对V神七大问题的回应

本文作者Sam Town，来源于cryptoslate.com,由Laura Li 翻译。

以太坊联合创始人兼区块链神童V神（Vitalik Buterin）在最近火星财经的群讨论中，围绕目前区块链技术难以大规模应用的最大障碍，提出了区块链面临的一系列难题，主要有算力中心化、没有大规模dapp落地应用、频繁的黑客攻击、DApp可扩展性和延迟问题、共识机制以及链上处理效率低等问题。

在本系列文章中，我将对Buterin的问题进行逐一解答。

对V神七大问题的回应（一）：哈希算力中心化

问题1：哈希算力的问题

“比特大陆（Bitmain）及其附属矿池现在拥有约53%的比特币哈希算力。这问题还不够大吗？”

Buterin提出的第一个问题是，比特大陆，作为全球最大的ASIC矿商，拥有的算力总量已经超过总矿池的一半。

2018年3月，Cobra（Bitcoin.org和Bitcoin Talk联合创始人）将矛头对准比特大陆，称比特大陆作为第三方，拥有过多算力，对加密货币用户构成威胁。

如果算力被垄断，那么比特币就是不够安全的。一旦有个体垄断的趋势出现，就要快速协调大规模节点来应对。pic.twitter.com/nQaBV5VHY4 — Cøbra (@CobraBitcoin) 7月 19日, 2018年

这并不是BitcoinTalk与比特大陆的第一次交锋。今年1月，@CobraBitcoin已在Twitter上对吴忌寒提出质疑，称这位矿业企业家是“比特币和自由的敌人”，并建议改变PoW算法，以防止矿业池垄断：

（图片内容：截至目前，至少有53%（甚至更多）的算力被挖币网（BTC.com）、蚂蚁矿池和ViaBTC垄断，而这三家公司都归比特大陆所有。这样的中心化出现，真的很危险。）

超过51%的比特币算力被同一个公司控制，引起很多人的担忧。因为大家都担心这会破坏比特币网络的稳定性，并为比特大陆对发动51%攻击提供可能。

自此，比特币算力的分布模式开始有所调整。目前比特大陆控制的权重大约为46%。然而，吴忌寒坚决反对针对自己的任何指控，指出比特大陆并不拥有、也不能控制算力。

（图片吴忌寒回复：蚂蚁矿池和挖币网中的算力随时都可以撤出。我们并不拥有、也无法控制哈希算力。）

也就是说，虽然正在运营一个大规模的的矿池，但比特大陆并不拥有哈希算力。换个角度说，比特大陆在2017年宣布盈利40亿美元。他们完全可以通挖矿盈利，发动51%攻击对他们自己没有好处。

对V神七大问题的回应（二）：可扩展性瓶颈

问题2：DApp的未来在哪里？

“为什么还没有任何大规模的、实际落地应用程序出现呢？”

Buterin的第二个问题，针对的是DApp开发生态。吞吐量低的问题，很大程度上限制了DApp的大规模应用。

24小时数据显示，最受欢迎的五大DApp是赌博游戏和交易所类。这些都不属于大规模的应用程序：24小时用户量只有3743人，共12000次交易。

区块链生态系统中，少有活跃的DApp，但这并不意味着它们不存在。有许多极有前途的DApp，只需要解决交易吞吐量问题，就有大规模应用的可能。

uPort是一个数字身份识别平台，旨在创建基于DApp的数字护照，以便用户用智能手机进行投票，以及简化查看和使用智能凭证的方法。uPort在现实世界中也很活跃，瑞士城市Zug位于“Crypto Valley”州，目前已将uPort作为公民身份认证项目。

Eetlance是另一款有前景的应用。它主要为自由职业者和潜在雇主提供服务，在不需要集中的第三方（比如Upwork）的情况下，让双方自主进行联系。

直到解决可扩展性问题为止

Buterin在他提出的问题中，强调了应用程序无法大规模应用的主要障碍：交易吞吐量。在以太坊分片技术等可扩展性方案提高交易吞吐量之前，DApp的服务范围非常受限。

侧链是解决这个问题的一个途径。像Loom Network这样的项目，主要是为应用程序提供专业的侧链服务。这些侧链可能帮助创建不限大小的DApp，在范围和规模上都可以与Wordcraft世界或twitter等游戏和社交平台相媲美。

Buterin希望大家就区块链面临的难题展开讨论，他自己也尝试给出答案。4月份，他在韩国首尔举行的Deconomy会议上指出，阻碍DApp大规模的主要障碍是网络容量的限制：

“别指望在不可扩展的以太坊上，建立一个类似于Uber和Lyft的DApp。”

对V神七大问题的回答（三）：黑客、安全漏洞和盗窃

问题3：安全问题

“帐户安全问题为什么还没有得到解决？什么时候才能解决黑客和盗窃问题？”

加密货币允许用户“成为自己的银行”。即不再依赖第三方，将对资产的控制权还给用户本人。加密货币社区中经常出现黑客、安全漏洞和盗窃：大规模的黑客攻击(如mtgox灾难)已被载入区块链历史，永久地重塑了加密货币格局。

在当前的加密货币生态系统中，黑客可能潜伏在第三方机构，如交易所；也可能针对个人用户，通过恶意软件、钓鱼网站等偷盗个人用户的资产。

然而，这两种安全漏洞都与加密货币的核心特性有关，即用私钥管理钱包的方式。

中心化平台的窘境

对于黑客来说，加密货币市场是很有吸引力的。他们的首要目标是传统交易所，因为经常会在这里集中处理数亿美元的资产。

投资者资金损失，继而导致投资平台受损，这样的事时有发生。2013年的丝绸之路黑客攻击、2014年的Mt Gox、Cryptsy和Mintpal黑客攻击、2015年的BitSTAMP和Bter Hack、2016年Bitfinex黑客攻击、2017年Nicehash黑客攻击以及2018年的四次黑客攻击-Coincheck、BitGrail、CoinSecure和Coinails——损失了100万比特币（相当于现存比特币的5%）。

很明显，中心化平台是加密货币生态系统中最大的安全缺陷，但有一个解决办法：去中心化交易所(DEX)。

去中心化交易所让交易者处理资产时，不再需要第三方平台。虽然去中心化交易所仍然存在一些问题，但它不失为一个好的选择。

确保安全是用户自己的责任

许多黑客对着加密货币市场蠢蠢欲动，要维护自己数字资金安全，需要用户自己具有安全意识。

像CryptoShuffler这样的恶意软件，专门针对个体用户。至2017年11月，CryptoShuffler通过替换钱包地址的方式，偷窃了逾14万美元的加密货币。这方法虽然简单，但很容易被忽视。

其他方法更为明显——消息平台Slack上的机器人与用户联系，通知他们存在一个“安全漏洞”，借此获取他们的私钥数据。电子邮件是黑客获取用户私钥数据的另一种途径。

还有“krack攻击”这种，黑客通过查看WLAN传输的所有数据，来获得用户私钥。

有一种方法可以确保加密货币的安全，那就是硬件钱包。因为私钥数据完全保存在设备内，不用上网也可以完成交易。

对V神七大问题的回答（四）：DApp 延迟

问题4：DApp如何处理延迟问题

“在区块链5-10秒延迟的情况下，DApp怎样才能更好的工作？”

DApp在分布式网络上运行后端代码，是区块链技术最有前途的应用之一。DApp的优势明显——想象一下，如果Uber不需要第三方来管理运营，不收取费用，也不许依赖社交媒体平台，不再需要中心系统来挖掘用户数据，是不是很美好？DApp的用途是无限的：如果资产证明可以数字化（tokenize），那么未来房产买卖，只需要在手机上下载一个DApp就可以完成。

虽然DApp潜力巨大，但目前只有1700个。其中大多仅满足娱乐的需求，如游戏或赌博。与现有的230万个iOS应用相比，DApp的生态系统还处于初级阶段。

DApp去除了中间商，降低了成本，直接在商家和消费者之间实现价值的传递。目前阻碍DApp大规模应用的难题很多，但最核心的是可扩展性问题。

运行太慢了

去中心化带来的好处很明显，但在运行速度却没有优势。例如，Uber每天可以支持500万人次的使用需求。根据Zephoria的数据显示，Facebook每分钟可以处理51万条评论，更新近30万条状态，上传13.6万张照片。以太坊网络目前每分钟只能实现1200次交易，这与集中式系统完全没法比。

除非找到可扩展性问题的解决方案，否则DApp的大规模应用将会更加困难。

也有一些解决方案给DApp描绘一幅充满希望的未来。像Sharding和Plasma这种，都有望使以太坊网络达到每秒百万次交易的水平——Buterin自己就指出了这一点：

“如果你能通过Sharding获得100倍的扩展性，再利用Plasma获得10000倍的扩展性，那区块链就能够满足大多数应用的需求了。”

Layer 2可以帮助DApp占据主导地位

官方数据显示，Visa每秒可以处理65000次交易；如果以太坊拥有每秒执行100万次交易的能力，那以太坊绝对会成为行业主导。

DApp现在可能还没有准备好，但是它们的底层技术早就应该进行升级了。以太坊开发人员Justin Drake最近表示，以太坊 2.0项目可能跳过Casper FFG升级，直接推进到分片（sharding）模式。

“我们正在考虑将以太坊2.0路线图更改为Casper FFG…新的路线图应该大大加快Casper的到来，因为Casper FFG将运行在权益证明机制（POS）的基础上。”

对V神七大问题的回答（五）：“浪费证明”（Proof of Waste）

问题5：PoW真的是在浪费钱吗？

“PoW每年浪费数十亿美元，比所有欺诈和盗窃的总额还要多。这不是一场悲剧吗？”

在分布式账本中达成一致，有很多种共识机制，如相对简单一些的工作证明（PoW）、权益证明（PoS），到更复杂一点的，如委托拜占庭容错（DBFT）。在所有不同的共识机制中，PoW消耗的资源最多，因而浪费的价值（或者说金钱）也越多。

在比特币中，“算力”需要解决大量复杂数学问题。大量计算的消耗需要大量的能量，这是一项数目巨大的投资。除了保护网络节点不受恶意行为的影响之外，PoW也可以保护整个比特币网络不被攻击。

虽然PoW共识机制是获得一致性的有效办法，也可以保证区块链网络安全性，但它也有一个主要缺点：费用极高。数据显示，比特币中的能源消耗大多集中在挖矿领域：

ü 比特币每年消耗73.12兆瓦时——经济学家亚历克斯·德弗里斯(Alex de Vries)的研究表明，到2018年底，比特币开采将消耗全球能源总消耗的0.5%；

ü 比特币目前占全球能源消耗的0.33%；

ü 比特币消耗的能量，相当于整个奥地利消耗能量的总和；

ü 单笔比特币交易所花费能量，相当于美国30个家庭一天的消耗量。

工作证明机制（PoW）的问题

虽然PoW确实消耗了大量的算力，但这样可以建立一个分布式的、公共的、安全的、完全独立的和中立的点对点的价值传输渠道，也是有价值的。

PoW的作用就是将成本附加到挖矿中，以确保网络的安全性。在当前的区块链模式中，PoW是（而且一直是）加密货币传播的关键。

然而，除了能源消耗问题之外，还产生了其他一些问题：PoW机制带动挖矿公司的发展。这就抑制了个体矿工的积极性，并使得资源集中。资源集中又反过来导致了垄断。

PoW的确以“浪费”能源的形式“浪费”了资金，但将PoW网络中的矿工的努力贴上“浪费”的标签是不准确的。因为挖矿行为创造了价值，而这价值是加密货币。加密货币可以兑换成法币，也可以直接用于商品和服务。

比特币或其他任何基于PoW的加密货币都受热力学第一定律的制约：能量既不能被创造也不能被摧毁，能量只能从一种形式转移或改变到另一种形式。

对V神七大问题的回答（六）：“中心化证明”（Proof of Centralization）

问题6：权益证明机制真的存在中心化风险吗？

“权益证明机制有哪些中心化风险？”

Buterin 也强调了“权益证明机制（PoS）”中存在的中心化问题。他指出，比特大陆及其附属池现在控制着比特币（最大的PoW网络）的很大一部分算力。

区块链中心化是加密货币社区中一个很有争议的问题。区块链技术的核心特点是去中心化，支持者反对任何可能引起中心化现象的共识机制。与PoW相比，PoS可能不太容易受到中心化的影响，但也带来了不同的风险和挑战。

与PoW不同的是，PoS不需要通过算力竞争方式来维护区块链的一致性。相反，PoS网络节点能够根据他们的“股份”（或他们所拥有的加密货币的比例）来进行验证，并生成下一个区块。

在PoS区块链中，区块以伪随机的方式分配。矿工必须将他们的代币置于“股份”上，这相当于托管。如果一个节点验证并通过了一笔欺诈性交易，那么它将失去所持有的股份，以及任何未来创造新区块的机会。

PoS通过直接将加密货币持有权置于危险之中，来防止节点作恶。然而，PoS奖励分配的规则与PoW截然不同，相对而言，PoS为垄断者创造了机会。

“权益垄断证明”

在PoS网络中，矿工得到的奖励与他们投资的价值成正比。如果一个节点拥有更多的代币，那么它更有可能从中受益。拥有大量代币的节点更容易获得奖励，因而容易出现寡头现象。

其次，PoS不需要进行算力竞争，只需确保在线并拥有代币即可参与挖矿。这造成了一种情况，即持有较多股份的节点，可以在运营成本很低的情况下受益：比如说两个单独节点，它们进行相同的操作，有相同的成本，但拥有不同规模的股份。持有较多股份的节点a的股份数量是另一个节点b的两倍，那么节点a有两倍的机会获得验证下一个区块的权利，并获得相应奖励。

这种现象可能会导致小的运营商被迫退出网络，从而导致网络的中心化。换句话说，规模较小的运营商可能联合起来，集中资源共享网络奖励，这也会出现同样的中心化的问题。

PoS可能没有PoW那么集中

通过对PoS代币钱包地理定位的分析，数据显示，大约30%的比特币PoW算力和45%的以太坊PoW算力集中在中国。

然而，Stratis和PivX等活跃PoS网络的网络节点地理分布，给出的结果更为分散，显示网络节点分布在多个国家。

PoS并没有完全去除中心化的威胁，但考虑到PoW算力分布情况，PoS对中心化的抵抗力更高。

对V神七大问题的回答（七）：管理的缺陷（Fundamentally Flawed Governance）

问题7：区块链管理将如何运作？

“EOS管理可以说是失败的，这可以说明所有链上管理（包括DAOS在内）都存在缺陷了吧？要如何应对贿赂攻击（bribe attacks）、财阀（plutocrats）等风险呢？”

Buterin最后谈到了所有去中心化生态中最难的问题之一：管理。根据原本设计，区块链是没有中央权力或组织拥有决定权的。虽然分布式结构提供了一个完全无需信任、没有权限和完全透明的系统，但它也使管理标准的建立、维护、安全和开发成为问题。

无论区块链是怎样的“去中心化”，但还是需要开发人员和节点来进行必要协商、援助、并帮助实现新的标准、特性和升级。

管理悖论

理想中的区块链技术是一个完善的系统，可以强制执行不可变更的合约，防止双花，并在不依赖任何个人或第三方的情况下，对总资本供应池进行控制。然而，任何复杂系统的现实生活中，都不可避免的需要进行管理。

2017年，牛津互联网研究所（Oxford Internet Institute）教授Vili Lehdonvirta在艾伦图灵研究所的一次演讲中，概述了区块链管理悖论：

“不寻租，不滥用职权，不搞政治…这就是很多人对区块链如此感兴趣的原因：现象中的区块链可以改变经济组织，改变权力的主导关系。不幸的是，现实总要让人失望一些。”

Lehdonvirta强调了制定规则和执行规则之间的区别。例如，法律是由立法机构制定的，是由国家相关机构执行的吗？比特币协议是由网络节点（一个去中心化的计算机网络）执行的一套规则，但规则是谁制定的？

“区块链技术可以执行公正的规则，但如果规则本身被改变，那就不一样了。这种规则的制定就是我们所说的管理。”

Lehdonvirta认为，区块链管理的核心问题是，“计算信任”（trust-by-computation）的概念，或者说是从信任人转向信任数学，忽略潜在的政治因素：

“…许多人没有意识到(区块链政治)，相反，他们更喜欢比特币纯粹是‘数字化的钱’，而开发者所做的一切都是纯粹的非政治性的管道工程。但是，这一立场已经开始站不住脚，比特币的政治也开始显现出来，这就是所谓的“block size debate”，这也是比特币界各派系在未来规则的方向上存在重大分歧。”

区块链管理不力的影响

原始DAO相当于风险投资基金，支持区块链创新的同时，不需要一个集中的管理结构。投资决策是以民主的方式进行的，代币持有者集体决定投资什么以及如何投资。

然而，DAO代码中存在的安全漏洞，使得黑客能够轻易拿到价值5500万美元的加密货币，这对加密货币生态系统造成了毁灭性的打击，迫使以太坊开发人员实施了一个仍有争议的硬分叉。

原始DAO说明了这样一个事实：即使对管理采取微妙、原子的方法，使所有网络节点都能为规则的制定和执行作出贡献，“链”中的个别薄弱环节仍然可能造成灾难性的损害。

最终，区块链管理结构可以归纳为两个要素：

ü 激励：存在于区块链管理结构中的群体和个人必须受到激励，以促进网络的开发、维护和使用，提出对他们自身有利的建议，并集体采取行动。

ü 协调机制：网络中的所有节点不太可能团结一致。因此，管理模型必须包括协调的机制，允许节点之间围绕共同的目标努力。

例如，比特币激励开发者将当前BTC资产的价值增值、社会认可以及对未来项目方向的控制。协助矿工获得区块奖励和交易费的激励，而用户则受到现有代币持有量预期增加和功能效用增加的激励。

区块链管理的未来

Buterin在他的最后一个问题中提出，区块链管理是存在缺陷的。它不可能在完全的去中心化的情况下，也可能做到绝对的安全。因为一旦出现黑客攻击，就可能会导致灾难性的失败。

不过，有几个人持相反的观点，认为要促进进一步量化治理要素，并使之分散化。DAOStack是对原始DAO的一种更复杂、更细致的解释，它支持一种管理结构的模块化方法，允许节点在实现之前对治理元素进行集体审查，以实现功能和安全性。

Ralph Merkle是公钥密码学的发明者之一，他提出了一种区块链管理结构，实现Robert Hanson的“未来”结构，即网络节点定义价值，并利用预测市场来决定哪些行动将使这些价值最大化，并对网络节点进行激励。

区块链范式的转变代表了人类发展到新阶段，过去从不能如此快速地、同一时间地、对数千个不同管理结构进行测试。区块链管理的发展，目前可能还处于萌芽阶段，但寒武纪（Cambrian）管理实验的发展正在进行之中。