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Nick Szabo : 货币,区块链和社会可扩展性(下)

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作者:NICK SZABO 尼克·萨博,智能合约与数字货币先驱 出处:巴比特
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上文《Nick Szabo : 货币,区块链和社会可扩展性(上)

区块链和加密货币

可扩展的市场和价格需要价格可扩展的货币。价格可扩展的货币需要可扩展的安全性,以便形形色色的人能够使用这个货币而不用担心通货膨胀,防盗窃和假冒伪劣。

2009年,中本聪将比特币带入了互联网,使得个人和群体可以在比特币上进行沟通。中本聪发明的货币的突破是在信任问题最小化的情境下给群众提供社会可扩展性:减少交易对手和第三方的脆弱性。用昂贵且自动化安全的计算算力来代替廉价但是却在制度上昂贵的计算算力,中本聪增加了良好的社会可扩展性。一组部分信任的中间人代替了一个单一且完全信任的中间人。

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计算类固醇的财务控制:区块链作为一个由机器人组成的军队,互相检查着对方的工作。

当我们可以通过计算机科学而不是传统的会计师,监管机构,调查人员,警察和律师来确保金融网络的最重要的功能时,我们会选择一个自动化,全球化和更安全的系统而不是手动的,本地的和不一致的安全系统。当加密货币在公有链上正确运行时,能够代替大批由银行官僚主义组成的计算机大军。“这些区块链上的计算机能够让我们把在线协议最重要的组成部分放在一个更安全和可靠的基础之上,使我们之前不敢在全球网络上不敢实行的交互成为可能。

区块链技术,特别是比特币技术中,最具特色的特点有:

  1. 基本的运作是独立于现有机构的
  2. 无缝跨境运作的能力

区块链高水准的安全性和可靠性可以在没有人为干扰的情况下保持。如果没有这么高的安全性,区块链只是一个免费又浪费的分布式数据库技术,并且要和地方官僚主义紧密的绑定在一起来保持这个网络的完整性。

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自20世纪中期以来,计算效率得到了显著的提高,但是人类还是使用着之前相同的大脑。这也为人类突破极限创造了可能,也为基于人类思维,具有计算能力,包括在安全性上能做到最好的制度。结果就是,人类没有更多的原始心理能力来扩大我们现有的制度。但是,通过计算机来代替一些人类的决策,能有很大的潜力来改善社会的可扩展性。(一个重要标注:这个探讨取决于人类能力线的斜率,而不是人类能力线的绝对位置。上面显示的绝对位置是任意的,这取决于我们测量的人类”算力)。

一个全新的中心化金融实体,一个没有被传统金融机构雇用的“人类区块链”的可信第三方,处于成为下一个Mt. Gox的高风险之中。如果没有官僚机构,它不会成为一个值得信赖的金融中介。

电脑和网络都很便宜。可扩展的计算资源需要便宜的额外资源。以可靠和安全的方式扩大人类传统机构,需要增加会计师,律师,监管机构和警察,同时也会增加这个机构的官僚主义和风险及压力。聘请律师是昂贵的,监管比较遥远,计算机科学保证货币的安全性,要远远好于会计师,警察和律师。

在计算机科学中,存在基本的安全性与性能折衷。比特币的自动化健全来自于其性能、资源使用方面的高成本。没有人能发明一个更好的方法来提高比特币的计算可扩展性。例如,它的交易吞吐量,这种改进会损害到比特币的安全性。

对于比特币区块链来说,没有那么大还能保持其完整性的性能改进存在,这也可能是无法避免的权衡之一。与现有的金融IT比较,中本聪做出了有利于安全和性能的重大权衡。看似浪费的采矿过程是这些权衡中最为明显的一个。但是比特币也会做其他的权衡。其中之一就是它在其消息传递中需要高度冗余。 数学可证的完整性将需要在所有节点之间完整广泛的传播。比特币不能实现这点,但是要得到一个最为接近的近似值需要高水平的冗余。1MB的区块消耗资源远远比1MB的网页消耗的资源多。因为它必须以高冗余度传输,处理和存储,以实现比特币的自动完整性。

这些有必要的权衡,会牺牲性能来实现全球无缝连接、独立运行、自动化和保持完整性的安全性。这也意味着比特币区块链自身在保持自动完整性的基础上,它无法与传统的金融系统相比,它无法与Visa每秒处理的交易数相比。相反,比起比特币的区块链,一个信任要求不高的外围支付网络(可能是闪电网络)能用来承担大量低价的比特币交易,使用比特币的区块链来承担周期性地结算一个高价值的交易。

比特币的交易费率比Visa和Paypal都要低。但是由于他强大的自动化安全性,这些可能会更为重要。任何有智能手机和联网的地方都可以支付 0.20美元- 2美元的交易费用—大大降低了当前的汇款费用—可以在全球的任何一个地方访问比特币。在比特币外围网络上需要实施较低交易费的低价值交易。

当涉及到小写的bitcoin,也就是比特币这个货币,你可以像使用法币一样用比特币来支付很多东西 。还有一些聪明的方法来做比特币外围支付。小额支付在链外进行,并且周期性的在大写B的比特币区块链网络上进行结算。这种区块链将发展成为高价值的结算层,我们将看到这外围网络将被用来进行小额的比特币零售交易。

当我设计比特金(Bit Gold)的时候,我已经知道共识并没有扩展到大额交易吞吐量的安全性上,所以我设计了两层架构:(1)比特金本身,结算层,(2)Chaumian数字现金,外设支付网络,这将为零售支付提供高的吞吐量性能及隐私保障(通过Chaumian blinding),但这需要VISA是值得信赖的第三方,因此需要一个“人类区块链”的会计师来诚信经营。外围支付网络只可以涉及小额的交易,因此只需要很少的人力来避免重写Mt. Gox的命运。

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Ralph Merkle:公钥密码学的先驱者和分层哈希树状结构的发明家。(梅克尔树-Merkle trees)

货币在被设计的过程中通过安全性能需要社会可扩展性。例如,任何参与者或者中间人都很难伪造假币(来稀释供应链的线条以防不适当或者意料之外的通货膨胀)。黄金实际上在任何地方都具有价值,它能有效避免极度的通货膨胀,因为它的价值并不依赖于中央权威机构。在这些方便,比特币都很擅长,并且能在网络上运行,使阿尔巴尼亚的某人能够在信任问题最小化的情况下使用比特币支付给津巴布韦的某个人,在没有支付垄断利润的中间人的情况下,减少与第三方中介的脆弱性。

现在外面有对“区块链”各种各样的定义,他们当中,几乎所有的人都习惯了市场上“炒作疯”。我建议应该给“区块链”一个清晰的定义,它可以传达给不太懂区块链的人。如果它既有区块(block),也有链(chain),“链”也应该是梅克尔树(Merkle trees)或者其他保持功能完整性和不可伪造特性的密码学结构的,那么它就是区块链。此外,由一个个区块保护的交易和数据的完整性应该被复制下来,以尽可能多的能够应对最坏情况下的恶意问题和行为(通常,系统可以表现如文章前述部分,在1/3-1/2的服务器想恶意推翻使它,它还能正常运行)。

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在计算机科学领域而非法律法规范围,比特币的社会可扩展的安全性允许进行跨国界的支付,例如非洲的客户付款给在中国的供应商。一个私有链无法同样轻易地完成这样的交易,因为这样的交易需要一个鉴定方案、证书认证以及分享在不同管辖权之间的公钥基础设施。

因为这个分类,并且(我希望很少)因为需要更新软件的需求—因不合法的优先块而导致的需求— 产生了一种叫做硬分叉的更危险的情况,区块链也需要易受到政治影响的人类管理。 最成功的区块链,即比特币,它一直通过技术专家中的分散决策维持着其不可变的完整性,这种分散决策结合了强大的不可变性,用最重要和罕见的错误修复和设计改进这种方式,而非其他方式,来纠正硬分叉。这种管理会计和法律决定的理念(例如改变账户余额或撤消交易)虽然从未纠正硬分叉,但是能通过传统的管理来实现规避(例如通过法院禁令迫使比特币用户进行有效地撤消过去的操作,或者通过收回特定的密钥使得特定用户失去特定的权限)

数据是不可伪造的而且不可变的,意味着它在被提交到区块链时不能被检测到改变。相反与一些假设,例如它被提交到区块链之前,它不但保任何有关于数据的起源或者数据的真实和虚假性。因为这需要额外的协议,通常包括昂贵的传统控制。区块链并不能保证绝对真实,它只在之后的变更中保留真实和谎言,允许别人在随后进行安全性分析,因此更能够发现这些谎言。老式的计算都是进行草图勾勒但是区块链拥有更加精密的计算方式。重要数据应尽早地提交到区块链机密精算中,理想情况是直接从其生成的设备中进行加密签名,以最大化区块链在保护完整性方面的优势。

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一个Merkle树含有4个交易(从tx0到tx3)。结合已被证明的工作保护下的适当复制和交易链, Merkle树可以通过协商使如交易之类的数据变的不可伪造。在比特币中,Merkle的根哈希安全地汇总这些,以用于验证在块中所有交易未改变的状态。

我个人在1998年提出的“安全财产权”架构就用的是Merkle树和复制数据的理念用来对抗错误软件和恶意使用者,但不包括(区)块。它展示了我的理论,即你可以保护全局共享数据和交易的完整性,并使用它们来设计一个比特金。但比特金并没有比比特币更高效,也并没有拥有像比特币一样的可扩展的块和分类记账系统。与此同时,它就像现在的私有区块链,安全财产权假设要求可分辨和可计数的节点。

基于51%算力攻击,限制了一些公有链(如比特币、以太坊)的重要安全目标,我们真的很希望能有人能以最强大的矿工的身份来回答这个问题:真的有人能发动51%算力攻击吗?

区块链的安全性客观地会受到限制,区块链的管理潜在地会受到51%攻击的影响。一次攻击当然不会被攻击者称为“攻击”,可能会被他们称为“开导管理”,或者“民主行动”。实际上,一些类型的软件更新需要修复错误或者改善底层协议而进行软分叉。而一些其他的软件更新需要硬分叉,这是比特币提出的一个比软分叉更安全的办法。区块链虽然比所有其他网络都减少了信任问题,但实际上还是多多少少达不到完全的信任。矿工是部分被信任的监护人,还有一些并不是开发专家或者电脑科学家,对区块链开发者专家社区有着很大的信心,在学些区块链的设计原理和代码结构,就像一个非专业的人想像一个科学研究的专家一样能够懂得这门相应学科的成果。在硬分叉期间,交易所的影响力也是非常大的,因为它们可以选择支持哪个交易符号(即代币)。

大部分的公有链(当然也不是所有的公有链),也因此能躲过“身份认证是难点”的子弹,并能更好地在高水平处理好矿工的身份不明问题,这可能会是更恰当的方式,而不是将固有的各种基于大脑的概念映射到底层协议上,PKI(公钥基础设施)正在这方面艰难的推进。

我认为一些“私有链”也是真正的区块链,其它的应该归类到“分布式账本”或者“共享数据库”的类别下。它们都和比特币或者以太坊这些公有链毫不相同,没有社会可扩展性而言。

在需要安全识别(可区分和可计算)服务器组而不是公有链中的匿名成员资格时,以下所有情况都非常地相似。换句话来说,他们需要一些其他的不够社会可拓展性的解决方案来解决Sybi(马甲)攻击问题:

私有链

侧链的“联合”模型(唉,尽管之前都这样子希望,但是现在没有人能弄清楚如何在信任问题减少化的情况下来做侧链)。侧链也可以被叫做私有链,这是一个很好的契合,因为它们在架构上和外部的依赖(例如PKI)上都是非常相似的。

基于多重签名(Multisig)的计划,即使是在基于区块链的智能合约下完成的;阈值“Oracle”架构,能够将链外(off-chain)数据移动到区块链上。

用于识别一组服务器使用的是基于受信的认证中心机构的PKI是主要的办法,但是却不是非常具有社会可扩展性的。为了避免可信赖的第三方有安全漏洞问题,可靠的认证中心本身既昂贵又劳动密集的官僚机构,通常对他们进行广泛的背景调查或者依靠其他人(例如Dun和Bradstreet的企业)。(我曾经带领的团队设计过这样的CA)

支持PKI的私有链对于银行和一些大企业来说是一个不错的选择,因为他们已经有一些成熟的内部PKI覆盖了重要交易所需的员工,合作伙伴和私有服务器。银行的PKI相对可靠,我们还有针对Web服务器的半可靠PKI,但一般来说并不是针对Web客户端,即使自从Web被发明以来,人们一直在处理客户端证书的问题。例如,广告主希望有一个可以替代电话号码和Cookies来追踪客户身份的安全方式。但还没有找到这种替代方式。

PKI可以为一些很重要的人和事情服务。但是PKI对于小众群体来说,没有那么容易。因为他依赖于传统的身份认证官僚机构,所以它的社会可扩展性受到了局限。

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在广泛的比特币生态系统中有一些重大的盗窃事件。鉴于比特币区块链本身可能是现存的网络中最安全的金融网络(确实,比特币比传统支付网络安全很多,以便维护它低管理成本和无缝跨境转账的能力),其周围基于旧的集中式网络服务器则并不安全。

我们需要更多的社会可扩展的方式安全地计算节点,或者用另一种方式来尽可能多的稳定性来对抗腐败官僚,评估确保区块链完整性的功劳大小。这就是工作量证明和全网广播要做的事情:大大牺牲计算机的扩展性来提高社会可扩展性。这是中本聪最杰出的权衡。他的杰出表现在于人比计算机要昂贵的多,这种差距每年都在逐步扩大。他是杰出的,因为他允许人们在人类信任边界(如国家边界)安全地无缝工作,与像VISA或者Paypal“呼叫警察”的架构不同,Visa和Paypal依靠的是昂贵、容易出错的,有时它们还会与腐败的官僚机构一起合作。

结论

互联网的兴起被视作各种在线机构的崛起,其中包括社交网络,“长尾”零售(例如亚马逊),以及允许小型和分散的买家及卖家找到和做生意的各种服务 (eBay,Uber,AirBnB等)。这些只是充分发挥我们新的能力的最初尝试。由于近几十年来信息技术的巨大进步,现在能够活跃在在线机构中的人的种类和数量已经越来越不会受到计算机和网络的客观限制而限制,而是当心智还没有完全适应于重新设计好的新的发展,机构还没有充分地进化,这些反而会限制人们充分利用这科技的进步。

这些互联网最初的努力都是非常中心化的。区块链技术通过计算机科学来保证数据的完整性而不是通过“呼叫警察”的方式,迄今为止已经实现了信任问题最小化的货币—加密货币—并将使我们在金融领域以及其他基于在线可用数据的交易领域取得进步。

这并不是说,使机构适应我们的新能力是一件容易的事情,甚至在一些情况下是难以实现的,有些甚至是不太可能的。乌托邦计划在区块链社区非常受欢迎,但它们不是可行的选择。让我们高度进化的传统机构进行逆向工程,以全新的形式苏醒过来,这会比从头开始重新设计要好得多,也比大规划和博弈理论要好得多。中本聪验证了一个可实现的重要策略:牺牲计算的效率和可扩展性(消耗更经济的计算资源),来减少在现代机构(例如 市场,大公司和政府)中为了维护陌生人之间的关系而需要花费的人力资源成本。

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