深度 | 区块链 到底应该怎样玩？

 

钟家鸣（Jimmy Zhong），IOS基金会创始人。

IOS，即Internet Of Services，旨在开发高TPS、高可拓展性和安全的区块链基础设施，为互联网服务商提供最坚实的土壤。

 

2018年3月27日，人民创投区块链频道与行业垂直媒体31区联合主办的「 链·未来，2018春季区块链技术论坛」在人民日报新媒体大楼举办，与会人士通过主题演讲和圆桌论坛等形式，对区块链行业中所存在的问题和机遇进行了深入探讨。

 

笔者有幸参与了这次活动，其中钟先生的演讲干货满满、亮点频出， 对区块链项目落地有很强的指导意义，特整理出来，以飨读者。

 

演讲正文

 

刚才 （指之前的演讲） 很多人讲了为什么区块链是一项好技术，也简单聊了区块链行业，今天稍微给大家泼一点冷水：「 好像除了比特币之外没有看到什么应用」。

 

接下来，我就简单给大家讲一下，「 区块链行业遇到的一些问题 」以及「 为什么到现在还没有产生比较好的应用 」。

 

主要讲四点。

 

一、现在的技术应用和实际现状

二、扩容问题带来的冲突

三、现有的解决方案和代价

四、行业未来的发展方向

 

一、现在的技术应用和实际现状

 

目前，区块链创业一共两个方向，我们用比较简单的语言描述一下。

 

一是、做底层。 用“传统世界”的语言来比喻，就像 iOS 和 Android ，可以为其他开发者提供一个平台。

 

二是、做应用。 假设区块链是一个操作系统，有人在上面开发微信，有人开发淘宝，我们把这类产品叫做基于区块链的应用。

 

这是目前比较热门的两个方向。

 

先讲两个比较适合于“区块链化”的应用场景。

 

一、虚拟货币的交易所。

 

大家可能听说过，Coincheck，5亿美金被偷了。这里体现了一个问题， 交易所有非常大的安全隐患。

 

你的以太坊、虚拟货币放到这里以后就是把钱交给了别人。这个交易所可能有冷钱包，热钱包，你把一切都交给它，就像把钱存在私人银行，他们有一天说不好意思，我们着火了，什么都没了。

 

你没有任何办法 ，中心化就是如此。

 

很多人说既然这样，以后我们搞一个去中心化的交易所，你的币在你的钱包里，我的在我的钱包里，我们想交换就自己交换。

 

想法很不错。

 

交易所，听起来是很适合「区块链化」的行业。

 

二、在线广告。

 

可能在座的诸位也有在Facebook或百度投放过广告，理论上讲，他们的广告是很容易作弊的。

 

你把广告投放给Facebook，他可能会有按照点击量收费之类的规则，看似很规矩对吧。但大家如果稍微懂点技术就知道，Facebook可以随意修改你存在他服务器上的任何数据，当然我并不是说Facebook真的这样做，只是打个比方。

 

现在，我们假设把这两个行业「区块链」化，比如我们把交易所的交易数据使用区块链存储。我们把广告的每一次观看和点击也全部放在区块链，不可篡改，童叟无欺。

 

听起来很完美是不是？

 

但是为什么这两个行业没有做起来？这就要说到区块链本身存在的瓶颈了。

 

二、扩容问题带来的冲突

 

扩容问题。

 

想支持一个交易所，即便这个行业内一般的交易所，交易量也到了2000到5000笔每秒，而大一点的交易所基本上万。

 

在线广告的数据量更大，如果是跟踪点击量每秒钟 是 十万或者百万的量级。

 

反观以太坊，目前仅支持20笔交易每秒，姑且不说手续费，仅此一项就是很大的问题。

 

我有时候会想，大家现在把区块链描述得很美好，有点像两年前或者三年前大家去描述虚拟现实的时候。

 

那时候VR、AR很热，出了一大票公司。

 

很多人讲，以后你们都不用工作上班了，在家躺着，想干什么干什么，想当谁当谁。

 

 

你以为是这样的效果，其实戴上以后没两分钟就要吐了。 很多事情听起来很好，实际上技术上遇到很大的难题，不是那么容易改造。

 

扩容真的是非常严重的问题。

 

很多时候大家觉得交易慢是因为矿机不够多，程序写得不够好， 然而事实并不是这样。

 

扩容问题真的是非常难解决的问题，每次“解决”扩容问题都会带来 行业 很大的牺牲。

 

这里我讲一个概念， 三角冲突 ，即 去中心化、 一致性和 扩展性的冲突。看完你就明白为什么扩容问题这么难以解决。

 

 

扩展性

 

这个非常好理解，上面最开始Planetary scale，是扩展性，高负载。

 

扩展的特性，理论上讲，是你希望节点越多，扩容性越强，而不是受到限制。另外还有延时问题，大家都知道比特币六个交易才能确认的特性，每笔交易要等60分钟。

 

一秒钟20个交易不行，我们要变成2000或20000。

一小时确认交易不行，我们要一秒钟确认。

 

一致性

 

这个需要大家稍微理解一下，一致性共有三种。

 

先讲什么叫 完全一致。

 

完全一致就是现在以太坊和比特币的做法，所有的节点，所有的矿机，在同一时间点，它们存储的数据是严格一致的。

 

打个比方，假设全班有一百个人，我们做一道数学题。虽然各做各的，但是卷子收上来了，我们有一个同步答案的过程，这就是强一致性。

 

而 完全不一致，就是我们全班一百个人，连做的题都不一样，就是完全不一致。

 

而 弱一致，就是虽然短时间内不一致，一万个节点可能有五千个不一致，但是会提供一些算法，在某些情况下同步。

 

去中心化

 

中心化也有三种，分为 完全中心化、 半中心化以及 去中心化。

 

在这个行业，对于以太坊来说也好，对其它基础设施也好，我们定义 完全的中心化就是一台服务器或者一个公司掌握所有的事情。

 

比如Facebook有自己的服务器集群，因此它可以完全控制所有的事情，还是可以到数据库把广告从一百次改成一万次。

 

半中心化，就是没有一个个体可以严格地控制所有的事情。

 

假如我是Facebook，我不再能直接去一个数据库里面改数据，而是需要跟别人商量，任何人都可以去写，去读。

 

我们讲一个比较火的例子：EOS，21个超级节点和其它小节点，它没有完全去中心化，但是只要超级节点们达成一致，这个系统依然可以运行。

 

还是举例全班一百个人，原来是老师说答案是一就是一，现在我们分成十组，各自有自己的答案，最终达成一致的就是正确答案。

 

完全的去中心化就类似于以太坊。

 

虽然它一定程度上会有矿主的垄断地位，但在理论上任何人都可以加入作为一个节点。

 

也就是说你明天想成为一个以太坊公司很简单，你可以直接在电脑上跑一个以太坊节点，你可能不会掌握很大的算力，可能很慢，但没人能阻止你这样做。

 

任何人都有能力加入这样的节点，而不是像EOS那样需要购买很多算力，否则你没有资格成为超级节点。

 

理解了这个三角的基本概念，我们接着讲一下， 为什么不能三者兼备？ 为什么不能又去中心化，又快？

 

很多原因。

 

我们讲一个 最简单的因素就是 网络带宽因素 ，这是非常现实的因素。

 

比特币每笔交易是500左右的字节，假设每秒1万笔交易，什么概念呢？500字节乘以10000，每秒钟要下载5兆的东西。

 

如果这个可以达到，那么如果每秒10万笔交易，使用能满足这个需求的理论带宽 需要400兆 ，你下载一个1GB的电影只需要20秒，这还是最理想的情况。

 

由于区块网络并不是一直平稳的状态，有时候你理论上需要400兆的网络带宽，但实际可能需要数倍于此。

 

假设以太坊支持每秒1万笔交易，你可能连网速都跟不上，更不要提别的东西了。

 

这就是为什么很难要求一个完全去中心化的区块链网络，在保证数据一致性的情况下支持高吞吐量，因为你要同步所有数据！

 

所以，你要么选择高度去中心化，像以太坊一样每个人都可以成为节点。要么高扩展性，只要网络带宽达标的超级节点。

 

你先去阿里云买一个2000万一个月的服务器，什么东西都能跑，你可以当超级节点，我们通过超级节点可以满足很多扩容需求，但是牺牲了很多去中心化的因素。

 

接下来我们聊一下现有针对扩容问题的解决方案，就是一句话， 有付出才有回报，没有什么是完美的。

 

三、现有的解决方案和代价

 

目前比较流行的解决方案，首先就要数 超级节点，这是最直观的解决方案。

 

超级节点对算力的要求不高，能正常处理链上的交易就够了。但其对网络的性能很高，每秒可能会达到百万级别的处理能力，普通的计算机根本不可能作为节点，需要一个内存达到几百G甚至更高配的机器，而且未来也只会越来越高。

 

还有一种方式叫做 划分网络。这里有两个技术，一个是 DAG （Directed acyclic graph，有向无循环图） ， Shardin （分片技术） 。

 

关于分片技术，举个例子，比如说我们全班一百个人， 必须每个人都要看一遍题目，然后表态。

 

这个过程很麻烦，很可能有人缺勤、有人打牌、有人打游戏。现在把全班100个人随机分成4个组，每个组25个人，只要确保分组的过程足够随机，这个组不停地换，就能保证一定的安全性。

 

还有DAG，现在这种方案非常火，它是计算机领域一个常用的数据结构，因为独特的拓扑结构所带来的一些特性，经常被用到处理动态规划，导航中寻求最短路径、数据压缩等场景中。

 

 

Ext社区提出的DAG of blocks

 

DAG 本身跟 Shardin 的方法很不一样。还是用全班做题来打比方，原来是这一道题必须全班一百个人都看一遍，现在只需要我左右两个人验证一遍就可以了。

 

这里就有一致性的问题，因为很多节点在同一时刻是不一致的。

 

举个例子，一个智能合约可能有五个变量，有的节点觉得变量A是5，有的节点觉得 变量 A是8，还没同步完成。

 

如果你想做智能合约，那么需要再为DAG量身定制一个。

 

所以没有完美的解决方案。

 

看到这里，你或许会问， 这不是死局，无解了吗？

 

不是的。

 

还是回到最初的那两个行业： 交易所 和 在线广告。

 

去中心化的交易所最核心的需求是什么？

 

安全。 因为你在转移自己的资产，你不希望你的资产出错。

 

对于一个去中心化交易所来说，可能你每一万笔交易错一笔都是不能忍受的。有这样的安全隐患是不能忍受的。

 

而对于在线广告来说，这可能就是可以忍受的，比如说Facebook广告原来播放一万次，现在播放9999次，多付一、两分钱无关紧要。

 

但 在线广告对扩容性要求就非常 非常 之高。

 

所以答案是， 我们可以针对不同的应用场景，在拓展性、去中心化、一致性上作出必要的取舍。

 

四、行业未来的发展方向

 

接下来我们讲一下，区块链的未来发展和分布。

 

诚然，在计算机领域，解决方案是比较统一的。 比如说有Windows、macOS、Linux等等，本质上是被一些巨头垄断了。再比如手机端，除了 iOS 和 Android 其他的系统也没人用了。

 

但我不认为区块链未来会像这些一样，除了以太坊就没了。

 

各个行业有不同的取舍，可能你做一个A系统，它吞吐量极高，可去中心化较差。或者系统B，它很安全，很去中心化，但可能不适合开发应用。

 

所以未来的区块链基础设施领域，不太可能形成单一的寡头。

 

谢谢大家。

 

本文整理自钟家鸣演讲，并作了适当补充、拓展，未经本人确认。责任编辑 托尼托尼·98（fengyutanjun）。

 

- END -

MORE | 更多精彩文章

 

 

合作请加微信：bangcbd

推荐邦哥的好朋友“毒舌科技”， ID：dushekeji

更多最新信息下载创业邦app