比特币十周年,我们达成对区块链的共识了吗?


张彧通:区块链技术的共识机制还在埋头研究力求共识的时候,离开技术领域的应用与治理早已经脱离共识,闹得不可开交。


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如果没有比特币价格的暴涨,主流媒体的加持,各方专家的呼吁,区块链还是躺在中本聪白皮书中的一套技术,是分布式架构、加密算法以及系统间通信算法的组合。以比特币为代表的区块链改变的是大众在互联网时代的观念:互联网技术的发展让大众认识了去中心化经济的强大,共享汽车、共享房屋,点对点交易,在互联网时代一切都可以“去中心化”。那么货币是否可以呢?过去几年比特币价格飙升,数字货币市场爆发,答案似乎是:可以。区块链就这样成为了去中心化的“当红炸子鸡”。

然而“忽如一夜春风来,千树万树郁金香开”。曾经的ICO爆发,标志着区块链技术走出了密码朋克运动,也标志着区块链技术产生了异化。投机客的贪婪裹挟着技术派的自信、创业者的理想、观察家的迷惑,将区块链技术送上了神坛。投机客需要神话叙事,技术派需要科技崇拜,创业者需要颠覆精神,而观察家需要新鲜事物。少有一项技术可以获得社会的一致看“多”,即使人工智能也被不少人认为是潘多拉的魔盒。我们不禁要问,在比特币白皮书发布后的第十个年头,“区块链就是未来”这一共同的看法,究竟多大程度上是基于对区块链的正确认识?

共识机制是区块链技术质变的起点

仰望星空之前,让我们看看来时的路。一个基本的区块链系统是多方面成果与技术的集合,可以简单拆解成三个模块:第一,分布式节点,指的是区块链系统中分列放置的节点。这些节点是区块链系统的最小单元。不同的区块链系统中,分布式节点的重要性不一,但是它是与中心化架构相区别的最明显特征。第二,加密算法,其最基本的功能是保护了区块链系统中的数据、信息安全。加密算法的运用可以实现区块链系统的匿名,实现区块链节点的通信安全。第三,共识机制,将分布式的区块组合成链。从分布式架构到区块链系统,共识机制扩展了区块链技术的应用空间。从技术角度来说,共识机制指的是不同区块节点之间进行数据传输、同步的通信算法,他来源于区块链系统采用的分布式系统的一致性问题。(Distributed Consensus)从经济学角度来说,共识机制指的是分配数字资产记账权的方法,解决的是数字资产如何成为公认的资产。从法律的角度来说,共识机制是参与主体遵守的行为规则,搭载的从社群管理的角度是区块获得群体背书认证的方式。从哲学角度来说,共识机制指的是任何一个区块与其他区块产生信任的标准。

不同共识机制的效能不同。著名的区块链不可能三角就受制于此。例如比特币之后最著名的区块链架构——以太坊强调去中心化和匿名安全,但是其共识机制并没有节约大量能耗,并且网络拥堵问题时常发生。其创始人一直在酝酿修改共识机制,以使得更多的应用场景可以有效运行。另一个公有链系统EOS则强调去中心化和高效率。相比较以太坊的每秒20笔交易,EOS可以做到每秒数千次,但是其全链有权限的只有21个超级节点,安全性大大逊色。可见目前针对共识机制的共识并不存在。区块链技术的应用,受制于共识机制的设计。所以区块链应用从量变到质变,共识机制是起点,更好、更快、更安全是研发的方向。

区块链技术的“原教旨”哲学

区块链技术以肇始于1992年的密码朋克(CypherPunk)运动作为其主要思想源泉,运动的主要阵地是一个叫做cryptography的网站,即著名的“加密与加密政策邮件列表“。这个网站和邮件列表就如同文艺复兴期间的贵妇沙龙,吸引了密码学专家Tim May,Eric Hughes,John Gilmore, Jim Bell,David Chaum,Phil Zimmerman,Julian Assange,Adam Back,Wei-Dai ,Hal Finney以及中本聪。他们或实名,或匿名,为了一个“共同的目标走到了一起”。Tim May、Eric Hughes发表了《加密无政府主义者宣言》、《密码朋克宣言》以及《密码朋克守则》作为密码朋克运动的纲领。这群技术和思想先驱们认为,“计算机技术……将颠覆政府管理的性质,颠覆征税与监管经济活动的能力,以及信息保密的能力,甚至将革新信任与声誉的意义。”“密码朋克致力于建立匿名系统……电子时代,隐私是开放社会不可或缺的......我们不能期望政府,企业或其他大型的匿名组织来保障我们的隐私......如果期望拥有隐私,那么我们必须亲自捍卫。我们使用密码学,匿名邮件转发系统,数字签名,以及电子货币来保障我们的隐私” 。密码朋克运动并不是要暴力摧毁政府,而是通过技术打破组织的代码垄断,去中心化、去控制化,匿名保护个体,使得政府在社会运行中没有必要存在。于是密码朋克狂热者们自发形成了社群,并且为这个去中心化的匿名社群设计出了匿名邮件转发系统、洋葱路由计划以及电子货币。

早在比特币诞生之前,密码朋克运动就诞生过DigiCash,E-gold, LR Coin等去中心化的数字加密货币。设计加密货币不足为奇,可贵的是“密码朋克”的伙伴把社群的哲学思想代码化、密码化,这串代码就是区块链系统的共识机制,是进入到匿名社群的钥匙,是技术极客实现“网络乌托邦”的方法。比特币采用的工作量证明共识机制(PoW,Proof of Work)以机器运算的结果作为数据传输、同步的标准。中本聪选择“工作量证明”,是“密码朋克”的哲学观点决定的。“密码朋克运动”的匿名邮件传输系统就采用了这种机制。网络极客们认为,机器算法定义了货币,机器算力“挖掘”了货币,货币的发行与流通“脱离”了中心机制,没有任何一个“庄家”可以左右“自由世界”的货币。这是最“完美”的去中心化算法。但是比特币的实验并不完美,算力越高,挖掘到的比特币越多。拥有高算力的个体成为了系统中的“庄家”。就连中本聪自己也承认:“我们应该有一个君子协定推迟使用GPU的军备竞赛,这样会对我们的网络更有好处。因为这样我们更容易获得新用户,让他们不必担心GPU的驱动程序和兼容性。现在任何人只要有一个CPU就可以参与公平的竞争是一件非常好的事情。”我们不知道的是中本聪和密码朋克们的去中心化哲学会在何处终止,但是留下这则信息后,“中本聪”这个代码在网络中销声匿迹。而自由匿名平等的共识机制也不断被后来者发展。

区块链技术是社会博弈的算法拟制与映射

共识机制不是被发现,而是被创造的。这些共识机制分为两类。第一类,社会机制的算法模拟,这种共识机制的技术本质是各种社会组织的一致性问题的分布式系统算法模拟,例如权益证明机制、委任权益证明机制、投注共识机制。第二类,社会问题的算法解决,这种共识机制的技术本质是分布式系统怎样通过算法机制达成通信一致。许多社会问题可以通过抽象成通信问题从而使用算法解决。除了工作量证明之外,目前比较流行的共识机制主要包括:

第一种,模拟公司组织的权益证明(PoS,Proof of Stake)和委任权益证明(DPoS,Delegate Proof of Stake)。两者的规则都是以区块加载的权益为标准分配记账权。不同的是前者将拥有记账权的机会分配给加载权益高的区块,如果该区块没有成功记账,那么该机会分配给剩下区块中权益最高的。后者是前者的一项改进,各区块以所持有的权益作为基础,选举或者委任一个区块获得记账权。被委任的区块成为超级节点。这两种机制与公司股东表决机制相仿。权益证明完全倾向于“大股东”;委任权益证明造成了代理问题。值得讨论的是,尽管区块链尤其是公链的信息是完全透明的,但是在共识层面,委任代理问题仍然存在,并且无法通过算法消除。例如,EOS链规定修改宪法和协议需要21个超级节点中的17个以上同意。超级节点如果协商作恶,那么很难保证全链其他节点的利益。更不要说,一旦选举成为超级节点之后,其权益本身已经出现了增长。

第二种,模拟市场主体合谋的投注共识机制(Gambling on Consensus)。该机制基于保证金激励共识协议(security-deposit based economic consensus protocol),以区块相互之间押注的方式实现数据传输、同步。具体做法是各区块出具保证金押注新设区块,直到所有区块同时押注某一新设区块。各区块可以从押注中获得自身收益。各区块的保证金会因为投注不符合要求、非法节点恶意攻击而被没收。这种共识机制保证了节点博弈是收敛的,其实质是一种社会合作博弈。

第三种,模拟会员俱乐部的瑞波共识机制(Ripple Consensus)。该机制指的是以既定的“超级节点”达成一致作为数据传输、同步的标准。这类似于会员制俱乐部,新成员的进入必须由“超级节点”投票决定。这种决策方式建立在预设的超级节点不会合谋作恶的假设之上,并且会员俱乐部中始终存在超越“一般会员”权限的“超级大佬”。

第四种和第五种共识机制都是以算法解决社会问题抽象出来的通信问题。第四种是处理恶意博弈的实用拜占庭容错机制(PBFT,Practical Byzantine Fault Tolerance)和授权拜占庭容错机制(dBFT,delegated BFT)。前者指的是通过解决拜占庭将军问题的方式实现数据传输、同步。后者对拜占庭容错算法进行了改进,加入了节点投票机制与数字证书。拜占庭容错机制本身是存在恶意博弈方的解决方案,本质上就是利用通信次数换取信用。第五种是解决多中心主体安全高效沟通的POOL验证池机制。这种机制基于传统的分布式一致性算法(Pasox、Raft),配合数字签名等数据验证机制,实现了安全、多中心的商用级共识机制。

区块链技术的生命力在于多大程度上解决了拟制的社会问题

技术的共识机制还在埋头研究力求共识的时候,离开技术领域的应用与治理早已经脱离共识,闹得不可开交。Gartner认为,我们对于区块链寄予了太多的厚望。的确,区块链在技术上还有很长的路要走;很多应用假“区块链”之名而行。甚嚣尘上之时,“古典互联网”资本市场曾经为“价值互联网”的想象提供了极高的溢价,这是自然而然的事情,一个神话一个未来的期许,贴现到现在,自然担得起天价。闹剧的顶点,是比特币运营小组在比特大陆几乎独享矿机利润时,着急地要修改算法。对于区块链技术的共识首先在“社区”内破裂了。

区块链技术被赋予了宽泛的内涵:区块链技术是范式革命的实践;区块链技术可以描述量子本体论的非定域部分;区块链技术实现了资产的数字化等等。区块链技术的“去中心化”、“匿名性”成为了神话叙事的最好注脚。区块链技术也成为评论家口中继蒸汽机、电力、互联网之后的最重要颠覆性创新。回到本体,其生命力还应该是在区块链的空间中如何通过创设不一样的体系,又或者是提高效率来解决真实社会的问题。

或许按照比特币所采用的出块方式,我们可以在十周年的时候尝试开始用区块链记录对于区块链技术的反思与争吵,那将会是盛况最为空前的硬分叉:一条将区块链奉为圭臬;一条将区块链拉下神坛。中本聪在创世区块中写下了比特币的神话:“英国财政部长正站在第二次救助银行的边缘。”而现在,区块链技术本身站在了创世神话的边缘。

(本文仅代表作者本人观点,作者系京东金融研究院研究员、加州大学洛杉矶分校访问研究员。责编:闫曼 man.yan@ftchinese.com)


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