区块链与分布式账本技术(下)

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区块链是一种分布式账本的技术,但它又不完全等同于分布式账本技术。它们有什么区别?本文作者Brent Xu 通过比较以太坊、Hyperledger Fabric和R3 Corda来阐述这个问题,对于我们认识区块链和分布式账本技术有帮助。接上篇《区块链与分布式账本技术(上)

区块链平台的加密经济配置

软件平台内的一个加密经济子系统需要机制设计和博弈理论的各种配合,激励系统内角色以最优方式行事,这既有利于他们自身的利益,也有利于整体生态系统。区块链系统与分布式账本数据库系统的核心区分原则是能够将机制设计作为一种经济激励层,确保适当信任和合作,使系统的行为方式有利于实现用户分布式共识及安全。 这些依赖于“反向博弈论”设计的系统的主要目标是在一个子系统内创建一个主导策略,从而形成激励的均衡结构,并进一步增强整个系统的整体完整性。

加密经济机制设计实例

Plasma & Truebit

Plasma旨在为以太坊网络带来可扩展性和多链性。通过提供以太坊体系的多个区块链可以相互连通的催化剂,Plasma可充当私有链和公有链网络之间的沟通桥梁。进一步的分析可以看出,Plasma为Ethereum网络提供了扩展性和可用性。

要了解Plasma的有效性,了解Plasma的设计机制很重要。大量的互操作性是通过所谓的Fraud proofs来实现。通过配置区块链,基于MapReduce函数的计算及通过最小化信任来实现可伸缩性,以便即使是新派生的子区块链仍然可以可靠地验证交易。

围绕Plasma设计了一种机制,以便在发现故障链时允许所谓的Mass Exists。这些与错误操作有关的情况与数据可用性的不一致性和阻止预扣攻击(block withholding attacks)相关。通过允许关联链的交替配置惩罚邪恶活动的机制,生态系统希望实现内聚均衡。

Plasma在Truebit平台上实现相当多高密集的经济激励结构,旨在增加以太网网络的离线计算能力。通过构建Truebit系统围绕验证博弈进行构建,在该验证博弈中,整体共识机制的解算器可以被验证者挑战,验证者如果识别出邪恶行为则获得奖励,这是一个系统内部加密经济的“检查和平衡”公平的行为策略。

由于Plasma通过TrueBit的影响致力于创建一个多连接互操作性网络,系统的内部实施对于实现信息和共识保真度至关重要。

以太坊Casper权益证明

在以太坊通过实施Casper权益证明共识机制的过程中,也可以看到加密经济激励层的一个例子。尽管工作证明(POW)有自己的内在博弈理论激励结构来防止参与者操控网络,但是向权益证明过渡还有更多的内部结构来阻止参与者在遇到分叉时模凌两可或试图创建区块链的其他实例。权益协议创建了一个拜占庭容错环境(Byzantine Fault Tolerant,BFT)。在这个环境中,Ether将被绑定到共识机制中。这意味着,参与者在系统内将受到忠诚的约束。

如果攻击者计划在共识机制中模棱两可或试图控制,那么有关切入型算法“slasher algorithms”的各种协议将会破坏Ether所有者或攻击者的权益,从而惩罚他们的恶意行为。在惩罚背后的机制设计中,Ether破坏的数量一直被编程为与攻击者希望获得的数量成正比,在这个数量中,攻击者永远不想妥协系统。

Cosmos and Tendermint

Cosmos也在建立一个依赖Tendermint共识机制的生态系统,该机制严重依赖于拜占庭容错算法。该平台依赖于与比特币网络中矿工类似的验证器。验证人拥有一个叫Atom的token,用于通过依赖绑定验证器生成的信任的证据机制来保护网络。

Cosmos生态系统中的参与者之间的相互作用也表明了一种博弈理论结构,即如果发现验证者发现违反协议,验证者可能会丢失其令牌(Token)或委托给他们的令牌。由于这个系统中的利益相关者的这种保税存款设计,共识机制允许保护网络的激励机制。此安全设计允许应用程序区块链接口(ABCI),区块链间通信协议(IBC)以及Cosmos集线器和区域之间的不同交互功能正常运行。

R3 Corda和IBM Fabric

需要注意的一点是,R3 Corda和Hyperledger Fabric在其软件体系结构中没有这些加密经济激励层。由于软件体系结构是基于分布式数据库聚焦范例进行基础设计的,因此它们最初不是为在整个框架中加入加密货币层而设计的。

由于软件设计的内在差异,它们还没有经过校准,无法参与那些与众多区块链具有互操作性和协调性的多链生态系统。由于系统结构的最大吞吐量考虑在内,基于这些系统的初始构建,忽略了包含区块链(包括公共区块链主网)的可互操作网络拓扑的体系结构布局。

为什么加密经济机制设计是必要的?

有人可能会问,为什么要把加密经济基础设施层架构在软件上?因为存在于计算环境中的这种模型所创造的是一种不变的可信任的新层,而不依赖于中心化实体。

数十年来,我们一直在客户端-服务器和数据库中构建软件。像IBM,Intel和Oracle这样的公司在其初创及其后创的系统及子系统中完善了这个模型,而这些模型仍然在分布式系统以及新近的分布式账本系统中使用。

尽管这些体系仍然集中在各个方面,无论是通过中心化实体还是cartel-like (卡特尔式) 的联合体结构。这种联盟结构为了确保系统的正常运行,激励机制都是基于中心实体而不是真正的激励结构。

图6:客户端服务器模型

去中心化系统为在软件环境中达到某些目标提供了可行的替代方案。这种方案主要权衡是内部交易信任 vs 执行。由于大型中心系统的信任度更高,因此它被认为能够更好地执行。尽管区块链系统的特征,是在这个系统中信任和价值可以在不依赖大型中心实体的情况下合理配置。

在系统设计中倡导的一个思想是,为了优化系统,还需要对子系统进行次优化。这意味着系统的协调必须进行协调和架构,以便内部子系统在整个更大的生态系统中也具有利益及激励,以进一步实现合作目标。

通过创建一个用于整体环境优化的加密经济博弈理论,融合计算机科学和经济模式,以创建数字经济中的新软件架构。

基于对数字经济的这种愿景,应该认识到,使用私有链和公有链的组合互动,各层商业和商业关系超越传统模式,创建一个可行的数字生态系统成为可能。

整合到区块链token经济体系中

为了调查的目的,有必要定义Token化的概念,它借鉴了这样一个概念,即企业或实体能够根据我们生态系统中目前存在的某些数字标准,创建各种形式的资产、商品和服务的可互换或不可互换的表现方式。

最初的token化设计会有各种各样的故障和缺陷,Token经济仍在发展,需要时间迭代才能进一步完善。尽管资产,金融产品,能源和注意力的Token化都是可行的商业模式,但它们实施的确切动态需要额外的功能和访问层次,需要时间进行改进。

token化经济需要博弈论机制设计和区块链创新,随着它们带来重大发现和发展,最终促进token化经济的成功。

正如Josh Stark关于数字经济学的文章中所描述的那样,评估表现出最强可用性迹象的Token,看看它是否构成了整体业务的经济学和博弈论设计的必要组成部分。

如果企业可以对其生态系统的各个方面进行数字化或Token化,那么创建的产品线将以指数级扩展,超越了我们用来交换实物商品,金融资产,商品或技术服务的传统方式。通过创建Token化资产可以实现数字媒体。一些重要的发展可以从新的生态系统发展而来。

在查看区块链工具的生态系统时,显然以太坊实际上是Token化经济得以创建的基础。如果Token化经济模型能够结合私有链,可扩展性解决方案和隐私工具(如ZK-Snarks)的功能,则数字资产的整体Token化将全面超越受内部激励限制的传统经济模式。

实现区块链的业务目标

为了实现区块链的上述业务目标,我们必须评估需要提供服务的各个维度。在详细介绍上述模型功能的图表概述中,Ethereum能够实现分布式数据库协调方案,激励层以及Token化,而R3 Corda和IBMFabric尚有一些功能未涉及。

我们针对现实世界不同的业务场景应用不同功能,以更好地理解平台的功能。

图7:功能摘要

信息的有效分配

从功能上讲,从分布式系统的数据库协调和利用角度来看,这些产品有着同样相匹配的功能。 R3 Corda,IBM Fabric和企业版以太坊确实具有分布式信息分配功能,可以通过不同层次的访问权限控制和联盟配置管理来促进信息分配。虽然每个平台的软件架构配置都不相同,但每个平台都可以执行有效的信息分配和协调所需的性能。

可信不可篡改的信息

在许多这些技术的背景下,不变性被视为信任的同义概念。在评估不变性特征时,必须了解的是,在利用基于Apache的数据流工具(如Kafka)的系统中,存在允许读/写数据访问的固有功能。因此,由于在系统设计中进行了一些选择,IBM Fabric的不变性方面受到一定限制。

对于R3 Corda基于UTXO模型的系统,不变性方面在整个系统范围内保持不同。由于其系统的整体分布式账本设计,它们已经建立了可在整个平台上展示的某些信任方面。

在以太坊背景下建立起来的信任和不变性都是在基于Patricia Merkle Tries的公有链的子协议中。由于这种生态系统内核心软件范例的保存以及与公有链的可连接性,以太坊区块链和以太坊的相关派生能够充分证实不变性。随着资产数字化开始,这种不变性中获得的信任终将增加生态系统的价值。

资产数字化

应该认识到,IBM Fabric名义上能够创建数字资产的,因为资产的数字化实际是把产品注册成数字格式。但是在Fabric上创建的数字化资产将只能在Fabric的系统上运行。就像如果你在某一电子邮件客户端A上创建的邮箱只能够与使用完全相同的电子邮件客户端A的人进行通信,这与当前世界中存在多个电子邮件客户端可以互相通信的不同。

R3 Corda也存在类似的不一致之处,因为R3的平台用户在与R3之外的其他平台进行交互通信时会受到限制,从而导致供应商锁定(vendorlock-in)。由于R3 Corda主要关注银行客户,而银行需要独立的银行软件。应该指出的是,该平台的用户将仅限于与仅使用R3 Corda的机构建立银行业务关系,无法与不使用R3 Corda的生态系统伙伴进行无缝互接。

由于以太坊是一种类似于Web服务中的HTTP或TCP / IP的底层协议,因此不存在只面向以太坊的构建者“供应商锁定”问题。通过以太坊区块链的不同方面建立的信任关系能够在全球资产数字化的新经济体系内发挥作用。如果再参考电子邮件示例,以太坊协议可以被视为与IMAP或POP3类似的通用协议来访问电子邮件。

以太坊和以太坊派生的协议可以充当区块链基础设施,公司可以建立数字资产。类似于每个公司在90年代后期能够使用HTML创建网站,每家公司都能够使用以太坊智能合约为其服务和产品创建数字经济,这些合约可以创建token,可通过更广泛的网络访问。

未来之路

为了构建一个足够强大的平台,可以与公共市场进行互动,该系统必须能够满足业务需求,以实现数据的高效处理、额外的信任分配层以及具备数字经济资产的代表能力。显然,这三个维度的目标都是通过不同的技术进步和技术配置来达到类似的目标。

在未来的道路上,我们必须考虑经济商业模式在这个生态系统中的发展方向,显然基于以太坊的平台在融入数字经济中具有优势,尽管在某些数据交易中存在明显的弱点,这正是IBM Fabric和R3 Corda的突出特点。

由于不同的区块链和分布式账本平台被快速迭代使用,并且超越了我们当前技术时代已有功能,所以围绕使用哪个平台进行构建的决策将会严重依赖于我们的生态系统中的场景用例,可以看到不同的用例相互依赖。

本文并不试图说明一个平台总体上比另一个平台更好,而是在于说明各有特色。以太坊具有的某些功能是Fabric和Corda这样的分布式账本所没有的,但Fabric和Corda也有Ethereum目前不能达到的较高的性能。

为了真正实现现有系统所期望的交互和可扩展性的水平,必须构建和设计一个协议,并考虑到所有的交互,类似于互联网最初设计的方式。以太坊作为协议,能够充当基础技术栈,为足够广泛的生态系统提供服务,可以涵盖经济环境中的必要因素,但请记住,该平台目前尚不完整,并且还可能受益于之前DLT对手们固有的功能。

未来之路包括了还不完善的技术,但应该检查协议,看看最终复制到我们所期望的下一代互联网中的功能,有时,最明显的解决方案是不要只关注一种技术。

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原文作者:Brent Xu

原文地址:media.consensys.net

译者:由蓝狐笔记社群“Anthony”翻译

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题图来自 Pixabay,基于 CC0 协议

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