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区块链技术的去中心化理想和再中心化现实

2019-03-19[]

广东通信技术 2019年3期
关键词:中本比特区块

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区块链技术已经成为业界乃至全社会热议的话题,大有再造“全民炒股”的奇迹,掀起“ 全民上链”的势头。围绕着区块链技术的光环的噱头有很多,由于其中涉及较为专业的背景知识不容易判断,以至于形成了一系列的误读和以偏概全的印象区块链技术最早起源于比特币,但随着实践的深入,人们逐渐发现区块链技术本身具有更广阔的前景。一个流行的观点认为,区块链技术是代表未来的先进技术,实现互联网的去中心化的是发展区块链的最终目标。然而,在区块链技术诞生十年后再回顾,中心化还未在互联网中出现退潮的迹象,反倒是一众号称“去中心化”的区块链应用却不约而同地出现了再中心化的现象,两相比对让人不能不追问究竟发生了什么?

1 去中心化交易系统:是替代还是补充?

追求“先进”是一种天然的技术趣味,然而,我们已经见证过太多在纸面上堪称完美的所谓“先进技术”,在付诸实践之后出现却令人意外地出现或大或小的纰漏,最后甚至不得不草草收场也不在少数。

这样的结果也许在意料之外,也在意料之中。现实环境总是复杂多样的,充满了不确定性,总会有太多难以预先想定的现实因素在应用阶段才显露出来。从应用的角度来看,技术从来只是手段而不是目的,目的是要解决问题。因此,更为务实地评价一项技术,应该以问题为导向,考察这项技术究竟能解决什么问题,思路是怎样,效果好不好,“听其言而观其行”,而不仅仅停留在“先进”、“代表未来”之类的空洞口号上。

现在谈区块链技术,已经到了言必谈去中心化的地步,甚至有激进的观点认为,去中心化是互联网未来的演进方向[1],所以,不以去中心化为最终目标的区块链项目是没有投资前途的。然而,鲜有人追问的是,区块链技术提出的初衷究竟是什么,现有技术出现了什么问题,而区块链技术又将怎样解决这些问题?

当前所有对区块链技术的研究和纷争,都起源于一篇名为《Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System》[2]的研究论文。这篇论文由一名自称中本聪(Satoshi Nakamoto)的研究人员于2008年提出,被誉为是区块链技术的创世论文。就让我们追根溯源,从本篇论文谈起。

这是一篇具有里程碑意义的论文,也是一篇接地气的论文。一篇优秀的论文,往往是首先明确问题域,指出当前存在的问题,然后提出解决方案,而不流于泛泛而谈,这篇论文也正是这样。文章开宗明义,指明在交易行为当中,回滚(Reversal)操作是不可避免的,这将可能导致双花问题(Double Spending),俗称一货二卖。现有交易体系需要引入可信第三方来解决这个问题,但作者中本聪认为,基于密码学的安全性,而不依赖于对第三方的信任,也就是使用去中心化结构同样可以解决双花问题。这才是中本聪提出区块链技术的初衷。

这篇饱受赞誉的论文其实不过四千字,而且篇幅主要用于构建基于密码学的交易体系,对于现行中心化交易体系存在的问题着墨不多。文中认为,中心化结构导致了三类问题:一是增加了交易成本,二是限制了交易的规模下限,三是存在过度索取个人信息的风险。问题是存在的,不过作者也直率地承认:现行交易系统在绝大多数场合都运行良好。现行的中心化交易体系远不是百弊丛生,去中心化也不是必然,而只是另一种可能的选择。

新技术的提出多半基于两大类背景,要么是老技术已经病入膏肓,朝不保夕,急需新技术替代;要么是老技术运行良好,但本着人类永无止境的好奇天性,探索出又一种可行的方案。站在论文本身所持的立场来看,区块链技术更像是一种对“不依赖于中心化结构也能完成交易”的可行性探索,让业务模式能够打破路径依赖有更多的选择,是对现有技术的补充而不是替代。

2 区块链技术的再中心化趋势论述

2.1 区块链技术在技术层面的再中心化趋势

人们对去中心化的吹捧,说到底是源自对普遍存在于各种网络的中心化结构的不满。但这里我们要问的是,为什么普遍选择中心化结构?中心化结构一定是因为存在什么突出的优点而不是缺点,才会被如此广泛地应用。

在不同的网络中,出现怎么样的中心化结构存在偶然性,但出现中心化结构却是必然的。传输效率是评价网络功用的一项重要指标,而在网络中引入中心化结构后,能够使得全局传输路径最短。在网络中设置中心化结构,能够使得传输效率极大提高,而传输成本却能同时下降[3]。与此相对的,采用去中心化结构的网络必然会面临传输效率低下的问题。这一问题同样在区块链技术的应用过程中大量出现,并严重制约了区块链技术的落地应用和推广。

比特币是当前在世界范围内使用最广泛和最具价值的区块链应用,但直到2018年11月,公开比特币节点的总数才超过1万个。比特币在媒体舆论上的持续火热,无法消弭在应用推广方面裹足不前的尴尬。制约比特币应用规模扩大的原因众说纷纭,“比特币拥堵”问题是其中少数得到普遍认可的发展限制原因。

和主流交易系统一样,通过比特币完成一次交易同样需要经过有效性验证,问题就出在这个环节。由于采用去中心化结构,比特币网络对交易的有效性验证效率极低。据统计,比特币网络最高每秒处理 6.67 笔交易,也即在最理想的状态下,一次有效性验证时间也需花费大约为10 分钟,远远低于现行中心化交易系统每秒上万笔的处理效率。如果遇到大量交易,验证时间还将无限延长,出现迟迟无法完成交易的现象,此即为“比特币拥堵”问题。

拥堵问题像一条无法摆脱的绳索紧紧套住了比特币的脖子,比特币应用规模越大,拥堵问题就越突出,又反过来制约比特币规模的扩大。2018年比特币网络的拥堵率已经达到95%,大量对时间敏感度很高的交易根本不可能选择通过比特币完成。

“比特币拥堵”问题可以说是去中心化所要承受的必然代价。现行交易系统对有效性验证依赖中心化的可信第三方中介完成,而区块链为了实现去中心化,引入了公共广播(Publicly Announced)[2]机制来替代第三方完成验证。中本聪在原始论文中的设计是,每次通过比特币交易,其所包含的历史交易序列需要进行公共广播,得到所有参与者的认同才能视为有效。这一设计虽然能够确保节点平等,但显然过于低效。比特币在实际实现中进行了妥协,一次交易只要能够得到6个确认即认为是有效。然而,去中心化网络在传输方面的低效性再一次暴露无遗,即使是区区6个确认,也受到算力分配、区块大小、待验证队列长度等多种复杂因素限制,导致“比特币拥堵”问题越演越烈。更为严重的是,由于该问题是区块链的去中心化设计理念所造成,属于深层次的结构性问题,很难通过浅层的调整在短期内妥善解决。

人们正在尝试用各种方案解决“比特币拥堵”问题,目前最有希望的解决方案公认是“闪电网络”[4]。闪电网络包含了一系列复杂的机制,但归根结底是一种中心化的服务。从实践的结果来看,引入闪电网络确实能够明显提高比特币交易效率。为了应对去中心化网络导致的效率问题,而重新引入了中心化结构,这也许是一个耐人寻味的尝试。

2.2 区块链技术在组织层面的再中心化趋势

区块链社区组织普遍都以去中心化为荣,但这一组织悄然发生了再中心化已经是不争的事实。技术最终总是要为人服务的,所以技术的发展不可避免是要受到人的因素的影响的。比特币系统的正常运行依赖于区块链进行配套建设,因此,中本聪在提出比特币时专门引入了工作量证明机制(Proof-of-Work,PoW)[2],对完成俗称“挖矿”的特定值扫描工作者进行奖励。这一激励机制对区块链社区的发展非常重要,可以说是社区发展动力的来源。但正是这一激励机制,反而动摇了去中心化机制的根基。

区块链设计的初衷是保持网络中每个节点被平等对待,工作量证明同样需要体现平等,不可能引入第三方机构加以评价。但“平等”是个抽象的人文概念,在实现时必须选择某种具体可量化的技术指标。中本聪设计了配套的one-CPU-one-vote方案,论文指出IP等技术资源能为单一组织所集中占有,所以选择IP作为技术指标可能导致中心化权威组织(The Mighty Man)的出现,而选择以CPU的算力作为衡量平等指标则能避免这一问题。然而,技术的发展出乎了作者的预料,随着俗称“矿机”的专业设备的出现,比特币网络最终还是迎来了中心化权威组织。

矿机是专门为挖矿而设计,其CPU算力远超普通计算机,其优势如此明显,使得区块链节点间的工作量证明很快沦为矿机所有者之间的军备竞赛,所有者们甚至衍生出联盟组织,形成更为中心化的“矿池”[5]。同时,挖矿工作需要耗费大量电力,随着挖矿难度越来越大,单位产出所需耗费的电力越来越多,无形中又在经济层面抬高了非组织化群体的进入门槛,使得区块链逐渐演变成以高耗能为特征的资本密集型行业,开始在人的层面发生了再中心化。

去中心化技术在人的因素的驱动下发生再中心化已经一再发生。有观点认为,互联网进入自媒体时代就是去中心化取得巨大成功的典型样例[6]。但是,无论是进入下半场的微博微信,还是新生代的快手抖音,这些典型的自媒体平台都已经出现了非常明显的头部效应,绝大多数的内容生产者几乎无法产生任何流量,同样发生了再中心化现象[7],在其背后扮演重要角色的非技术因素值得深入探寻。

2.3 区块链技术在管理层面的再中心化趋势

去中心化结构出现再中心化趋势的背后原因纷繁复杂,其中一种可能的解释为去中心化结构在单一功能服务方面也许是可行的,但往往难以应对功能服务所带来延伸性问题,而再中心化很可能是参与各方推动问题解决所出现的必然结果。第一款区块链应用比特币诞生至今正好10年,单从货币的交易功能来看,比特币运行平稳,有力证明了中本聪所提出的交易体系并非空中楼阁,但一旦放到更为广阔的金融安全和管理的视角之下,就不难发现比特币尚存在诸多棘手问题[8]。最显而易见的是,比特币的币值经历了一轮又一轮的过山车行情,暴涨暴跌的不明朗前景,让不少最热心的比特币支持者也不得不转为持观望态度。

比特币的币值不稳同样和其去中心化设计不无关系。支付功能毫无疑问是货币的一项重要功能,但当前经济和金融体系已经高度复杂,货币在其中所扮演的角色早已不仅仅只是交易。10年来,比特币多次在涉及交易行为所带来的纠纷仲裁、维持秩序和打击犯罪等衍伸性问题方面表现得软弱无力[9],原因在于这些问题都需要跨域统筹和快速响应,分散低效的去中心化结构很难挑起这副重担。

这些延伸性问题,也同样其它区块链应用所共同面临的难题。不少区块链应用选择重新引入中心化管理机制,著名的区块链平台EOS推出了EOS核心仲裁论坛(ECAF),该中心化管理机构能够快速响应对系统漏洞或账户冻结的紧急干预请求、所有者声称资产受到损害和要求救济请求、利益双方对数据相关或EOS主链相关的请求以及来自外部法庭法律程序的请求,为去中心化网络治理工作发挥了立竿见影的积极作用。

3 区块链应用现阶段的主要发展模式

我们已经看到的是,被奉为“去中心化”旗手的区块链技术,在经历了十年的落地发展之后,反而在多个层面都分别都出现了“再中心化”现象。去中心化之所以迟迟不能大面积推广,究竟是因为理论和技术发展尚不成熟,还是自身就存在难以弥补的缺陷,导致去中心化结构总是面临后劲不足的发展问题,被迫向中心化转型?要回答这个问题并不容易,也许要从去中心化最开始的地方说起。

“去中心化”似乎已经是一种不喻自明的表述,然而,稍加研究就会发现,“去中心化”缺乏严格的学术定义,在理解层面就存在很大争议,实施起来更是受制于现实因素[10],“走样”的情况比比皆是。

区块链应用都打着“去中心化”的旗号,但是,一个真正意义上的去中心化网络,真的能够在节点极其庞大的背景下,不依赖其它中心化支持措施的配合,完成所要承载的全部任务吗?

不妨从区块链应用的落地实践情况来考察这个问题。区块链应用已经遍地开花,但发展模式却缤彩纷呈。总括来说,区块链应用落地后逐渐探寻出了三种发展模式,归纳如下:

第一种为新中心化模式。在这种模式下,“去中心化”实际被执行成了“去掉当前的中心”,而代之以新的中心化结构,实质是以新代旧。

第二种是多中心化模式。这种模式同样去掉了当前的中心,但中心的角色仍然存在,只不过通过设立多个超级节点代为行使,实质上是将原中心所承担的工作进行了分散,行成了多中心化。

第三种是无中心化模式。这种模式最为贴近“去中心化”的本意,但往往也伴随着处理效率低下、难以仲裁纠纷等问题,如果不能妥善解决这些问题,未来发展可能难以为继。

当前运行良好的“去中心化”网络实际都不排斥中心结构,“去中心化”出现多种落地结果,不应只简单归结为挂羊头卖狗肉和缺乏想象力,技术落地往往不能简单进行取舍,更应该对现实条件的约束加以通盘考虑,博采众长,以期在多元化甚至可能存在矛盾的众多需求中取得平衡,为业务的持续发展开辟空间。

4 区块链的新中心化和多中心化未来

技术只有真正解决了问题才能发挥作用。不应否认去中心化确实具有自身有点,但同时也应该看到该技术在功能、组织和管理多个方面存在效率低下等先天性局限[11]。去中心化的区块链应用在实践当中,探索出现了新中心化、多中心化等再中心化形式,这是一种成熟务实的表现。有观点认为,互联网起步于去中心化,成熟于再中心化,这个归纳看来也像是对区块链技术未来发展的预言。

中心化和去中心化是一对常常一起进行比较的对象,二者确实存在着竞争关系,但绝不是你死我活的死对头。尺有所短寸有所长,中心化和去中心化都拥有各自的优势和短板,在某些应用领域上,中心化的表现可能比去中心化要好一些,而在另一些应用领域上,去中心化的表现可能又比中心化要好一些。

一花独放不是春 百花齐放春满园。现实的应用情景有千千万万,技术发展更应该兼容并蓄,只有能够为人类在解决问题和促进进步两个方面有所增益的技术才是真正好的技术。区块链技术只是刚学会下地走路的娃娃,是否能够在更广阔的天地大展拳脚还需要时间去证明,不过要想取得长远发展,真正在历史长河中占据一席之地,区块链技术必然需要和其它技术进行优势互补形成合力,解决实实在在的问题。发展一项技术的目的,不是为了制造对立,为了替代谁,而是为了解决问题。更好更优地解决所遇到的问题,才是促使技术不断演化进步的澎湃动力。

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