去中心化方面的新探索,第一部分:技术方面

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Alex Chepurnoy

2019.12.12

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尽管当今此领域最活跃话题是如何普及区块链技术(这通常意味着出售给华尔街)以及如何与维萨卡和万事达卡等系统进行竞争(这通常意味着利用去中心化而放弃,或以效率的名义引入不明确的安全假设),显然有必要对加密货币变化的原因进行重新审视,这些变化大多与去中心化有关。我接下来将在此给出许多问题的明确答案。将90%的比特币开采能力都集中在一个房间里? 是否可行?两三个矿池控制大部分算力是否可能?审查也可行吗?让几乎全部新节点避免处理来自其创世区块的区块链是否可行?工作量证明货币开发者正在做一个旨在改变一致性算法的硬叉,使其再次变得对图形处理器(GPU)友好是否可行?我们能否总结一下与去中心化相关的全部问题?我们能否用技术手段解决大部分问题?

去中心化涵盖技术、社会及跨界等众多领域的多个问题。研究人员和开发人员正在努力寻找技术解决方案,首选完美且高效的解决方案。然而,对于许多问题而言,依然没有找到解决方案,因此就需要社会解决方案。

在这篇文章中,我将只讨论去中心化的技术方面,即采矿的去中心化和验证的去中心化。

采矿的去中心化

关于采矿去中心化的两个最大的问题是专用硬件(如专用集成电路(ASICs))和中心化池。

凭借专用集成电路,一个拥有足够资金投资研发的大玩家可以从私人拥有的高效硬件中获得不公平优势。原则上来讲,对于任何类型的计算活动,开发性能优于商用计算设备(如CPUs 和GPUs)的专用硬件永远都是可能的。然而,对于不同的计算任务而言,研发努力与可能的结果却可能大相径庭。搜索一个完美(或者近似完美结果)背后的推理可能相当复杂(参见30多页厚的Equihash报告).

对于大部分工作量证明加密货币而言(包括比特币、以太坊、ZCash),2-4个中心化挖矿池控制着大部分开采力。这可能意味着审查变得容易或者进行提前交易(例如,对交易所订单进行重新排序),因为在中心化池中,只有中心化池自己才有权决定其所负责的整个池中的候选区块。作为一种可能的结果,不可外包的采矿方案可以防止中心化池的出现。只有尔格平台因部署了一个名为奥托吕克斯共识协议(Autolykos)的实用性不可外包工作量证明方案(基于Equihash报告中据说是更难记忆的问题)而闻名。

作为社会去中心化问题符合采矿去中心化的一个例子,有时工作量证明的开发者正在引入硬叉,以便一旦ASICs在未来主宰了挖矿市场,则工作量证明算法会对图形处理器再次变得友好。然而,尚不清楚为什么完全合法的活动总是被禁止,为什么开发人员(以及部分用户)可以出于特殊原因而做硬叉。

验证的去中心化

验证的去中心化是关于核实区块链历史有效性的可能性。这种核实使人确信没有不好的东西(即:不符合协议)被注入到区块链中,从而给予用户拒绝恶意区块链的权利,即使其比其他方法吸收了更多的工作量。当用户激活软叉(UASF)的想法开始走红时,社会上有很多有关比特币社区此项权力的讨论。很好地总结了这种思维方式。最近一篇题为“谁为比特币担保”的文章很好的总结了这种思维模式。

如果一个实体能够在合理的时间范围内通过花费数百万美元租用数据中心来进行验证,那么这个网络显然不是去中心化的。理想情况下,应该可以在商用硬件(如一台像样的笔记本电脑)上检查整个区块链的完整性。

然而,新的区块链也倾向于吸收越来越多的功能,而且这些功能并非免费的。然后,研究社区的主题是关于如何在合理的假设下,通过修剪区块或系统状态(或两者)来检查整个区块链的完整性。这里可能的解决方案有:引导状态速览及基于此的区块链后缀(在以太坊协议节点中比较流行,甚至在一篇学术论文)中正式提出)、无状态节点(在尔格平台上实现 部分无状态,或者目前只存在于研究论文中的完全无状态)。

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