天,它仍在被开发中,并在不久后会发行一个工作预览版。所以,他们距离实现一个终极的解决方案还很远。一个更强的雷电的迭代(我们将不会讨论这个),Radios,正在规划当中,还未开始开发。

以太坊的雷电网络

分片

为了使以太坊不仅仅是个梦想,分片是另一种可能的解决方案。像Plasma和雷电网络使第二层协议,意思是他们在主以太链上运行。分片正在处理基层的区块链协议架构,这意味着它直接应用于以太坊的主链。分片需要更小比例的节点来监督和授权每笔交易,允许网络同时授权成千上万的潜在交易,这最终会有助于维持一个更加去中心化的网络。以太坊的架构师确信,分片将与第二层协议(如雷电网络)一起,以协同的方式工作,确保以太坊能更加支持智能经济。以太坊真正的一致性问题是每个节点都需要验证每笔交易,从而大大降低了网络的速度。以太坊的目标是在不久的将来扩展到每秒数千笔链上交易,且没有主节点或其他情况来妨碍它的去中心化。Vitalik Buterin认为这是改善以太坊可扩展性的部分解决方案。他说分区的概念就好比有数百个相似却又独立的宇宙。这些独立的区块链能够相互连接并共享一致性。干涉其中一个“世界”将意味着干扰所有的“世界”共享一致性和授权权力。分区本质上是创建一个新的“世界”,而且更多的是,它没有影响主链。

一个例子可以让我们不涉及太多技术的细节,帮助我们理解分片的概念:想象A,B,C三个节点,必须验证数据T。每个节点不必验证所有的数据,而是数据T被分成了三个碎片:T1,T2,T3。节点A,B,C同时验证每个碎片,而非是独立地验证整个数据T,以此来促进数据的验证——减小延迟。

分片示意图

Plasma

为了最好地理解Plasma,可以想象一个Raiden网络,它不是便利支付,而是促进智能合同。像其他一些平台一样,Ethereum也在探索方法,以减少在主链上直接记录和授权的流量。Plasma有两个目的:一是将所有网络的计算重新架构成更简单的格式。第二,由于PoW的激励模式可能会鼓励区块预提,因此可以在现有区块链上使用PoS代币绑定。区块预提是当一个矿工解决了一个区块,但不“发布”结果——这样就从网络中预提出来了。Plasma使用欺诈证明(一个使所有节点不去验证错误链的技术)来与主区块链上的智能合约一起合作。这保护了主链的完整性。这些欺诈证明强制在父区块链上执行状态转换。Plasma基本上在主链上创建“子链”,每个子链都能将信息传递给主链。Plasma。与雷电网络很相似,Plasma是在以太坊的核心之上构建的第二层。Vitalik坚信,随着许多即将到来的变化,应该使以太网络恢复活力,并增加它的生命力。

对以太坊网络的初步分层

结论

以太坊能够有效地扩展么?另一个紧迫的问题是:在第三代平台成为去中心化的区块链基础设施的新标准之前,它会保持自己的地位吗?随着第二层的添加,如雷电网络和Plasma,以及对底层架构的更改(分片),它看起来就像以太坊有一个计划——一个潜在的解决方案。

然而,仅仅提出一个建议并不能解决以太坊的问题。我最担心的是,Ethereum很难通过一个去中心化的治理系统来实现这个解决方案,因此,这是一种固有的低效模式。没有中央集权决策,改变会很慢。苹果的高管决定什么时候发布下一代iphone,而以太坊没有这种福分。变更需要被网络验证、接受,只有那样才可以被实行。然而我们还没有看到任何扩展解决方案能够实现它们的创造者的承诺。以太坊的基础无疑是较弱;想想以太坊的可扩展性解决方案,就像对旧房子进行急需的翻新一样。以太坊正在翻新一座地基不牢固的房子,然而第三代平台谨慎地研究以太坊的蓝图,选择一块新的土地,重新设计他们不喜欢的部分。

2.第三代平台是什么?他们能提供哪些以太坊做不到的地方?

我们已经数次提过第三代平台;让我们深入其中。自从第一个智能合同诞生以来,大量相关的淘金热并没有流向去中心化应用,而是流向了可以使我们更接近实际实现和接受的协议。这些项目旨在成为一个更好更快更强的真实世界使用的基线,它们都试图去塑造一个神奇的暗门,能将我们带入一个新奇的、未来的世界。这些项目与以太坊有什么区别呢?哪些是炒作呢?

像EOS或Cardano等新的区块链项目正忙于为以太坊如今存在的问题找到解决方案。虽然许多项目从不同的角度处理这些问题,但通常都会处理一些关键的组件。所有的区块链系统和协议都在努力构建一个基础,使现实世界能够使用和采用对于区块链来说,采用等于成功。我喜欢将区块链的可采用性拆分为三个关键的部分:可扩展性互操作性,和总体可用性

更好,更快,更强?

可扩展性

可扩展性一直是区块链争论的核心——即使在它热度平息之前。这可能是你们在这里接触最多的术语了,所以我不会讲太深。但我会加一些我的观点——尤其是关于新兴的区块链。自第一个区块链诞生以来,我们一直在忙着制定提高可扩展性的解决方案。如果你是个区块链的初学者:可扩展性是区块链在保持低交易费用和高速一致性的同时,能够在链上容纳尽可能多的用户的能力。以太坊和比特币的可扩展性问题源于它们低效的一致性协议。这种低效暴露出几个主要的缺陷。其一就是更长的时间。块时间是指在区块链上生成规定交易数量所需的时间。因为交易须在区块链上才能被认为有效,块时间决定了在规定的时间内能处理多少交易。

Noam: 比特币有1MB的区块大小和10分钟的确认时间。一个1MB的区块意味着每个区块能包含2000笔交易。矿工必须解决一个数学公式来放置这个区块。10分钟的确认时间意味着这个数学公式的创建需要花费10分钟。每10分钟就有1MB(2000笔交易)的速度非常慢。它慢到像是在超级碗的前一天在Costco超市排队。下载的速度如同老奶奶走路一样。1MB/10min等于0.00167mbps (MB/秒)。试着以那种速度看Netflix。新加坡是世界上网速最快的国家,平均网速为154mbps,比比特币的速度快92000倍。在处理交易时,Visa比比特币快7200倍。哎,像《疯狂动物城》里的树懒一样慢…好吧,我说完了。

回到Lior:具有极低吞吐率和TPS(每秒执行的交易数量)速率的区块链严重限制了其总体容量和可接受性。今天,新的结构正在以其核心的可扩展性设计。许多项目开始采用创新的一致性协议,有时为了可扩展性而牺牲去中心化。我认为这是正确的方向。正如我将继续提到的,我认为,企业和机构将第一个大规模地采用这种技术,所有这些都需要不同程度的集中化,每一个都有特定的用例。在采用的早期阶段,我们需要强大的技术来实现我们的加密梦想,在实现理想、完成去中心化之前,我们需要效率。我的结论是,区块链最重要的任务是达到可扩展性的水平,从而使区块链技术的第一次大规模、真实的采用。

互操作性

随着不同协议数量的不断增加,而且没有任何放缓的迹象,互操作性变得至关重要。

互操作性是一种协议的能力,可以与不同的区块链进行交互和合作,并促进协议与协议之间的智能合约。互操作性被许多人视为区块链技术的“圣杯”,因为它将是把区块链技术引入现实世界的主要因素。互操作性的本质是消除对集中式中介的需求,提高性能和可扩展性的能力,并在私有和公共链之间进行连接。一旦企业和其他机构开始采用区块链,就可以很安全的假设他们中的大多数不会采用相同的协议和系统,因为这些平台和系统将各自处理不同程度的去中心化和集成的不同的用例。因此,通过ERP和CRM软件整合区块链技术很可能是通过一系列不同的区块链而不是一个区块链。为了成功地在这个新兴的生态系统中发挥积极作用,所有这些基础协议都需要相互合作。如果你还不清楚区块链中互操作性的含义,那么Facebook将会有一个有趣的相似之处:今天,几乎所有互联网上的东西都可以通过你的Facebook账户访问。还记得你以前什么都有独立账户吗?Facebook绝对控制着你的生活,但它也让你的生活变得轻松多了。无缝整合是Facebook从第一天开始的目标,是其20亿用户基础的关键组成部分。

这一切意味着什么?

许多项目正在从简单的智能合同互操作性过渡到跨越区块链的无缝信息共享。这些不可知论的协议能够在本质上自由地、无缝地工作,而不是在不同的网络之间建立额外的通信层。想象一下,说一口流利的语言,而不是整天用谷歌翻译。AION、ICON和WanChain是最近建立了“区块链互操作性联盟”的项目,致力于为新兴的区块链网络制定互操作性标准。我的结论是,具有互操作性的区块链项目能够经受住时间和适应性的考验,最终使它们成为真正的可采用的技术。

互操作性联盟

可用性

除了可扩展性和互操作性之外,作为实体经济基础的平台还需要什么呢?可用性。可用性是几个关键属性的顶点,但是为了让每个人都更容易理解,首先声明定义:基础需要被终端用户和开发人员同样方便地使用。开发者指的是那些装修空房子(创建分布式应用)的人,终端用户指的是你们这些决定坐在那座房子里的人,因为它很舒适。如果你认为自己懒惰,那么工程师将会洗刷耻辱。他们都不喜欢为一个满足你们而不能满足他们的平台工作。新的平台使开发人员更容易使用函数式编程语言、智能合同审计和易于部署、可定制的区块链。但这只是可用性的一个考虑因素。易用性非常重要。为什么iPhone统治世界?不是因为它有更好的处理器,更强大的摄像头,或无线充电——其他手机在所有这些地方都能消灭iphone。iphone是王者,因为它们易于使用;它们造型优美,设计精良,直观,与你所有的设备兼容。因此,区块链需要建立与iPhone等价的东西。在我看来,最终目标是使终端用户不知道他们使用的是区块链。如今,第三代平台以多种方式实现了这一目标。他们将那些长的以太坊地址转换为基于名称的地址(因此,您可以最终使用这个69BoomHeadShot420调用任务callsign作为一个地址)。此外,就像你不花钱与网站(主机)进行交互一样,使用EOS这样的项目,用户不支付费用,智能合同的主机付费。像Elastos这样的项目使得区块链可以从智能手机和任何操作系统中获取。综上所述,对开发者和用户友好的区块链将是可采用的。

MVPs

这里有一些我一直在密切关注的项目,这些都是对区块链从不同角度所面临的挑战。还有很多,但我只关注少数几个。

Noam,这是你说的那几个:

NEO - NEO体现了互操作性、可扩展性和可用性,但代价是真正的去中心化。NEO与生态系统中的大量区块链(如Ontology 和Elastos)连接,将私有企业区块链与公共区块链解决方案连接起来。它们的可扩展性是巨大的,具有显著的交易速度和发展中的链下解决方案。NEO和NEO社区的重点是开发允许企业和用户进行简单开发的项目。

EOS - EOS为用户和开发者提供了可用性。如上所述,由于智能合同主机支付网络费用,用户免费与EOS交互。通过水平扩展和高效的dPoS(股份授权证明机制)一致性机制,EOS可以支持每秒成千上万的交易和高度密集的应用程序。基于名称的地址带来了易用性,其基础的图形技术已经处理了大量的Steemit和BitShares的吞吐量。

MatrixChain——MatrixChain将AI与区块链结合。MatrixChain以一些独特的方式使用人工智能,最终简化了用户体验。人工智能可以审计智能合约和代码,以确保漏洞和bug不存在。用户只需在简单的脚本语言中输入智能合约的规范;然后人工智能将规范转换为智能合同。但这不是一个简单的任务;人工智能需要从规范中推断出智能契约的目的是什么,然后启用它。人工智能还将根据环境和惯用输入优化区块链协议。从本质上讲,区块链将不断优化,以满足实际使用,没有硬分叉。

MatrixChain使用混合PoW和委托的PoS协议。区块链被分解成不同的部分,在其中挖矿和一致性单独发生,以提高可扩展性(考虑分片)。但与其他PoW模型不同的是,计算节点不仅仅是解决毫无意义的算法。矿工们执行马尔可夫链蒙特卡罗(MCMC)计算——如果你的大脑死机了,坚持下去。MCMC计算对于解决某些算法是非常重要的。即使一个简单的解释也超出了本文的讨论范围,但是要认识到MCMC对于现实世界、大数据应用程序是至关重要的。因此,矩阵挖掘实际上对解决现实世界的问题非常有用。

回到 Lior:

Zilliqa - Zilliqa是一个区块链平台,它被设计成可以在一个开源的、私有的、分布式的网络中安全地进行扩展。使Zilliqa可扩展的核心特性是分片——将网络划分成几个能够并行处理交易的较小的组件网络。在以太坊现有3万名矿工的网络规模中,Zilliqa预计将以大约1000倍以太坊的交易速率来处理。Zilliqa同时利用PoW和PoS。它不使用PoW来达成一致。但是,该平台只使用PoW来防止女巫攻击并生成节点标识。这与许多现有的区块链平台(特别是比特币和以太坊)形成了对比,PoW用于达成分布式的共识。Zilliqa使用了Ethash,这是在以太坊 1.0中使用的PoW算法。一致性协议由目录委员会的主要层组成,并对每个分片中的PBFT协议进行细化。Zilliqa使用了基于椭圆曲线的Schnorr签名算法(在本文中绝对没有涉及到),具有多签名或签名聚合。这意味着即使许多矿工签署了一个区块,签名的大小仍然很小。此外,通过利用有效的网络拓扑结构,Zilliqa的一致性方案降低了与网络的大小成线性的通信复杂度。Zilliqa提出了一个创新的专用智能合同语言和执行环境,它利用底层架构提供了一个大规模高效的计算平台。

一些更有趣的项目:QtumICONNebulasElastosOntology等等

3. 一个特定的区块链能实现全球一体化吗?

想象一下,整个经济都是基于去中心化的区块链。所有数据都是维护和保护的。供应链集成使商业得以快速和改善;甚至投票都是通过你的私钥和区块链进行的。所有的盖章都通过以太坊或EOS。这是一个自由意志主义者的臆想,当今每个人都在讨论它。但我们认为众多区块链在走向全球的路上仍有一些严重的障碍去克服(更别提单个的区块链了)。每个人都在谈论区块链将如何改变我们的整个世界,而今天(类似于互联网的兴起)我们正在利用它来拓展我们的极限,看看它能给我们带来多大的帮助。

我相信,由于种种原因,我们距离“一个区块链规则”(咕噜正在监视着)仍然很远。除了我们在这篇文章所讨论的明确问题(可伸缩性、可用性和其他方面)之外,我预见到单一的去中心化的系统很难得到当局政府的支持。我会认为中国和瑞士对区块链的标准是一致的吗?不太可能的。贸易法律、边界、语言障碍和税收都是跨国区块链的障碍。回到区块链的最初使用者;我看不出有足够的理由让所有的企业、机构,甚至政府和当局使用相同的基础结构,以满足其在中心化和用例上大量不同的需求。

综上所述,我绝对不相信一个区块链能在短时间内实现全球一体化。更重要的是,当我看到区块链的未来以及它对我们的世界的影响时,我认为只有一个区块链着实讲不通。随着越来越多的可互操作和可使用的链,我们将看到许多专门用于各种用例的分区和链。这个生态系统将继续发展和专业化,我不认为我们会看到这个过程在短时间内减慢速度。

结论

我们的世界是复杂的,我们的经济是巨大的,我们的需求是多样的。这个网络不能由一个平台来服务,而是由一个互联的可用的、可互操作的、可扩展的区块链来支持。这些区块链将是我们去中心化世界的iphone——使用简单、便宜、安全。我们才刚刚开始。每个月都有更先进的功能,更强大的开发,更合理的服务。现在,无论世界是否准备好迎接区块链,我们的平台显然没有做好准备。但随着第三代区块链的发展,以及不可避免的第四、第五、第六代的出现,这种情况不会持续太久。

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