區(qū)塊鏈距離規(guī)?；逃茫€缺什么？

文/薛洪言關(guān)于區(qū)塊鏈如何具有劃時(shí)代意義及其潛在的巨大影響，相信很多人都已經(jīng)略有耳聞、略知一二，這一點(diǎn)已經(jīng)逐漸沒(méi)了異議。而關(guān)于區(qū)塊鏈何時(shí)才能真正改變世界，大多數(shù)人則莫衷一是，一些人看到或參與了區(qū)塊鏈的初級(jí)商用實(shí)驗(yàn)而變得樂(lè)觀，一些人則關(guān)注區(qū)塊鏈的潛在制約條件而愈發(fā)悲觀。問(wèn)題來(lái)了，2009年至今，在近8年的時(shí)間內(nèi)，區(qū)塊鏈如何一步步進(jìn)化并趨于壯大的？取得了哪些突破？距離規(guī)模化商用，還存在哪些限制性條件？下面筆者做些拋磚引玉的思考，一家之言，歡迎大家留言交流。區(qū)塊鏈的由來(lái)及其演進(jìn)邏輯區(qū)塊鏈（blockchain）一詞來(lái)源于比特幣，比特幣區(qū)塊鏈也是最早的區(qū)塊鏈，可視作區(qū)塊鏈1.0的典型代表。中本聰在第一版比特幣程序中，把保存比特幣交易數(shù)據(jù)的文件夾命名為blockchain，這一名稱(chēng)被其他加密數(shù)字貨幣延續(xù)下來(lái)，區(qū)塊鏈成為指代加密數(shù)字貨幣歷史交易數(shù)量的專(zhuān)有名詞。從2015年開(kāi)始，主流金融機(jī)構(gòu)開(kāi)始研究加密數(shù)字貨幣的系統(tǒng)，把系統(tǒng)的底層技術(shù)和上層業(yè)務(wù)做了分離，用blockchain technology來(lái)指代這套底層技術(shù)組合，便形成了目前區(qū)塊鏈的概念和范疇。因此，區(qū)塊鏈并非單項(xiàng)的技術(shù)創(chuàng)新，而是對(duì)多種已有技術(shù)的創(chuàng)新性組合應(yīng)用，既包括密碼學(xué)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵W(xué)、一致性算法、博弈論等基礎(chǔ)學(xué)科的知識(shí)，在其進(jìn)化過(guò)程中又相繼加入了工作量證明、智能合約、側(cè)鏈、閃電網(wǎng)絡(luò)等新的模塊和特性。在此過(guò)程中，區(qū)塊鏈的內(nèi)涵日趨豐富，距離走入現(xiàn)實(shí)世界也越來(lái)越近?；仡檯^(qū)塊鏈的演進(jìn)歷史，便要從第一個(gè)區(qū)塊鏈——比特幣區(qū)塊鏈講起，比特幣區(qū)塊鏈的各種內(nèi)在缺陷是區(qū)塊鏈自身演化的主要驅(qū)動(dòng)力。比特幣區(qū)塊鏈?zhǔn)瞧駷橹狗植脊?jié)點(diǎn)最多，也是最去中心化、最安全的區(qū)塊鏈，但存在區(qū)塊限制和擴(kuò)展性差兩大難題。區(qū)塊限制表現(xiàn)為數(shù)據(jù)吞吐量、交易延遲（大約10分鐘一個(gè)區(qū)塊）、交易最終性（一般要等待6個(gè)區(qū)塊即60分鐘才能確認(rèn)為最終交易）等問(wèn)題。通俗表達(dá)的話，比特幣區(qū)塊鏈每秒鐘只能處理7筆交易，每筆交易要等待約60分鐘才能最終確認(rèn)無(wú)誤。在這種限制條件下，比特幣區(qū)塊鏈只能支持幾十萬(wàn)用戶半正常地使用，或最多支持幾百萬(wàn)人每月使用兩次以內(nèi)。早期少有人問(wèn)津時(shí)還能應(yīng)對(duì)，隨著比特幣生態(tài)圈的擴(kuò)大，比特幣區(qū)塊鏈便出現(xiàn)了交易擁堵現(xiàn)象，很多交易需要排隊(duì)等待被寫(xiě)入?yún)^(qū)塊鏈，為了提高優(yōu)先級(jí)，還不得不支付較高的手續(xù)費(fèi)。擴(kuò)展性差則是另外一個(gè)難題，意味著比特幣區(qū)塊鏈雖然是最大、最安全的區(qū)塊鏈，但除了比特幣交易外，很難便捷地應(yīng)用于其他領(lǐng)域。若區(qū)塊鏈僅限于數(shù)字貨幣領(lǐng)域，則其意義顯然要大打折扣。為了改進(jìn)這種缺陷，便衍生出兩種不同的思路，一種是不排斥（或不脫離）比特幣區(qū)塊鏈本身的前提下進(jìn)行的創(chuàng)新，一種是通過(guò)再造一個(gè)區(qū)塊鏈來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。幾個(gè)關(guān)鍵的創(chuàng)新第一種思路下，衍生出了彩色幣、側(cè)鏈、閃電網(wǎng)絡(luò)等一系列創(chuàng)新；而第二種思路下，通過(guò)全新的底層協(xié)議和對(duì)比特幣各類(lèi)創(chuàng)新提議的針對(duì)性吸收，便誕生了以太坊、瑞波、比特股、EOS等競(jìng)爭(zhēng)幣區(qū)塊鏈。從現(xiàn)階段來(lái)看，比較關(guān)鍵的創(chuàng)新大概有這么幾種：共識(shí)算法的進(jìn)化、圖靈完備的智能合約平臺(tái)和閃電網(wǎng)絡(luò)。共識(shí)算法的演進(jìn)共識(shí)算法解決的是在分布式網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)參與主體如何就關(guān)鍵問(wèn)題達(dá)成一致意見(jiàn)的問(wèn)題，包括內(nèi)容的準(zhǔn)確性、有效性、時(shí)間順序等等。正是有了共識(shí)算法，才能依靠分散、獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)處理各類(lèi)復(fù)雜的問(wèn)題、應(yīng)對(duì)各種潛在的攻擊，確保區(qū)塊鏈安全有序運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到去中心化、去信任、不可篡改的效果。舉個(gè)不恰當(dāng)?shù)睦?，看上去雜亂無(wú)章、缺乏智能的蜂群，如何建立起精致的蜂巢？又是如何在惡劣的自然環(huán)境下確保蜂群的基因延續(xù)？靠的也不過(guò)是一些簡(jiǎn)單的規(guī)則，這些規(guī)則，大致可類(lèi)比區(qū)塊鏈里面的共識(shí)機(jī)制。共識(shí)算法的重要性可見(jiàn)一般，區(qū)塊鏈的進(jìn)化離不開(kāi)共識(shí)算法的演進(jìn)。比特幣區(qū)塊鏈采取的是工作量證明機(jī)制（POW），優(yōu)點(diǎn)是公平、去中心化，也最安全，缺點(diǎn)則是依靠算力的機(jī)制對(duì)電力存在巨大的消耗且達(dá)成共識(shí)的效率比較低。如美國(guó)分析師曾測(cè)算，按照目前礦機(jī)的演化速度，到2020年挖出一個(gè)比特幣可能耗費(fèi)5500度電。若不能在共識(shí)機(jī)制上進(jìn)行創(chuàng)新，僅僅基于環(huán)保和能源保護(hù)的考慮，便很難再出現(xiàn)第二個(gè)、第三個(gè)比肩比特幣的區(qū)塊鏈，區(qū)塊鏈的廣泛推廣應(yīng)用更是一句空話。于是，POW機(jī)制之外，我們又看到了POS、DPOS、PBFT、Casper等等共識(shí)協(xié)議，大幅推動(dòng)了區(qū)塊鏈在環(huán)境保護(hù)、共識(shí)效率等方面的進(jìn)步，也使得各種各樣的區(qū)塊鏈成為可能。智能合約所謂智能合約，是指能夠自動(dòng)執(zhí)行合約條款的計(jì)算機(jī)程序。有了智能合約，便能把鏈下的很多業(yè)務(wù)搬到區(qū)塊鏈上，可視作連接區(qū)塊鏈與現(xiàn)實(shí)世界的橋梁。比特幣的腳本系統(tǒng)是對(duì)智能合約概念的第一個(gè)基本實(shí)現(xiàn)。不過(guò)，比特幣區(qū)塊鏈的可編程性僅僅停留在“將比特幣變成可編程的電子貨幣”，去實(shí)現(xiàn)一些基礎(chǔ)性的智能合約，延展性非常有限，復(fù)雜的應(yīng)用系統(tǒng)很難在比特幣區(qū)塊鏈上運(yùn)轉(zhuǎn)。在提升區(qū)塊鏈延展能力上，區(qū)塊鏈社區(qū)做了很多嘗試，以太坊是最為成功的一個(gè)。以太坊實(shí)現(xiàn)了一個(gè)更為靈活的圖靈完備的智能合約平臺(tái)，圖靈完備的語(yǔ)言提供了完整的自由度，讓用戶搭建各種應(yīng)用，合約所能提供的業(yè)務(wù)，幾乎是無(wú)窮無(wú)盡的，它的邊界就是你的想象力。閃電網(wǎng)絡(luò)閃電網(wǎng)絡(luò)解決的則是交易效率問(wèn)題，其目的是在不犧牲安全性和可證性的基礎(chǔ)上，將絕大多數(shù)交易帶離比特幣區(qū)塊鏈，從而可以大幅提升比特幣的交易效率。閃電網(wǎng)絡(luò)的核心思想在于把比特幣區(qū)塊鏈由結(jié)算平臺(tái)變成清算平臺(tái)，閃電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的交易視為結(jié)算，通過(guò)閃電網(wǎng)絡(luò)在鏈下實(shí)現(xiàn)，需要脫離閃電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交易時(shí)視作清算，通過(guò)比特幣區(qū)塊鏈實(shí)現(xiàn)，這樣便大大降低了比特幣區(qū)塊鏈的交易數(shù)量，間接地提升了整個(gè)比特幣區(qū)塊鏈的交易處理能力。同時(shí)，由于極少地使用到區(qū)塊鏈，所以交易的手續(xù)費(fèi)支出也大大降低。若引入閃電網(wǎng)絡(luò)，比特幣區(qū)塊鏈處理能力的瓶頸將被徹底打破，時(shí)延、最終性、容量甚至隱私問(wèn)題也迎刃而解?；谶@個(gè)原因，比特幣社區(qū)甚至認(rèn)為：“閃電網(wǎng)絡(luò)”的論文對(duì)比特幣的重要性僅在中本聰?shù)膭?chuàng)世論文之下，排名第二。閃電網(wǎng)絡(luò)的理念始于對(duì)比特幣區(qū)塊鏈的改進(jìn)，之后被其他競(jìng)爭(zhēng)幣區(qū)塊鏈采納，如以太坊便推出了類(lèi)似的雷電網(wǎng)絡(luò)概念。閃電網(wǎng)絡(luò)解決了區(qū)塊鏈處理能力的瓶頸，也必將成為區(qū)塊鏈走入現(xiàn)實(shí)世界的重要推動(dòng)力。距離大規(guī)模商用，還缺什么？從大的骨架上來(lái)看，區(qū)塊鏈從數(shù)字貨幣領(lǐng)域向現(xiàn)實(shí)世界的擴(kuò)展已經(jīng)越來(lái)越近。缺的是什么？大概是時(shí)間，需要依靠時(shí)間去完善細(xì)節(jié)、依靠時(shí)間去達(dá)成共識(shí)，自然，最后還缺一個(gè)殺手級(jí)的區(qū)塊鏈應(yīng)用。這個(gè)應(yīng)用至少要滿足一個(gè)條件，那便是支持百萬(wàn)級(jí)別用戶，且能吸引到百萬(wàn)級(jí)別用戶。而做到這一點(diǎn)，則要求背后的區(qū)塊鏈能夠大幅降低交易費(fèi)用、輕松升級(jí)迭代和bug修復(fù)、快速的反應(yīng)和超強(qiáng)的負(fù)載能力。當(dāng)然，跨鏈交互、權(quán)限控制、密鑰恢復(fù)、身份認(rèn)證等細(xì)節(jié)性功能就更不用提了?，F(xiàn)在看，無(wú)論是比特幣區(qū)塊鏈還是以太坊，距離這一目標(biāo)都還有很遠(yuǎn)的距離。不過(guò)，方向已經(jīng)明確，不是么？

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