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巴比特专栏 | 关于区块链的系统思考与梳理

0.前言

这一切都有迹可循,线索就在技术的发展当中。

 

1.从分布式说起

分布式技术出现很久了,大概可以这么说,计算机的历史有多久,分布式的历史就有多久。

分布式的概念是这么定义的:

狭义的分布式是指,指多台PC在地理位置上分布在不同的地方。

广义的分布式,概念就丰富了,有分布式系统、分布式程序、分布式计算等等。

虽然分布式的概念提出了很久,但是一直没有得到大规模的实际用途,具体是什么原因呢?没有人说得清楚,但我个人估计是没有现实的需求。

在互联网还没有真正发展起来的时候,大部分业务中心化的服务器都可以处理的很好,效率又高,费用又低,所以对分布式没有需求,所以分布式也就没有大规模发展起来。

 

2.分布式技术的实际应用

 

但是,在互联网发展到一定的程度与规模之后,中心化的技术在发展当中遇到了一些小小的问题。

以内容下载为例,如果都从中心化的服务器上下载,那么整个下载的速度就会很慢,并且下载的人越多,速度就会越慢。

但是很多内容是刚需,只要能想办法早一秒下载好,就需要早一秒下载好,每一秒都很关键。

于是迅雷和PPTV等项目,开始进行分布式改造,万向信托董事长肖风在演讲中曾经这么描述PPTV:

现在还有一个案例就是中国的PPTV,大家去看,它采用的就是分布式互联网技术,你没有办法找到谁在盗版?我们知道要想让电影看起来很流畅,一秒钟就要播放24桢画面,在PPTV上,每秒的24桢图画是存在不同的电脑里面的,所以公安没有办法去查找谁在盗版,你根本不可能查得出来谁在盗版,当你在点播PPTV上的一个视频时,基于这一套算法,就把存在于不同电脑里的图片调出来,还要按照顺序在一秒钟之内帮你播出去,这就是分布式互联网。

未来的世界是一个分布式的世界。因为随着数据量的增多,任何的单一的中心服务器都无法承载。如此大负荷的计算量,正如某某所说。未来时一公里之内就会有一个交换机站。

未来世界,一公里之内就会有一个交换机站,那时的网络和信号太美我不敢想,这正是分布式技术能够带给我们的美好未来。

 

3.从分布式技术到分布式共识

 

技术的演化永远向前,永不停歇!

前面所说的迅雷和PPTV,都只是分布式技术的具体应用,但是他们仍然是在一个中心化机构的管理下进行,仅限于技术层面的协作,算是在既定协议下的简单交换。

这边分布式技术在马不停蹄的发展,那边有一个更为大胆的想法出现,有没有可能我们不仅仅能用上分布式的技术,而且还能够实现分布式的共识呢?

分布式共识与分布式技术虽然只差一个词,但是两者的内涵完全不一样,分布式技术是技术层面的合作,而分布式共识却是社会层面的合作,它的内涵和适用范围要广得多。

为了解决这个问题,科学家们想了很多办法。

 

4.容错与共识算法

 

为了从“分布式技术”提升到“分布式共识”,科学家们提出了很多理论,付出了很多的努力。

分布式系统要想达成百分之百的共识,是非常非常困难的事,总会有人恶意作恶,总会有人出现错误或者网络延迟等各种问题,要达成分布式的共识,最重要的是解决在达成共识过程中会出现的各种“故障”,用专业术语说,就是要解决容错问题。

比如:

(1)简单容错在简单的容错系统中,我们假设系统的所有进程的行为方式都是固定的:要么遵守协议,要么失败。这种类型的系统能够妥善处理脱机或故障节点,并且不必担心节点发出任意或恶意的行为。但是,如果运行环境不受控,简单容错机制很难发挥作用。

(2a)拜占庭容错在拜占庭容错系统中,我们假设节点可能产生故障或者恶意。在分散系统中,网络是开放的、不受限制的,节点由独立的个体控制,因此行为有很大的随意性,在设计系统模型时,这种情况必须考虑。

(2b)BAR 容错还有一种故障叫做“理性”故障,即节点为了自身利益,可能会背离系统整体的目标。换句话说,节点可以老实,也可以不老实,这取决于其动机。如果“筹码”足够高,那么甚至大多数节点都会“叛变”。正所谓忠诚,取决于背叛的筹码。这被正式定义为 BAR 模型,它考虑到了拜占庭式故障和理性故障。

 

5.分布式共识的不可能三角

具体的技术原理我们暂时不去管它,只需要知道关于如何达成分布式的共识一直在学术上没有得到有效解决方案,甚至拜占庭将军问题在很长一段时间被认为是无解的,还有人提出了“不可能三角”理论。

不可能三角:在分布式数据系统中,有一个cap原理(CAP Theorem)。CAP原理中,有三个要素:一致性(Consistency)可用性(Availability)分区容忍性(Partition tolerance)CAP原理指的是,这三个要素最多只能同时实现两点,不可能三者兼顾。因此在进行分布式架构设计时,必须做出取舍。而对于分布式数据系统,分区容忍性是基本要求,否则就失去了价值。因此设计分布式数据系统,就是在一致性和可用性之间取一个平衡。对于大多数web应用,其实并不需要强一致性,因此牺牲一致性而换取高可用性,是目前多数分布式数据库产品的方向。

注意看最后一句话:因此牺牲一致性而换取高可用性,是目前多数分布式数据库产品的方向。

也就是说一致性的问题,并没有得到很好的解决,这种尴尬的状态一直持续到中本聪的出现。

 

6.中本聪

中本聪是一个知识面非常丰富,横跨多领域的天才。

从他在比特币白皮书和bitcointalk论坛上的发言来看,他至少拥有计算机、密码学、网络、经济学等多领域的专业知识。

而且,在他之前整个密码学界已经做了大量的探索和积累,也曾经出现过类似于Hash cash之类的产品,并且在椭圆双曲线、SHA256、工作量证明、电子签名等多个领域出现了成熟的实用技术。

正是在他天才的思想与各种机缘巧合的历史背景下,中本聪解决了分布式共识的问题!

他开创性的用工作量证明和最长链法则结合解决了共识的问题;他非常巧妙的用概率上的不可能解决了最终确认的问题;虽然牺牲了一定的高性能,但是算是成功的解决了拜占庭容错的问题,第一次让分布式共识在实际意义上变得可行了。

分布式共识的达成是非常重要的历史突破!

刘昌用老师就把分布式共识这个特性看得非常重,认为它是整个区块链的核心,他说:

我认为区块链的核心是分布式共识。分布式共识提出的就是所谓的区块链核心去中心化,分布式共识的价值就在于简单投票的方式可以用到全球大规模的分散的经济活动当中去。

对此,我深表认同。

 

7.比特币:一种点对点的电子现金系统

 

比特币的一声炮响,为我们打开了新世界的大门。

中本聪设计的比特币非常精妙,从交易到链式数据结构,从工作量证明到网络传播,再到最长链法则,再到激励,一环一环,环环相扣。

比特币的出现,是为了实现它白皮书中所说的目的——一种点对点的电子现金系统。这种电子现金系统的神奇之处在于,它没有中心,完全由分布式共识驱动着往前发展。

从哲学角度来讲,分布式共识的达成是一种秩序的形成,是一种熵减的行为,但是大自然的方向却是熵增的。你要实现这种秩序,就必须付出额外的代价,而比特币是用工作量证明来达成的这种秩序。

 

8.去中心化——分布式共识的核心奥义

 

这里有一个小细节需要注意,我前面都是讲的分布式共识,但是到了比特币这里突然讲到了点对点,这两个词并不是同一个意思。

事实上,分布式是一个非常大的概念,而点对点是一个非常具体的概念,这两个概念之间还有一个非常重要的概念叫做——去中心化。

这们之间的关系大致是这样的:

分布式 > 分布式共识 > 去中心化 > 点对点

a.要想保证直接的点对点效果,前提是必须有去中心化这个特性的保证;

b.并不是所有去中心化都能实现点对点;

c.去中心化是分布式网络结构中的一种,所有的去中心化都是采用分布式网络结构的;

d.分布式网络结构并不都是“去中心化”的,也可能是“中心化”的。巴比特专栏 | 关于区块链的系统思考与梳理江卓尔非常看重“去中心化”这个特性,他多次表达这样的意思:

去中心化的特性是区块链的全部意义所在。

这种去中心化的特性,能带来很多在中心化世界中所没有的东西——比如自由。

正如他经常说的另外一句话:

区块链带来自由,自由带来交易,交易带来财富,这就是区块链时代财富的核心逻辑;

由此我们也可以感受下去中心化的特性到底有多重要。

 

9.计算即权力——去中心化世界的话语权

 

工作量证明的出现,成功的解决了分布式共识的达成问题,同时也打开了一扇去中心化世界的大门。

从那时开始,能够实现工作量证明的算力,开始作为生态中最重要的因素登上历史舞台。

甚至不夸张的说,算力有可能成为区块链时代和接下来这个科技智能时代所有生态的顶点。

因为算力无论是对作为生产关系的区块链,还是对生产力的人工智能,还是对作为生产资料的数据都有至关重要的作用。

算力持有者是区块链行业最重要的利益相关者,也是最聪明最敏感的群体,他们所在的地方一般就是利益最大的地方。

同时,算力之争其实也是这个行业的权力之争,这里面斗争的残酷性完全不因为有“共识”这种美好的词汇而减轻半分。

而在算力之争中,大的算力将碾压小的算力,这很残酷!这正在发生!

 

10.区块链:分布式共识的系统性解决方案

 

在比特币的设立之初,目标就很明确,就是要成为一种点对点的电子现金系统,也就是说是当作货币来设计的,所以在代码中增加了许多货币所独有的特点。

比如说固定总额2100万个,比如说十分钟出一个区块,比如说固定每个区块挖出比特币的数量,比如说UTXO系统等等,都算是专门为货币交易系统而设计。

在比特币刚出现的时候,并没有区块链这个概念,那时候的区块链更像由一个一个的区块构成的链,而不像现在区块链已经成了一个包含丰富内涵的独立概念。

在比特币成功运行多年之后,人们忽然发现不仅比特币本身是一种伟大的发明,而且它底层所用到的区块链技术,更是一种非常有意义的技术,非常值得大范围推广运用的技术,其意义甚至不亚于比特币本身。

抛开货币这个属性之后,区块链能做的其实更多!

尤其是在POS和DPOS机制等不同的共识机制发明出来之后,以及后来又陆续出来了若干种不同的分布式共识机制,使得区块链竟然得以脱离比特币本身,成为分布式共识的系统集成解决方案。

 

11.不可篡改的事实机器

 

区块链的出现,在解决分布式共识的同时,带来了一个非常重要的特性,就是不可篡改。

有些人可能会觉得不可篡改真的那么有用吗?我现在在微信上的聊天记录也没有谁篡改,我现在支付宝上的转账记录也没有谁篡改,那这种不可篡改和区块链提供给我们的不可篡改,有什么区别呢?

微信上的聊天记录不可篡改,是它暂时没有必要去纂改,不信你看看你的微信公众号,经常有文章被删除,有些人的公众号整体被封禁屏蔽,要修改你的文章更是轻轻松松,只是看有没有必要而已;有些人的支付宝,交易账户被关闭,有些账目被强制退回,这些都是对于数据的篡改。

它们不篡改你的数据不是因为不能,而是因为它们不想和暂时不需要;但是区块链的不可篡改,是真正的不能篡改!

为什么区块链上的消息和转账记录能够,被法院认定为证据,就是因为,区块链的不可篡改特性。

这种真正意义上的不可篡改,给我们提供了一个很重要的东西,就是确定性。

我们以前的信息互联网,上面传递的都是信息,信息具有高度的不确定性,每个人都可以发布,谁都不用为真假负责;但区块链上发布的信息,一经发布,将不可篡改,就可以当作呈堂证供,未来如果追究责任就有了依据。

所以有人说区块链是事实的机器,是信任的机器,正是来源于此。

 

12.ICO——分布式共识下的融资形式

 

前面我们一直在讲分布式共识,实际上,要想达成长久有效的分布式共识,激励机制是关键。

对一个组织而言,光有共识是不够的,共识是基础,有了共识,事情才能够往前推进。但是要把事情往前推进,除了得有共识,还得有资金。有了资金,分布式共识才有意义,去中心化才有活力。

而这些正是ICO出现的意义。

V神的ETH在比特币的基础上做了一些调整,增加了智能合约,使得区块链能够进行一些更复杂的操作,并实现图灵完备。

这些改变让ICO变得非常容易,这也真正为区块链项目的爆发打下了基础,为分布式共识驱动下的新组织向前发展打下了资金基础。

在传统的资本市场融资体系之下,这个过程非常复杂,需要层层监管,需要符合各项指标,并且要花费大量的时间和成本。

但是ICO的出现改变了这一切,它让融资变得和呼吸一样简单,于是一些新的情况发生了。

 

13.价值互联网——让价值像信息一样自由流动

 

价值互联网,是媒体经常用来形容区块链的说法。

价值互联网经常被用来与信息互联网做对比:

在信息互联网时代,我们每个人能零成本、顺意的产生、复制、转移和删除信息;在价值互联网时代,我们每个人也能零成本的产生价值,零成本复制、转移、销毁价值。

这种说法可能稍微有些夸张,我并不认为价值最终能够零成本的产生。也许ETH和ICO的出现,确实实现了让我们每个人可以随意的创造Token,但是这并不能等同于我们每个人能够随意的创造价值。

Token如果不上市交易,就只是一个量化的工具,和现在的积分系统并没有太大的区别。

Token一旦上市交易,就具有了金融的属性,而一旦涉及到金融,那么风险控制一定是放在第一位的。

如果每个人都能随意发行Token,并且Token都能够随意上市交易,那么风险会变得不可控。

我个人认为未来最可能发生的事,是每个人都可以随意发行Token,但不是每个Token都能够上市交易;就好像现在每个人都可以写微博,但不是每个微博最终都会发生打赏等资金往来一样。

我更喜欢的说法是:让价值像信息一样自由流动!说法更加准确,听起来也很优美。

价值不会凭空产生,正如利润不会从天而一样降;让价值自由流动,零成本、无摩擦、无国界的流通,应该才是区块链的本意。

 

14.DAO的出现——分布式共识下的组织形式

 

ICO火起来之后,有一个概念也随之火了起来,就是DAO。

DAO全称是Decentralized Autonomous Organization,即“去中心化的自治组织”,DAO是以太坊智能合约支持的一个功能。

DAO的出现,让分布式的共识在现实生活中有了用武之地,让它能够通过智能合约,对日常事务进行治理,等于赋予了分布式共识以一种类似于企业、公司的全新架构。

The DAO是最初的一个,也是规模最大的一个,其融资众筹一度达到惊人的1.5亿美元,每个参与众筹的人向众筹合约投资以太坊(其实以太坊本身支持的数字货币,也可以叫以太币),并且根据出资金额获得相应的DAO代币,出资人具有审查项目和投票表决的权利。

虽然后续The DAO遇到了一些困难,但这是任何新生事物都不可避免会遇到的困难。

所以到现在,我们的分布式共识就拥有了区块链的技术基础,有了比特币的货币体系,有了ICO的融资方式,有了DAO的组织形式。我们突然发现,分布式共识活了起来,它仿佛有了灵魂一样。

生物学上有一种说法,叫做“自组织”。

生物自组织是指生物本身的一种自我组织、自我构建,与自然环境的诱导作用紧密相连,反映的是生物自身在其演化中的作用.

正如细胞与细胞、细胞与血液之间不断进行的能量传递,能让细胞保持活力一样,自组织之间的价值传递,使得自组织能够保持生机。

自组织的出现,是“新生命”出现的前兆。

 

15.自组织改变世界

 

自组织将从下而上改变世界!

我曾经看过一句话,好像是在混沌大学,大概是这么说的:

牛顿统治上个世纪,达尔文统治这个世纪!

而自组织正是符合达尔文世界的词汇。

我们现在的世界是有很多很多的中心组成,中心与中心之间经常存在矛盾,虽然大部分矛盾最终能够得到解决,但是总有一些矛盾是解决不了的

比如目前经济的全球化已经成了不可逆转的趋势,经济的全球化要求资本自由流通,贸易的阻力越小越好;但是政治天然的区域性,却要求稳定大于一切,要求对所有资金和物品加以监管等等。

这种矛盾很深,并且光靠中心化组织之间相互协调是无法得到彻底解决的。

就好像力气再大的人,也没办法举起自己一样,这种因为中心化,体制所带来的问题,也没有办法通过中心化的管理本身解决,只能通过去中心的方法进行解决,而所有这些领域就是自组织发挥威力的地方。

这种自带社区和治理功能的区块链技术,配合着即将到来的人工智能、大数据、云计算等等,有可能会预示着技术将作为重要的力量,登上社会治理的主舞台。

如果把政府比做人的大脑,把市场比做人的动脉血管,那区块链技术更像是毛细血管,真正把血液和养分送到每一个具体的细胞里。

在没有毛细血管之前,只有大型器官和组织能得到营养,但每一个细胞无法得到足够营养;有了毛细血管之后,细胞才真正开始具备活力。

 

16.区块链的第一性原理——大规模的社会协作

所以,到现在我们有了分布式的共识,有了去中心化的货币,也有了去中心化的融资方式,也有了极具活力的自组织,可是,SO WHAT?

我们拥有这一切,是为了什么呢?

这就要说到区块链的第一性原理了,孟岩老师在接受专访的时候说过,区块链的第一性原理是——大规模的社会协作,我深表认同。

区块链是一种人类大规模协作的工具,它通过经济的正向和反向激励来实现人与人之间的强协作。

如果有了区块链,就可以通过发行通证,以通证为纽带形成激励机制来调动程序员为了某个共同目标进行协作,这就把整个社区变成一个较强的协作体,可以一起去完成一些具有经济价值的事情,整个社区的经济价值和生产力价值也会成倍上升,这对我们这样的社区来说显然是一个历史性的重大机遇。

这是以前人类社会没有经历和见识过的东西。如果我们以通证为基础建立一个新模式,可能就意味着现在大家所熟悉的、已经流行了近五百年的公司体制要面临转型,甚至是被颠覆、解体。

我们拥有这一切,是为了在接下来的社会变革中开始大规模的社会协作。

这种大规模的社会协作是全方位的,会影响到我们日常生活的方方面面的。

到目前为止我们还只说了分布式共识在经济领域的运用,其实分布式共识还可以在政治、社会、文化、通信等社会生活的多个方面得到广泛运用。

 

17.哪些领域需要大规模的协作?

 

我们现在所处的社会,出现了以下几个大的趋势:

A.个人崛起——人与人之间的合作前段时间出了一个新闻,说大部分新三板公司的利润买不起一套房;

其实还有一个新闻,说近八成的新三板公司的市值,不如“papi酱”和“咪蒙”。

而我们身边的朋友圈的状态也在慢慢发生改变:

越来越多的朋友开始自已接项目;

越多越多的朋友开始成为所谓的“斜杠青年”。

这些其实都反应出一个大的历史趋势——个人崛起,之前不是有一本书叫做《超级个体》吗,说的也大概是这个意思。

个人的崛起,意味着单个人的生产力已经可以独自完成某件事,而不需要团队合作,比如某个10多岁的黑客竟然可以独自一人攻破政府军事网站。

当个人崛起,越来越多的超级个体开始出现后,这时必然要呼唤新的组织形式和融资方式,即一种能够以个人为主体的融资方式。

这时传统的股权融资方式是不适合的。既不适合融资,也不适合退出,也不适合管理,而区块链和TOKEN的出现,可以完美的解决这个问题。

B.全球化——国与国之间的合作经济全球化是一个长期的趋势,但是在经济全球化过程中遇到了一些问题难以解决。

比如说长期以来的资本管制,比如说最近中美的贸易冲突等等,而这些现象背后都有深层次的原因,即经济全球化与政治天然的区域化之间的矛盾。

可以明确的是经济是必定要全球化的,资本是注定要全球流动的,谁加以阻止,谁就要被改革掉。

而目前,政治天然的区域化已经严重阻碍了经济的全球化,比如最近的“贸易战”就是明显的表现(未来还将有其它的表现形式)。

要解决资本管制的问题,就需要一种不受任何一个国家管束的国际货币,即比特币;

要解决全球间自由合作的问题,就需要一种既能发挥经济的全球化作用,又不受政治管束的新商业模式:即DAO与ICO。

C.物联网与人工智能——物与物之间的合作我们正迎来一个物联网与人工智能的时代。

生产力决定生产关系,生产关系反作用于生产力,这是在哲学上最广为人知的话。

区块链作为一种生产关系,将对生产力形成极大的反作用。

比如:区块链中有一种基于公钥私钥的身份体系,这意味着不仅是人,而且物体也将会有自己的身份,也能自主的分配利润,这些对于物联网的发展也有着非常重要的作用。也许物体从此将第一次以几乎“平等”的身份登上历史舞台,机器间的大规模协作也将成为可能。

比如:我们经常说不可篡改,那到底谁最需要不可篡改的特点呢?——其实是没有自主意识的计算机最需要!

科技如果最终要有智能的话,那科技就一定要有简单的自主决策的能力。但是如果数据总是可以人为的随意修改的话,那计算机只能不停的等待人为给定的数据,也只会成为人类的工具,而不会成为真正有自主意识的科技智能。

有了确定不可篡改的数据,再加上确定会执行智能合约,科技的自主决策就有了基础,再加上大数据和人工智能算法的调整,科技智能的起飞之路正式开启。

科技迟早要有智能的,而这一切可能都将从区块链开始。

这也是区块链系统的意义所在,为计算机提供足够多的不可篡改数据,为后续“一切可以让计算机执行的都让计算机执行,一切可以让计算机决策的都让计算机决策”打下基础。

可以这么说,不论是人与人之间,还是人与物之间,还是物与物之间,新型的大规模协作时代正在到来,而区块链就是这把钥匙。

 

18.财富的湍流!

 

在前文中,我系统的梳理了关于区块链的点点滴滴,从分布式到分布式共识,从去中心化到点对点的电子现金系统,从ICO到DAO,最后到价值自由传输,再到人类大规模的协作。

相信能够耐心看到这里的朋友,已经在心中对区块链有了一个大致的框架,对这个已经到来的伟大时代的脉络已经有所了解了。

区块链是直接与价值打交道的行业,也就是直接与钱打交道的行业。

我们正处在人类历史上最大的财富湍流当中,对于很多人来说,这可能是我们人生中最大的机会。

未来的号角已经吹响,新世界的大门已经打开!


 

【参考文献】

1、区块链无处不在,从“信息互联网”到“价值互联网”http://wemedia.ifeng.com/46733880/wemedia.shtml

2、这个女生说:弄懂本文前,你所知道的区块链可能都是错的http://v1.8btc.com/understand-right-blockchain

3、刘昌用:区块链的核心是分布式共识,无币区块链不一定要去中心化https://www.8btc.com/article/258449

4、专访CSDN孟岩:我的区块链第一性原理https://36kr.com/p/5120700.html

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