區(qū)塊鏈中的各種信任與不信任治理分析

在比較區(qū)塊鏈技術(shù)時(shí)，我們并不需要花費(fèi)很多時(shí)間就可以發(fā)現(xiàn)這種技術(shù)中存在部落主義。 自2009年以來(lái)，我一直在從事區(qū)塊鏈技術(shù)的研究，我發(fā)現(xiàn)一件有幫助的事情是思考人們可以做出的所有設(shè)計(jì)權(quán)衡。 這不像“最快”，“最具擴(kuò)展性”，“最去中心化”或“最佳治理”那么簡(jiǎn)單。 在選擇哪種區(qū)塊鏈技術(shù)最適合您的應(yīng)用時(shí)，本文將探討一些不太常見(jiàn)的問(wèn)題。

信任與不信任治理

各種區(qū)塊鏈上有許多不同類型的治理系統(tǒng)，并且并非所有治理系統(tǒng)都適合建立信任。 例如，委托工作量證明（例如，比特幣和以太坊）是一種投票系統(tǒng)，通過(guò)該系統(tǒng)，礦池可以確定哪些有效交易的子集可以包含在區(qū)塊中。 不能假定生成區(qū)塊的節(jié)點(diǎn)比任何其他節(jié)點(diǎn)具有“更高的信任度”，因此，它們可以通過(guò)生產(chǎn)一個(gè)區(qū)塊鏈表示“無(wú)害”。

在委托權(quán)益證明系統(tǒng)中，區(qū)塊生產(chǎn)者由代幣持有人投票選舉產(chǎn)生。 假定可以使用某些東西來(lái)信任這些選定的節(jié)點(diǎn)，如果違反了該信任，這些東西可能會(huì)使網(wǎng)絡(luò)癱瘓。 EOS的兩個(gè)重要例子包括：

成為計(jì)算運(yùn)行時(shí)的oracle數(shù)據(jù)庫(kù)（1個(gè)壞角色可能會(huì)因缺乏無(wú)限循環(huán)或計(jì)費(fèi)不足而使網(wǎng)絡(luò)癱瘓）。

部署系統(tǒng)合約更新（?+會(huì)損害網(wǎng)絡(luò)）。

在任何人都可以提出一個(gè)區(qū)塊的網(wǎng)絡(luò)中，所有驗(yàn)證器都必須具有客觀的CPU計(jì)費(fèi)時(shí)間度量。 以太坊就是這樣工作的，但是，如果模擬目標(biāo)計(jì)費(fèi)與實(shí)際CPU時(shí)間之間不匹配，則并非沒(méi)有性能下降和攻擊媒介的后果。

其他權(quán)益證明系統(tǒng)，例如Ouroboros，允許任何帳戶通過(guò)模擬挖礦和Staking來(lái)生產(chǎn)區(qū)塊。 這從根本上限制了他們的智能合約系統(tǒng)像以太坊具有客觀資源計(jì)數(shù)一樣運(yùn)行。 如果您擁有開(kāi)放的區(qū)塊生產(chǎn)者集合而沒(méi)有“信任門(mén)”，那么您的代碼必須在性能上做出妥協(xié)，而這可以通過(guò)DPOS之類的“有信任但可驗(yàn)證”的系統(tǒng)來(lái)避免。

您對(duì)共識(shí)算法的選擇所產(chǎn)生的影響遠(yuǎn)不只是達(dá)成共識(shí)的方式。

抵抗審查

所有區(qū)塊鏈面臨的挑戰(zhàn)是用戶如何確保他們的“有效交易”能夠真正記錄在鏈上而不會(huì)受到其他人的干擾。 原則上，生產(chǎn)和確認(rèn)的實(shí)體越“獨(dú)立”和“非共謀”，就越有機(jī)會(huì)找到其中一個(gè)包括交易在內(nèi)的實(shí)體。 最壞的情況下，您可能必須生產(chǎn)自己的區(qū)塊。

抗審查的故事并沒(méi)有以“如果您愿意購(gòu)買(mǎi)挖礦硬件，就不會(huì)受到審查”這一敘述而結(jié)束。 避免受到交易審查的唯一確定的方法是擁有51％的挖礦權(quán)。 沒(méi)有51％的挖礦能力，礦池運(yùn)營(yíng)商可以簡(jiǎn)單地忽略任何要審核交易的區(qū)塊。 這意味著比特幣治理產(chǎn)生了固有的“信任”，硬件所有者（又名選民）選擇了不太可能受到審查的礦池。

在這方面，委托工作量證明和委托權(quán)益證明都實(shí)現(xiàn)了一種“受信任的治理”形式，在一定程度上，算力和代幣可以廣泛分布在足夠多的獨(dú)立選民中。 但是，一旦選民投票，只需3到4個(gè)代表（池，區(qū)塊生產(chǎn)者）即可審查一筆比特幣或以太坊交易，而抗議一個(gè)特定的有效交易則需要8個(gè)或更多的區(qū)塊生產(chǎn)者才能停止DPOS鏈。

客觀與主觀最終確定性

工作量證明區(qū)塊鏈以及一些權(quán)益證明區(qū)塊鏈缺乏客觀的最終確定性。 相反，它們呈現(xiàn)出隨著時(shí)間的推移而增長(zhǎng)的“最終確定性很高的可能性”。 我們可以說(shuō)以下鏈具有主觀最終性：

比特幣/以太坊（委托工作量證明）

Bitshares / Steem（委托權(quán)益證明）

卡爾達(dá)諾（Ouroboros）

以下鏈具有客觀最終確定性：

EOSIO（BFT DPOS和BOS）

某些超級(jí)賬本

哈希圖

瑞波

拜占庭容錯(cuò)算法需要一組封閉的已知驗(yàn)證器才能達(dá)到最終性，結(jié)果，如果關(guān)閉了該已知組的1/3，則它們將無(wú)法達(dá)到最終確定性。 有了主觀確定性，總會(huì)有人產(chǎn)生更好鏈條的證據(jù)，這會(huì)導(dǎo)致您放棄當(dāng)前鏈。

開(kāi)放式進(jìn)入系統(tǒng)往往缺乏最終性和某種形式的“贏得的信任”，因此它們受到性能，治理和延遲的限制。

輕松的區(qū)塊鏈間通信（IBC）

您對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù)和共識(shí)算法的選擇可能會(huì)影響哪種IBC具有可能性以及這種IBC的速度。要查看實(shí)際情況，請(qǐng)考慮嘗試在EOSIO上編寫(xiě)智能合約以處理比特幣header并驗(yàn)證比特幣交易。您的智能合約在什么時(shí)候可以考慮比特幣交易的最終性？在許多情況下，即使在100個(gè)區(qū)塊之后，區(qū)塊鏈也可能會(huì)重組。您選擇的任何數(shù)量的確認(rèn)都帶有可能被撤消的風(fēng)險(xiǎn)。

現(xiàn)在，假設(shè)您對(duì)另一條鏈進(jìn)行了不可變的操作，該鏈具有基于IBC的最終性，而該鏈沒(méi)有最終性。在實(shí)踐中，具有缺乏客觀最終性的鏈的IBC必須等待很長(zhǎng)時(shí)間，以減少因無(wú)效假設(shè)而導(dǎo)致的鏈重組的風(fēng)險(xiǎn)。如果存款經(jīng)過(guò)6次以上的確認(rèn)后撤消，則該或您的比特幣存款智能合約必須具有某種減輕損害的方法。

可以在主觀最終性的鏈中使用IBC，但如果通信是雙向的，那么上帝會(huì)幫助您。彼此通信的兩個(gè)主觀最終性鏈需要的延遲類似于與深空探測(cè)器通信的時(shí)延，往返時(shí)間以小時(shí)或天為單位。

可以在幾秒鐘內(nèi)完成具有客觀最終性的鏈中的IBC。

最后，僅僅因?yàn)槔碚撋蟽蓚€(gè)鏈之間可以進(jìn)行通訊并不意味著這很容易。 通訊的便捷性部分取決于將智能客戶端建立到另一個(gè)鏈作為智能合約的難易程度。 這又取決于header和Merkle證明的復(fù)雜性和數(shù)量以及智能合約語(yǔ)言的魯棒性和性能。 智能合約中過(guò)多的開(kāi)銷或太少的電力會(huì)殺死IBC的潛力。

例如，考慮一下EOS模擬以太坊要比以太坊模擬EOSIO要容易得多！

結(jié)論

隨著關(guān)于共識(shí)算法和去中心化的爭(zhēng)論日益激烈，當(dāng)務(wù)之急是聰明的觀察者要求考慮所有技術(shù)妥協(xié)的全部代價(jià)。 如果“去中心化的開(kāi)放式共識(shí)算法”意味著您擁有的區(qū)塊鏈具有主觀的確定性和高延遲的區(qū)塊鏈間通信（IBC），并且無(wú)法在治理層中利用“信任但可驗(yàn)證”的優(yōu)化，那有什么好處？

另一方面，提供最終性的算法也存在風(fēng)險(xiǎn)。

請(qǐng)記住“區(qū)塊鏈背后的取舍之道（All Blockchain Magic comes with a Price）”，在將組織委托給任何特定的智能合約平臺(tái)之前，請(qǐng)確保已閱讀細(xì)則。