區塊鏈 到底應該怎樣玩？

鍾家鳴（Jimmy Zhong），IOS基金會創始人。

IOS，即Internet Of Services，旨在開發高TPS、高可拓展性和安全的區塊鏈基礎設施，為互聯網服務商提供最堅實的土壤。

2018年3月27日，人民創投區塊鏈頻道與行業垂直媒體31區聯合主辦的「鏈·未來，2018春季區塊鏈技術論壇」在人民日報新媒體大樓舉辦，與會人士通過主題演講和圓桌論壇等形式，對區塊鏈行業中所存在的問題和機遇進行了深入探討。

筆者有幸參與了這次活動，其中鍾先生的演講乾貨滿滿、亮點頻出，對區塊鏈項目落地有很強的指導意義，特整理出來，以饗讀者。

演講正文

剛才（指之前的演講）很多人講了為什麼區塊鏈是一項好技術，也簡單聊了區塊鏈行業，今天稍微給大家潑一點冷水：「好像除了比特幣之外沒有看到什麼應用」。

接下來，我就簡單給大家講一下，「區塊鏈行業遇到的一些問題」以及「為什麼到現在還沒有產生比較好的應用」。

主要講四點。

一、現在的技術應用和實際現狀

二、擴容問題帶來的衝突

三、現有的解決方案和代價

四、行業未來的發展方向

一、現在的技術應用和實際現狀

目前，區塊鏈創業一共兩個方向，我們用比較簡單的語言描述一下。

一是、做底層。用「傳統世界」的語言來比喻，就像 iOS 和 Android ，可以為其他開發者提供一個平台。

二是、做應用。假設區塊鏈是一個操作系統，有人在上面開發微信，有人開發淘寶，我們把這類產品叫做基於區塊鏈的應用。

這是目前比較熱門的兩個方向。

先講兩個比較適合於「區塊鏈化」的應用場景。

一、虛擬貨幣的交易所。

大家可能聽說過，Coincheck，5億美金被偷了。這裡體現了一個問題，交易所有非常大的安全隱患。

你的以太坊、虛擬貨幣放到這裡以後就是把錢交給了別人。這個交易所可能有冷錢包，熱錢包，你把一切都交給它，就像把錢存在私人銀行，他們有一天說不好意思，我們著火了，什麼都沒了。

你沒有任何辦法，中心化就是如此。

很多人說既然這樣，以後我們搞一個去中心化的交易所，你的幣在你的錢包里，我的在我的錢包里，我們想交換就自己交換。

想法很不錯。

交易所，聽起來是很適合「區塊鏈化」的行業。

二、在線廣告。

可能在座的諸位也有在Facebook或百度投放過廣告，理論上講，他們的廣告是很容易作弊的。

你把廣告投放給Facebook，他可能會有按照點擊量收費之類的規則，看似很規矩對吧。但大家如果稍微懂點技術就知道，Facebook可以隨意修改你存在他伺服器上的任何數據，當然我並不是說Facebook真的這樣做，只是打個比方。

現在，我們假設把這兩個行業「區塊鏈」化，比如我們把交易所的交易數據使用區塊鏈存儲。我們把廣告的每一次觀看和點擊也全部放在區塊鏈，不可篡改，童叟無欺。

聽起來很完美是不是？

但是為什麼這兩個行業沒有做起來？這就要說到區塊鏈本身存在的瓶頸了。

二、擴容問題帶來的衝突

擴容問題。

想支持一個交易所，即便這個行業內一般的交易所，交易量也到了2000到5000筆每秒，而大一點的交易所基本上萬。

在線廣告的數據量更大，如果是跟蹤點擊量每秒鐘是十萬或者百萬的量級。

反觀以太坊，目前僅支持20筆交易每秒，姑且不說手續費，僅此一項就是很大的問題。

我有時候會想，大家現在把區塊鏈描述得很美好，有點像兩年前或者三年前大家去描述虛擬現實的時候。

那時候VR、AR很熱，出了一大票公司。

很多人講，以後你們都不用工作上班了，在家躺著，想幹什麼幹什麼，想當誰當誰。

你以為是這樣的效果，其實戴上以後沒兩分鐘就要吐了。很多事情聽起來很好，實際上技術上遇到很大的難題，不是那麼容易改造。

擴容真的是非常嚴重的問題。

很多時候大家覺得交易慢是因為礦機不夠多，程序寫得不夠好，然而事實並不是這樣。

擴容問題真的是非常難解決的問題，每次「解決」擴容問題都會帶來行業很大的犧牲。

這裡我講一個概念，三角衝突，即去中心化、一致性和擴展性的衝突。看完你就明白為什麼擴容問題這麼難以解決。

擴展性

這個非常好理解，上面最開始Planetary scale，是擴展性，高負載。

擴展的特性，理論上講，是你希望節點越多，擴容性越強，而不是受到限制。另外還有延時問題，大家都知道比特幣六個交易才能確認的特性，每筆交易要等60分鐘。

一秒鐘20個交易不行，我們要變成2000或20000。

一小時確認交易不行，我們要一秒鐘確認。

一致性

這個需要大家稍微理解一下，一致性共有三種。

先講什麼叫完全一致。

完全一致就是現在以太坊和比特幣的做法，所有的節點，所有的礦機，在同一時間點，它們存儲的數據是嚴格一致的。

打個比方，假設全班有一百個人，我們做一道數學題。雖然各做各的，但是卷子收上來了，我們有一個同步答案的過程，這就是強一致性。

而完全不一致，就是我們全班一百個人，連做的題都不一樣，就是完全不一致。

而弱一致，就是雖然短時間內不一致，一萬個節點可能有五千個不一致，但是會提供一些演算法，在某些情況下同步。

去中心化

中心化也有三種，分為完全中心化、半中心化以及去中心化。

在這個行業，對於以太坊來說也好，對其它基礎設施也好，我們定義完全的中心化就是一台伺服器或者一個公司掌握所有的事情。

比如Facebook有自己的伺服器集群，因此它可以完全控制所有的事情，還是可以到資料庫把廣告從一百次改成一萬次。

半中心化，就是沒有一個個體可以嚴格地控制所有的事情。

假如我是Facebook，我不再能直接去一個資料庫裡面改數據，而是需要跟別人商量，任何人都可以去寫，去讀。

我們講一個比較火的例子：EOS，21個超級節點和其它小節點，它沒有完全去中心化，但是只要超級節點們達成一致，這個系統依然可以運行。

還是舉例全班一百個人，原來是老師說答案是一就是一，現在我們分成十組，各自有自己的答案，最終達成一致的就是正確答案。

完全的去中心化就類似於以太坊。

雖然它一定程度上會有礦主的壟斷地位，但在理論上任何人都可以加入作為一個節點。

也就是說你明天想成為一個以太坊公司很簡單，你可以直接在電腦上跑一個以太坊節點，你可能不會掌握很大的算力，可能很慢，但沒人能阻止你這樣做。

任何人都有能力加入這樣的節點，而不是像EOS那樣需要購買很多算力，否則你沒有資格成為超級節點。

理解了這個三角的基本概念，我們接著講一下，為什麼不能三者兼備？為什麼不能又去中心化，又快？

很多原因。

我們講一個最簡單的因素就是網路帶寬因素，這是非常現實的因素。

比特幣每筆交易是500左右的位元組，假設每秒1萬筆交易，什麼概念呢？500位元組乘以10000，每秒鐘要下載5兆的東西。

如果這個可以達到，那麼如果每秒10萬筆交易，使用能滿足這個需求的理論帶寬需要400兆，你下載一個1GB的電影只需要20秒，這還是最理想的情況。

由於區塊網路並不是一直平穩的狀態，有時候你理論上需要400兆的網路帶寬，但實際可能需要數倍於此。

假設以太坊支持每秒1萬筆交易，你可能連網速都跟不上，更不要提別的東西了。

這就是為什麼很難要求一個完全去中心化的區塊鏈網路，在保證數據一致性的情況下支持高吞吐量，因為你要同步所有數據！

所以，你要麼選擇高度去中心化，像以太坊一樣每個人都可以成為節點。要麼高擴展性，只要網路帶寬達標的超級節點。

你先去阿里雲買一個2000萬一個月的伺服器，什麼東西都能跑，你可以當超級節點，我們通過超級節點可以滿足很多擴容需求，但是犧牲了很多去中心化的因素。

接下來我們聊一下現有針對擴容問題的解決方案，就是一句話，有付出才有回報，沒有什麼是完美的。

三、現有的解決方案和代價

目前比較流行的解決方案，首先就要數超級節點，這是最直觀的解決方案。

超級節點對算力的要求不高，能正常處理鏈上的交易就夠了。但其對網路的性能很高，每秒可能會達到百萬級別的處理能力，普通的計算機根本不可能作為節點，需要一個內存達到幾百G甚至更高配的機器，而且未來也只會越來越高。

還有一種方式叫做劃分網路。這裡有兩個技術，一個是DAG（Directed acyclic graph，有向無循環圖），Shardin（分片技術）。

關於分片技術，舉個例子，比如說我們全班一百個人，必須每個人都要看一遍題目，然後表態。

這個過程很麻煩，很可能有人缺勤、有人打牌、有人打遊戲。現在把全班100個人隨機分成4個組，每個組25個人，只要確保分組的過程足夠隨機，這個組不停地換，就能保證一定的安全性。

還有DAG，現在這種方案非常火，它是計算機領域一個常用的數據結構，因為獨特的拓撲結構所帶來的一些特性，經常被用到處理動態規劃，導航中尋求最短路徑、數據壓縮等場景中。

Ext社區提出的DAG of blocks

DAG 本身跟 Shardin 的方法很不一樣。還是用全班做題來打比方，原來是這一道題必須全班一百個人都看一遍，現在只需要我左右兩個人驗證一遍就可以了。

這裡就有一致性的問題，因為很多節點在同一時刻是不一致的。

舉個例子，一個智能合約可能有五個變數，有的節點覺得變數A是5，有的節點覺得變數A是8，還沒同步完成。

如果你想做智能合約，那麼需要再為DAG量身定製一個。

所以沒有完美的解決方案。

看到這裡，你或許會問，這不是死局，無解了嗎？

不是的。

還是回到最初的那兩個行業：交易所和在線廣告。

去中心化的交易所最核心的需求是什麼？

安全。因為你在轉移自己的資產，你不希望你的資產出錯。

對於一個去中心化交易所來說，可能你每一萬筆交易錯一筆都是不能忍受的。有這樣的安全隱患是不能忍受的。

而對於在線廣告來說，這可能就是可以忍受的，比如說Facebook廣告原來播放一萬次，現在播放9999次，多付一、兩分錢無關緊要。

但在線廣告對擴容性要求就非常非常之高。

所以答案是，我們可以針對不同的應用場景，在拓展性、去中心化、一致性上作出必要的取捨。

四、行業未來的發展方向

接下來我們講一下，區塊鏈的未來發展和分布。

誠然，在計算機領域，解決方案是比較統一的。比如說有Windows、macOS、Linux等等，本質上是被一些巨頭壟斷了。再比如手機端，除了 iOS 和 Android 其他的系統也沒人用了。

但我不認為區塊鏈未來會像這些一樣，除了以太坊就沒了。

各個行業有不同的取捨，可能你做一個A系統，它吞吐量極高，可去中心化較差。或者系統B，它很安全，很去中心化，但可能不適合開發應用。

所以未來的區塊鏈基礎設施領域，不太可能形成單一的寡頭。

謝謝大家。

本文整理自鍾家鳴演講，並作了適當補充、拓展，未經本人確認。責任編輯托尼托尼·98（fengyutanjun）。

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