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不正经链  

人人都懂区块链(五)——区块链的局限性

摘要:区块链的局限性反对人士批评区块链常常会基于“区块链万能”的设定来展开。事实上真正的从业者,从来不会宣称区块链是万能的,因为他们深知如同所有其他技术一样,区块链存在局限性。区块链的“不可能三角”同项目管理领域围绕质量的“不可能三角”——范围、进度、成本类似,区块链围绕“规模商用”的主题,也存在一个著名

人人都懂区块链(五)——区块链的局限性

人人都懂区块链(五)——区块链的局限性

反对人士批评区块链常常会基于“区块链万能”的设定来展开。事实上真正的从业者,从来不会宣称区块链是万能的,因为他们深知如同所有其他技术一样,区块链存在局限性。

区块链的“不可能三角”

同项目管理领域围绕质量的“不可能三角”——范围、进度、成本类似,区块链围绕“规模商用”的主题,也存在一个著名的“不可能三角”——Decentralization(去中心化)、Scalability(可扩展性)和Security(稳固性)。

人人都懂区块链(五)——区块链的局限性

我们来看一下这三者的定义:

去中心化:是指在一个分布式的多节点系统中,所有节点可以自由加入和退出,没有控制节点,节点之间相互平等,相互影响,具有高度自治能力,整体呈现开放、扁平和对等的特性。

可扩展性:随着交易量增加,系统吞吐能力TPS(事务数/秒)可以线性扩展,系统不存在因为技术、经济性等方面原因导致的扩容瓶颈。

稳固性:系统是可靠、可信的,不容易出错、作弊和被攻击。

区块链不可能三角事实上并没有形成一个标准的定义,不同的人会有不同的理解。包括Security大部分时候会被翻译成“安全性”,这里翻译为“稳固性”主要为便于理解。

大部分区块链项目,都在围绕这个 “不可能三角”进行取舍,走出了不同的发展路线,比较典型的有以下这些:

一、追求稳固性与去中心化,牺牲可扩展性

比特币以太坊为代表的早期公链一般采用这种思路。比特币允许任何人参与 “挖矿”,并且系统上线以来稳定运行10年,但其最初设计的交易吞能力只有7TPS,这与业界传统的支付系统VISA、Alipay等动辄几万和几十万TPS吞吐能力相比,性能差距很大,这就说明比特币的最初设计的目标场景并不包含高频交易。

二、追求可扩展性和稳固性,牺牲去中心化

随着比特币的发展,为了提升比特币的可扩展性,在支持者的要求下开发团队将每个区块的大小从1M增加了到了2M,从而使得每个区块可以记录更多的交易。由于比特币每个区块产生的间隔时间固定,因此比特币的吞吐能力提升了一倍。而以比特币大陆为代表的激进派将每个区块大小提升至8M甚至更多,从而使得比特币产生了分叉,形成一个新的币种“比特币现金”,这虽然在一定程度上提升了吞吐能力,但对节点处理能力也提出了更高的要求,从而提高挖矿门槛,使得大型矿池几乎垄断了挖矿,普通人很难再参与。因此比特币现金相比比特币在去中心化上出现了更大的退化。

相比发起者是矿机生产商的比特币现金,同样走这条路线的联盟链显得更加务实。比如联盟链代表Hyperledger,以及近期Facebook发起的Libra,都对节点准入作了要求,用“多中心化”取代了“去中心化”,尽管不是人人都可以参与“挖矿”的开放式场景,但在各自特定场景下,依然可以发挥很好的作用。

三、追求极致的可扩展性,牺牲去中心化和稳固性

该路线的典型代表是EOS。EOS设定全网只有21个生产节点,设计的交易吞吐能力理论值为百万TPS,当前实测3000+TPS。生产节点通过EOS持有者投票选举产生,需要建设规模矿池并持有大量的EOS才能参与节点竞选。这种思路通过大幅度减少节点数提高了可扩展性,不仅在去中心化方面产生了很大的倒退,部分节点之间相互拉票、贿选等行为也使得EOS公信力存在较大风险。

四、保持去中心化,通过牺牲一定的稳固性,换取可扩展性

以太坊分片技术是这种路线的典型代表。 如果说比特币的每个节点都可以下载比特币的所有的数据与存储,那么分片技术就是将数据进行打包并分成一个个字集。然后通过子集结合成为总集进行出块。这样不仅提升了出块效率、降低了出块奖励,而且还极大的提升了系统的承载能力。以太坊的分片技术相当于同构的半独立的多链,时间状态共享,但是交易历史是分开的,多链保留“去中心化”,提升了“可拓展性”,代价是牺牲了一定“稳固性”,因为算力分散了,系统容易遭受攻击。

部分采用DAG分布式账本技术的项目,也在走这条路线。与区块链的链式结构不同,DAG采用的是网状结构,既没有区块的概念,也没有挖矿和矿工的概念,它的每一个节点代表的是一个交易。没有挖矿和矿工就代表没有交易费,整个网络的吞吐能力也很高。

人人都懂区块链(五)——区块链的局限性

比如IOTA项目,其共识是根据全网历史交易来确定,那么理论上来说,如果有人能够产生足够的交易量,他就可以将无效交易变成有效交易。同时由于没有矿工激励且作假成本低,因此面临DDOS攻击和垃圾信息的风险。

以上是目前大部分区块链项目围绕“不可能三角”所走过的技术路线。期间也有不少项目声称自己突破了“不可能三角”,甚至有人挑战这个定律本身是否存在。技术的发展确实会提供越来越多的可能性,但至少到目前为止还没有一种区块链技术能超越这个定律。

不可能三角是多个领域普遍存在的共性定律,针对不同应用场景做好取舍即可,不影响区块链技术本身的可用性。但由于这个定律的存在,使得区块链在场景适配上都存在局限性。

数字世界与物理世界的断点

作为数字世界的原生技术,区块链与物理世界的连接上,天然是存在断点的。

比如区块链只能确保上链的身份ID、证书本身可验证,但不能验证证书持者是否为本人,那是人工智能的活。

与此类似,溯源场景下区块链只能保证从酒瓶上的二维码追溯这瓶酒从产地到消费者手中全流程流转过程真实性,但不能验证瓶内酒本身是否在某个中间环节被掉包。

再比如区块链泡沫繁荣时期大量区块链项目通过ICO(Initial Coin Offering)募集资金,而作为发币平台的以太坊,并不能保证发布白皮书的项目方,真正会按照白皮书的内容去开发其项目。不像传统企业上市的IPO过程在严格监管下进行,无监管的ICO使得很多项目方圈钱跑路,同时也导致了区块链的污名化和泡沫破裂。而目前比较可能成功的ICO项目如Filecoin,是在现有监管框架下进行了非公开的资金募集,完成项目上线后才会向大众开放。

因此,在数字世界和物理世界的连接上,区块链依然需要其他技术或监管手段进行辅助。

区块链的适用场景

除了区块链的内在局限外,区块链对适用场景也有限制。即使面向数字世界,区块链也不是所有场景都适配。以下是一个高阶流程图,用于帮助识别目标场景是否可以采用区块链技术,以及采用哪种类型的区块链。

人人都懂区块链(五)——区块链的局限性

一、如果目标场景不需要持续写入数据,比如一次选举、拍一部电影等各种项目型的事务,那么很明显不需要区块链。简单来说,即你是否需要一个数据库;

二、如果只有单方会写入数据,那么和常规数据库相比区块链并不能提供额外的保障,相反,从性能角度来说数据库可能更加高效。

三、如果现有的中间机构能高效的协调参与各方,相比采用区块链技术成本更加低廉,那就不一定非得采用区块链技术,这本质是个经济问题。

四、在多方写入场景下,如果各方都是可信任的实体,那也不需要用区块链,从性能角度来说依赖一个中心化数据库更加高效。比如用于政府各部门之间协作的业务电子流,由于各个环节的角色都是经过认证的,相对安全可靠,因此没必要采用区块链。

五、如果致力于应用于一个完全去中心化的场景,那对参与节点不能作准入要求,理论上是允许所有人参与数据写入,那么公链是合适的选择。很多基于互联网的共享经济业务往往会采用这种形式,比如上面提到分布式存储网络项目IPFS+Filecoin。

六、如果只允许部分受控节点进行数据写入,一般不采用公链,比如银行之间的跨行结算,运营商之间的网间结算等。

七、如果允许任何人读取可验证性状态,一般采用联盟链,如果只有少部分受限的用户读取状态,就采用私有链。

除以上提到的局限性外,区块链的一些技术特质,比如用于钱包唯一身份识别的私钥采用的是36位长字符串的形式,且遗失后无法找回的特性,也给用户友好性带来了一定影响,限制其向更广大的群体普及。

整体来看,区块链行业目前还处于早期发展阶段,以上提到的种种局限,需要结合不同应用场景逐步进行取舍和优化,并在大规模商用前进行充分打磨和验证。相信不久的将来,随着技术的不断成熟,区块链会同互联网一样,帮助人们的生活变得更加便利和美好。

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