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区块链技术理想与现实的差距

区块链在等待一些必要条件的成熟,从而成为人类文明下一代基础设施的基石。区块链的进化还在不断的加快,文中提到的问题已经突破在即,区块链一些更新的技术特性已经呼之欲出。

作者:雪山上的红脚印来源:快资讯|2018-09-06 15:15

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在人类历史上,从来没有哪项试验性的技术,能在面世之初就获得如此大量的资金追捧和广泛的关注。

古语讲天下熙熙,皆为利来,天下攘攘,皆为利往。比特币的风头,盖因它离“钱”如此之近。从另外的角度看,技术的出现,既是偶然,也是必然。

它其实是互联网发展到特定阶段的产物。

从技术上讲,比特币所使用的理论技术,均是上世纪的产物。数字加密货币的技术构想,可以追溯至1983年David Chaum所发表的ECash论文,文中所设计的加密货币流通方式,正是后来比特币账本技术的基础,1998年Nick Szabo所发表的Bit Gold,几乎给出了比特币的所有技术要素。

然而一切继续选择沉寂,比特币网络开始运行时已经是2009年。

除了次贷风波愈演愈烈,那一年并不特别,但世界比起十年前已经有了很大的不同,互联网泡沫阴霾散尽,移动互联网大潮一路高歌,头条最先出现的位置不再是报纸和PC,而是我们手中的屏幕。

我们掌心里的设备,运算速度已经超过了十年前的PC,我们掌心的网络带宽,已经百倍于十年前的PC,而我们的PC更是几乎无时无刻不连在互联网上。正这样规模的节点数量和网络连接,才有了比特币所依赖P2P网络的运行基础。可以说,数字货币的种子萌动已久,但真正催生其生根发芽的,是无处不在的网络和计算。

正是比特币的奇迹,才让人们关注到了区块链,这种伴着比特币成长起来的技术,以完全自组织的形式,竟然在陌生人之间承载起了数百亿美元的价值和信任!人们一边兴奋于这全新的网络奇迹,一边问出了所有好奇的孩子都会问到的问题:它能力的边界会在哪里?

连续九年处理和保护着逐渐攀升至千亿美元市值的比特币基础账本记录,区块链表现出了极度可靠性;在无数匿名参与者对交易的笃信中,区块链表现出了无可匹敌的信用背书能力;在全球矿主们日益激烈的博弈中,区块链表现出了无与伦比的天然公正性。一种完全数字化网络化的手段,一个完全自治的系统,体现了极度可靠、极度可信、极度公正的特性。

从技术上讲,区块链这些非凡的特性并非凭空想象。

它的可靠性来自于分布式对等网络技术,即所谓的去中心化。这给了系统以极强的连续服务能力和抗攻击能力,使用了同类技术的eDonkey文件共享系统,连续多年受到包括FBI在内的多方力量合力围剿仍蓬勃运行,不曾有一天停摆。另一个更典型的去中心化例子就是互联网本身,这个立项于冷战时期,以对抗核战争破坏为目标的网络通讯系统,显然已成为人类文明的基础设施。区块链的可信性,来自于分布式存储于全球节点上的链式数据结构,这是一个极其强壮的结构,篡改它不仅面临着不可逾越的计算难度,同时面临着收买其他大量节点的社会学难度和成本。

区块链的公正性来自于共识算法中无捷径的运算难度和无歧视的运算规则。

后两种特性有着密码学和数学的理论保证,也有着比特币这些年运转效果的实际验证。

基于比特币的成功,另外一种数字货币以太坊项目做出了更大胆的尝试,他们在区块链上实现了智能合约。

这是一种特殊的程序脚本,如果说比特币用区块链技术实现了价值的数字化铸造和交换,那么以太坊则允许我们对这些数字价值编程,可以对价值的流转编写任何附加规则。

这样一来,数字价值的操作就不再是简单的收入支出,而是可以变换出更多复杂的业务形式。

还是要从技术角度再强调一下“链”和“币”的区别。在技术逻辑上“币”和“链”其实是泾渭分明的,但具体到比特币的实现上,这两部分就像八宝粥里的米和豆一样,是紧紧混杂和耦合在一起的,中本聪并没有刻意把它分开,或者说中本聪也没有把区块链作为一个需要单独考量的部分。

虽然区块链重要的理论框架在时间戳(Time-stamp,1991年)和哈希现金(Hashcash,2002年)中就已发表,中本聪曾在白皮书中引用,但显然中本聪只是把它当作比特币技术的一个配角。基于这个历史原因,很多圈内人在理解这个问题上也是眉毛胡子一把抓的,所以在判断问题时,常会思维混乱或结论模糊。数字货币是十年寒窗一朝得中,而区块链技术却是无心插柳。区块链技术可以作为数字价值和信用的容器或载体,是比特币成功以后人们才意识到的事。

而比特币只是这个载体上的第一种数字化的价值媒介。

所以区块链技术并没有预设的目标,更缺乏一个非常透彻的描述。但有一点是显而易见的,这个全自治的信用容器是人类目前能盛放这类数字化价值的唯一技术。

回想一下,我们平时所遇到的种种麻烦,多多少少都和可靠性、可信性、公正性有点关系。

区块链的美好特性,没法让人们不去想象它的应用可能。

尤其是数字货币的火爆,直接为人们敞开了一个理想化的数字金融体系之梦:价值可以在任何两人之间无障碍的传递,合约可以按照约定规则自动化的执行,人的意见可以按照既定的投票比例无障碍的表达,汇兑、支付、期货、担保、抵押等金融业务从此直接发生在当事人之间,无需任何中介和背书,全球范围瞬间可达,而且更加公正和可信。甚至于,在金融以外,版权、物流、供应商协作、慈善、选举、自治组织等领域都充满了对区块链的畅想。

而这也不过是我们前几篇所述愿景的极小一部分,如果信用可以被计算机算法量化,如果价值可以用全数字化的方式流转,一个可以媲美人类文明的计算文明时代也许将就此开启。

然而,当我们嘴角仍挂着梦境的微笑,回头审视这承载着我们全部畅想的区块链技术时,会发现我们需要的是一艘能承载人类全部价值梦想的巨舰,而眼前全部却还只是一页舢板。

事实上,由于区块链伴数字货币而生,其架构和算法都牢牢的打上了数字货币的印记,中本聪的兴趣在于创造一种去信任(Non-Trust-Based)的数字货币。

而这样的定位使得区块链的设计完全以铸币和交易为导向,另外,中本聪将比特币定位为试验性项目,对算法有效性的追求强于效率追求。因此当我们尝试使用区块链去做更多事情时,就遇到了种种掣肘。

首当其冲的就是表现在性能上,比特币区块链现在典型的交易速度是7笔/秒,以太坊是14笔/秒(作为对比,国际VISA信用卡交易速度约平均2000笔/秒,峰值还要再高几倍)。从任何一个角度看,这都不能满足商业级业务的基本要求。

这个问题目前表现得还不算明显,因为现在市场上大量的数字货币交易是在交易所内部的私有数据库里完成的——交易并没有真的在链上发生。如果仅仅把区块链视为货币,这也许还可以忍受,毕竟链下交易也能达成交换目的。

可是一旦讲到区块链的高级特性“智能合约”时,“链上性能”就至关重要了。因为智能合约只能在链上完成,这意味着千军万马面前只有一条独木桥。几个月前,这座桥第一次被一只“猫”挤垮了,一个叫做加密猫(CryptoKitties)的小游戏的智能合约造成了全球以太坊交易的大拥堵,这一现实是十分冷峻的。现在虽有一些链外技术号称交易速度已经达到了每秒几十万甚至上百万笔,但这类技术对区块链的链上性能毫无帮助。另外一些区块链社区为了提高链上效率和降低算力消耗,将区块链的共识算法降级为分布式容错算法,虽然取得了较好的效率提升,但也极大地损失了区块链的关键特性,于是只能在局部范围内使用,从而被称为“联盟链”或“许可链”、“私链”,甚至有些人干脆拒绝同意这类技术是区块链。

我们可以再简单地多说一下DApp,这种去中心化的App形式,确实是区块链理想中非常重要的支点。这是一种比智能合约更进一步的技术设想,智能合约本质上是一套用来操作链上资产记录的程序代码,DApp则期待更进一步地用来操作链上及链下的所有资源。之所以说“期待”,是因为DApp目前真的是一种技术愿景,当前的实现仍然算是一种原型验证级别的尝试。人们对DApp最斑斓的幻想,是期待这种技术以去中心化的方式支配我们未来的一切。何以如此?因为我们已经见识了数字货币在区块链上无可辩驳的信用效果,那么假如这种效果能够加持在我们生活的方方面面,那么一个毫无欺诈、即时响应的全球性价值体系将承载我们的生活,小到我们走进超市消费、异国旅行,大到购置房产和养老保障,我们可以选择把自己的一切,交给一个由公开规则支配的、超越人类信用的、完全可信赖的DApp来守护。

这就要求一个能记录和操作普世数据的区块链技术,其上不仅仅是几个帐本和一些操弄账本数据的智能合约,而是一个能够容纳更多数据类型、支持更完整更通用的互操作性、在去中心化模式和共识方式上更包容的对等计算系统。否则前述的理想只能是镜花水月。更重要的是,DApp对链上性能是极度依赖的,在不破坏去中心化特性的前提下,链上性能的突破是未来关键。

注意此处强调了“去中心化特性”,这其实是一个链上系统的公信力基础。我们能不能退而求其次的以“中心化”或“多中心化”的方式来运行一个区块链和DApp呢?这是一个很有挑战的话题,事实上,“可以运行”和具备自治的“天然信任”是完全不同的两个命题,而后者才是区块链技术的独有特性。

最近有一个很火的DApp区块链项目在全球范围内选举超级节点,这其实是一种向不成熟技术过度妥协的方案。

严重时,这会让系统退化为一个传统的分布式系统。假如一个设计良好的分布式系统就能够等同区块链,那么数字货币的奇迹应当是上个世纪就发生,而绝不会只有不足10年的运行史。

由于数字货币的血统,这使得现有区块链从数据结构到算法的全部设计都是为交易数据优化的,甚至是专门定制的。这使得现在的区块链技术不能适应大部分非金融业务的场景,也无法应对以非结构化数据为主的互联网应用。而且由于共识算法与交易数据耦合过于紧密,使得现有区块链技术的通用性和扩展性都非常差,哪怕是稍许的业务逻辑变动,都会导致数据的不一致而分叉,对于严谨的业务系统而言这是不可接受的。

互操作性几乎为零是现有区块链的另一个致命伤,在众多数字货币之下运行着的区块链,每一条链都是一个完全闭环的独立世界,每一条链上的价值资产都必须以这种封闭的闭环才能维持自洽。

这种情形就好比一家银行完全不接受其他任何银行的汇兑请求一样,这一矛盾暂时还没有表现的那么明显,是出于以下两个因素:一是互联网没有地域疆界,从而减轻了交易者对障碍的实际感受,二是链下交易所暂时承担起了不同链上资产的交易需求。但事实上,如果我们对区块链的愿景是未来无所不在的价值互联,那么,这种如同平行宇宙般割裂的价值流转方式,必定无法承载起业界的期待。

此外如算力消耗方面的“算力黑洞”问题、链上业务逻辑尚不完整等问题都在考验着区块链作为未来价值互联基础的定位。

虽然我们现在看到的区块链项目林林总总多如牛毛,实际上在做原始创新的项目非常少,绝大多数项目是比特币、以太坊以及超级账本这三个项目的拷贝和衍生。

以太坊并不象坊间传说的那样可以冠以区块链2.0的称号,事实上,以太坊革命性的改进主要是数字货币层面的,在区块链的层面,以太坊仍然沿用了比特币的链架构和共识原理,效能仍旧低下,因此更准确地讲,以太坊应该被称为数字货币2.0而非区块链2.0。相对而言,超级账本项目在链架构和原理方面的改进更为突出,然而令人遗憾的是,其节点地位的不对等导致其只能作为“联盟链”使用。

超级账本自身并不避讳这一问题,而有很多由超级账本克隆的项目为了掩盖这一问题,在全球数据中心尽量多的布设节点来躲避人们对其局部效应的质疑,这其实是徒劳的。

据统计,在Github平台2016年启动的区块链项目达2.6万个,一年后死亡率高达92%,究其原因,除项目定位不佳以外,以上三种主流技术难以支撑项目目标也是重要因素。

略作小结一下,受限于数字货币的血统和试验性项目的定位,区块链仍面临着非常严重的性能问题、业务兼容性问题和互操作问题,虽然已经有一些改进技术在做修修补补的工作,甚至公布了一些惊艳的技术指标,但这些改进对于链上性能改善甚微,有些还严重破坏了区块链特性,导致应用范围严重受限。

这一切表明,区块链离我们的最终梦想还有着相当的距离。不过,眼前面临的问题不会阻挡区块链潜力无限的未来。作为一项试验性技术,区块链在短期内绽放出数字货币、智能合约、通证(Token)等全新的互联网价值工具,每一件都在颠覆着传统认知,我们实在没法断言前方还将有多少惊喜等待着我们。就如同开篇所述,巨变的种子已经悄悄埋下,静待着雨夜春雷。

区块链在等待一些必要条件的成熟,从而成为人类文明下一代基础设施的基石。

区块链的进化还在不断的加快,文中提到的问题已经突破在即,区块链一些更新的技术特性已经呼之欲出。

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【责任编辑:庞桂玉 TEL:(010)68476606】

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