技術是任何區塊鏈平臺的核心:協議激勵是否合理?協議是否簡單易懂?是否允許無需授權的參與?

原文標題:《技術和協議,成爲下一個以太坊的關鍵要素》(The key ingredients to a better blockchain, Part I: Tech and protocol
作者:Lane Rettig,以太坊核心開發者
譯者:索老頭

區塊鏈平臺的通道變得越來越擁擠。 儘管該技術正在飛速發展,並且在擴展性,可用性和治理等領域正在進行許多有趣的實驗,但還沒有任何平臺已經建立了一個普通人非常關心可用的,可擴展的平臺。 今天的區塊鏈技術,網絡和社區是 Myspace 和 Friendster (即 Facebook 之前)鼎盛時期的社交網絡。

當然,我們今天的立場取決於您的標準,成功標準是高度主觀的。 諸如存在時間,交易量或市值之類的簡單指標是不夠的:一方面,它們可被操控,而且它們甚至不知道評判這些項目重要且有潛力巨大的標準有哪些。

以太坊核心開發者:區塊鏈協議設計的 10 個關鍵問題

爲了評估各種項目,我從主觀角度發現有一套明確的標準對衡量當前和潛在的成功項目非常有幫助。我的標準不基於任何特定的平臺,而在於一套價值觀,原則,目標和理想。以下文章的框架是向我自己和社區闡明這些標準,並基於這些標準比較比特幣,以太坊和其他區塊鏈平臺的服務情況。

另一個問題是,設計,啓動和運行成功的區塊鏈平臺遵循怎樣的標準。比特幣和以太坊已經做好了很多事情,但是像所有平臺一樣,它們也有很多缺點。我認爲他們迄今爲止的發展受到限制,因爲他們沒有滿足其他標準。未來的平臺可以從這些錯誤中吸取教訓,留意這些標準,避免遭遇風險。

三個重要的警告。 首先,與所有複雜技術一樣,區塊鏈中有很多權衡。因此,主推一個標準可能會犧牲其他標準,採用「Goldilocks 原則」,最好項目將會在所有解決方案中選擇一個最合理的。我將重點介紹這種折衷方法。

第二個警告是,儘管我儘可能選擇了相對客觀,無爭議的標準,但其中許多標準都是主觀的。 這些標準也不完整。 您同意或不同意哪些觀點? 忽略了哪些標準? 過分強調了哪些標準?可以和我分享您的想法。

第三是我所說的「區塊鏈」:我希望以最通俗的方式講述該術語。我不喜歡這個詞,但這是目前最恰當的術語。我指的是所有分佈式賬本技術(DLT),包括嚴格意義上不是鏈的技術,例如基於 DAG 的技術和具有多個鏈的技術。 (我拒絕使用「 DLT」一詞,因爲首字母縮略詞不好,並且擴展版本太長且晦澀。)我不僅指底層軟件和技術,還指更廣泛的生態系統平臺和社區。我的想法主要適用於公共區塊鏈,特別是關於社區和治理等主題,但是其中一些想法可能也與聯盟鏈有關。

我將這些標準分爲幾類,並將針對每個標準推出一系列主題文章。第一篇文章探討了最重要的一個標準:技術和協議。

第一部分:技術與協議

技術是任何區塊鏈平臺的核心。 技術的功能有多好,你在鏈上能做什麼事,協議設計的如何?

協議激勵是否合理?激勵合理性始終是很重要的!這是因爲,網絡參與者可以通過遵循協議規則來實現自己利益最大化,而不是通過操控獲利。即使是相對知名的系統,例如比特幣挖礦獎勵也已被證明並非完全合理。

協議是否簡單易懂?區塊鏈平臺隨着協議和技術路線進行創新和分化,整個協議系統越來越複雜。在其他條件相同的情況下,協議應儘可能簡單。更復雜的協議需要更多的時間和資源來設計交付。此外,設計和構建更復雜協議面臨團隊溝通,促使開發人員在其平臺上工作,獲取用戶信任等難題。這裏要進行協調,因爲要實現許多其他標準可能需要一定程度的複雜協議。協議是否容易理解與協議說明教育文檔及其設計息息相關。

是否允許無需授權的參與?如果您像我一樣相信區塊鏈存在的理由是使世界各地的人們都可以加入更開放,更公平的價值創造網絡,那麼無需授權是必要的。這既指供應方面,也指需求方面:挖掘或執行驗證程序,以及交易(發送資金,部署應用程序,使用應用程序等)。在理想情況下,任何用戶都應該能夠爲網絡做出一小部分有價值的工作,例如運行 CPU 幾個小時,並獲得代幣的獎勵,他們可以利用這些代幣使用網絡的服務。儘管 在比特幣和以太坊早期 POW 的挖礦是無需授權的,但現在已經不是這樣了,這些因爲網絡中的挖礦獎勵已被專業礦工完全壟斷。基於 POS 網絡並不是真正的無需授權,因爲必須有人向您出售代幣並給您提供驗證者位置,然後您才能成爲驗證人,這意味着從理論上講,> 50%的網絡可以被一個人壟斷,並且很可能不會被發現。

虛擬機是否可以讓開發人員輕鬆,廉價且安全地進行開發?這裏有很多權衡,專家對於什麼是最優有不同意見。比特幣腳本嚴格限制了在比特幣上構建的應用程序種類,以換取安全性。相比之下,以太坊虛擬機在做圖靈完備,這意味着從理論上講它可以運行任意複雜度的應用程序,但實際上即使是運行相對基本的計算(例如加密功能)運行起來也非常昂貴。可能需要像 WebAssembly 這樣的 VM 標準,因爲它可以嵌入現有的編譯器工具鏈(LLVM,例如 Wasm),這就可以利用更成熟的工具生態系統(編譯器,分析器,調試器等),受到更廣泛的應用。

是否需要您在鏈上做太多事情?除了安全方面,功能強大,快速的 VM 還需要考慮其他缺陷,如全球共識緩慢,昂貴且不適用於絕大多數用例。像比特幣這樣的 VM 功能有限以及成本高昂可能被看作是一個特性,而不是一種缺陷,只要存在良好的工具將應用程序邏輯移到第二層,但仍將共識關鍵代碼路徑,如代幣傳輸,放在第一層。像 Holochain 和 SSB 這樣的平臺(不是區塊鏈,因爲它們沒有全球共識的概念)是輕量級架構,而圖靈完整的 VMS 以太坊則正好相反。相比之下,Blockstack 堅持了一個合理的中心路線。

共識引擎確認快速且準確嗎?區塊鏈的主要功能是在一組規範的交易或狀態轉換上達成共識,因此可以以達成共識是否快速可靠來衡量協議是否成功。諸如比特幣和以太坊等基於 POW 共識的證明 機制永遠不會提供 100% 的確定性(保證交易不會被逆轉),但它們確實提供了極高概率的確定性:保證經過一定數量的確認後,使交易無效回滾的可能性迅速接近零。在比特幣上等待一個小時的區塊高度肯定是一種痛苦。以太坊在幾分鐘的數量級上提供了類似的確定性,這更易用。下一代,以太坊 Serenity 和 Polkadot 等基於 POS 的共識機制可能會更進一步,在幾分鐘內提供確定性(在低延遲和無網絡攻擊的情況下),Eth2.0 是一個新紀元,可以做到 6.4 分鐘更低甚至 6.4 秒。

用戶能否爲更安全或更快速的達成共識支付更多費用?由於交易對其發送者的價值可能更大或更小,因此並非每種交易類型都需要相同的優先級或安全等級。 在比特幣和以太坊等平臺上,可能需要支付更高的費用才能確保更快地進行交易,但是共識只有兩種情況:交易最終會被整個鏈確認,或者沒有。 有分層共識的形式非常好,其中交易可以實現更高的安全性,例如如果交易者爲達成更高的共識級別付出更多的代價,則可以被更多驗證者確認。 從理論上講,今天使用第二層技術是可行的(實際上是通過諸如閃電網絡之類的狀態通道發送資金與直接在主網上發送交易之間的區別),但是將來在第一層協議上也可能實現。

平臺吞吐量高嗎?比特幣和以太坊目前都達到了 10 tx / sec 的數量級,這可能還不夠,2017 年底兩個網絡上的網絡擁塞就是最好的證明。我認爲目前約 1000 tx / sec 是一個合理的目標,因爲共識應該是分層的(請參見前面的要點),並非每筆交易都需要在第一層進行確認,儘管如果便宜的話,第一層的額外吞吐量可能會很快被佔用。更高價值,更高優先級的交易可以支付更高的費用,在第一層進行確認,而其他交易可以在更高的層次進行確認,或者分批在第一層進行緩慢的確認。

平臺是否可以輕鬆實現互操作性?Cosmos 和 Polkadot 等平臺可實現不同程度的跨鏈互操作性。從理論上講,任何具有圖靈完備的 VM 平臺(例如以太坊)都可以與任何其他平臺完美地跨鏈,但實際上驗證來自其他鏈的交易可能非常昂貴。互操作性還可能需要臨時橋接,這在操作和維護方面成本很高。例如,以太坊的 BTCRelay 服務是沒有維護且不好用的。擴展性較弱的 VM 的平臺(例如比特幣)需要基於擴展性較強的平臺(如以太坊)構建相對笨拙,低效的解決方案。

該平臺是否提供了共識以外的基本要素?智能合約區塊鏈提供的最基本服務是協議內計算:特定代碼段根據協議規則執行產生共識。但是,強大,用戶友好的應用程序將依賴於其他服務,例如消息傳遞和存儲。繼續依賴集中的服務提供商來提供這些服務,就是放棄 Web3 雛形,但是直接使用比特幣或以太坊交易存儲數據對於所有應用程序來說都非常昂貴的。以太坊的 Whisper 和 Swarm 以及 Protocol Labs 的 Filecoin 等項目計劃提供這些缺失的服務,但尚未有產品上線。無論是在協議內還是協議外提供此類服務,都需要直接集成到應用程序和智能合約中。

來源鏈接:realsatoshi.net