何者永存:以太坊危机及后续

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去中心化数字货币的概念,就像其他应用,比如财产登记,早在几十年前就被提出来了。

作者 | 杨小邪 出品 | 奔跑财经(FinaceRun)

前言:2014年1月23日,维塔利克在其创办的《比特币杂志》上正式发布以太坊白皮书。

以太坊的现实机遇

去中心化数字货币的概念,就像其他应用,比如财产登记,早在几十年前就被提出来了。

20世纪八九十年代的匿名E-Cash协议是以大卫·乔姆(David Chaum)的盲签名技术为基础的。此协议提供具有高度隐私性的货币,但并没有流行起来,因为它们依赖于中心化的中介;1998年,戴伟(Wei Dai)的B-Money首次引入了通过解决计算难题和去中心化共识来创造货币的想法,但该提议并未给出实现去中心化共识的具体方法。

2005年,哈尔·芬尼(Hal Finney)引入了“可重复使用的工作量证明机制”的概念,该机制同时结合了B-Money的想法和亚当·拜克(Adam Back)提出的计算困难的哈希现金难题以创造加密货币。但是,这种概念再次迷失于理想化,依赖于可信任的计算作为后端。

因为货币是一个先申请应用,交易的顺序至关重要,所以去中心化的货币需要找到实现去中心化共识的解决方法。在比特币之前的所有货币的协议遭遇的主要障碍是,尽管关于创建安全的拜占庭容错多方共识系统的研究已历时多年,但上述协议并未解决全部问题。

中本聪的创新点在于:将一个简单的基于节点的去中心化共识协议与工作量证明机制结合。节点通过工作量证明机制获得参与到系统中的权利,每十分钟将交易打包到区块中,从而创建出不断增长的区块链。尽管拥有大量算力的节点有更大的影响力,但获得比整个网络更多的算力比创建100万个节点要困难得多。尽管比特币区块链的模型非常简陋,但实践证明它确实非常好用。

将区块链思想应用到其他领域的想法早已有之。

2005年,尼克·萨博(Nick Szabo)提出“用所有权为财产冠名”的概念,并描述了复制性数据库技术的发展如何将基于区块链的系统应用于土地所有权名录存储,以及创建包含诸如房产权、违法侵占和乔治亚州土地税等概念的详细框架。但可惜,当时还没有实用的复制性数据库系统,所以这一协议并没有被付诸实践。

在比特币的去中心化共识诞生以后,许多区块链应用开始快速出现。

以最早且最成功的域名币(Namecoin)为例,域名币创建于2011年,是一个去中心化的域名注册数据库。Namecoin提供传统DNS(域名管理系统)服务商类似的功能,不同点是Namecoin基于去中心化的区块链,可以阻止网络审查,保证信息自由发布。

在诸如Tor、BitMessage和比特币这样的去中心化协议中,都需要辨别账户的方法,才能够与用户进行交互。但是,在所有的现存的解决方案中,仅有的可用身份标识是类似于1LW7wp5ZBqaHW1jL5TciBCrhQYtHagUWy这样的伪随机哈希。理想情况下,用户会希望拥有一个类似于“george”这样的名称的账户。

问题是,如果有人可以创建“george”账户,那么其他人同样也可以创建“george”账户来假扮他人。唯一的解决方案是使用先申请原则,只有第一个用户可以成功注册,后面的用户不能再次注册同一个账户。这一问题通过比特币共识协议就可以轻松解决。

补充资料:.com/.cn,com和cn的DNS服务商分别由美国和中国控制,所以政府可以审查网站内容,甚至关闭。Namecoin对应.bit域名,.bit提供类似.com的服务,只不过.bit域名被永久性写入区块链,任何人不能控制,保证了网站能自由发布信息。举个列子,极端情况下美国政府可以关闭全球影响力的google.com,但不能关闭google.bit。

(来源:Namecoin官网)

Namecoin通过建立一个独立的网络构建共识协议,但是该实施起来非常困难:从域名使用来看,浏览器默认不支持解析.bit网址,需要安装插件,这个问题会导致大部分人无法访问.bit网站,难以向大众普及。 另外在中国网站需要备案,.bit无法备案就不能在中国境内机房托管,压根就没法使用。 由于Namecoin的匿名、低成本、无法审查的特性,给非法行为也提供了便利。 因此,.bit只是个小众的DNS。

另外也是诸多类似Namecoin区块链应用遇到的瓶颈:每一个应用都需要创建独立的区块链,同时建立并测试所有的状态转换功能和网络代码。但在实际应用市场中,大多数的应用规模实在太小,以至于根本没有必要搭建专有区块链,而且,在去中心化自治组织中,大多数应用需要进行交互。

无论是比特币还是后起的区块链应用,受限于可扩展性、标准化、特性完备、易于开发和互操作性等。而以太坊在以上概念上进行整合及改进,从而使得开发者能够创建任意基于共识的应用。

以太坊——下一代智能合约和去中心化应用平台

从区块链架构上来看,以太坊区块不仅包含交易列表和最新的状态,还包含区块号和难度值。

以太坊中的区块验证算法如下:

1.检查区块引用的上一个区块是否存在且有效。

2.检查区块的时间戳是否比引用的上一个区块大,并且小于15分钟。

3.检查区块号、难度值、交易根、叔根和燃料限额(以太坊特有的底层概念)是否有效。

4.检查区块的工作量证明是否有效。

5.将S[0]赋值为上一个区块的STATE-ROOT。

6.将TX赋值为区块包含n笔交易的交易列表。对于属于0,…,n-1的i,进行状态转换S[i+1]=APPLY(S[i],TX[i])。如果任何一个转换发生错误,或者程序执行到此处所花费的gas超过了GASLIMIT,返回错误。

7.用S[n]给S-FINAL赋值,向矿工支付区块奖励。

8.检查S-FINAL是否与STATE-ROOT相同。如果是,则区块是有效的;否则,区块是无效的。

在确认效率上,以太坊和比特币差不多,尽管以太坊上有诸多应用,原因在于以太坊的状态存储在树结构中,每增加一个区块只需要改变树结构的一小部分。因为2个相邻的区块的树结构的大部分应该是相同的。由此,数据只需存储一次,就可以被指针(即子树的哈希)引用2次。这一概念是对默克尔树的修改,被称为“帕特里夏树(Patricia Tree)”,这一树结构不仅允许改变节点,还可以高效地插入和删除节点。此外,因为所有的状态信息是最后一个区块的一部分,因此没有必要存储全部的区块历史。

以太坊上可搭建三类应用。第一类是金融应用,这类应用为用户提供更强大的途径,使他们可以用自己的资金进行合约的管理与参与,包括子货币、金融衍生品、对冲合约、储蓄钱包、遗嘱甚至某种与现实一模一样的雇佣合约。第二类是半金融应用。第三类是完全非金融类应用,如在线投票和去中心化治理。

理念兼具技术实力,实践情况如下。

据非小号平台统计,以太坊(ETH)总市值排名第二,共计1308.29亿人民币,众筹价格0.3080美元,现价171.54美元,投资回报率为55658%,流通率为100%(比特币为85.24%)。

技术更新上,GitHub最近更新时间为9月29日,总提交次数为11248(比特币:21439),Star次数为24327(比特币:40231),Fork次数为8783(比特币:24186),贡献者总计428人(比特币:653)。

从用户规模来看,Twitter粉丝为44.81万(比特币:42.28万),Reddit粉丝为44.60万(比特币:115.07万),Facebook粉丝为15.57万(比特币:18.50万),GitHub粉丝为2014(比特币:3508)。

据DAppTotal.com数据显示,近一段时间,以太坊Gas消耗持续处于高度饱和的状态,截至到9月27日,以太坊网络Gas消耗量价值总计1,239个ETH,Gas利用率占以太坊网络可承载Gas总量的91.34%。经综合对比发现,Gas消耗量排名前5的智能合约分别为:FairWin(43.66%),ERC20 USDT(5.66%),HyperFair(2.31%),EtherHonor(1.98%),Roman Storm Multi Sender (1.37%)。经DAppTotal数据分析师深入分析发现,FairWin的已知用户来源有1/3来自于火币交易所,少量用户来自Gate.io、Bit-Z、BiKi等交易所,此外也有相当一部分用户来自去年火爆一时的类Fomo3D游戏LastWinner。

以太坊协议最初被构思为一个通过高度调用的语言来提供链上托管、提现限制、金融合约和赌博市场等高级功能的升级版加密货币。以太坊协议不会直接支持任何应用,但图灵完备编程语言的存在意味着理论上可以为任何交易类型和应用创建任意合约。但值得关注的一点,以太坊会比纯粹的货币走得更远。

围绕去中心化存储、去中心化计算和去中心化预测市场,以及数十个类似概念建立的协议和去中心化应用极有可能从根本上提升行业的效率,并通过首次添加经济层来为其他P2P协议提供提升的基础。最终,还将出现一大批非资金盘类的应用。

以太坊危机

1、技术瓶颈

以太坊联合创始人兼首席思想家Vitalik Buterin在Twitter发言,对ETH的可扩展性持悲观态度,这个问题在链上没有解决,而在链下解决也是非常困难,且有其他缺点。

来自Etherscan.io的数据也表明,以太坊的网络利用率飙升至90%。Vitalik表示,随着利用率的提高,交易成本也会随之而来,可能使潜在的企业用户对使用以太坊犹豫不决。

2、开发者流失

就数量而言,以太坊的开发者流失率显然是微不足道的,因其生态系统仍以非常健康的速度在增长,增长率远高于流失率。两年前,以太坊生态系统上的开发者约10万人,与现在的25万至35万相比,增长幅度显而易见。2019年9月6日至8日举行的波士顿黑客马拉松(ETH Boston hackathon)活动中,参与者中13%是以太坊的新成员,21%是初学者,这表明新加入的开发者远多于离开的人数。

从定性角度而言,有行业人士表示,“开发者很容易被ETH奖励所吸引,几个月后他们就离开了,但这些人至少试图在此基础上进行开发。项目遇到了麻烦,适合原型设计,但不适用于商业版本。”

3、治理混乱

以太坊核心技术成员 Lane Rettig 曾发文表示,以太坊的治理已经失败。

“我们实际上就是技术专家统治(technocracy):一小群技术专家(核心开发者)对协议更新有着最终决定权。”

“核心开发者不想做出这些决定,因为他们自认能力不够、害怕承担法律风险,或者本身就习惯回避冲突、只喜欢写代码。以太坊基金会不会做决定,因为他们害怕,往好里说就是担心偏袒某一方,往坏里说就是害怕站边(表达意见)。”Lane Rettig 说。

4、V神的神化

和中本聪不同,以太坊联合创始人兼首席思想家Vitalik Buterin(维塔利克·布特林)因其非凡的经历受追捧,年仅25岁,身价过亿,所以行业人士又称他为“V神”,所以一定程度上被神化。

补充资料:Vitalik Buterin(维塔利克·布特林),俄罗斯裔加拿大人,生于1994年1月,曾就读于加拿大滑铁卢大学,先后获得奥林匹亚咨询奖铜牌和硅谷的蒂尔奖学金,并于2014年获得IT软件领域世界科技奖;2018年入选《财富》杂志“40位40岁以下商界精英”。曾担任《比特币杂志》联合创始人及撰稿人,现任以太坊联合创始人及首席科学家。发表有《以太坊白皮书:下一代智能合约和去中心化应用平台》及ZK-SNARK、ZK-STARK系列等有重要影响力的论文。

Vitalik曾经在接受媒体采访时说道,“某种程度上,我是一个一直生活在‘系统’之外的人。我通过互联网自己学习很多东西的经历,让我意识到一件事情很重要:建立一个世界,让不管以任何方式脱离主流的人们都可以在这里生活”。

以太坊经历过两次大的冲击,第一次是类似波场这种靠营销走红的币,Vitalik说,如果波场超越了以太坊,“我会对人类失去一大部分希望”。第二次冲击是Libra的横空出世,Vitalik说,Libra“绝对会”和去中心化的去中心化的公链形成竞争。

以太坊后续

9月23日,Vitalik参加以「以太坊区块链生态新发展」为主题的活动,在讲述了以太坊的发展史之后,Vitalik又讲到了区块链的Layer1扩展技术Sharding(分片),以及Layer2可扩展性技术(包括Plasma、Rollup、Channels等)。

以太坊2.0是以太坊网络的重大升级,升级的一部分就是转变为PoS机制(Casper);另一部分就是Sharding(分片)技术的采用,这是以太坊2.0将采用的扩展性解决方案。

Vitalik表示,Sharding的扩展方式就是,通过将以太坊网络中的交易分配给网络中的所有分片链进行处理。当前的以太坊网络处理交易的方式是,网络中的所有计算机(节点)都必须验证每一笔交易,这种方式使得网络非常安全,因为让所有的计算机验证所有的交易,能够保证将不会确认无效的交易;但这种方式的效率不足,因为每笔交易可能都需要被验证超过10万次,因此导致网络出现可扩展性问题。

Sharding能够解决以太坊网络的可扩展性问题,即通过将以太坊2.0网络中的验证者(节点)进行随机分成小组,让这些验证者小组来验证不同的区块。同时,网络依旧是非常安全的。

此外,还存在Layer2扩展方案来改善区块链网络的可扩展性。Layer2扩展方案是指通过改变应用的运行方式(而不是改变区块链本身的运行方式),使得这些应用能够更有效地使用区块链网络。Vitalik提到了三种Layer2扩展技术:Plasma、Rollup和Channels(通道技术)。

Vitalik说道,Plasma和Channels技术的运作方式是这样的,即通过将交易从主链转移到链下,只有当交易的其中一方试图作弊,或者一些参与者离线或作恶等情况下,交易才会被转移至链上。这两种Layer2方案依旧能享受链上的安全性,因为如果出现恶意交易中,用户将能够将资产转移至链上。但由于大部分时候,链下的交易数据都不会公布在链上,这种方式带来的扩展性提升大约只有100-1000倍。

另一种Layer2扩展技术是Rollup,通过在链下计算并在链上存储数据。这三种Layer2扩展技术是可以与Sharding技术同时在以太坊2.0网络中使用,进一步提升以太坊网络的可扩展性,比如每秒处理50,000笔交易,但这方面的技术还有待进一步发展。

Vitalik现身深圳大学,人们感叹于他的“V式上台”,“俄罗斯天才少年现身深大”。

某项目方官方社群的讨论。

——“昨天V神就跟两个人合影了,是我们的新进管理员”

——“V神真是害羞的很”

——“区块链第一人啊,中本聪没出现V神妥妥的第一人”

——“要是英文好点~加个微信把他搞定了”

——“新管理员是深大学生吗?”

——“不是,我会带领一批深大的区块链学生进入区块链市场”

——“刀下留人”

技术和概念是基础,而人格魅力,有人以此为锦上添花,有人以此为雪中送炭。存在即合理。

关于以太坊的未来,以太坊核心技术成员 Lane Rettig Lane Rettig表示,“现如今以太坊面临越来越多非技术领域的挑战,但却没有一个人能够站出来代表以太坊作出决定”。Vitalik也曾经表示,“我不认为去中心化系统应该接管全世界,只要能够占据一个关键领域就够了”,以太坊的发展也是如此,以太坊不是唯一的“区块链模式”,随着技术、人文、经济等往前发展,以太坊会越来越做“专注的领域”,而区块链更是会呈现出百花齐放的盛景。

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