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区块链基础知识:区块链三难困境

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发表时间:2020-04-30 17:01

尽管一种面向现实生活中日常使用的更去中心化的网络的技术范式转变正在获得关注,但要假定这些系统在设计上是完美的,还有些牵强。

例如,当谈到区块链时,为了使网络达到其最大潜力,必须尽可能优化3个关键参数。

· 去中心化

· 安全

· 可伸缩性

现在,在一个完美的场景中,我们可以拥有所有世界中最好的东西,但是在现实生活中通常是这样的,为了在一个领域获得强大的性能收益,我们不得不牺牲其他地方。

你只需看看自己的日常活动,就会意识到最大化生活的三难困境有多难:

尽管下面的内容是对事物的概括,但是对于世界上的许多人来说,它是正确的:

· 当你是一个学生,你有时间+精力,但很少有钱。

· 当你是一个有工作的成年人,你有精力和金钱,但时间很少。

· 当你退休的时候,你有时间和金钱,但是很少有精力。

一切都是相对的,在你生命中的任何给定时刻,你也许只能最大化3个关键组成部分中的2个,但试图获得所有3个(一种"三位一体")远非易事。

当试图构建一个区块链网络时也是如此,这个网络能够在所有三个阶段(去中心化、安全性和可伸缩性)提供最先进的性能。

去中心化

区块链技术的核心是对去中心化的承诺,从理论上讲,这应该使我们能够构建无信任的系统。

正如我们过去区块链基础文章的第1-3部分所述,利用真实世界的数据,将信任缺失系统成功地应用到人类社会中,将深刻地重塑和改变我们做事的方式。

例如,通过使用智能合约+去中心化的网络,现在人们可以在不需要任何中介机构(如托管公司)的情况下进行房地产交易。

区块链技术的实施不仅可以节省成本,而且可以使整个买卖房屋的过程比传统方式快得多(可能需要1-2个月才能完成,如果不是更长的话)。

此外,ICONLOOP等公司一直与地方政府密切合作,作为合作伙伴,帮助带头创建区块链城市。

例如,移动投票:允许公民对他们希望在首尔颁布的政策或首尔提供的服务进行投票。此外,这个过程在区块链上是开放和透明的。

开放性和透明性无疑是转向区块链技术的主要卖点。

尽管如此,尽管区块链网络通常需要更多的去中心化,但情况并不总是如此,特别是当我们在讨论如何快速修改/编辑时。

事实证明,由于去中心化的性质(即在全球范围内分布着众多的节点),让每个人在同一时间在同一页面上是说起来容易做起来难。

比如在比特币(BTC)网络上:

比特币的发展速度极其缓慢。

软分叉升级,如SegWit,增加了比特币网络可以处理的交易数量,直到最近才达到50%的使用率。这是为了2017年8月启动的一项受欢迎的倡议。

以太坊(ETH)网络也是如此,该网络几年来一直计划从工作证明(PoW)协商公司算法过渡到权益关系证明(PoS)。

虽然以太坊的开发速度相对较快,但是与传统的软件世界相比,速度仍然非常缓慢。

尽管如此,考虑到必要的协调水平和所涉及的经济利害关系,这些时间表是可以预见的。

因此,像ETH 2.0这样的关键升级已经出现了两年多。

因此,有一些特定的区块链项目,比如NEO,他们认为在开发的早期阶段,更集中的工作实际上是更可取的。

相比之下,NEO更大程度的集中化使得它能够相对快速地实现主要的区块链升级。创始人对资金、发展和网络布局的控制既是优势,也是风险。

目前,NEO仍有7个共识节点。其中两个节点由批准的第三方操作,其他五个由NEO基金会直接操作。

由于区块链技术在很大程度上仍处于起步阶段,因此常常需要进行权衡。

对于公共区块链项目,显然更去中心化的工作应该始终是最终目标,但是正如上面的示例所示,对于及时地对网络进行重大升级来说,这并不理想。

很可能,通过不断的尝试和错误,区块链行业最终将确定在特定的开发阶段,对于给定的项目来说,理想的去中心化程度是多少。

也许,在这两者之间有一个折中方案?例如,ICON网络在2019年10月完全去中心化(在2017年底首次推出后),目前由22名主要P-REPs(公众代表)管理,目前共有122名P-REPs(主要P-REPs、副P-REPs、候选人)注册。

ICON Network完全去中心化与NEO相比,ICON Network在这个节点上的去中心化程度肯定要高得多,而且与NEO一样,后者也仍在积极推动开发新技术和创新,以改进当前的协议。

正如本文后面的小节所讨论的,可伸缩性的关键性能参数是所有区块链项目现在都在积极地改进的方面。

安全

尽管去中心化的想法很好,但是如果它位于一个缺乏健壮安全性的区块链网络之上,那么它将是完全没有价值的。

在你的生活中,想要与已知的实体建立信任已经够难了,你能想象自己正试图与某个远在地球另一端的陌生人(例如,买卖房地产、个人对个人(p2p)贷款等)进行严肃的交易吗?

而且,即使您知道您可以完全信任另一方,那么区块链网络本身呢?

如果认为恶意的行动者(黑客)不分昼夜(24/7)试图破坏/窃取/诈骗/伤害/感染/等等,那就太天真了。

例如,“去中心化金融”(DeFi)的概念已经成为一个关键的时髦词,在过去几年里,它在区块链领域获得了大量的关注和炒作,许多支持者相信它将成为未来行业增长的主要驱动力。

然而,正如下面展示的最新攻击所显示的那样,DeFi空间在加强安全性和消除攻击方面仍然有很多工作要做。

Decrypt更多细节如下:

DForce是中国的一种去中心化的金融协议,由于一个著名的以太坊代币漏洞,它今天损失了价值2500万美元的客户加密货币。

这次黑客攻击与一个著名的以太坊漏洞有关,该漏洞昨天被用来从去中心化的Uniswap交易所中窃取了30多万美元。

Uniswap包含imBTC(一种由TokenIon运营的基于以太坊的、代币化的比特币)的智能合约被抽干了。Lendf.Me在1月份整合了imBTC。

Uniswap攻击利用了与ERC777标准有关的已知漏洞。由于Uniswap智能合约的设置方式,黑客可以在Uniswap更新余额之前,不断地从Uniswap中提取ERC777资金,逐步抽干imBTC的合约。dForce的黑客攻击虽然完全独立于Uniswap的黑客攻击,但被怀疑使用了相同的漏洞。

对于那些已经熟悉区块链游戏一段时间的人来说,你可能已经听说过分散自治组织(DAO)黑客,在2016年,它导致以太坊网络不得不启动一个硬分叉。

详情如下:

6月18日,以太坊社区成员注意到资金从DAO被抽走智能合约中的整体ETH余额下降。

在最初的几个小时内,总共有360万以太币 (当时价值约7000万美元)被黑客抽干。攻击是可能的,因为一个漏洞发现在分裂功能。

攻击者使用相同的DAO代币多次从DAO智能合约中退出以太币。这是由于所谓的递归调用漏洞造成的。

现在,在游戏的这个阶段,是否任何的分叉 +漏洞来自于软件缺陷并不是那么重要。无论是在网络本身,还是在构建于网络之上的应用程序(如DApp、分散交换等)中,最终结果都是另一个红色警报信号,区块链的批评者可以用它来反对采用它。

毫无疑问,有资金被盗。这是阻止用户完全接受区块链技术的一个万无一失的方法。

今年早些时候的另一个数据点是:

IOTA基金会已经关闭了其网络,并要求用户关闭他们的Trinity钱包。该基金会在推特上表示,它正在与执法部门合作,调查一起协同攻击事件,在这起事件中,一笔数额不明的资金被盗。

该基金会报告称,大约有10名受害者最近都使用了Trinity钱包。IOTA基金会的最新更新表明,旧版Trinity钱包的一个缺陷是此次黑客攻击的原因。

内部研究表明,黑客能够窃取种子,这些种子基本上是钱包的私钥。已经联系了几位被黑钱包的主人。Trinity钱包是IOTA网络的新成员,于去年夏天推出。

坦率地说,为了主流采用区块链技术以获得大众的全面支持,必须尽可能消除上述(以及许多其他)类型的安全问题。

由于它涉及区块链三难困境,最好的项目完全意识到,在去中心化和可伸缩性的关键领域取得的显着性能收益永远不会以大幅降低安全性为代价(这很难,即使你不想“牺牲”它”去做其他的事情!)从长远来看,那是一条必败的道路。

最终,在一天结束的时候,如果一个区块链网络和它的DApps/协议/等等。不是绝对可靠的+安全的,其他的都不重要。

可伸缩性

最后,让我们讨论一下可伸缩性这个话题,在过去的几年里,加密货币社区已经产生了大量的讨论和炒作。

要理解为什么可伸缩性对于区块链技术的大规模采用如此重要,您不需要进一步查看下面的图表来快速理解为什么:

目前业界领先的支付处理解决方案是Visa,甚至连最著名的区块链网络(如比特币、以太坊、莱特币、瑞波币等)都被它远远抛在了后面。

换句话说,目前,对于大多数(如果不是全部的话)区块链网络来说,非常大的交易量并不是真正可能实现的。

例如,比特币既是去中心化的,也是非常安全的,但作为区块链三难选择的结果,BTC的发送/接收速度约为7 TPS,这与区块链网络的速度差不多。

更复杂的是,很多时候,区块链项目会宣传和吹嘘他们“飞速”的性能,而这在现实中还没有实现(只是在纸上)。’

当然,在去中心化的区块链网络上从根本上提高TPS不是一件容易的事(不要忘记,我们正在处理分散在全球的独立节点)。

但这是我们为权力下放所付出的代价——天下没有免费的午餐!

不管怎样,很明显,在各种去中心化的区块链网络上的交易速度需要迅速提高,以使这项新技术甚至能与现有的集中解决方案(如Visa和Mastercard)保持同步(更别提取代它们了)。

例如,比特币已经转向了名为闪电网络的第二层解决方案(一个建立在现有区块链系统之上的二级框架或协议)。

或者更具体地说:

比特币闪电网络背后的想法可能是这样的:我们真的不需要记录区块链上的每一笔交易。

相反,闪电网络为比特币的区块链增加了另一层,允许用户在这一层上的任何一方之间创建支付渠道。

这些渠道可以存在很长时间,因为它们是在两个人之间建立的,交易将几乎是即时的,费用将非常低,甚至不存在。

资金的实际分配发生在渠道关闭的时候。

尽管到目前为止,闪电网络已经能够有效地增加TPS,并显著降低比特币用户的成本,但它绝不是一个完美的扩展解决方案,因为在最近的记忆中已经出现了许多令人担忧的问题。

密码更新,我们处理的是区块链三难问题;每个人都想要更快的区块链网络,但是我们需要记住,它们永远不应该以牺牲安全性为代价,也不应该以去中心化为代价。

关于未来的扩展解决方案和促进TPS的发展,似乎总有一些新的东西在酝酿中。

从比特币的日常生活中,我们可以看到世界上第2个区块链项目Ethereum的开发者也在忙着解决TPS的挑战。

分片和等离子体等概念已经成为近年来您可能听说过的一些流行词汇。

像每秒一百万笔交易这样的头条新闻,很难被忽视,对吧?

什么是分片?

“分片”借鉴了一种称为“数据库分片”的传统扩展技术,该技术可以有效地将数据库分割成块,并将每个部分放在不同的服务器上。

此外:

分片的目标是摆脱对“完整”节点的需求——这些节点存储网络的完整状态和发生的每个交易。

相反,每个节点存储该数据的一个子集,只验证那些交易。如果一个节点需要知道它没有存储的交易或块,那么它会找到另一个节点,其中包含它需要的信息。

分片是指将整个以太坊网络分割成多个部分。每个分片将包含它自己的独立状态,这意味着有一组独特的帐户余额和智能合约。

至于等离子体:

以太坊等离子体的主要思想是建立一个二级链的框架,尽可能少地与主链(在本例中为以太坊区块链)进行通信和交互。

这样的一个框架被设计成一个区块链树,以一种可以在主链上创建许多小链的方式分层排列。

这些较小的链也被称为等离子体链或子链。注意,侧链和等离子体链是相似的,但不是同一个东西。

在这里可以看到分片和等离子体之间的关键区别。

值得强调的是,可伸缩性问题绝不是一个容易解决的问题,因此,某些今天看起来最有前途的思想和概念明天很容易就会被新的(更好的)思想和概念所取代。

在等离子体的情况下,陪审团仍然在外面,但肯定像下面这样的标题不会激发信心,这一特定的缩放解决方案最终将解决以太坊问题:

现在是时候乐观起来拯救世界了吗?

总之,目前还没有去中心化的区块链网络真正找到有效解决可伸缩性问题的方法。

毫无疑问,区块链三难困境使得在不严重损害过程中的去中心化和安全的情况下给TPS增压变得异常困难。

事实上,如下图所示,某些区块链项目将因此选择“牺牲”一个(或两个)领域,以便更好地关注(优化)另一个领域。

结论

关键是要认识到,目前并不存在一个“完美”的区块链项目,它能够在所有3个关键参数(去中心化、安全性和可伸缩性)上提供一流的性能。

区块链三难困境意味着有些东西必须放弃,现实地说,我们将不得不选择和满足于2/3。

也许在将来的某一天,我们都能够:在那之前,让我们继续学习+工作+提高!


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