区块链闭门会议后的一点小结及思考

上周，全球首届区块链峰会“区块链-新经济蓝图”在上海外滩茂悦酒店顺利召开。区块链技术的概念及应用，吸引了包括来自央行金融研究所、上海证券交易所、德勤会计事务所、瑞士银行、蚂蚁金服、IBM、华为等机构企业300位嘉宾代表的关注。

本次峰会主席、万向区块链实验室发起人肖风先生表示：

“区块链技术宣告了互联网从传递信息的信息互联网向转移价值的价值互联网进化。”

在金融世界，如果你没听说过区块链（blockchain）技术，说明你真的已经out了。世界范围内，包括高盛、纳斯达克、摩根大通、汇丰银行、花旗银行、纽约梅隆银行、巴克莱银行、瑞银（UBS）、苏格兰皇家银行、摩根士丹利在内的众多金融机构，均与区块链公司进行了合作，研究区块链技术在金融市场的应用。

区块链技术，其本质是作为一种分布式（去中心化）的数据库，它的特点是不可伪造、不可篡改，并且，在其承受交易范围内，区块链跨境交易的效率和低成本，是传统金融无法比拟的，这也是它能够吸引各大金融机构的原因所在。区块链技术的原理，和一个数学问题息息相关 —— 拜占庭将军问题(The Byzantine Generals Problem)，关于这个问题，推荐您阅读下烧脑大作《拜占庭将军问题深入探讨》，睡前的绝佳读物！比特币作为区块链技术的第一个伟大应用，已经在金融世界引起了广泛的关注，那比特币（货币）之外的区块链应用呢，它们又会有怎样的表现呢？

万向区块链实验室第一本丛书《区块链新经济蓝图及导读》，就给大家畅想了诸多的区块链应用，书中作者还提出了区块链1.0（数字货币）、区块链2.0（智能合约）、区块链3.0（分布式人工智能和组织）的三大发展阶段概念。

本书描绘的是区块链应用的蓝图，因此并没有涉及如何具体实现这些应用，以及太多区块链技术当前存在问题的解决方案 。在我看来，该书提供更多的，是区块链实验方向的指导意义，至于究竟能否成功，那是另外一回事了。

大会第二日为闭门会议，有幸的是，我能够作为一名旁观者参与其中。闭门会议分为三大会场，而我参与的，则是其中的《区块链技术的共识算法及可扩展性》会议。本文是对这次会议的一个整理，以及个人的一些粗浅看法，如果存在错误，欢迎指正。

一、区块链当前存在的问题有哪些？

1.1共识机制问题

以比特币区块链为例，它是通过工作量证明机制（Prove of Work），来负责维护区块链的整体运行及其安全性。矿工通过随机的散列运算，来争夺比特币区块链的记账权，防止欺诈交易，避免“双重支付”，这一过程需要消耗电力来完成，据估计，比特币挖矿网络每天消耗的电力资源达到了700万元。而这也引来了很多的争议，反对者们认为，比特币的挖矿过程是在浪费电力资源，是没有必要的，这也引发了后来者— 权益量证明（Prove of Stake，也译成股权证明）等其他区块链共识机制的诞生。

1.2交易确认时间的问题

以比特币区块链为例，当前比特币交易的一次确认时间大约平均是10分钟，6次确认的情况下，需要等待约1个小时，当然，对于信用卡动则2-3天的确认时间来说，比特币已经有了很大的进步了，但如果仅是如此，我想，有很多的普通用户还是无法满足的。关于这一点，比特币创始人中本聪有他的解释，并不是说区块链交易确认时间就需要那么久，这不仅仅只涉及到技术的问题，而是一种权衡。

1.3处理交易频率问题

此外，比特币网络当前还存在着每秒7次交易（7tps）的限制，相比之下，Paypal 在 2013 年第三季度的总体交易笔数为 7.29 亿笔，平均每秒为 93.75笔交易。

全球最大的支付卡VISA的官网信息显示，VisaNet在2013年的测试中，实现了处理每秒47000笔交易。

而我们所熟知的支付宝，在2014年“双十一”期间，实现了峰值处理交易速度每秒4.75万笔的奇迹。

比特币区块链比起几大支付网络，从交易处理频率来看，更像是一个刚出生的婴儿一样。当然，这也是中本聪早期故意为之的设计，比特币区块大小被限制在了1MB，以此避免流氓矿工的恶意行为，对人们造成不良的影响（即区块过大的问题），比特币区块链支付网络之所以能够成长到如今价值数十亿美元，就在于它的去中心化，也正是中本聪在白皮书中提到的对等式电子现金系统。

1.4 区块链体积问题

比特币区块链完整数据的大小，当前已经达到了44.43 GB，用户如果使用比特币核心（bitcoin core）客户端进行数据同步的话，可能Hi上三天三夜都无法同步完成，并且，区块链的数据量还在不断地增加，这给比特币核心客户端的运行带来了很大的门槛，普通用户并不适合去使用bitcoin core客户端，这些，也就造成了运行比特币全节点（full nodes）的数量，不增反减 , 当前, 比特币网络的全节点数量已经减至5186。

二、相应的解决方案有哪些？

这次闭门会议，主要的参与讨论者，分别是以太坊创始人Vitalik Buterin、Cryptonomex（比特股 2.0运行公司）主席Stan Larimer、公证通（Factom）首席技术官jack lu等嘉宾，所以会议上讨论的，更多的是各自crypto 2.0项目（在比特币社区中，则称为竞争币altcoin）的区块链解决方案。

2.1 POW和POS的争论

在数字货币社区，POW和POS孰优孰劣的争论，就从未停歇过，POS支持者攻击POW挖矿太浪费资源，是不可持续的，而POW支持者则认为，POS机制的代币分配不公平，会导致富者愈富问题的发生。

那么两者机制的表现，究竟是个什么情况呢? 这里，我就简单地算一笔账，谈谈当前POW和POS的表现。

假设A持有10000元比特币，B 持有10000元xx POS 币。（以下的数据为假设，不具参考价值）

A要挖矿，需要矿机，因此他用这10000元比特币，购买了一台XX比特币矿机，可日生产100元等值的比特币， 又假设全网算力及币价保持不变的情况下，100天后就产出了10000元比特币，消耗的电力大约是8000元，此时矿机的价格已经降至5150元，那么A实际上净赚是（10000元比特币 – 10000元矿机费 – 8000元电费 + 5150元矿机价值）= – 2850 元 。

B根据每月可获0.5%所持总币数的POS规则（未满30天部分则为无效时间），那么100天后，B手中的币就变成大约10150XX币，实际赚得约150XX币。
C持有10万元比特币，D则持有10万元 xx POS 币。

同理，C用这10万元比特币购买了10台XX比特币矿机，可日生产1000元等值的比特币，又假设全网算力及币价保持不变的情况下，100天后就产出了10万元比特币，消耗的电力大约是40000元（C有便宜电），此时矿机的价格已经降至5150元，那么C实际上净赚是（10万元比特币 – 10万元矿机费 – 4万元电费 + 5.15万元矿机价值）= 1.15 万元 。

D根据每月可获0.5%所持总币数的POS规则（未满30天部分则为无效时间），那么100天后，D手中的币就变成大约10.15万 XX币，实际赚得约1500 XX币。

比较一下，A矿工亏了2850 元，C矿工则赚了1.15 万元，而B和D则分别是赚了150XX币以及1500XX币。

POS币的规则，因为没有成本的问题，富者愈富的问题永恒成立（以POS币为参考单位）。

而POW的规则，因为加入了成本，则显得更为地复杂。矿工如果资源不给力，那么最终可能是会亏本的，但如果矿工拥有便宜的电力资源，那么也同样会产生富者愈富的问题。

此外，POS币的利息越高，那么该币将会产生的不公平性就会越高，一般情况下，POS币还会增加一些时间规则，称这般做，是增加了时间成本的约束，假设不到规定的时间，就无法产生新的区块（也就是利息），如此也就增加了一种不鼓励消费的机制，这又算哪门子事呢？

POS机制最为争议的地方，在于初始分配问题，例如经典的NXT（未来币）案例，其初始分发存在着许多阶段：

初始的IPO（1 NXT = 2聪）

第一周（1 NXT = 100聪）

第二周（1 NXT = 400-2000聪）

在初始IPO阶段拿到币的人，不用说，一定是赚翻了呗。支持者会说，他们承担的风险更大啊，所以奖励也理应更多嘛，但是，在如此短时间内的快速分发，我不禁想问，这样真的好么？

可以肯定的是，POW机制在初期会更容易被人接受，而 POS在初期的分配，则有着明显的弱势，简单来说，POW更适合前期发展，而 POS会更适合后期维护。

值得一提的是，当前，以太坊所使用的同样是PoW机制，据Vitalik透露，以太坊区块链在到达某个区块的时候，其区块链的共识机制，将通过硬分叉(hard fork)，从PoW切换至PoS，以省去挖矿所需的电力，并减少区块的间隔时间。

2.2 POS的变种DPOS

比特币挖矿，当前存在着一种现象，即由几大矿池控制着全网多数的算力，以国内的蚁池、鱼池、国池为例，三者相加的总算力就达到了225P，占据全网算力约50%。对此，包括以太坊、比特股在内的多个crypto 2.0项目的创始人均认为，比特币挖矿已经出现了中心化的问题。Stan Larimer 则谈到了比特股的DPoS机制，中文名叫做股份授权证明机制（又称受托人机制），它的原理是让每一个持有比特股的人进行投票，由此产生101位代表 , 我们可以将其理解为101个超级节点或者矿池，而这101个超级节点彼此的权利是完全相等的。从某种角度来看，DPOS有点像是美国的议会制度，如果代表不能履行他们的职责（当轮到他们时，没能生成区块），他们会被除名，网络会选出新的超级节点来取代他们。

但是，这种模式下，也会存在着一些问题，下面是我提出的一点疑问：假设说我是一名loser，并持有了一点比特股，但我不怎么认识这些参选者，也不知道他们想要表达的意见究竟是些神马，于是我随便投票了一位代表，他帮我做出了选择，但结果呢，他给出的意见，其实并不符合我的意见，这个时候如何解决？

又或者我是个超级土豪，手里持有了三分之一总量的比特股，那101位参选者，为了能够得到我的投票，是需要和我搞好关系的。那么最终，实际上他们的决定，很有可能是受我影响的。

而比特币的投票方式呢，则是通过简单的算力投票，相对比较的简单，也比较直接。事实上所谓矿池的中心化，也只是一个伪命题，DPOS也只是一场关于资源的比拼。

那么，这样的机制下，又为比特股带来了哪些特点呢？

据悉，比特股在10月13日，迎来了它的2.0版本，比特股 2.0代理人Ken CodeStan透露称，其测试网络最近完成了每秒10,682笔交易的交易速率，而其最终的目标，则要达到10万tps。 此外，按照比特股白皮书文档，其网络的确认交易时间，平均只需1秒。

怎么样，看起来是不是很高大上呢，至少交易速率提了上来吧，但是去中心化呢？比特股的发展经历了一波三折，在币圈内更是被烙上了画饼的印迹，它到底能不能行，我想还是作为用户的你，最有发言权。

2.3 侧链和闪电网络等二层协议

比特币区块链最为直接的扩展方式，就是区块大小扩容，然而，因为种种的因素，社区内迟迟无法达成共识，导致目前比特币区块大小还是限制在1MB , 下图来自《比特币扩容之争的核心》，粗略地估算了处理相应数量用户，在不同交易需求下，所需的比特币区块大小。

比特币区块扩容无法取得进展的情况下，另外一个方向的技术，则在不断地进行中，也就是我们所称的二层技术。侧链（sidechain）和闪电网络（lighting network），就是其中的佼佼者。

哈希现金工作量证明函数的发明者Adam Back，正是楔入式侧链技术的提出者，侧链将实现比特币和其他区块链资产在多个区块链之间的转移（跨链交易）。这使用户能用他们已有的资产来使用新的和创新的加密货币系统。由于侧链是独立的系统，技术和经济上的创新不会被其他因素妨碍。尽管比特币系统和楔入式侧链间有双向转移的能力，但它们是隔离的：即使出现侧链中加密被破解（或恶意设计）的情况，所有的损害也都只限于侧链本身。

而闪电网络，则是由约瑟夫·朴恩 （Joseph Poon）和萨帝厄斯·追亚（Thaddeus Dryja）提出的概念。它实现的又是什么呢 ? 简单来说，闪电网络提出了生成通道和支付网络的机制，它可以让比特币小额支付发生在通道上，将那些高频的低额交易带离比特币区块链，有的朋友会说了，这不就是一个off-chain解决方案嘛，但它所要实现的，恰恰是去中心化的off-chain，具体如何实现，可以看下它的白皮书(59页，谨慎观看)。

值得一提的是，目前侧链项目和闪电网络项目，均是由Blockstream公司负责开发，该公司已拿到了2100万美元天使轮融资，投资方包括LinkedIn联合创始人兼Airbnb董事会成员雷德·霍夫曼、科斯拉风险投资公司（Khosla Ventures）、加拿大种子基金Real Ventures等共计40位投资者。

当然，侧链和闪电网络的开发，也引来了不少的批评，例如迈克·赫恩（MikeHearn），他就将其评价为“复杂杀死猫”，认为实施它们所带来复杂性，将危害到比特币的去中心化特性。

2.4. SPV钱包、SPV节点

SPV是“Simplified Payment Verification”（简单支付验证）的缩写。中本聪论文简要地提及了这一概念，他指出：无需运行全节点也可验证支付，用户只需要保存所有的区块头就可以了。而SPV钱包，我们也可以将其称为“轻钱包”或“瘦钱包”，意思是指无需下载整个区块链数据，当这一技术实现之后，也使得比特币区块大小扩容成为了可能。具体的解释，这里推荐阅读《SPV、SPV节点和SPV钱包》一文。

2.5  关于Factom等其他建立在比特币区块链上的应用

Factom网络是一个由众多全节点（Full Node）构建的对等式网络，它是建立在比特币区块链上的通用数据层。用户可以通过这个数据层, 方便地为自己的数据，创建一个独立的虚拟区块链。每10分钟Factom系统会对所有的数据，进行merkle tree哈希, 并把哈希值上传到比特币的区块链。

Factom团队还与洪都拉斯政府合作，为他们设计土地所有权记录系统。更多内容，可阅读Harvey老狼翻译的Factom白皮书《Factom公证通：一本由共识算法维护的账本》

其他共识机制，包括Ripple最新的Interledger协议，鉴于篇幅，这里就不再一一叙述了。

三、小结

区块链技术，自2009年比特币发布以来，已逐渐成长为一种正在颠覆世界的破坏性力量，它源于比特币，但并不限于比特币。但在一部分人看来，区块链除了比特币，将不会有其他的应用。成功的概念是很难界定的，有尝试总是好的，兴许哪天你也就用上了呢，所以，我觉得，有团队在开发区块链应用，这是一件好事。当然了，随着区块链的概念越来越火，打着这种概念的骗局也会越来越多，如何鉴定那些假冒的或者说坑爹的区块链项目，也就成了当务之急。

文/洒脱喜

稿源：巴比特资讯

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