从Web体系探讨如何建立区块链互操作性(二)

北京一哥 百科
2019-06-19 07:53:39

  

这是探讨区块链生态系统中互操作性和侧链功能的状态和未来的系列文章的第二篇。在第一部分,为避免区块链巴尔干化,我们研究了Web2生态系统的历史和现状,以识别区块链行业正面临类似的竖井协议和数据开发状态的警告和迹象。

在这篇文章中,我们讨论了在巴尔干化和最大化之间培养中间立场的重要性,并提出需要一个最大分散的基础结算层来锚定所有基于区块链的全球交易。

多极论据

区块链生态系统中一个常见的比喻是“极端主义”。无论该术语指的是哪种协议或区块链,极端主义都伴随着坚定的信心,即区块链之间存在一场“战争”,其中一个区块链将占据主导地位,所有未来的系统和应用程序都将建立在该协议之上。对于网络连接的世界来说,极端化并不是一个新概念。万维网(World Wide Web)的Tim Berners-Lee担心,互联网在推广极端化思想方面具有作用。Tim Berners-Le将强烈的粒状、巴尔干化思想与之相比,Tim Berners-Le对两者都提出了警告:

 

事实上,有两个同样令人恐惧的前景。一方面是最低共同点。往往以美国快餐和漫画为代表,失去了所有的丰富性和多样化。另一方面,是极端多样性。当任何人可以随意过滤邮件时,他们可以阅读那些与他们自己一样有着共通点的人的信息。当他们在网上看到他们只能通过跟踪来自同一个网站链接时,他们会给自己设置一道屏障,以至于当他们在现实中见到一个真实的人时,会缺乏共通感。

当今的区块链生态系统既宣扬了极端主义,又宣扬了巴尔干化的论调,因此,它有最终陷入其中一种或另一种论调的风险。但这并不过分。极端主义与区块链技术的承诺是相对立的。区块链承诺,剥削、集中的一方可以被追责任,用户可以通过投票改变规则或选择他们希望的其他方法。今年2月,安德里亚斯·安东诺普洛斯(Andreas  Antonopoulos)还对区块链极端主义提出了警告(尤其是通过比特币的视角)。Antonopolous认为,生态系统还远未接受极端主义是不健康的,正如我们将探讨的那样,“比特币成为唯一的选择”。当然,这或许是不可能的。

结算论证

本文的论点可以更好地表述为解决问题的论点。解决方案的论点提出了一个未来。在该未来中,许多区块链可以彼此协同工作,以满足各类用例的需求。解决争论的关键恰恰在于此。而解决争论的关键是无论发生在哪个区块链上,都需要一个区块链作为所有这些数据交易的全局结算层。和解协议层为生态系统提供了一个“锚”,如果在不同的区块链上发生任何需要仲裁的事情,那么它就建立了不可否认的安全性和客观终局性。

 

值得注意的是,尽管结算论将一个区块链定位为世界的根链,但它并不是最优的。最大化通过排除来进行定义;也就是说,生态系统只有在一个区块链获胜时才合法。解决方案参数由互操作性和包容性定义;即只有当多种共存的区块链运行在最大分散的根链之上时,生态系统才有效。完全可互操作的网络大于其组成部分的总和,允许参与者对解决方案空间进行平方和正方体。

无论哪个链或协议作为生态系统的锚点,都可以为整个系统提供安全性,不变性和可信性。(在理想状态下)基本和解层可以与美国最高法院相提并论:廉洁、随时可用、弹性强,而且只被要求担任最终仲裁员。这个比喻出于几个原因。其他各种区块链和扩展解决方案具有各自的优先级(例如,企业隐私,或游戏和交换的吞吐速度)可以执行自己的日常功能,同时依赖分散的、安全的mainnet层——(真正的世界计算机)——只有在需要时才使用。正如大多数案件在民事诉讼和州法院解决一样,大多数案件都可以在其他层面进行,并在必要时升级到最高法院的仲裁。这一“最高法院层”所提供的最终结果和解决办法不一定是迅速的,但却是真实和绝对的,保证了所有参与者的安全。

全球数据

追求一个由聚落层而不是单一区块链支持的生态系统可能是一种计算上的需要,而不是哲学上的偏好。换句话说,实际上,最大化在不久的将来是不可能实现的。目前,比特币的块大小包含(平均)1 MB的数据。比特币的平均块时间为每10分钟1个块,这意味着比特币区块链上每天存储/处理144mb的数据。与此同时,全球每天都要创建近2.5万亿字节的数据。据估计,到2020年,地球上的每一个人每秒将产生170MB的数据。而且,我们的数据创建并没有放缓。物联网和机器学习的发展不仅会创造出更多的数据,还会创造出更丰富的数据,而这些数据需要强大和适当的分析、组织和存储。在未来的几年里,由于目前世界上没有可靠互联网连接(2016年)的78亿人口中有40亿人变得越来越紧密,数据创建将呈指数级增长。

 

根据美国财政部的数据,SWIFT每天引导着大约5万亿美元的资金流动(每年1.25万亿美元,每个日历年约250个工作日)。即使在采用比特币的早期阶段,比特币每天平均交易2亿美元(波动显著)。作为一个全天候的、无边界的交易层,几乎全球所有人最终都能够采用加密支付作为支付手段或SoV,因此不难想象,加密支付将在未来迅速超过全球SWIFT(以及相关CHIPS, Fedwire等)每天的支付量。

“没有单一的分类账,无论其速度有多快、规模有多大,都能够或适合于记录所有交易或运行各方之间的所有“链上”业务逻辑。”

并不一定期望每一盎司的数据或每一单位的货币最终都能用区块链上出现。然而,即使世界上未来的一小部分数据和资金被交易或存储在区块链上,数据和处理要求也会迅速超过目前的速度并阻止大多数分散协议的限制 - 即便是未来的扩展机制。在不远的将来,我们的世界将不得不处理大量的数据,这就要求我们探索更强大和可持续的分布式账本技术方法。推动一个多样化、可互操作的未来,而不是一个单一的未来,确保我们能够继续支持全球信息的指数增长,而无需依靠一个区块链来按比例扩展到全球数据创建和交易。

为可互操作的区块链生态系统选择一个结算层

为可互操作的生态系统选择合适的基础沉降层主要归结为一个特征:分散化。即使是适度集中化的基础解决方案区块链,其危险也在于我们重复Web2的相同错误,但后果要严重得多。例如,当我们对全球资产进行标记时,资源充足的金融机构和交易员将不遗余力地操纵市场,以获取利益或政治优势。我们不可能让下一代经济的市场像在传统经济中那样脆弱,具有深厚的流动性。作为全球经济的基础结算层,我们只能选择最分散的基本信任层。

 

另一种考虑沉降层重要性的方法是将其作为多层生态系统层和区块链的变速箱,这些生态系统优先考虑不同的特性。就像发动机中的齿轮让发动机以不同的速度运转一样,生态系统中的各个层在需要最大分散时可以更慢地运行,即使是基于旧式数据库技术的系统可以将其视为第一档,并最大化更高档位的吞吐量,例如每秒需要处理数千笔交易的交易所。

可扩展性和结算层

关于可扩展性:用于优化吞吐量的第2层机制和侧链有助于解决可扩展性问题,这是所有区块链面临的主要挑战。可伸缩性三难问题指出,分散的系统最多只能优先考虑以下三个属性中的最多两个:可扩展性(根据速度和容量的性能)、权利下放和安全。

 

如何在不强制每个节点成为超级计算机或容纳不可持续的状态数据量的情况下,将交易吞吐量提高到每秒数千个交易?Ethereum的第2层(包括等Plasma链和状态通道)的近期解决方案可以通过将一些计算移出主网,在短期内改善可扩展性问题。详细的交易将发生在这些子链和状态通道上,并且只有它们的哈希值会被导出到主链上。我们可以把它想象成一个评分系统。一位教授根据每个学生答答案对错的多少来给考试打分,但他们只在成绩簿中输入最终的考试成绩。学期结束时,教授将这些测试成绩平均为本课程的最终成绩,并将其提交给教务长一起归档,我们可以将其视为处理区块链上的最终交易的结算层。计算的细节不是查看或理解最终散列图的必要条件。

从长远来看,需要更全面的解决方案来将更多的状态存储、处理和事务固定的工作负载分散到网络中的所有节点。使用分层机制(如在Ethereum上正在进行的机制)改进可扩展性,可以减轻可扩展性三难的局限性,从而使mainnet成为一个多样化、可互操作的区块链生态系统的最佳可行解决层。

有利于活性在安全性和一致性和可用性的一个临时网络分裂,只有Ethereum具有足够计算表达(排除了比特币)和分散作为根链可以锚各种不同类型的网络架构,从Plasma-linked Ethereum游戏或交流侧链,可以处理吞吐量为每秒65000个事务或更高。

在临时网络分裂的情况下,偏好安全性和一致性的活跃度和可用性,只有以太坊具有足够的计算表现力(排除比特币)并且足够分散以充当可以锚定各种不同类型的网络架构的根链时来自Plasma连接的以太坊侧链,用于游戏或交易所才可以处理每秒65000次交易或更高的吞吐量。

量化权力下放:每秒分散的交易量

分散化是一个基本的区块链概念,但是如何实际确定或量化分散化,以及如何评估一个区块链的潜力而不是另一个区块链,则更为复杂。目前,每秒交易吞吐量是比较区块链最流行的竞争指标,但是这种对速度的强调忽略了分散化的基本特性。

 

在Balaji  Srinvasan 2017年的量化分权中,他提出使用基尼系数和中本系数来为区块链附加一个客观的分权度量。通过应用Srinvasan测量可比较区块链特性(即节点分散)的逻辑,并将其用数字表示。我们提出了一种可以称为DTPS或每秒分散交易的度量方法。DTPS的目的是将区块链的分散化纳入生态系统辩论中,即判断一个区块链的交易吞吐量与另一个区块链的交易吞吐量。“EOS每秒可以处理4000个交易,但Ethereum只能处理14个交易”的说法经常被反驳,“EOS的协议集中会危及安全性和治理。”“然而,没有一种方法可以将所有这些信息纳入一个单一的可比较的统计数据中,从而将接近目标的权力下放与目标TPS结合起来。

DTPS是每秒交易数(TPS)乘以“分散商数”(DQ)的乘积。

DTPS = DQ * TPS

DQ是一种让人想起Srinvasan的中本系数(Nakamoto Coefficient)的测量方法,它试图量化区块链(或类似Visa的系统)的特征,这意味着分散化。DQ可以在0和1之间测量,其中1表示完全分散,0表示完全集中。DTPS旨在考虑在公共主网上发生的所有事务,以及通过侧链,状态通道和其他扩展或交易吞吐量机制并行发生的事务。

DTPS当前的问题是分散化和每秒交易的主观性,特别是在不存在于主网上的可伸缩解决方案方面。因此,本文介绍了DTPS的初步概念框架,并将其定位为“正在进行中的测量”,并在接下来的计算中进行了显著的假设。我们邀请生态系统就如何收集、验证和建立更多可量化的分散因素的方法进行合作,以达成的对DTPS的商定方法和定义。

如果我们查看多个区块链的第1层或公共主网上的DTPS,我们就会开始看到定义该度量的机会和挑战。主网上的DTPS相对容易确定。然而,DQ更复杂,包含更多的变量。通过查看节点和钱包所有者的数量,我们可以开始确定哪些区块链比其他区块链更分散。将这些区块链放在0(完全集中)到1(完全分散,这理论上的限制,而不是一个现实的基准)的范围内,(就目前而言)更加随意。为了实现这一“正在进行中的测量”,让我们将比特币(目前被认为是最分散的网络)的值设为0.8。因此,我们可以近似得到其他区块链的DQ: ETH = 0.7, LTC = 0.5, TRON = 0.3, XRP = 0.2, EOS = 0.1。例如,Visa的DQ(因此DTPS)为0。通过那些任意的DQ,我们得到了只考虑第1层时的DTPS快照:

DTPS = DQ * TPS

BTC = 0.8 * 7 = 5.6 DTPS

ETH = 0.7 * 15 = 10.5 DTPS

LTC = 0.5 * 56 = 28 DTPS

TRON = 0.3 * 1200 = 360 DTPS

XRP = 0.2 * 1000 = 200DTPS

EOS = 0.1 * 4000 = 400 DTPS

VISA = 0.0 * 65,000 = 0 DTPS

当我们开始考虑在这些主流网络之上开发的第2层扩展解决方案时,我们会得到一个更完整但(目前)更主观的DTPS视图。主观性来自于目前正在开发的第2层扩展解决方案的TPS。通过考虑现有第1层扩展解决方案的理解/预计TPS数量,我们可以看到DTPS的不同快照:

DTPS = DQ * TPS

BTC = [0.8 * 7] + [0.8 * 300] = 245 DTPS

= [主网] + [闪电]

ETH = [0.7 * 15] + [0.7 * 65,000] + [0.7 * 400] + [0.3 * 10] = 45,000 DTPS

= [Mainnet] + [Plasma] + [State Channels] + [Consortium]

LTC = 0.5 * 56 = 28 DTPS

TRON = 0.3 * 1200 = 360 DTPS

XRP = 0.2 * 1000 = 200DTPS

EOS = 0.1 * 4000 = 400 DTPS

第2层每秒缩放事务的细微差别仅是更完整的DTPS视图所需输入的一半。分散化商数(DQ)还需要生态系统思维共享,以达到一定数量的指标:1)可以可靠且一致地收集;2)表示一定程度的分散化;3)可以(相对)平等地比较区块链。Srinvasan在量化权力下放中提出了一些这些指标,我们认为还有其他指标需要考虑:

如果作为一个社区,区块链生态系统能够就上述指标的客观测量达成一致,那么我们就可以得到一个可接受的DQ定义,该定义适用于各种区块链协议。

DTPS的目的不是在一定程度上将一个区块链建立为完全“好”,而是让生态系统更好地理解哪条链可能更适合作为可互操作生态系统的基础结算层。除此之外,在考虑运行业务,个人或政府职能的链条时,DTPS为用户提供了对不同系统价值主张的更全面的理解。通过建立一个所有区块链交易都“锚定”其事务的基础结算层,生态系统的DTPS急剧上升,并随着与根链相连的每个边链或链接区块链呈指数级增长。其结果是一个不同的区块链生态系统,每个区块链可能都只适合特定的用例,但它们在各自的DTPS都是安全的。

为何选择以太坊

我们应该始终想象并为超越可能性的未来而奋斗,但我们也必须对区块链技术的未来保持现实的态度。继续专注于最大化不会让新兴的区块链行业走得太远,如果协议团队继续彼此对抗而不是相互协作并行地发展,我们将会到达一个不安全、不可持续、巴尔干化的区块链生态系统,它将无法实现其巨大的承诺。最好的答案在于中间立场:一个彻底分散的、可编程的基础结算层,在此基础之上,可互操作的区块链可以容纳单个用例,而不损害安全性或隐私需求。只有通过分散化和互操作性,才能真正实现区块链驱动的未来。基础结算层可以而且应该是作为最分散、可编程和最安全的方式出现的区块链协议。在目前的生态系统状态下,以太坊已经成为最适合该角色的选择。


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