區(qū)塊鏈擴(kuò)容是什么?未來將如何發(fā)展?
擴(kuò)容問題是目前區(qū)塊鏈面臨的主要障礙,不論是短期和長期擴(kuò)容方案,都是需要的?,F(xiàn)在有人提出權(quán)威證明(Proof-of-Authority),并且把它作為短期的擴(kuò)容解決方案。
什么是擴(kuò)容?
在以太坊中,我們定義擴(kuò)容為隨著用戶(DAPP)增加,提高主網(wǎng)性能(吞吐量,延遲)的能力,而且不會影響到用戶體驗(yàn)(燃料費(fèi)用,轉(zhuǎn)賬時(shí)間)。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)必須要隨著應(yīng)用變多,而能適應(yīng)新的需求,而不是相反。
以太坊現(xiàn)在的狀態(tài)
現(xiàn)在,以太坊不能擴(kuò)容。但是需要我們記住地是,它就是按照這個(gè)方式來設(shè)計(jì)的,所有的區(qū)塊鏈協(xié)議都是這個(gè)方式。在處理轉(zhuǎn)賬的時(shí)候,每個(gè)全節(jié)點(diǎn)都會存儲狀態(tài)數(shù)據(jù),其中包括智能合約代碼,賬戶余額和存儲空間。這會確保高度的安全性,但是擴(kuò)容性卻被損失了。幸運(yùn)地是,擴(kuò)容以太坊的支架代碼正在構(gòu)建。例如各類擴(kuò)容項(xiàng)目,這些技術(shù)都會很好地滿足擴(kuò)容需求。但是,此文會更專注于已經(jīng)可行的擴(kuò)容方案:權(quán)威證明(Proof-of-Authority)。
現(xiàn)在的問題是什么?
DAPP現(xiàn)在立刻需要擴(kuò)容方案。如果沒有,那么問題就會出現(xiàn):首先,在測試和啟動的時(shí)候就會遇到障礙。吞吐量低,以及高手續(xù)費(fèi),無法承擔(dān)大量的流量。這就會導(dǎo)致在主網(wǎng)上部署DApp會變得非常昂貴。其次,很多已經(jīng)完成主網(wǎng)的項(xiàng)目正在不穩(wěn)定的狀態(tài),他們急需立刻就獲得解決方案。最終,網(wǎng)絡(luò)擁堵和高昂的手續(xù)費(fèi)讓以后的項(xiàng)目都不想在以太坊上構(gòu)建,而是選擇其他網(wǎng)絡(luò)。目前,我們沒有這張魔法,所有的鏈都有著共同的問題,Vitalik Buterin稱之為“擴(kuò)容三角困境”。
區(qū)塊鏈目前面臨的三角困境使得現(xiàn)在只可以滿足以下3個(gè)屬性中的2個(gè):
擴(kuò)容性
去中心化性
安全性
Vitalik認(rèn)為始終有2個(gè)問題:1)我們能夠完成一個(gè)新的系統(tǒng),其中只有幾個(gè)節(jié)點(diǎn)在驗(yàn)證每筆轉(zhuǎn)賬嗎?為了安全性,必須要保證有足夠的節(jié)點(diǎn)來驗(yàn)證每筆交易、2)通過擁有足夠少的節(jié)點(diǎn)來驗(yàn)證多個(gè)節(jié)點(diǎn),從而最大化吞吐量?Vitalik在討論分片的時(shí)候提出這些問題,但是,在我們看來,他的直覺也和描述權(quán)威證明(Proof-of-Authority)相關(guān)。
臨時(shí)解決方案
現(xiàn)在有一系列短期解決方案:在網(wǎng)絡(luò)上部署權(quán)威證明(Proof-of-Authority),并且通過橋和主網(wǎng)連接(類似包含Parity和Grid+的橋)。好處是PoA不會依賴于節(jié)點(diǎn)來找出數(shù)學(xué)題的答案,而是提前選出的權(quán)威群體稱為“驗(yàn)證者”會保證區(qū)塊鏈的安全,而且也會允許創(chuàng)建新的區(qū)塊。他們擁有公開證書,并且管理整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。換句話說,他們所有的身份都是公開的,而且被第三方認(rèn)證。
雖然權(quán)威證明(Proof-of-Authority)是區(qū)塊鏈領(lǐng)域最近才推出的解決方案,由于很多優(yōu)勢,它也被認(rèn)為是臨時(shí)擴(kuò)容解決方案。首先,它更加安全(單獨(dú)的驗(yàn)證者無法控制網(wǎng)絡(luò)或者反轉(zhuǎn)鏈上之前的轉(zhuǎn)賬)。其次,由于網(wǎng)絡(luò)中有更少地摩擦費(fèi)用,其實(shí)有利于區(qū)塊生產(chǎn)。最后也是最重要地。橋梁鏈?zhǔn)沟迷赑oA鏈上進(jìn)行的操作,可以幾乎不用手續(xù)費(fèi)就轉(zhuǎn)賬。
關(guān)于信任和治理
PoA鏈改變了信任公式。信任再也不是通過可驗(yàn)證的以太坊工作量共識產(chǎn)生?,F(xiàn)在信任產(chǎn)生于絕大多數(shù)驗(yàn)證者手里。雖然驗(yàn)證者的數(shù)量會影響網(wǎng)絡(luò)分布,對于安全性來說,更重要地是,驗(yàn)證者之間的多樣性。關(guān)鍵點(diǎn)在于并不是讓驗(yàn)證者專注于某個(gè)行業(yè),不然他們可能會互相勾結(jié)。
PoA是權(quán)益證明(PoS)的優(yōu)化版本,其中驗(yàn)證者的公開信息代表權(quán)益證明中的相同角色。驗(yàn)證者可以是知名的企業(yè)家,DApp或者藍(lán)籌股企業(yè)。用他們的聲譽(yù)來作為抵押,他們就會被激勵去盡力為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)做事。就共識而言,絕大多數(shù)的驗(yàn)證者都需要在鏈上簽名。當(dāng)這件事完成,它就會成為鏈上永久的部分。總結(jié)來說,權(quán)威證明(Proof-of-Authority)對于私有鏈來說,是比較合適的。它會幫助打造更快,擴(kuò)容性更好,并且性價(jià)比更高的區(qū)塊鏈,因此使得DApp以及藍(lán)籌項(xiàng)目,可以免費(fèi)快速地啟動和測試他們的創(chuàng)新想法。
權(quán)威證明(Proof-of-Authority)有何限制?
權(quán)威證明最大的問題在于預(yù)先決定。由于共識是由選中的驗(yàn)證者完成的,不像權(quán)益證明,其中的共識是由提交安全保證金的人來得出。權(quán)威證明的模型引入了中心化的因素。我們目前接受這點(diǎn),但是認(rèn)為這可能更適合聯(lián)盟的設(shè)定。引用銀行產(chǎn)業(yè)為例。通過完全不同行業(yè)的驗(yàn)證區(qū)塊,可以從驗(yàn)證者那邊獲得所有東西嗎?例如,為什么美洲地區(qū)的咖啡生成聯(lián)盟需要去驗(yàn)證銀行的私有鏈?可能的答案:為了防止串通,網(wǎng)絡(luò)需要盡可能地分散化。這點(diǎn)我們同意,但是如果我們可以獲得能夠完全保證網(wǎng)站安全地去中心化程度,而且不會影響網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)容性,這樣是否可以?例如,信任可以通過一個(gè)產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)分布,例如銀行,監(jiān)管者,工會,托管人,律師,交易所等等。使用他們的身份來作為權(quán)益抵押,所有的參與者都會受到激勵,從而來維護(hù)他們的公眾聲譽(yù),這也滿足了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的需求。而且,還有更多層的保護(hù)措施可以實(shí)施,例如罰款,取消監(jiān)管許可和其他預(yù)防措施可以寫入智能合約,這會在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測到任何欺詐行為的時(shí)候,立刻啟動。
以太坊網(wǎng)絡(luò)還沒有準(zhǔn)備好進(jìn)行DApp的部署,這就讓很多項(xiàng)目被迫擱置,從而不能測試和啟動他們的產(chǎn)品。我們相信,如果使用權(quán)威證明(Proof-of-Authority),或許可以形成更快速,更高效,擴(kuò)容性也更好的區(qū)塊鏈。