im钱包官网app|区块链三大问题

作者: im钱包官网app
2024-03-14 11:47:19

业内干货:区块链三难困境是什么? - 知乎

业内干货:区块链三难困境是什么? - 知乎切换模式写文章登录/注册业内干货:区块链三难困境是什么?区块链币海财鲸全球财讯门儿清 币海网站:www.bihai123.com去中心化加密货币平台,如比特币(BTC)和以太坊(ETH)区块链网络,允许世界各地的用户以点对点(P2P)的方式交易数据和货币价值。大多数加密交易不需要中间人或中介就可以完成——这可以降低成本,提高效率。然而,今天的区块链面临着包括技术设计限制等各种各样的挑战,比如无法有效地扩容。现有的大部分区块链可能也容易受到各种安全漏洞的影响,某些基于分布式账技术(DLT)的网络,如EOS和NEO,也因易于中心化而受到批评。点击添加图片描述(最多60个字)技术挑战:可扩展性、安全性和去中心化通常被称为“区块链三难困境”,这个公共的、无许可的、基于分布式账技术(DLT)的区块链所面临的三个主要挑战包括,可扩容性问题、与安全相关的问题以及确保适当的去中心化水平。尽管包括IOTA的创建者在内的一些开发人员认为,区块链数据结构本身具有固有的限制,阻止了它的扩容,但是许多软件架构师认为,构建可扩容性的区块链是有可能的。工作区块链的有效扩容能证明吗?然而,大多数较新的或第二代和第三代区块链还没有开发使用比特币工作量证明(PoW)为基础的共识算法。除了要求用户参与对环境有害的挖矿过程外,PoW共识协议的批评者认为,它显著降低了区块链网络的吞吐量。事实上,http://statoshi.info(一个为比特币网络提供最新统计数据的网站)的数据显示,以 PoW为动力的比特币区块链平均每秒只处理3.85笔交易(TPS)。权益证明的链可能是可扩容的,但是它们安全吗?由于大多数企业级应用和现代商业网络需要更大的吞吐量,大量较新的加密货币平台已经脱离了基于共识机制的PoW。相反,主要的支持区块链的平台,如EOS、Cardano (ADA)和波场 (TRX),使用某种类型的基于共识算法的权益证明(PoS),来验证其网络上的交易。虽然PoS网络通常比PoW链提供更高的吞吐量,但是存在一定的安全风险,可能会阻止用户采用权益证明的共识模式。据称,区块生产商串通一气,参与“相互投票和支付”2018年8月,EOS投资者、推特用户Maple Leaf Capital指控,包括火币在内的一些EOS区块生产商串通一气,参与了“相互投票和支付”。当时,在推特上分享的一份excel电子表格中,Maple Leaf 透露,火币和其他许多BP社区一直在进行互相投票,以“巩固”它们作为EOS网络交易验证者的地位。此外,Maple Leaf还声称,火币公司公开投票给少数几位 BP社区的候选人,以换取EOS代币的回报。事实上,这些类型的事件引起了人们对基于区块链的委任权益证明(DPoS),在创建一个不可信的开放网络有效性的重点关注。权益证明真的是去中心化的吗?除了网络完整性和PoS链的安全相关问题之外,一些分析人士认为,像波场和EOS这样的大型PoS驱动的网络并不是真正的去中心化。许多加密行业参与者认为,当只有少数网络参与者负责验证交易时,加密货币网络可能会变得越来越中心化。例如,只有21个和27个区块生产者分别验证EOS和波场 (TRX)区块链上的交易。EOS因“严重中心化问题”而降级尽管EOS和波场的创始人声称,他们的BP社区是基于社区成员的“民主”投票程序选出的,但批评者认为,管理基于区块链的平台的控制权和责任,应该更平均地分配在所有网络参与者中。2019年6月,一个根据不同加密货币的性能和技术设计对其进行评级的机构,维斯加密评级(Weiss Crypto Ratings)对EOS降级,原因是其“严重的中心化问题”。为何EOS会被一些用户认为是中心化的?原因之一是其有争议的投票系统——这似乎有利于在网络中持有大量EOS通证的用户。工作量证明网络是去中心化的吗?虽然基于区块链的权益证明的开发者因创建中心化平台而受到批评,但基于工作量证明的比特币(BTC)网络也可能倾向于中心化。2019年2月,加拿大金融服务公司加通贝祥集团(Canaccord Genuity Group)证实,比特币矿池GHash,控制着比特币网络高达50%的哈希率。加通贝祥集团的研究人员认为,比特币这个在世界上占主导地位的加密货币可能会受到51%的潜在攻击。在这些类型的攻击中,单个实体设法获得网络的大部分的哈希率,然后使用它对区块链网络进行双花或发起其他类型的攻击。然而,加通贝祥集团的研究团队声称,截至2019年2月,没有任何一个比特币矿池控制着比特币20%以上的哈希率。值得注意的是,据报道,只有5个比特币矿池仍然控制着比特币10-20%的哈希率。有必要解决区块链三难困境吗?比特币最大化主义者认为,区块链网络的安全性和去中心化比链上可扩容性更重要。Blockstream的首席战略官(CSO) Samson Mow表示,比特币交易不需要很快,因为其主要用例是作为价值存储手段(SoV)。由于包括前谷歌工程师Vijay Boyapti在内的许多比特币支持者认为,比特币的价值主张并不取决于,它主要作为一种支付模式的能力,他们可能认为,没有必要解决“区块链三难困境”。值得注意的是,著名的比特币开发者Jimmy Song也在多个场合表示,比特币区块链不应该被认为是一项需要不断创新的技术,比如提高其网络的可扩容性。相反,为了加快用比特币进行小额支付,闪电网络 (LN)等正在开发离线、分层的可扩容性解决方案。想要了解更多的区块链、币市信息,可以关注微博@区块链币海 哦,也可进入网站:币海启行https://www.bihai123.com.cn/news发布于 2019-08-29 09:44区块链(Blockchain)​赞同​​添加评论​分享​喜欢​收藏​申请

什么是区块链三难(trilemma)困境?区块链三难困境的解释 - 知乎

什么是区块链三难(trilemma)困境?区块链三难困境的解释 - 知乎首发于Web3星球切换模式写文章登录/注册什么是区块链三难(trilemma)困境?区块链三难困境的解释李留白​北京航空航天大学 软件工程硕士外面有一大堆三难困境。(注:trilemma,英语单词,主要用作名词,作名词时译为“三难选择的窘境;三难困境;三难推理”。)我们都曾在经典的学生三难困境中挣扎,在好成绩与社交生活和睡眠之间取得平衡。但现在我们已经长大了,我们现在面临一个新的三难困境--区块链三难困境。什么是区块链三难困境?区块链三难困境,也被称为可扩展性三难困境,描述了可扩展性、去中心化和安全性之间的不断权衡。在开发区块链技术时,这是一场你将不得不不断战斗的战斗。为什么我们不能同时拥有这三者?我们可以!然而,很难将三者都做到极致。例如,当试图最大限度地提高可扩展性时,我们可能不得不减少一点分散性。或者为了提高安全性,我们可能不得不降低可扩展性。这是开发人员面临的一个持续的挑战,他们必须意识到其后果。区块链三难困境的起源是什么?区块链三难困境(当时的可扩展性三难困境)这一术语,最初是由以太坊的联合创始人Vitalik Buterin在2018年之前的某个时候在GitHub帖子上提出的--该帖子后来被删除。在该帖子中,Vitalik引用了CAP定理,这是一个关于分布式共识的计算机科学理论,它指出,如果发生网络故障,你不可能同时拥有一致性和可用性。许多人指出,这个类似的理论是区块链三难困境的灵感来源,也是无法获得所有三者(可扩展性、去中心化和安全性)的证据。也就是说,Vitalik Buterin拒绝这种想法。他回复一个推特用户说,"[区块链]三难困境从来都不是一个不可能的结果,它是声称获得3个3是很难的"。以太坊升级为股权证明是对这个三难困境的直接回应。试图同时提高网络的可扩展性、去中心化和安全性--同时提高其可持续性。为什么权益证明有助于解决区块链的三难困境?权益证明是Cardano和Solana等加密货币使用的共识机制。它不是开采区块和解决密码学难题,而是要求网络参与者将硬币押上并伪造区块。我们在这里更详细地介绍了共识机制。让我们仔细看看三难困境的每一个角落,并解释为什么股权证明能改善其中的每一个。可扩展性权益证明减少了交易时间,这反过来又提高了区块链的可扩展性。以太坊目前每秒只能处理30笔交易,而对权益证明的更新将使其增加到每秒100,000笔交易。正如我们现在所知道的,权益证明使用较少的计算机功率,这对环境更好。这恰好也提高了其可扩展性。一个工作证明网络可能会努力运行世界上的整个金融系统,这纯粹是因为他们会努力拥有足够的资源来运行该网络。去中心化参与保障权益证明网络的门槛要低得多。为了成为一名矿工,你必须奉献出大量的计算机能力。这需要花费金钱、时间和精力。作为一个验证者,普通人更容易获得。这意味着更多的人可以帮助确保网络的安全。每一个新的验证者加入网络,区块链的中心化程度就会比以前低。安全性区块链上最常见的攻击形式是51%的攻击。这是指有人通过矿工或验证者获得51%的网络控制权。由于更加去中心化,51%的攻击更难获得。权益证明还要求你锁定资金,以验证区块。这意味着,如果你是一个坏的行为者,你锁定的资金将被拿走。这使得不良行为者不太可能采取行动,因为它在经济上是不可行的。涉及牺牲的简单解决方案这个三难困境的性质意味着,有时必须做出牺牲。让我们快速看一下一些简单的解决方案,在牺牲其他方面的同时,最大限度地提高这三个因素中的每一个。最大限度地提高可扩展性这很简单,只要购买大量的超级计算机,让它们成为保护你的网络的超级节点。这样做的问题是,你会极大地伤害你的去中心化。在某些时候,你只是变成了一个托管金融服务器的公司,而不是一个加密货币项目。去中心化是区块链精神的关键。最大化去中心化为了最大限度地实现去中心化,我们如何降低准入门槛,甚至比股权证明更多。让我们消除对任何形式的存款或锁定资金的需求。正如我们已经提到的,这是使股权证明共识机制安全的一个关键因素。消除这一点将把去中心化提高到前所未有的高度,以牺牲一个不安全的网络为代价。最大限度地提高安全性如果我们付钱给一群受信任的人,让他们亲自对每一笔交易说 "是 "或 "不是",我们就不用担心黑客的攻击。不幸的是,如果我们这样做,我们将牺牲可扩展性和去中心化。分片管理为何如此伟大2021年4月,Vitalik在他的博客上发表文章,解释为什么 "分片 "是解决区块链三难困境的好方法--称其为 "以太坊可扩展性的未来"。分片将区块链数据分割成更小、更容易管理的分片,使交易更容易处理。想想吃蛋糕吧,一旦切成片状并分给其他人,吃起来就容易多了。我们过去在提到第1层的扩展时曾简要地介绍过分片。Vitalik建议,分片区块链可以改善区块链三难中的所有三个因素。它提高了可扩展性,因为它有助于处理更多的交易。去中心化,因为它减少了对超级节点的需求;相反,普通笔记本电脑就足够了。最后,区块链将更加安全,因为 "攻击者不能用少量的资源瞄准系统的一小部分;他们只能试图支配和攻击整个系统"。以太坊团队的目标是在合并后实施分片。据预测,这将是2023年的某个时候。结论不幸的是,没有一个简单的答案可以指出并轻松解决区块链的三难困境。相反,开发者必须从宏观(如转向股权证明)和微观层面进行思考,以做出渐进式的改变,从而改善所有领域。我们只介绍了一些解决区块链三难困境的方法。对于构建区块链技术的人来说,这是一个日常斗争。开发者们不断精心设计新的方法来发展他们的网络,无论是通过改变共识机制,还是简单地升级区块大小。区块链的三难困境是一个有待解决的问题。致所有区块链开发者,祝你好运。编辑于 2022-10-06 09:53区块链(Blockchain)Web 3.0元宇宙(Metaverse)​赞同 1​​添加评论​分享​喜欢​收藏​申请转载​文章被以下专栏收录Web3星球Web3系列教程和文章

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业内干货:区块链三难困境是什么? - 知乎切换模式写文章登录/注册业内干货:区块链三难困境是什么?区块链币海财鲸全球财讯门儿清 币海网站:www.bihai123.com去中心化加密货币平台,如比特币(BTC)和以太坊(ETH)区块链网络,允许世界各地的用户以点对点(P2P)的方式交易数据和货币价值。大多数加密交易不需要中间人或中介就可以完成——这可以降低成本,提高效率。然而,今天的区块链面临着包括技术设计限制等各种各样的挑战,比如无法有效地扩容。现有的大部分区块链可能也容易受到各种安全漏洞的影响,某些基于分布式账技术(DLT)的网络,如EOS和NEO,也因易于中心化而受到批评。点击添加图片描述(最多60个字)技术挑战:可扩展性、安全性和去中心化通常被称为“区块链三难困境”,这个公共的、无许可的、基于分布式账技术(DLT)的区块链所面临的三个主要挑战包括,可扩容性问题、与安全相关的问题以及确保适当的去中心化水平。尽管包括IOTA的创建者在内的一些开发人员认为,区块链数据结构本身具有固有的限制,阻止了它的扩容,但是许多软件架构师认为,构建可扩容性的区块链是有可能的。工作区块链的有效扩容能证明吗?然而,大多数较新的或第二代和第三代区块链还没有开发使用比特币工作量证明(PoW)为基础的共识算法。除了要求用户参与对环境有害的挖矿过程外,PoW共识协议的批评者认为,它显著降低了区块链网络的吞吐量。事实上,http://statoshi.info(一个为比特币网络提供最新统计数据的网站)的数据显示,以 PoW为动力的比特币区块链平均每秒只处理3.85笔交易(TPS)。权益证明的链可能是可扩容的,但是它们安全吗?由于大多数企业级应用和现代商业网络需要更大的吞吐量,大量较新的加密货币平台已经脱离了基于共识机制的PoW。相反,主要的支持区块链的平台,如EOS、Cardano (ADA)和波场 (TRX),使用某种类型的基于共识算法的权益证明(PoS),来验证其网络上的交易。虽然PoS网络通常比PoW链提供更高的吞吐量,但是存在一定的安全风险,可能会阻止用户采用权益证明的共识模式。据称,区块生产商串通一气,参与“相互投票和支付”2018年8月,EOS投资者、推特用户Maple Leaf Capital指控,包括火币在内的一些EOS区块生产商串通一气,参与了“相互投票和支付”。当时,在推特上分享的一份excel电子表格中,Maple Leaf 透露,火币和其他许多BP社区一直在进行互相投票,以“巩固”它们作为EOS网络交易验证者的地位。此外,Maple Leaf还声称,火币公司公开投票给少数几位 BP社区的候选人,以换取EOS代币的回报。事实上,这些类型的事件引起了人们对基于区块链的委任权益证明(DPoS),在创建一个不可信的开放网络有效性的重点关注。权益证明真的是去中心化的吗?除了网络完整性和PoS链的安全相关问题之外,一些分析人士认为,像波场和EOS这样的大型PoS驱动的网络并不是真正的去中心化。许多加密行业参与者认为,当只有少数网络参与者负责验证交易时,加密货币网络可能会变得越来越中心化。例如,只有21个和27个区块生产者分别验证EOS和波场 (TRX)区块链上的交易。EOS因“严重中心化问题”而降级尽管EOS和波场的创始人声称,他们的BP社区是基于社区成员的“民主”投票程序选出的,但批评者认为,管理基于区块链的平台的控制权和责任,应该更平均地分配在所有网络参与者中。2019年6月,一个根据不同加密货币的性能和技术设计对其进行评级的机构,维斯加密评级(Weiss Crypto Ratings)对EOS降级,原因是其“严重的中心化问题”。为何EOS会被一些用户认为是中心化的?原因之一是其有争议的投票系统——这似乎有利于在网络中持有大量EOS通证的用户。工作量证明网络是去中心化的吗?虽然基于区块链的权益证明的开发者因创建中心化平台而受到批评,但基于工作量证明的比特币(BTC)网络也可能倾向于中心化。2019年2月,加拿大金融服务公司加通贝祥集团(Canaccord Genuity Group)证实,比特币矿池GHash,控制着比特币网络高达50%的哈希率。加通贝祥集团的研究人员认为,比特币这个在世界上占主导地位的加密货币可能会受到51%的潜在攻击。在这些类型的攻击中,单个实体设法获得网络的大部分的哈希率,然后使用它对区块链网络进行双花或发起其他类型的攻击。然而,加通贝祥集团的研究团队声称,截至2019年2月,没有任何一个比特币矿池控制着比特币20%以上的哈希率。值得注意的是,据报道,只有5个比特币矿池仍然控制着比特币10-20%的哈希率。有必要解决区块链三难困境吗?比特币最大化主义者认为,区块链网络的安全性和去中心化比链上可扩容性更重要。Blockstream的首席战略官(CSO) Samson Mow表示,比特币交易不需要很快,因为其主要用例是作为价值存储手段(SoV)。由于包括前谷歌工程师Vijay Boyapti在内的许多比特币支持者认为,比特币的价值主张并不取决于,它主要作为一种支付模式的能力,他们可能认为,没有必要解决“区块链三难困境”。值得注意的是,著名的比特币开发者Jimmy Song也在多个场合表示,比特币区块链不应该被认为是一项需要不断创新的技术,比如提高其网络的可扩容性。相反,为了加快用比特币进行小额支付,闪电网络 (LN)等正在开发离线、分层的可扩容性解决方案。想要了解更多的区块链、币市信息,可以关注微博@区块链币海 哦,也可进入网站:币海启行https://www.bihai123.com.cn/news发布于 2019-08-29 09:44区块链(Blockchain)​赞同​​添加评论​分享​喜欢​收藏​申请

数字经济之父:区块链面临三大问题,同时存在重大机遇 - 知乎

数字经济之父:区块链面临三大问题,同时存在重大机遇 - 知乎切换模式写文章登录/注册数字经济之父:区块链面临三大问题,同时存在重大机遇人人链科技专注区块链产品与应用解决方案的技术服务平台01区块链行业发展现状2019年,我们似乎可以看到这样的现象:“区块链革命”的势头减速了。最近,信息技术研究公司Gartner Group在一份报告中称区块链行业已进入“疲劳期”。不少权威专家也对该观点表示赞同,认为区块链技术落地困难重重,很少有能够实现投入生产的项目,最终很可能会沦为边缘技术。但是,被誉为“数字经济之父”的区块链研究所(BRI)执行总裁Don Tapscott认为,基于经验和事实来分析,上述观点显然有失偏颇。BRI研究表明,在十几个行业中,有数百个区块链生产系统正在运行,它们大多数基于以太坊,Hyperledger(超级账本)或Corda(分布式账本系统)。另外,其它区块链平台也正在兴起。全球贸易融资正在转向区块链。例如,IBM和马士基航运集团在航运领域发布联合区块链计划TradeLens,宣告航运巨头正式入局区块链;Everledger公司利用区块链保护钻石消费者的信心,它通过微信应用程序防止有争议的钻石流入中国;去年,通证发行募资超过100亿美元,也在风险投资领域崭露头角。实际上,我们正在见证着与数字货币和经济包容性相关的重大变化。例如,印度瑞来斯实业公司(Reliance Industries)宣布旗下移动运营商Jio将会为其3亿用户创建全球最庞大的区块链网络。Facebook提出了Libra计划,这种加密资产一旦发行,将使社交媒体巨头在一夜之间变成全球最大零售银行。值得重点关注的是,中国人民银行透露已经做好推出主权数字人民币的准备。中国高层也指出需要“抓住区块链提供的机会”,以促进国家创新。02区块链面临三大问题尽管区块链的探索之路已经开启,但发展过程中确实面临诸多挑战,主要有以下三点。1.区块链存在公关问题古老的骗局最擅于用新技术来伪装,特别是区块链和加密货币这种一般人不容易理解的概念,非常容易被鼓吹暴富的骗局所利用。因此,区块链和加密货币的形象一直被与“骗局”相关的负面新闻捆绑在一起,公众难免谈虎色变。但是,在行业标准方面,我们也目睹了迅速而合法的进步。例如,4月份,以太坊联盟企业发布了平台中立的通证分类法倡议(TTI)。今年11月,其它区块链平台的TTI成员也针对基于通证的业务模型和网络发布了第一个共享框架。诸如区块链运输联盟之类的协作已在行业特定方面取得进展。此外,美国数字商会等机构也正在努力向政府证明自己,这对实现适当的监管平衡至关重要。区块链研究所(BRI)也在通过强调用例以及在社会层面对治理、合作与变革的需求来尽自己的一份力量。美国证券交易委员会(SEC)委员Hester Piece,英格兰银行行长Mark Carney,美国商品期货交易委员会(CFTC)前任主席Chris Giancarlo以及美国总统竞选人杨安泽(Andrew Yang),都成为了行业的积极倡导者。2.区块链冲击法律法规和社会结构在美国,言论自由和信息自由是开放的,是受宪法保护的。但资产就不一样了,所有美国法律和政府制度都是服务于同一个目标——使资产变得封闭、保护强权对资产的所有权。由于区块链和加密货币正面冲击着诸多经济和社会运作的基本原则,因此,它们融入主流社会的难度可想而知。正如CFTC前任主席Chris Giancarlo在最近的采访中指出的一样:“由于美国宪法保护公民言论免受联邦政府干预,20世纪末通过互联网对信息进行数字化是在“监管舒适区”完成的。相反,由于美国各州和联邦政府在保护财产权方面已建立起长期的权威性,特别是在金融服务消费者的财产权方面,政府拥有绝对控制权,而银行、信托公司和其他金融服务供应商受到州和联邦法规的约束也已有数十年之久。也就是说,21世纪初,价值的数字化正处于“监管重压区”。因此,当“无需征求许可,只需请求宽恕”的信息数字化实践经验被套用到产权数字化进程时,反而对当前的法律和监管秩序起到挑衅作用,1CO就是一个明显的例证。”根据加拿大数字商会和区块链研究所对高管和企业家的调查,对区块链创新者而言,监管是迄今为止最重要的障碍。现行法规有利于“当权者”,而不是“颠覆者”。区块链给寻求保护消费者和市场的监管机构提出了新挑战,但监管机构对待区块链的僵化态度则很可能会扼杀创新和进步。结果就是,像加拿大这样的主要经济体继续承受着“公司流失”的阵痛,区块链技术创新公司纷纷选择转移到更友好的司法管辖区,比如瑞士和新加坡,作为第一批为区块链企业创造有利条件的国家,它们也将获得就业和经济增长的丰厚回报。3. 区块链技术仍不成熟未来研究所联合创始人Roy Amara曾说过,“我们倾向于高估新技术的短期影响,但同时却低估了其长期影响。”区块链想要长远发展,不仅仅只是要克服法规和当权者的阻碍,还面临着技术落地的困难,主要表现在以下五个方面。①互操作性。众所周知,在互联网发展初期,占据主导地位的是企业内部网(Intranet),而非互联网络。同理,区块链目前也处于各自孤立的早期阶段。到2020年上半年,Cosmos和Polkadot等项目的发展,以及以太坊与Hyperledger之间的合作可能会使区块链初步成为具备互操作性的互联网。 ②可扩展性。在扩展解决方案方面,大多数平台仍有很多工作要做。作为智能合约和应用程序开发的主要平台,以太坊每秒却仍然只能处理15笔交易,而且伊斯坦布尔升级在多次延误之后才勉强完成。此问题可以通过提升互操作性来缓解,具体方式是让用户编组多个区块链来扩展规模。③易用性。买卖加密货币仍然困难,具体表现为门槛较高。参与加密货币生态系统需要经过一系列的验证,这对大多数用户来说并不友好。复杂的安全流程已成为应用的障碍。因此,创建易用的进程来安全购买和存储加密货币仍然是该行业的一项严峻挑战。目前,只有微软、Overstock和维珍银河(Virgin Galactic)几个大公司是普通家庭或企业比较方便使用加密货币的场景。④安全性。从设计上来说,区块链比传统计算机系统更安全。但是,黑客仍然可以破坏基于区块链的应用程序、系统和业务。2019年,因为采用致命的中心化商业模式,单个交易所(QuadrigaCX)的突然死亡就导致了用户损失近2.5亿美元。⑤数据权。互联网用户创造了“新石油”——数据资源,但这些数据的“垄断者”却掌握了的全部价值。解决方案不能仅仅依靠政府的隐私保护(例如欧盟的“通用数据保护条例”),或者依靠“垄断者”的大发慈悲(为用户提供其某些数据的访问权限)。区块链上的自我主权身份将使用户能够抓取和控制自己的数据。尽管目前有一些身份认证的区块链应用正在进行并获得了初步成果,但距离完成全新身份认证框架还有很长的路要走。03数字经济存在重大机遇考虑到全球数字货币地位的竞争,各国政府和企业很可能会采取行动,布局区块链将是2020年的一大主题。目前,数字经济大致可以分为三个层面。首当其冲的是以比特币为代表的传统加密网络。紧随其后的是以Facebook为代表的大公司,Libra的提出肯定会刺激其他巨头的类似动作。然后是国家层面,中国可能将在2020年发布实施其数字货币,以取代美元的国际地位。毫无疑问,这将刺激美联储推动数字美元的发展。随着其他国家的加入,英格兰银行行长Mark Carney提出的“综合霸权货币”构想,即由公共部门管理,以多国央行数字货币为支撑的国际数字货币可能会得以实现,这将削弱美元的全球影响力。2020年,各国央行行长、国家政策制定者和商业领袖将决定数字经济的未来。西方的各大经济体将有机会主动迎接“去中心化”的价值互联网,并以此在全球经济中保持领导地位。但是,要做到这一点,各国领导需要以更高程度的灵活性和开放性来对待数字经济。最后,一切大胆的技术革命都是相似的。未来无法预见,但可以用行动来实现。现在的问题是,群雄逐鹿,谁将成为这场变革的主导者?文章转载自公众号《区块链头条》,如涉及侵权会及时删除。发布于 2020-01-16 15:59区块链价值数字经济领域​赞同​​添加评论​分享​喜欢​收藏​申请

区块链发展面临三大挑战 人才储备极为不足--区块链--人民网

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区块链发展面临三大挑战 人才储备极为不足

王元丰

2020年02月28日12:41 | 来源:人民网-环球时报

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原标题:王元丰:区块链发展面临三大挑战

  

      区块链技术最近几年在世界范围一直是个热门话题。这种“热”源自于区块链的确是有很多优势的技术,它呈现出美好的前景,但同时也因为区块链发展会带来非常大的挑战,而且这种挑战可以说是历史性的。

  那么区块链会带来哪些挑战呢?我觉得主要有以下三个方面。

  第一,人才储备极为不足。从2008年10月,中本聪写出关于区块链的论文,到2009年1月3日中本聪建立第一个区块链,到现在不过12年时间。过去从来没有一个技术,像区块链这么快就引发世界范围的关注和跃跃欲试的应用热情。但是总体来讲,世界各个国家包括中国在内,对区块链的认识和了解非常有限,区块链的人才储备极为不足。

  领英(LinkedIn)等一些网站发布的报告显示,在过去几年,尤其2018年,很多国家对区块链人才的需求,呈井喷式增长。企业招聘区块链人才的职务,出现了2000%、最高时达3500%的增长。尽管招聘职位增长这么多,但能满足要求的区块链人才却非常少。国研智库报告显示,中国真正具备区块链开发和相关技能的人才非常稀缺,约占总需求量的7%。美国区块链人才同样短缺,从区块链开发者的工资上可以体现出来。研究员工薪酬信息公司Paysa的数据显示:美国区块链开发者的平均工资为95545美元,最高收入者的平均工资约为14万美元,区块链开发人员跻身所有专业领域中薪酬最高的开发人员之列。美国媒体甚至用“史诗级的短缺”来形容区块链人才荒。

  第二,目前区块链的应用太浅,甚至存在用偏和用错的可能。对于区块链技术,现在很多企业和组织,还都是想把这种技术结合现有的生产和服务模式来用。达沃斯世界经济论坛去年7月的一份报告显示,75%的受访企业现在投资区块链技术,主要是希望能保证信息的可溯源,保证数据不会被侵蚀,保护网络的安全,从这几方面来增强现有生产和服务的竞争力。而对于用区块链来创造新的生产和服务商业模式,97%的企业都把它排在倒数第一或倒数第二位。

  区块链是一个非常重要的新技术,尤其需要我们对它有深刻的认识,对它的应用有远见,能够看到它带来的新机遇。有一种观点认为,区块链技术带来的改变,可能是革命性的。比如现在区块链在数字金融、物联网、智能制造和数字资产交易等方面应用比较多,尤其是在金融领域,区块链的应用被投资者认为是“风口”。但有专家指出,区块链技术对金融的影响,可能就像互联网、移动社交媒体对现在传统媒体带来的颠覆性改变。认识不深刻,就可能使这种技术没有在一种正确的轨道上应用。

  第三,对区块链技术带来的社会影响认识不深。区块链不仅仅是一种技术,它可能对政治、社会和经济学基本理论产生深刻影响。美国和欧洲有好几个学术会议辩论的主题都是:区块链是一种技术,还是一种哲学?区块链无疑是一种技术,但它带来的改变却与过去大为不同。区块链技术创立的初衷,一个很重要的思想就是对于现在世界上的商业机构、金融机构存在的数据不透明、中心化、不民主和腐败等问题不满。所以区块链网络的去中心化、公开透明,完全基于规则,没有腐败的特点值得我们深思和重视。

  从本质上看,与现在人类的政府、企业或组织治理,理念是相反的或者说不同的。所以有人说,中本聪的理想,区块链背后的理想,本身带有乌托邦性质。基于区块链的政治学和政治,该怎样发展当然依赖人类的设计,但如果仅依靠区块链技术驱动,其演化出的结果是有利于社会还是有害于社会的治理,需要深入思考和研究。

  区块链被认为可能是与蒸汽机、电力、互联网、人工智能等技术类似,会对人类社会产生重大影响的重要技术。有人甚至认为,区块链可能比过去历史上任何技术带来的社会影响都大。那么,该怎样应对区块链这些历史性挑战呢?这不是一个人能给出答案的。笔者认为首先要觉醒,看到问题,这是解决问题的第一步。然后,集聚多方面力量深入研究,寻找应对的方案。区块链是人发明的技术,同人工智能等其他技术一样,要弘扬其技术优势,同时控制其负面影响,让其造福人类,这是第四次工业革命时代人类社会面对的重大课题。(作者是中国发展战略学研究会副理事长、北京交通大学教授)

(责编:王震、陈键)

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比特币二层的真正三难困境

翻译小组

更新于 2023-12-03 21:45

阅读 2123

比特币二层的真正三难困境

> - 原文链接:[The True Trilemma for Bitcoin Layers](https://medium.com/@chainway_xyz/the-true-trilemma-for-bitcoin-layers-06855d535b95)

> - 译文出自:[登链翻译计划](https://github.com/lbc-team/Pioneer)

> - 译者:[翻译小组](https://learnblockchain.cn/people/412) 校对:[Tiny 熊](https://learnblockchain.cn/people/15)

> - 本文永久链接:[learnblockchain.cn/article…](https://learnblockchain.cn/article/7016)

> 编辑导语:在二层场景下,三难困境有着些细微的差别和不用的维度,本文尝试重新定义比特币二层的三难问题,并分析了闪电网络、Liquid 网络、Stacks 和 Rootstock,在新定义的三难问题中的定位。并点出了作者(Chainway)的 Sovereign ZK Rollup 在三难问题中均达到最高标准。

在确定和解决[比特币](https://learnblockchain.cn/tags/%E6%AF%94%E7%89%B9%E5%B8%81/)二层的可扩展性三难问题方面一直存在着挣扎。以往解决比特币可扩展性的尝试采用了一种狭隘的观点,只专注于利用 BTC。这种固执导致了将比特币可扩展性讨论局限于 BTC。然而,必须采取更广泛的立场,承认并考虑将比特币区块链作为第 2 层解决方案的基础。

比特币是理想的选择。它是最去中心化和安全的基础层。应该利用这个中立的基础层,用于各种链上金融活动,远远超出简单支付的范围。我们应该有远见,让用户在参与更高级的链上金融活动时能够依赖比特币的区块链安全。加密用户应该放心,知道他们的活动是由最中心化的基础层保护的。

比特币被设计得尽可能简单,尽可能安全,它以目前的形式完美地实现了其目标。在比特币之上出现的新层应该继承比特币的全部安全性,为链上金融创建一个可扩展和可编程的基础设施。

比特币的设计目标是尽可能简单,以尽可能安全,而它在当前形式下完美地实现了这一目标。新的层出现在比特币之上应该继承比特币的全部安全性,以创建一个可扩展和可编程的链上金融基础设施。

## 三难问题

![img](https://img.learnblockchain.cn/attachments/migrate/1701606684001)

> 区块链可扩展性三难问题(不可能三角)

区块链可扩展性三难问题(不可能三角)最初是针对第 1 层解决方案提出的,为了解释同时实现所有三个属性的内在紧张关系。我们可以重新解释每个方面,将其应用于比特币第二层解决方案。让我们为这些方面建立简单的定义,并深入探讨它们的细节。

**可扩展性(Scalability):** 在二层(L2)的情境下,可扩展性应该指的是超越基础层的性能。对于比特币二层,理想的可扩展解决方案不仅应该处理比基础层更多的交易量,还应该支持更广泛的更具表现力的交易类型。

**安全性:** 对于第一层来定义安全性可能会很复杂,因为涉及到诸如代币经济学或共识机制等多方面的因素。然而,对于比特币二层,我们可以很容易地将安全性定义为从比特币继承的一系列属性的程度。这个程度是一个层依赖比特币提供安全性的程度。例如,一个二层可以将其区块哈希锚定到比特币的区块,同时将区块保存在链下,从而继承了比特币对重组的抵抗能力,但没有继承其活跃性(liveness)。定义一个层安全性的四个主要属性是:活跃性(数据可用性)、抗审查、抗重组和有效性。

**去中心化:** 同样,当讨论比特币二层的去中心化时,比特币二层的去中心化应该在很大程度上与基础层的去中心化相似。尽管衡量基础层去中心化的指标经常被误解,但关键焦点应该是验证区块链的的难易程度。对于比特币,重点应该放在节点而不是矿工上。虽然矿工负责生成区块,但验证这些区块的有效性是节点的责任。简单来说,节点执行共识和链规则,而不是区块生产者。对于第二层,我们可以应用相同的度量标准:验证第二层有多容易?这包括访问L2数据和验证数据。我们将更详细地探讨这一点。

## **比特币二层的可扩展性**

比特币二层的可扩展性是一个多方面的挑战。在最基本的层面上,我们希望一个层不仅能处理更多的交易,还能执行比基础层更广泛的金融操作。

可扩展性的第一个方面相对直接,指的是层的吞吐量,通常以每秒交易数(TPS)来衡量。然而,第二个方面需要更深入的研究。对于理想的比特币二层,我们设想的功能应该超出简单的支付交易。这可能包括借贷、交换或执行复杂的支付合约。

为了促进这样的高级操作,一个二层需要一个能够编程和执行这些功能的虚拟机(VM)。虽然对于可扩展性来说并非必需,但对此类 VM 进行编程的便利性是有利的,因为它可以加速二层内的开发活动。历史表明,许多具有复杂虚拟机的基础层和第二层都难以吸引大量的开发活动,这表明仅仅复杂性并不是成功的银弹。

以太坊虚拟机([EVM](https://learnblockchain.cn/tags/EVM))是迄今为止最受欢迎的区块链虚拟机,几个比特币二层已经采用了它或它的变体。然而,重要的是要注意,当集成到新层时,EVM 的兼容性程度是有所不同的。因此,必须认识到,并非所有 VM 实现都提供与原始实现相同的功能范围,有些提供完全等效,而另一些则仅提供功能子集。

了解这些区别对于评估比特币二层的可扩展性至关重要,因为它直接影响到可以在基础区块链之上安全有效地执行的金融活动的类型和范围。

## **比特币二层的安全性**

在可扩展性三难问题中,安全性的定义确实从最初的基础层概念有了很大的发展。对于基础层来说,安全性取决于各种因素,包括女巫保护机制、共识模型等。有四个关键属性定义了基础层的安全性:

1. 活跃性(数据可用性):这涉及用户通过验证每个状态转换来访问整个区块链状态的能力。如果基础层的数据发布受到损害,例如,如果一个区块生产者创建一个区块并发布区块头,但隐瞒了交易数据,那么就无法实现活跃性。因此,没有人可以独立验证状态并维护区块链的运行。

2. 抗审查:这是用户将其交易包括在一个区块中的能力。多个区块生产者和节点可以传播交易,确保基础层的抗审查。

3. 抗重组:这是区块链对重组攻击的抵抗能力。虽然基础层可能会因网络延迟或不同的激励而经历暂时的重组,但这些通常会在短时间内解决。在比特币的情境中,一般认为一个区块一旦有六个后续区块添加到链上就被最终确认。尽管比特币的最终性是概率性的,但深度超过六个区块的重组极不可能。

4. 有效性:这是用户有效验证状态转换的能力。对于比特币,任何操作完整节点的人都可以通过处理相应的区块来验证从一个 [UTXO](https://learnblockchain.cn/tags/UTXO) 集到另一个集的转换,这个过程是确定性的。有效性与活跃性密切相关,因为数据必须在验证之前可用。

当讨论比特币二层(二层解决方案)的安全性时,我们将其定义为一个频谱,表示底层链的安全属性被继承的程度。

Layer 2 解决方案可以在不同程度上从基础层继承上述属性。例如,Layer 2 可能会在基础层验证其交易,但将交易数据保存在链下,从而继承了基础层的有效性,但没有活跃性。

由于比特币的可编程性有限,目前无法直接验证外部状态转换(例如 Layer 2 的状态转换)。然而,Layer 2 用户可以间接依赖比特币的安全模型进行验证,从而密切接近比比特币验证的安全保证。我们将进一步探讨这一概念。

## **比特币二层的去中心化**

去中心化涵盖了几个方面,与安全密切相关。去中心化意味着任何个人都可以无需许可加入网络,以访问区块链状态、验证状态转换、广播交易,并有可能生成区块。让我们分解这些组成部分,因为它们与去中心化的不同方面相关:

- 获取状态的可访问性(活跃性):这与活跃性相关。去中心化网络应允许任何人检索区块链的当前状态,确保数据可用性。

- 验证状态转换的能力(有效性):这涉及有效性。去中心化确保任何参与者都可以独立验证状态转换的正确性。

- 广播交易的自由(抗审查性):这一方面与抗审查性相关,强调用户能够向网络提交其交易而不会面临被阻止或忽视的风险,从而确保免于审查的自由。

- 生成区块的能力:虽然这可以被视为抗审查性的一部分,但它有些不同,可以说是最不重要的方面。生成区块的能力并不那么重要,因为区块生成者并不决定区块链的规则。区块的生成实质上是编制符合已建立共识规则的一组交易。实际上,是节点而不是区块生成者来执行这些规则。

一个很有说服力的例子是 Marathon 在区块高度 809478 挖掘的比特币主网区块。尽管利用了相当大的哈希算力,但该区块被节点拒绝,因此未被添加到主链上。

这就引出了一个基本方程:

> **更多节点 = 更大的去中心化**

这就是为什么每个比特币二层都应该优先考虑运行节点的便利性。如果一个比特币二层需要的软件需要过多的内存、存储或带宽,它将天然地被较少验证,因此也将更少地去中心化。

理想情况下,比特币二层应直接集成到比特币网络中,允许用户在验证比特币网络本身之外以最少的额外努力来验证该层。这种方法促进了最大程度的去中心化,并利用了比特币基础层的安全性和已建立的信任。

# **比特币二层的三难问题**

![img](https://img.learnblockchain.cn/attachments/migrate/1701606694736)

> 比特币二层的真正三难问题

考虑到我们讨论过的所有定义,我们可以稍微修改原始的三难问题,使其与比特币二层兼容。虽然这些变化是微妙的,但根据所提供的解释,修订后的三难困境可能会更加易于理解。

现在,你可能会好奇现有或拟议的模型如何符合这一三难问题。让我们检查各种模型,并尝试相应地定位它们。

## 给比特币二层定位

在区块链三难困境的背景下,可以评估许多层,但为简洁起见,我们将只关注已知的、目前正在运行的 Layer 2 项目,这些项目不需要软分叉即可运行。

### **闪电网络**

闪电网络是比特币上最知名且广泛采用的二层,致力于实现近乎即时的支付。已经运行了近五年,其处理即时支付的能力超过了比特币基础层。这一优势源自其专为单一用例量身定制的架构。截至今天,闪电的功能仅限于点对点比特币交易,基本上是促进支付。尽管它增强了支付的吞吐量,但它并未扩展比特币的基础架构以包括额外的功能,这在很大程度上限制了其可扩展性潜力。

从安全性的角度来看,闪电网络在比特币之上以点对点方式运行。这意味着诸如活跃性、抗审查性和抵抗链重组等属性是在链下、在两方之间管理的。与比特币直接相关的唯一方面是交易的有效性,这是进行乐观验证的。闪电的点对点组件并未引入来自外部链的任何新的信任假设,这使我们可以将其视为对比特币最安全的二层之一。

就去中心化而言,闪电的点对点性质是有利的。每个参与者必须建立并维护自己独特的节点。这一要求确保了网络保持去中心化,因为节点是单独操作的,而不是集中控制的。

总之,闪电网络增强了比特币处理支付的能力,实现了几乎即时的结算时间,并由于其要求参与者运行独立节点的设计,保持了高度的去中心化。然而,虽然它利用比特币的安全基础设施进行最终结算,但它引入了链下网络独有的新安全考虑因素。此外,它的功能专门用于扩展支付交易,并没有扩展到其他类型的链上金融应用程序,这限制了其在更广泛的区块链金融领域的适用性。因此,闪电网络以其高度的去中心化实现了三难困境的一个方面,除了协议的实现复杂性外,在安全维度上处于有利地位。但是,它在可扩展性方面仍然受到限制。

### Liquid Network

Liquid 是由 Blockstream 开发的联合侧链,依赖于一组受信任的实体来管理其运营。其设计使其能够处理更多交易量,并提供比传统比特币交易更多的功能。在其现有框架内,Liquid 的可扩展性通常被视为令人满意的。

然而,在安全性方面,Liquid 与比特币有所不同。它作为一个独立网络运行,不与比特币区块链共享或继承安全特性。这种独立性意味着 Liquid 的运营者有能力隐瞒数据、发起链重组,并在 Liquid 网络内审查交易。这些潜在行为可能会阻碍用户对区块链的完全验证,引发对其去中心化的担忧,并质疑其去中心化的稳健性。

总之,Liquid 通过引入一个侧链来扩展比特币交易的方法与众不同,使其能够处理更多交易量,并提供比比特币主链更多的功能。然而,其安全模型与比特币有所不同,因为它是建立在一组受信任实体控制的联合结构之上。因此,虽然 Liquid 在满足三难问题的可扩展性属性方面表现出色,但由于其治理和安全模型带来的中心化风险,它在其他两个属性方面面临挑战。

### **Stacks**

Stacks 是一个采用转移证明(PoX)机制进行对抗女巫的侧链。它利用 Clarity 智能合约语言来实现比特币无法支持的更广泛的功能。此外,由于其更大的区块大小和减少的区块间隔,Stacks 具有比比特币更多的交易处理能力。

采用独特的共识机制,Stacks 独立于比特币网络运行。这意味着 Stacks 中新区块的生成和广播是在其自己的网络中管理的。就活跃性而言,Stacks 依赖于其自己的网络以保持持续的数据可用性。对于抗审查的过程也与比特币分开。用户通过 Stacks 生态系统内的节点将其交易发送给 Stacks 区块生产者,因此依赖于 Stacks 区块生产者的善意来包含其交易在区块中。虽然重组阻力在某种程度上与比特币有关,但目前对于关键的金融业务来说,最终确定的持续时间太长了。Stacks正在探索其即将到来的更新中的改进,通过每天将区块哈希锚定到比特币网络来缩短最终确定时间。

要参与网络验证,用户需要操作一个 Stacks 节点,这需要连接到与比特币不同的网络、下载区块并进行验证。由于需要单独的网络连接和自定义节点软件,参与网络的节点数量本质上是有限的,导致节点数量远低于比特币网络。

总之,Stacks 通过更大的区块大小和智能合约功能增强了区块链功能的可扩展性,从而实现了三难问题中的可扩展性方面。然而,它在去中心化和安全性方面面临挑战。Stacks 的安全性依赖于单独的共识机制和网络基础设施,引入了与比特币不同的信任假设。至于去中心化,用户需要运行 Stacks 节点的要求创建了一个独立的网络,其去中心化程度尚未完全评估。

### **Rootstock**

Rootstock(RSK)是一个通过合并挖矿将以太坊虚拟机(EVM)兼容性引入比特币的侧链。这种方法允许同时创建侧链和比特币区块,旨在提高网络的可扩展性,超越比特币本身提供的能力。

尽管具有可扩展性优势和 EVM 兼容性,Rootstock 的安全性与比特币有显著不同。值得注意的是,与 Stacks 不同,Rootstock 甚至没有抗重组(reorg)能力,导致完全独立的信任和安全假设。

与 Stacks 类似,Rootstock 在一个独立的网络上运行,并需要特定的软件供节点运营者验证其区块链。合并挖矿有助于提高算力,这对网络的安全性有益,但并不从根本上保证区块生产者的诚实。去中心化程度是区块链健壮性的关键因素,由独立节点的数量来衡量。由于与 Stacks 相同的原因,Rootstock 的节点数量本质上是有限的,导致节点数量远低于比特币网络。

简而言之,Rootstock 通过引入 EVM 兼容的智能合约功能增强了比特币的可扩展性。然而,它与比特币的安全模型有所不同,因为它没有继承比特币的任何安全特性。Rootstock 的安全性基于其自己的信任假设,与比特币无关。在去中心化方面,与 Stacks 一样,Rootstock 依赖于一组外部节点,为其去中心化属性设定了一个上限。因此,虽然 Rootstock 满足了三难问题中的可扩展性方面,但它在安全性和去中心化属性上都存在挑战。

### **Chainway 主权 ZK Rollup**

Chainway 的主权 ZK Rollup 在区块链领域代表着一项重大创新,它是一个直接构建在比特币网络上的 EVM 兼容 ZK Rollup。它利用零知识证明,特别是 ZK-STARKs,进行交易验证和高效利用比特币的区块空间。Chainway 的 ZK Rollup 是符合比特币二层三难困境所有三个基本要素最高标准的解决方案。

EVM 等效设计使开发人员能够无缝过渡以部署应用程序,在利用强大的比特币网络的同时保留熟悉的以太坊环境。ZK 架构的优势在于能够即时处理数千笔交易,递归证明确保了区块链三难困境参数内的可扩展性。

Chainway ZK Rollup 引入了一种通过将证明雕刻铭文到比特币区块链上来验证状态变化的方法。这些铭文证明可以随后被提取和验证。这些证明输出了与先前证明的状态差异,提供了使用比特币网络检索完整区块链状态所需的所有必要信息。

区块空间证明确保了与比特币等价的抗审查性,因为用户可以自行将其交易铭文刻到比特币网络上。这种方法还确保了区块生产者不能由于 ZK 电路生成的限制而排除这些交易。

由于证明铭文在比特币区块链上,因此实现了抗重组性,从而将 Rollup 状态锚定到比特币区块。

任何运行比特币核心的人都可以验证 Rollup 的证明,最大程度地提高了验证过程中的去中心化。这一策略有效地将每个比特币节点转变为一个 Rollup 节点,大大提高了去中心化程度。

因此,Chainway 的主权[ ZK Rollup](https://learnblockchain.cn/tags/zkRollup) 似乎有效地解决了区块链三难问题,实现了可扩展性,同时没有牺牲安全性或去中心化。它确保了活跃性、抗审查性和重新组织抗性,利用了比特币的安全特性,并避免了对一个单独的依赖信任的网络的需求。

## **结论**

对比特币二层解决方案进行分类和评估并不简单。提出新的三难困境或比较可能会导致对可扩展性、安全性和去中心化很重要的细微差别的疏忽。在原始三难问题框架内,每个角代表了成功的 Layer 1 区块链必须同时实现的基本区块链属性,或者至少在它们之间取得平衡。通过在每个角的定义上进行微妙的扩展,我们有效地将核心三难问题应用到了比特币二层。

对原始三难问题的遵循确保我们不会将第 2 层项目限制在严格的“是或否”类别中,而是欣赏去中心化的光谱和对 Layer 2 进行分类的各种因素。保持这一已建立的框架不仅有助于更准确地评估比特币二层架构的现状,还将区块链属性的基本原则扩展到[ Layer 2](https://learnblockchain.cn/tags/Layer2) 范式中。

---

本翻译由 [DeCert.me](https://decert.me/) 协助支持, 在 DeCert 构建可信履历,为自己码一个未来。

原文链接:The True Trilemma for Bitcoin Layers

译文出自:登链翻译计划

译者:翻译小组 校对:Tiny 熊

本文永久链接:learnblockchain.cn/article…

编辑导语:在二层场景下,三难困境有着些细微的差别和不用的维度,本文尝试重新定义比特币二层的三难问题,并分析了闪电网络、Liquid 网络、Stacks 和 Rootstock,在新定义的三难问题中的定位。并点出了作者(Chainway)的 Sovereign ZK Rollup 在三难问题中均达到最高标准。

在确定和解决比特币二层的可扩展性三难问题方面一直存在着挣扎。以往解决比特币可扩展性的尝试采用了一种狭隘的观点,只专注于利用 BTC。这种固执导致了将比特币可扩展性讨论局限于 BTC。然而,必须采取更广泛的立场,承认并考虑将比特币区块链作为第 2 层解决方案的基础。

比特币是理想的选择。它是最去中心化和安全的基础层。应该利用这个中立的基础层,用于各种链上金融活动,远远超出简单支付的范围。我们应该有远见,让用户在参与更高级的链上金融活动时能够依赖比特币的区块链安全。加密用户应该放心,知道他们的活动是由最中心化的基础层保护的。

比特币被设计得尽可能简单,尽可能安全,它以目前的形式完美地实现了其目标。在比特币之上出现的新层应该继承比特币的全部安全性,为链上金融创建一个可扩展和可编程的基础设施。

比特币的设计目标是尽可能简单,以尽可能安全,而它在当前形式下完美地实现了这一目标。新的层出现在比特币之上应该继承比特币的全部安全性,以创建一个可扩展和可编程的链上金融基础设施。

三难问题

区块链可扩展性三难问题(不可能三角)

区块链可扩展性三难问题(不可能三角)最初是针对第 1 层解决方案提出的,为了解释同时实现所有三个属性的内在紧张关系。我们可以重新解释每个方面,将其应用于比特币第二层解决方案。让我们为这些方面建立简单的定义,并深入探讨它们的细节。

可扩展性(Scalability): 在二层(L2)的情境下,可扩展性应该指的是超越基础层的性能。对于比特币二层,理想的可扩展解决方案不仅应该处理比基础层更多的交易量,还应该支持更广泛的更具表现力的交易类型。

安全性: 对于第一层来定义安全性可能会很复杂,因为涉及到诸如代币经济学或共识机制等多方面的因素。然而,对于比特币二层,我们可以很容易地将安全性定义为从比特币继承的一系列属性的程度。这个程度是一个层依赖比特币提供安全性的程度。例如,一个二层可以将其区块哈希锚定到比特币的区块,同时将区块保存在链下,从而继承了比特币对重组的抵抗能力,但没有继承其活跃性(liveness)。定义一个层安全性的四个主要属性是:活跃性(数据可用性)、抗审查、抗重组和有效性。

去中心化: 同样,当讨论比特币二层的去中心化时,比特币二层的去中心化应该在很大程度上与基础层的去中心化相似。尽管衡量基础层去中心化的指标经常被误解,但关键焦点应该是验证区块链的的难易程度。对于比特币,重点应该放在节点而不是矿工上。虽然矿工负责生成区块,但验证这些区块的有效性是节点的责任。简单来说,节点执行共识和链规则,而不是区块生产者。对于第二层,我们可以应用相同的度量标准:验证第二层有多容易?这包括访问L2数据和验证数据。我们将更详细地探讨这一点。

比特币二层的可扩展性

比特币二层的可扩展性是一个多方面的挑战。在最基本的层面上,我们希望一个层不仅能处理更多的交易,还能执行比基础层更广泛的金融操作。

可扩展性的第一个方面相对直接,指的是层的吞吐量,通常以每秒交易数(TPS)来衡量。然而,第二个方面需要更深入的研究。对于理想的比特币二层,我们设想的功能应该超出简单的支付交易。这可能包括借贷、交换或执行复杂的支付合约。

为了促进这样的高级操作,一个二层需要一个能够编程和执行这些功能的虚拟机(VM)。虽然对于可扩展性来说并非必需,但对此类 VM 进行编程的便利性是有利的,因为它可以加速二层内的开发活动。历史表明,许多具有复杂虚拟机的基础层和第二层都难以吸引大量的开发活动,这表明仅仅复杂性并不是成功的银弹。

以太坊虚拟机(EVM)是迄今为止最受欢迎的区块链虚拟机,几个比特币二层已经采用了它或它的变体。然而,重要的是要注意,当集成到新层时,EVM 的兼容性程度是有所不同的。因此,必须认识到,并非所有 VM 实现都提供与原始实现相同的功能范围,有些提供完全等效,而另一些则仅提供功能子集。

了解这些区别对于评估比特币二层的可扩展性至关重要,因为它直接影响到可以在基础区块链之上安全有效地执行的金融活动的类型和范围。

比特币二层的安全性

在可扩展性三难问题中,安全性的定义确实从最初的基础层概念有了很大的发展。对于基础层来说,安全性取决于各种因素,包括女巫保护机制、共识模型等。有四个关键属性定义了基础层的安全性:

活跃性(数据可用性):这涉及用户通过验证每个状态转换来访问整个区块链状态的能力。如果基础层的数据发布受到损害,例如,如果一个区块生产者创建一个区块并发布区块头,但隐瞒了交易数据,那么就无法实现活跃性。因此,没有人可以独立验证状态并维护区块链的运行。

抗审查:这是用户将其交易包括在一个区块中的能力。多个区块生产者和节点可以传播交易,确保基础层的抗审查。

抗重组:这是区块链对重组攻击的抵抗能力。虽然基础层可能会因网络延迟或不同的激励而经历暂时的重组,但这些通常会在短时间内解决。在比特币的情境中,一般认为一个区块一旦有六个后续区块添加到链上就被最终确认。尽管比特币的最终性是概率性的,但深度超过六个区块的重组极不可能。

有效性:这是用户有效验证状态转换的能力。对于比特币,任何操作完整节点的人都可以通过处理相应的区块来验证从一个 UTXO 集到另一个集的转换,这个过程是确定性的。有效性与活跃性密切相关,因为数据必须在验证之前可用。

当讨论比特币二层(二层解决方案)的安全性时,我们将其定义为一个频谱,表示底层链的安全属性被继承的程度。

Layer 2 解决方案可以在不同程度上从基础层继承上述属性。例如,Layer 2 可能会在基础层验证其交易,但将交易数据保存在链下,从而继承了基础层的有效性,但没有活跃性。

由于比特币的可编程性有限,目前无法直接验证外部状态转换(例如 Layer 2 的状态转换)。然而,Layer 2 用户可以间接依赖比特币的安全模型进行验证,从而密切接近比比特币验证的安全保证。我们将进一步探讨这一概念。

比特币二层的去中心化

去中心化涵盖了几个方面,与安全密切相关。去中心化意味着任何个人都可以无需许可加入网络,以访问区块链状态、验证状态转换、广播交易,并有可能生成区块。让我们分解这些组成部分,因为它们与去中心化的不同方面相关:

获取状态的可访问性(活跃性):这与活跃性相关。去中心化网络应允许任何人检索区块链的当前状态,确保数据可用性。

验证状态转换的能力(有效性):这涉及有效性。去中心化确保任何参与者都可以独立验证状态转换的正确性。

广播交易的自由(抗审查性):这一方面与抗审查性相关,强调用户能够向网络提交其交易而不会面临被阻止或忽视的风险,从而确保免于审查的自由。

生成区块的能力:虽然这可以被视为抗审查性的一部分,但它有些不同,可以说是最不重要的方面。生成区块的能力并不那么重要,因为区块生成者并不决定区块链的规则。区块的生成实质上是编制符合已建立共识规则的一组交易。实际上,是节点而不是区块生成者来执行这些规则。

一个很有说服力的例子是 Marathon 在区块高度 809478 挖掘的比特币主网区块。尽管利用了相当大的哈希算力,但该区块被节点拒绝,因此未被添加到主链上。

这就引出了一个基本方程:

更多节点 = 更大的去中心化

这就是为什么每个比特币二层都应该优先考虑运行节点的便利性。如果一个比特币二层需要的软件需要过多的内存、存储或带宽,它将天然地被较少验证,因此也将更少地去中心化。

理想情况下,比特币二层应直接集成到比特币网络中,允许用户在验证比特币网络本身之外以最少的额外努力来验证该层。这种方法促进了最大程度的去中心化,并利用了比特币基础层的安全性和已建立的信任。

比特币二层的三难问题

比特币二层的真正三难问题

考虑到我们讨论过的所有定义,我们可以稍微修改原始的三难问题,使其与比特币二层兼容。虽然这些变化是微妙的,但根据所提供的解释,修订后的三难困境可能会更加易于理解。

现在,你可能会好奇现有或拟议的模型如何符合这一三难问题。让我们检查各种模型,并尝试相应地定位它们。

给比特币二层定位

在区块链三难困境的背景下,可以评估许多层,但为简洁起见,我们将只关注已知的、目前正在运行的 Layer 2 项目,这些项目不需要软分叉即可运行。

闪电网络

闪电网络是比特币上最知名且广泛采用的二层,致力于实现近乎即时的支付。已经运行了近五年,其处理即时支付的能力超过了比特币基础层。这一优势源自其专为单一用例量身定制的架构。截至今天,闪电的功能仅限于点对点比特币交易,基本上是促进支付。尽管它增强了支付的吞吐量,但它并未扩展比特币的基础架构以包括额外的功能,这在很大程度上限制了其可扩展性潜力。

从安全性的角度来看,闪电网络在比特币之上以点对点方式运行。这意味着诸如活跃性、抗审查性和抵抗链重组等属性是在链下、在两方之间管理的。与比特币直接相关的唯一方面是交易的有效性,这是进行乐观验证的。闪电的点对点组件并未引入来自外部链的任何新的信任假设,这使我们可以将其视为对比特币最安全的二层之一。

就去中心化而言,闪电的点对点性质是有利的。每个参与者必须建立并维护自己独特的节点。这一要求确保了网络保持去中心化,因为节点是单独操作的,而不是集中控制的。

总之,闪电网络增强了比特币处理支付的能力,实现了几乎即时的结算时间,并由于其要求参与者运行独立节点的设计,保持了高度的去中心化。然而,虽然它利用比特币的安全基础设施进行最终结算,但它引入了链下网络独有的新安全考虑因素。此外,它的功能专门用于扩展支付交易,并没有扩展到其他类型的链上金融应用程序,这限制了其在更广泛的区块链金融领域的适用性。因此,闪电网络以其高度的去中心化实现了三难困境的一个方面,除了协议的实现复杂性外,在安全维度上处于有利地位。但是,它在可扩展性方面仍然受到限制。

Liquid Network

Liquid 是由 Blockstream 开发的联合侧链,依赖于一组受信任的实体来管理其运营。其设计使其能够处理更多交易量,并提供比传统比特币交易更多的功能。在其现有框架内,Liquid 的可扩展性通常被视为令人满意的。

然而,在安全性方面,Liquid 与比特币有所不同。它作为一个独立网络运行,不与比特币区块链共享或继承安全特性。这种独立性意味着 Liquid 的运营者有能力隐瞒数据、发起链重组,并在 Liquid 网络内审查交易。这些潜在行为可能会阻碍用户对区块链的完全验证,引发对其去中心化的担忧,并质疑其去中心化的稳健性。

总之,Liquid 通过引入一个侧链来扩展比特币交易的方法与众不同,使其能够处理更多交易量,并提供比比特币主链更多的功能。然而,其安全模型与比特币有所不同,因为它是建立在一组受信任实体控制的联合结构之上。因此,虽然 Liquid 在满足三难问题的可扩展性属性方面表现出色,但由于其治理和安全模型带来的中心化风险,它在其他两个属性方面面临挑战。

Stacks

Stacks 是一个采用转移证明(PoX)机制进行对抗女巫的侧链。它利用 Clarity 智能合约语言来实现比特币无法支持的更广泛的功能。此外,由于其更大的区块大小和减少的区块间隔,Stacks 具有比比特币更多的交易处理能力。

采用独特的共识机制,Stacks 独立于比特币网络运行。这意味着 Stacks 中新区块的生成和广播是在其自己的网络中管理的。就活跃性而言,Stacks 依赖于其自己的网络以保持持续的数据可用性。对于抗审查的过程也与比特币分开。用户通过 Stacks 生态系统内的节点将其交易发送给 Stacks 区块生产者,因此依赖于 Stacks 区块生产者的善意来包含其交易在区块中。虽然重组阻力在某种程度上与比特币有关,但目前对于关键的金融业务来说,最终确定的持续时间太长了。Stacks正在探索其即将到来的更新中的改进,通过每天将区块哈希锚定到比特币网络来缩短最终确定时间。

要参与网络验证,用户需要操作一个 Stacks 节点,这需要连接到与比特币不同的网络、下载区块并进行验证。由于需要单独的网络连接和自定义节点软件,参与网络的节点数量本质上是有限的,导致节点数量远低于比特币网络。

总之,Stacks 通过更大的区块大小和智能合约功能增强了区块链功能的可扩展性,从而实现了三难问题中的可扩展性方面。然而,它在去中心化和安全性方面面临挑战。Stacks 的安全性依赖于单独的共识机制和网络基础设施,引入了与比特币不同的信任假设。至于去中心化,用户需要运行 Stacks 节点的要求创建了一个独立的网络,其去中心化程度尚未完全评估。

Rootstock

Rootstock(RSK)是一个通过合并挖矿将以太坊虚拟机(EVM)兼容性引入比特币的侧链。这种方法允许同时创建侧链和比特币区块,旨在提高网络的可扩展性,超越比特币本身提供的能力。

尽管具有可扩展性优势和 EVM 兼容性,Rootstock 的安全性与比特币有显著不同。值得注意的是,与 Stacks 不同,Rootstock 甚至没有抗重组(reorg)能力,导致完全独立的信任和安全假设。

与 Stacks 类似,Rootstock 在一个独立的网络上运行,并需要特定的软件供节点运营者验证其区块链。合并挖矿有助于提高算力,这对网络的安全性有益,但并不从根本上保证区块生产者的诚实。去中心化程度是区块链健壮性的关键因素,由独立节点的数量来衡量。由于与 Stacks 相同的原因,Rootstock 的节点数量本质上是有限的,导致节点数量远低于比特币网络。

简而言之,Rootstock 通过引入 EVM 兼容的智能合约功能增强了比特币的可扩展性。然而,它与比特币的安全模型有所不同,因为它没有继承比特币的任何安全特性。Rootstock 的安全性基于其自己的信任假设,与比特币无关。在去中心化方面,与 Stacks 一样,Rootstock 依赖于一组外部节点,为其去中心化属性设定了一个上限。因此,虽然 Rootstock 满足了三难问题中的可扩展性方面,但它在安全性和去中心化属性上都存在挑战。

Chainway 主权 ZK Rollup

Chainway 的主权 ZK Rollup 在区块链领域代表着一项重大创新,它是一个直接构建在比特币网络上的 EVM 兼容 ZK Rollup。它利用零知识证明,特别是 ZK-STARKs,进行交易验证和高效利用比特币的区块空间。Chainway 的 ZK Rollup 是符合比特币二层三难困境所有三个基本要素最高标准的解决方案。

EVM 等效设计使开发人员能够无缝过渡以部署应用程序,在利用强大的比特币网络的同时保留熟悉的以太坊环境。ZK 架构的优势在于能够即时处理数千笔交易,递归证明确保了区块链三难困境参数内的可扩展性。

Chainway ZK Rollup 引入了一种通过将证明雕刻铭文到比特币区块链上来验证状态变化的方法。这些铭文证明可以随后被提取和验证。这些证明输出了与先前证明的状态差异,提供了使用比特币网络检索完整区块链状态所需的所有必要信息。

区块空间证明确保了与比特币等价的抗审查性,因为用户可以自行将其交易铭文刻到比特币网络上。这种方法还确保了区块生产者不能由于 ZK 电路生成的限制而排除这些交易。

由于证明铭文在比特币区块链上,因此实现了抗重组性,从而将 Rollup 状态锚定到比特币区块。

任何运行比特币核心的人都可以验证 Rollup 的证明,最大程度地提高了验证过程中的去中心化。这一策略有效地将每个比特币节点转变为一个 Rollup 节点,大大提高了去中心化程度。

因此,Chainway 的主权 ZK Rollup 似乎有效地解决了区块链三难问题,实现了可扩展性,同时没有牺牲安全性或去中心化。它确保了活跃性、抗审查性和重新组织抗性,利用了比特币的安全特性,并避免了对一个单独的依赖信任的网络的需求。

结论

对比特币二层解决方案进行分类和评估并不简单。提出新的三难困境或比较可能会导致对可扩展性、安全性和去中心化很重要的细微差别的疏忽。在原始三难问题框架内,每个角代表了成功的 Layer 1 区块链必须同时实现的基本区块链属性,或者至少在它们之间取得平衡。通过在每个角的定义上进行微妙的扩展,我们有效地将核心三难问题应用到了比特币二层。

对原始三难问题的遵循确保我们不会将第 2 层项目限制在严格的“是或否”类别中,而是欣赏去中心化的光谱和对 Layer 2 进行分类的各种因素。保持这一已建立的框架不仅有助于更准确地评估比特币二层架构的现状,还将区块链属性的基本原则扩展到 Layer 2 范式中。

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注册/登录 区块链的三难困境是什么,如何解决? 译文

作者:

李睿 2023-03-30 10:30:48 区块链 区块链三难困境是最复杂的问题,本文很好地解释了区块链三难困境以及如何解决它。 译者 | 李睿审校 | 孙淑娟人们需要保持社交、工作和睡眠之间的平衡,并且努力和谐相处。同样的概念也反映在区块链的三难困境中。区块链三难困境是一个术语,指的是现有区块链的局限性:可扩展性、安全性和去中心化。这是一个存在了几十年的设计问题,其问题的本质是找到一种方法,在不使用太大或太贵的存储设备的情况下,安全地将数据存储在一个更小、更轻的容器中。如上所述,区块链三难困境由三种场景组成,但是在深入讨论之前,先简要地概述一下去中心化、安全性和可扩展性。(1)去中心化是指权力从单一的企业、政府部门或其他大型集团转移到几个较小的组织。例如,在区块链三难困境中,去中心化赋予世界各地的人们使用他们的计算机(称为“节点”)进行管理的权力,而不是让集中的一方控制整个网络。(2)安全性要求区块链是安全的,但不能完全免受黑客攻击。例如,如果黑客控制51%的网络,他们可以改变交易发生的方式,在网络中窃取受害者的资金。(3)区块链中的可扩展性与业务中的可扩展性相同;这意味着在保持相同的交易速度和输出的同时,网络的规模在未来可以增长多少。当可扩展性和去中心化协同工作时,安全性往往会受到威胁。这是因为安全限制了有助于去中心化网络增长的变化。此外,运行去中心化网络所需的工作量限制了可扩展性。本文将让人们了解区块链三难困境的细节,并了解不同的可用解决方案。一、区块链三难困境中三个核心要素的重要性是什么?  1.去中心化去中心化网络强调了区块链依赖于足够大的利益相关者群体的重要性。去中心化可以在不同的层面上看到,例如挖矿者的数量、完整的节点、活跃的开发人员等。重要的是要记住,并非所有的区块链都是类似地去中心化。(1)去中心化网络的优点去中心化使得共识成为可能,而无需强迫用户信任单个实体。去中心化是一件好事,因为它使系统更加稳定。它可以防止网络被关闭,所以任何人都可以使用它。(2)去中心化网络的缺点去中心化降低了网络的速度,增加了处理交易的时间。它的成本很高,因为增加了冗余,所以它只适用于某些应用程序。2.可扩展性可扩展性是区块链系统在不影响性能的情况下支持规模增长(更多用户、更多用例以及最终更多交易)的能力。使用区块链的人数如何增长? 有两种方法(或这两种方法的混合):减少检查交易的团体数量(在去中心化上的妥协)。减少阻塞时间,使网络更容易(在安全性上妥协)。(1)注重可扩展性网络的优点它可以让网络处理大量的交易,在安全优先级较低的应用程序中很有用,比如社交消息应用程序。(2)关注可扩展性网络的缺点如上所述,增长能力可能意味着安全性降低。此外,随着网络的发展,共识机制也必须如此,这可能会导致更多的集中。3.安全性区块链保持交易不可逆性的能力就是其安全性。它通过强迫网络参与者浪费资源来获得激励——网络参与者的资源支出越大,区块链就越安全。在最近的一次以太坊经典(ETC)的黑客攻击中,网络攻击者重组了4000多个区块,并将价值约100万美元的ETC翻倍。网络攻击者为什么成功?因为与所获取的价值相比,获取整个网络51%以上的哈希值的费用微不足道。简而言之,这4000个区块中的财富远远超过了网络参与者部署的资源。(1)强调安全的区块链优势实现比传统价值转移更快、更便宜的更大价值转移。(2)以安全为重点的网络的缺点需要更多的资源,即更大的财务投资。公共区块链的安全性由网络参与者提供;更高的安全性会导致更大的网络效应,而这种网络效应很难重现。二、这些因素之间的相互作用如何导致出现问题以太坊是观察到的三难困境的最新例子。如今,各行业中大多数去中心化应用程序(dApps)都基于以太坊。以太坊是从去中心化金融(DeFi)协议到不可替代代币(NFT)交换的所有产品的首选资源。随着去中心化应用程序的普及,以太坊平台的使用率提高。但扩展性问题仍在继续增长! 可悲的是,扩展性问题变得更糟了。以太坊的规模不能超过一定的限制。因此,对于某些人来说,与区块链打交道的交易费用变得非常昂贵。以太坊交易成本的增加是三难困境的一个例子,在这种情况下,扩展以太坊需要牺牲安全性或去中心化。在以太坊的情况下,通过限制每秒的交易数量(可扩展性)来优先考虑去中心化和安全性。用户向挖矿者支付额外的交易费用,以确定交易的优先级。给定类似的安全特征,可以得出结论,可扩展性与去中心化成反比。假设两个工作量证明区块链在去中心化方面是相同的。可以把区块链的安全性看作是它的哈希率。哈希率越高,确认时间越短,安全性随着可扩展性的增加而增加。因此,在不断去中心化的情况下,可扩展性和安全性是对应的。因此,区块链不能同时针对去中心化、安全性和可扩展性在质量方面进行优化。与其相反,它必须使用多个配置文件进行权衡。因此,根据区块链的三难困境,公共区块链无法实现必要的去中心化、安全性和可扩展性。三、制定了哪些不同的策略?  最近,许多扩展策略已经被开发出来。例如,闪电网络(Lightning Network)是比特币区块链的一个组成部分,而以太坊以其Arbitrum网络而闻名。闪电网络通过主要区块链网络上的私有链外渠道利用智能合约的功能。链下路线允许更快、更便宜的交易。值得注意的是,通过将交易转移到远离主链的地方,闪电网络减轻了主链的压力。用户不再需要支付挖矿费用或在较长时间内等待区块确认。Arbitrum使以太坊用户能够在链下结算,提高交易速度和效率。Arbitrum采用独特的共识过程和数据压缩来加快交易,同时保持低廉的交易成本。此外,它将多个智能合约组合成其链上的单个对象,使它们更易于使用。Algorand是2017年成立的另一种加密货币,据称已经解决了区块链三难困境。Algorand采用权益证明(PoS),其中只有加密选择的验证者可以用他们的令牌来验证下面的区块,这有助于减少几个指数的验证节点数量,提高交易速度和区块安全性。四、有哪些不同的方法使区块链可扩展?  可扩展性是区块链尚未被广泛使用的最大原因。因此,区块链需要有效的扩展解决方案。人们正在制定许多不同的解决方案。令人惊讶的是,有不同的方法来解决这个问题。每个解决方案都提供了不同的方法来处理区块链的扩展问题。1.Layer 1解决方案  Layer 1解决方案修改区块链网络的基本软件。因此,Layer 1解决方案通常被称为“链上扩展解决方案”,以描述其操作。Layer 1解决方案增强了区块链网络最关键的方面,例如增加块大小限制或减少验证区块所需的时间。分片(Sharding)、隔离见证(SEGWIT)和硬分叉(hardfork)是用于扩展Layer 1区块链的三种最流行的技术。2.区块链分片区块链网络是一个巨大的数据库,有许多节点可以验证数据。每个节点必须验证整个网络的交易。分片将区块链网络划分为可管理的分片。节点将验证分片数据,而不是确认网络数据,这减少节点工作量,提高系统效率。区块链分片有三种类型:(1)网络区块链分片创建了不同的分片。此外,所有分片同时执行交易,从而提高了区块链网络性能。(2)交易分片将需要通过分片进行身份验证的交易分组。(3)状态分片将分类帐划分为存储独立部分的分片。3.隔离见证SEGWIT是“隔离见证”的缩写,是区块链Layer 1扩展选项的另一个重要补充。隔离见证是对比特币区块链网络协议的改进,它改变了数据存储的方式和位置。它有助于消除绑定到每个交易的签名数据,并为交易释放更多空间和容量。重要的是要知道,交易中大约70%的空间被数字签名占用,数字签名证明发件人拥有并有权使用现金。因此,如果数字签名被删除,可能会有更多的空间进行新的交易。4.RollupsRollups在Layer 1区块链之外执行交易,并在达成共识后发布它们。这分离了Layer 1性能流程的重要部分。该解决方案的一个重要方面是零知识Rollup(ZK-Rollup),它处理数百个链下传输并随后上传。它加快了交易处理速度,是提高性能最有效的方法之一。五、Layer 2可扩展性的解决方案主区块链网络的变化对Layer 1或链上扩展方法是否有效有很大影响。链下扩展选项包括第二层或Layer 2扩展选项。Layer 1解决方案是构建在主区块链之上的不同协议。在这些类型的解决方案中,来自主区块链的交易被“卸载”到次要协议。Layer 2解决方案可以帮助解决空间和网络拥塞等问题。主流的Layer 2解决方案包括状态通道和非侧链。1.嵌套区块链嵌套在另一个区块链中的区块链存在,其中Layer 1区块链将处理委托给分层区块链。因此,开发定制的解决方案非常简单。它被认为是用最少的努力解决区块链三难困境的最好、最简单的方法之一。最著名的例子是Ethereum Plasma,它利用锚定在主链上的二级区块链,可以提供欺诈证据来仲裁纠纷。2.状态通道状态通道的交易处理和区块链网络的容量被委派。它的节点不需要验证,使得附近的资源更容易满足其需求。Layer 1网络只需要将通道的最终状态存储在区块链上。3.侧链侧链是一个独立的区块链,通过双向钉住连接到主区块链。它增强了现有区块链的互操作性和处理能力。例如,比特币的网络可以使用侧链更快地执行交易。这是人们提高比特币性能的许多方法之一,尽管从理论上来说是不可行的。六、结语随着区块链应用需求的不断增长,越来越多的企业对去中心化网络表现出兴趣。但是区块链的三难困境给这些区块链网络的可扩展性带来了巨大的挑战。尽管已经引入了一些潜在的解决方案来提高区块链的可扩展性,但这些解决方案中并没有多少能够成功地提供急需的缓解措施,而这些扩展解决方案包括Layer 1解决方案和Layer 2解决方案,都是在实践中区块链可扩展性问题的可行答案。想要为企业的业务创建一个面向未来的区块链解决方案,但由于缺乏正确熟练的专业知识而停止?不用担心。一些敏捷的软件开发机构在知识渊博和有才华的开发人员的帮助下,为减少区块链延迟提供可靠的扩展解决方案。原文链接:https://dzone.com/articles/what-is-blockchain-trilemma-and-how-could-it-be-so 责任编辑:武晓燕

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51CTO技术栈 区块链应用Layer 2 分享到微信 微信扫码分享 分享到微博 相关推荐 面对疫情:区块链入场,如何解决物资分配难? 凶猛的疫情面前,前有大数据分析,后有AI红外检测纷纷加入战场,而新兴技术——区块链又能做什么?千万别小瞧了这项技术,虽不能在前线杀“菌”,但区块链却能在后方充当“最佳后勤”——从物资管理到病患数据上链,有区块链技术助力。 2020-02-14 17:10:17 区块链分片技术物资分配 面对疫情:区块链入场,如何解决物资分配难? 凶猛的疫情面前,前有大数据分析,后有AI红外检测纷纷加入战场,而新兴技术——区块链又能做什么千万别小瞧了这项技术,虽不能在前线杀“菌”,但区块链却能在后方充当“最佳后勤”——从物资管理到病患数据上链,有区块链技术助力。 2020-02-13 08:59:54 疫情区导体锭物资 如何解决区块链的技术缺陷? 区块链的采用面临众多挑战,但是毫无疑问技术改进的必要性是排在第一位的。 2021-12-06 14:05:57 区块链算法技术 区块链如何解决无家可归问题 尽管区块链技术具有潜力改善无家可归问题,但要解决这个复杂的社会问题还需要综合考虑政策、社会支持和其他技术等多方面因素的作用。 2024-02-21 14:35:38 区块链智慧城市数字化身份证 2024年区块链困境会是什么样? 虽然区块链的安全性、规模和去中心化这三难困境都是任何链的关键组成部分,但有一个属性胜过所有这些:信任。无论是安全漏洞、交易问题,还是验证或控制问题,一旦信任消失,就几乎不可能恢复。 2024-01-11 14:40:38 区块链如何解决“你妈是你妈”的问题 Facebook泄露8700万用户数据丑闻、滴滴顺风车冒用他人认证信息,证明“你妈是你妈”难的问题等等,区块链互联网时代,有没有一种区块链身份确权、信息安全的解决方案? 2018-05-17 09:40:56 区块链身份识别身份验证 区块链原理是什么?如何开发区块链程序? 比特币是世界上第一个分散化的货币,它在过去几年吸引了越来越多的关注。区块链技术可以帮助比特币发挥作用,区块链技术本身就是基于交易区块链的。有关这些交易的信息将同时在全球所有设备上更新。 2018-06-14 10:32:25 区块链是什么,如何简单易懂地介绍区块链? 区块链,是一种技术,它解决的是市场经济中最核心的“信任”问题,把陌生人之间的信任成本降到极低的水平。 2019-01-24 15:50:06 区块链数字货币比特币 看区块链分片如何解决区块链可扩展性问题 即使在公共网络,区块链也可以确保所有参与者都可访问安全、可靠和可验证的记录。但区块链面临的重大限制是:可扩展性。随着交易数量的增加,系统会变得更慢更昂贵,并且从长期来看,可持续发展性会降低。 2019-12-09 16:08:19 区块链分片分布式 区块链如何解决装修乱象,比如:甲醛超标 房租价格暴涨事件还未尘埃落定,长租公寓又出大事。近期某宝P7级员工入住自如公寓短短几个月后便因白血病去世的新闻持续发酵,如何保证装修中使用的材料达到环保要求、安全无害?如何在装修中避免雷区?金九银十过后这就成了人们新的关注点。 2018-12-12 16:20:53 区块链装修互联网 区块链协议是什么及其如何工作的? GenesisHack中的协议跟踪邀请开发人员为现有区块链协议的性能和可伸缩性问题构建解决方案,或者从头构建全新的协议。在本文中,我们将试图通过两个示例区块链协议来理解什么是区块链协议,从而推断其基本特征。 2018-12-27 21:54:22 区块链技术如何解决供应链管理中的痛点? 凭借区块链技术的去中心化、透明性和不变性,它是拯救供应链管理行业的理想工具。 2020-10-26 11:16:04 区块链 如何解决区块链技术可扩展性难题? 区块链技术虽然在各大行业中的应用在不断丰富,但是目前仍尚未获得大规模的采用。这里最大的障碍是处理交易的能力有限,比特币和以太坊等现有区块链每秒只能执行大约710笔交易。这种技术限制被称为区块链可扩展性困境。 2022-05-13 16:05:03 区块链比特币可扩展性 区块链的共识算法是什么? 在任何区块链中,共识算法旨在解决网络参与者之间的信任问题。用于支付,共识算法是使加密货币工作的复杂密码难题的最后一部分。 2021-12-13 16:12:50 区块链比特币技术 购买或构建:如何解决混合云的困境 如今,企业致力于采用云计算技术,希望能够进行创新以跟上瞬息万变的技术的发展。而竞争格局和消费者需求变化意味着那些不能或不愿意创新的企业很有可能在市场竞争中落后。目前大多数企业正在采用混合云或多云策略。 2017-12-22 11:17:58 混合云云计算公共云 区块链技术如何解决物联网安全问题 大多数人将区块链与加密货币比特币联系在一起,但这项技术可以消除不同领域对数据隐私和安全的威胁。必须了解物联网解决方案所面临的各种挑战,以了解区块链如何帮助企业在更安全的环境中进行交易。 2019-10-08 11:01:09 安全物联网区块链 区块链常用架构是什么? 区块链2.0的典型代表是以太坊(Ethereum)和超级账本(Hyperledger),分别代表了区块链的两个重要的发展方向:应用于公众的公有链和应用于企业的联盟链。 2018-02-24 14:09:01 区块链技术该如何解决人工智能存在的弊端? 今年的618刚刚过去,忙的不止快递员们,还有京东的智能配送机器人。人工智能在人们的生活中也越来越常见,人工智能也是在替换掉人力。人工智能它本身有什么弊端呢如今大火的区块链该如何解决人工智能存在的弊端 2018-08-02 09:20:27 区块链人工智能 区块链发展迅速,真正的区块链应用是什么? 中国信息通信研究院发布《区块链白皮书(2019)》可以进一步剖析区块链的发展现状,区块链技术因去中心化、难篡改、自激励等内在特性,为治理带来了新的问题和挑战。 2019-12-24 10:20:13 区块链区块链应用 家政乱象频发,看区块链如何解决信任缺失 近年来,随着人口老龄化、二孩放开,以及育婴专业需求的增长、社会自然分工越来越细化等诸多因素,家政已成为社会及很多家庭的“刚需”。现如今,除大型公共场所需要家政服务外,不管是住在豪宅里的居民,还是普通人家都可以拿出钱享受家政提供的便利。 2020-12-16 11:05:34 区块链家政技术 同话题下的热门内容 2024 年引领区块链革命的十大国家 相关专题 更多 乘云 · 向未来:火山引擎公共云 · 城市分享会 【因聚而生 数智有为】华为中国合作伙伴大会2024 2024-03-14 09:53:27 网络运维智能化?瞻博网络有奇招! 2023-12-18 11:43:34 我收藏的内容 微博 QQ 微信 复制链接 微信扫码分享 51CTO业务 媒体 51CTOCIOAgeHC3iTechplur社区 51CTO博客软考资讯鸿蒙开发者社区教育 51CTO学堂精培企业培训CTO训练营 51CTO学堂 51CTO学堂企业版 51CTO官微 51CTO 关于我们&条款 关于我们 站点地图 网站大事 意见反馈 English 用户协议 隐私协议

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剖析区块链的三难问题 - Quai Network China - Medium

链的三难问题 - Quai Network China - MediumOpen in appSign upSign inWriteSign upSign in剖析区块链的三难问题Quai Network China·FollowMay 1, 2023--Share通过以下方式扩大区块链的规模 Proof-of-Work区块链的三难问题区块链的发明标志着社区组织的新时代,它通过集体策划和客观验证的数据集引入了去中心化的公司。区块链作为一套协议,为人们提供了一种直接合作的方式,不受其他各方的干扰,无论是私人还是公共。然而,单线程去中心化的区块链技术已经发展到了被广泛讨论的区块链三难问题严重限制的程度。区块链三难问题带来了一个限制,即三个属性中只有两个可以被优化: 可扩展性、去中心化和安全性。可扩展性: 吞吐量有多大?产生多少个TPS?去中心化: 有多少节点在运行区块链?安全性: 系统对攻击的抵抗力如何?区块链三难问题提出,区块链只能在可扩展性、去中心化和安全性等特征之间实现平衡,但不能同时实现这三个特征。例如,区块链可以尝试通过增加区块大小来解决规模问题,以实现更高的交易率(TPS),但这导致节点的带宽、计算和存储要求增加。节点要求的增加导致组成网络的节点数量减少,从而降低了网络的去中心化程度。围绕可扩展性和安全性以及去中心化和安全性的权衡,也可以提出同样的论点,然而,我们不会花时间在这里讨论,但感兴趣的读者可以在这里了解更多。我们认为,区块链三难问题只有在区块链的两种功能结合的情况下才是真正的限制,特别是共识和一致性。然而,如果我们理解这两个功能可以分开,那么设计空间就不再受区块链三难的限制,而是受CAP定理的限制,而CAP定理是分布式数据库中一个较早的概念。如果我们不把共识和一致性混为一谈,CAP定理允许我们把区块链问题严格看作是一个分布式数据库问题。为了理解共识和一致性分离后的一系列新的权衡,我们必须定义CAP定理所涉及的特征:一致性: 所有节点都有相同的数据状态吗?分区容忍度: 网络节点是否能够在对整个网络状态了解有限的情况下运行?数据可用性: 网络节点是否能够提供对当前状态的读取访问?在这个新的构造中,我们可以提议创建碎片化的数据集,即独立的区块链,这将增加吞吐量,但会牺牲全局一致性,减少分区容忍度以及全局范围内的数据可用性。然而,在每个独立的或零散的区块链中,我们可以保持一致的、分区容忍的和可用的数据集的属性,直到单个区块链片段经历网络约束的带宽限制,这是单线程区块链的特有的。现在,我们并没有说什么新的东西,所提出的拓扑结构在许多扩展建议中都有具体体现,如ETH 2.0。然而,我们提到但尚未讨论的一个重要部分是,我们如何在保持安全、可扩展和去中心化系统的同时概述与共识的一致性。没有分片工作的分片状况目前为提高模块化设计(侧链、滚动和PoS验证器)的安全性所做的努力,通过基础设施、流动性汇和具有不充分竞争机制的可信验证器,成为中心化的受害者。以太坊声称,分解Proof-of-work系统将降低破坏网络的一部分所需的哈希率。这也是他们想改用工作证明(Proof-of-Stake)的原因之一。然而,Quai提出了一个新的解决方案,在工作证明系统中,状态可以被分解,而不需要通过一个叫合并采矿 (merged mining) 的过程来分担工作。合并采矿起源于2014年Namecoin对比特币的合并采矿。Namecoin声称,合并挖矿提高了Namecoin和比特币的网络安全性,因为矿工不再需要选择挖一个或另一个。在决定如何扩展一个模块化的区块链系统时,这是一个非常重要的属性,因为有可能有多个子区块链都可以用相同的哈希数来保证安全。通过允许在一组模块化链上通过PoW进行池化挖矿,矿工可以确保多个相互关联的区块链,这些区块链具有相同的规则、货币政策和基础代币。交织在一起的区块链创造了一个具有Sybil复原力(又称安全性)的网络,至少与中本聪共识一样好,甚至更好。分层开采的区块链Quai Network提出了分层联合并采矿,作为在不影响去中心化或安全的情况下扩大区块链的解决方案。分层联合挖矿是通过一系列以分层结构组织的链进行的。最顶层的链,Prime,有最大的挖矿奖励,但也有最大的难度和最慢的块。接下来的级别,Region和Zone的难度依次较低,区块速度较快,允许更大的活跃度。层次结构中的每个区块链本质上都是一个独立的链,不依赖任何其他链。他们有一个共享的代币和货币政策,但共识规则是在本地执行的。在这种情况下挖矿,矿工必须至少挖到他们可以任意选择的树的一个部分(质点、1个区域和1个分支区)。只能够在整体结构中开采一个片区的能力确保了随着网络吞吐量的增加,矿工仍然可以参与,而不会被迫随着交易吞吐量超线性地增加节点要求。挖出一个加入层次结构的一方所产生的重要属性之一是我们称之为重合区块的东西。当一个区块在巧合挖矿的背景下被提出时,头必须包含对所有被合并的区块链的引用,以便一起挖矿。在Quai中,这表现为一个头,它实际上是3个头的数组,分别对应Prime、Region和Zone。如果一个区块符合该区块链上下文中区块的难度要求,那么该区块就会在区块链中找到。这意味着,在一个上下文中,只有1个部分的头永远有效。然而,如果一个主区块被发现,那么区域区块和区块也会被发现,因为链的难度总是比较低。当这种情况发生时,它被称为重合区块。这个区块的一个重要属性是,它创建了一个可客观验证的跨链参考,可用于将状态从一个链转移到另一个链。这有效地在网络中的所有区块链之间建立了一个去中心化的桥梁,实现了互操作性。层次结构中的最长链规则分层最长链规则是一种共识机制,网络的典范正确性是基于拥有最多工作的区块链,又称Prime。分层最长链规则保证在一个重合的Prime区块上,分支链中的所有状态转换,累积的工作变得与Prime中的累积工作相等。这是由于如果有人试图恢复一个区,他们必须通过一个重合的Prime来恢复它。为了恢复一个Prime,攻击者必须提供一个与Prime一样多的功的链。分层的最长链规则实现了相当于中本聪共识的sybil抵抗力,因为所有的链都实现了每个重合区块中Prime所代表的总工作量,尽管它们只是以与每个重合区块内链的哈希力成比例的较慢速度前进。Quai Network实现了一个可扩展的PoW架构,因为它在CAP定理三难中做了一个权衡,允许通过延迟全球共识来获得更大的吞吐量。这里面有一个内在的权衡。Quai Network可以极大地提高吞吐量,尽管在3–4倍的TPS增幅中,最终会受到网络带宽、延迟和跨链状态传播延迟的限制。加入我们,建立一个更好的区块链。WebsiteTelegram (中文)DiscordTwitterYouTubeRedditLinkedInDeveloper DocumentationWe’re hiring!Quai Network是一个开源的工作证明区块链网络,利用合并采矿的能力来提高吞吐量和安全性。Quai Network的用户将在不影响去中心化和安全性的情况下享受快速的交易时间。矿工们将在网络内的许多区块链上获得有竞争力的采矿机会。Quai网络能够每秒进行数千次交易,是一个工作证明的可扩展性解决方案,很快就可以在主网发布。免责声明!本更新中分享的观点、想法和声明是在众多假设、风险和不确定性的情况下提供的,这些假设、风险和不确定性可能会随着时间的推移而改变。存在多种风险因素,包括与区块链、加密系统和一般技术有关的风险因素,以及Quai 的业务、运营和运营结果,可能导致实际结果或预期的发展无法实现,或者即使基本实现,也无法实现任何或所有可预期的利益。我们保留在任何时候、以任何理由、以我们唯一和绝对的自由裁量权单方面、完全或部分地改变这里所说的计划、预期和意图的权利,而且我们不承担公开更新或修订任何前瞻性声明的义务,无论是由于新的信息、未来的发展或其他原因。因此,我们建议您不要依赖本更新或我们任何更新/文章中的陈述,也不要根据这些陈述做出任何财务决策或投资 — 包。括但不限于出售或交易quai代币、乙醚或任何其他加密或区块链代币,或任何公司的证券。本更新中的观点、意见和声明是作者个人的观点、意见和声明,而不是任何机构、大学或在美国或其他国家管辖范围内运作的法律实体。这些观点、意见和声明与任何营利性或非营利性实体,特别是与位于美国境内的大学、基金会和其他机构之间没有任何联系。对这种关联的任何看法纯属偶然,如果读者提请我们注意,我们将立即予以纠正QuainetworkProof Of WorkCryptocurrencyMining----FollowWritten by Quai Network China14 Followers欢迎来到 中文的 Quai Network!FollowHelpStatusAboutCareersBlogPrivacyTermsText to speechTeams

目前区块链面临的技术难题有哪些? - 知乎

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周日荐读 | 经典回顾 区块链的三难困境与探索_交易_问题_安全性

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周日荐读 | 经典回顾 区块链的三难困境与探索

2023-04-30 11:36

来源:

吴说区块链

发布于:山东省

原标题:周日荐读 | 经典回顾 区块链的三难困境与探索

作者 | krakenfx

译者 | Carol (Twitter:@CC99Carol)

编辑 | 吴说区块链

原文链接:

https://blog.kraken.com/post/17395/crypto-101-what-is-the-blockchain-trilemma/

我们的生活中往往充满了各种权衡。很多时候,最大化的收益往往只能通过牺牲另一利益来实现。而有时候这些权衡也并非是完全1:1的权衡,而是涉及到更加复杂的关系。

三难困境的例子其实在我们的生活中也极为常见。

房地产商可能会说:大房子、好位置、低价格——只能择二取之

厨师可能会说:大份量、好原料、低价格——只能择二取之

而区块链开发者可能会说:去中心化、安全性、可扩展性——也只能择二取之

区块链三难问题是一个经常被提及的概念,它指出了区块链不可能同时实现的三个理想属性:去中心化、安全性和可扩展性。

如果你还在学习区块链技术和加密货币的变革力量,那接下来就让我们一起花点时间来了解每个概念吧。

区块链的三难问题有哪些部分?

所谓去中心化指的是区块链由分布式计算机网络,而非单一实体操作的性质。去中心化允许区块链协议由世界各地的多个个人进行操作和维护,而不是由单一的中央机构进行垄断。

所谓安全性指的是区块链保护其数据不受恶意行为影响的能力。在一定程度上,安全性与欺诈行为改变区块链上存储信息的难度密切相关。

展开全文

由于区块链在网络上的不同用户之间存储了同一信息的多个副本,所以每当涉及到区块链的三难问题的权衡之时,安全性与去中心化两者之间往往是密切相关的。然而,许多人觉得也可以通过对区块链达成共识的方式来对它们进行权衡,以促使其获得更高的效率。

可扩展性指的是区块链每秒处理大量交易而不放慢速度的能力。随着越来越多的人开始使用区块链网络,难免会需要更多的计算机算力来及时处理这些交易。归根结底,可扩展性指的是区块链网络能多有效地验证交易。

而综上所述,所谓区块链三难困境就是指认为区块链不可能同时实现以上所有属性的观点。但这种看法是准确的吗?我们又该如何利用当前和未来的技术来优化这些属性?

区块链三难困境的权衡是如何进行的?

接下来,让我们来探讨一下区块链三难问题择二取之的排列组合。

1. 倾向于去中心化和可扩展性而不是安全性意味着,虽然区块链分布在许多用户之间,并且每秒可以处理大量的交易,但提交到链上的信息可能是假的。

2. 倾向于可扩展性和安全性而不是去中心化意味着,虽然区块链能够每秒处理大量的交易,并在此过程中保持准确的信息,但需要对维护该链的单个或少数实体有大量的信任。

3. 倾向于去中心化和安全性而不是可扩展性意味着,虽然区块链是集体维护的,并且能够可靠地验证准确的交易,但它每秒只能处理少量的这些交易。这往往导致网络吞吐量低,交易成本高,即所谓的 Gas 费用。

许多人认为,最著名的区块链网络,如比特币和以太坊,偏向于去中心化和安全性,而牺牲了可扩展性。它们认为,如果区块链一开始就不能将维护网络的责任分摊给几个参与者,那么每秒可处理的交易数量也就无关紧要了。

开发商是如何解决区块链的三难问题的?

不同的区块链协议旨在以不同的方式解决区块链三难问题。开发人员也正在探索各种技术,旨在提高协议的可扩展性的同时,能不对协议已经建立的底层去中心化和安全性做出太大的牺牲。

分片是将区块链网络划分为更小的部分,以提高可扩展性的过程。

侧链是独立的区块链,与主区块链相连,允许为主链增加可扩展性和安全性。

第二层解决方案是建立在主区块链之上的协议,允许更快的交易速度并增加可扩展性。

其他解决方案包括链外交易、状态通道和零知识证明等。

目前,这些解决方案都仍在为解决区块链的三难问题处于探索状态。有些解决方案,如比特币闪电网络,已经被用于降低成本和提高交易速度。

为什么三难问题很重要?

现在我们已经探讨了三难问题中的一些概念,那么为什么我们应该关心这些问题呢?

很简单,通过关注区块链的这三个属性,我们可以理解整体。此外,我们还可以通过观察个别区块链如何处理三难问题来评估它们的价值。

一个新的区块链是否更安全?是否有强烈的去中心化性?可扩展性?而且,在我们把赌注押在一个区块链与另一个区块链上之前,开发者是否已经解释了他们到底在做什么来解决三难问题?

三难问题是一个难题,但好在技术是不断发展的,今天的大问题或许只是明天的小烦恼,而耐心和理解显然是加密货币之旅的关键所在。

附:

区块链三难困境(当时的可扩展性三难困境)这一术语,最初是由以太坊的联合创始人 Vitalik Buterin 在 2018 年之前的某个时候在 GitHub 帖子上提出的--该帖子后来被删除。在该帖子中,Vitalik 引用了 CAP 定理,这是一个关于分布式共识的计算机科学理论,它指出,如果发生网络故障,你不可能同时拥有一致性和可用性。许多人指出,这个类似的理论是区块链三难困境的灵感来源,也是无法获得所有三者(可扩展性、去中心化和安全性)的证据。2021 年 4 月,Vitalik 在他的博客上发表文章,解释为什么 "分片 "是解决区块链三难困境的好方法--称其为 "以太坊可扩展性的未来"。(来源:https://zhuanlan.zhihu.com/p/570912866)

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RollUp - 区块链大规模使用的基石

maodaishan

更新于 5天前

阅读 119

模块化区块链(如RollUp)可以解决区块链三难问题,带来极高的扩展性,为大规模使用带来可能性。DePIN项目需要高性能,低成本的区块链服务,模块化区块链可以提供这种服务。DePIN项目的发展在模块化区块链的支持下拥有美好的前景。

比特币以创新性的设计解决了在去中心化世界中达成共识的问题,这创造了区块链技术。在区块链技术的发展中,扩展性一直是个难以解决的问题,因为我们需要在保证区块链安全,去中心化的前提下,达到扩展性。但这几个要求在技术层面是冲突的,人们称之为三难问题,即你无法在一条区块链上同时达到安全,去中心化,高性能。这一问题阻止了区块链的大规模使用,因为在人们对基于区块链的产品的预期中,安全和去中心化是不能妥协的(否则跟中心化应用有何区别?),而低扩展性会导致高昂的使用成本。因此这些年中我们并未见到基于区块链技术的大规模应用。

区块链社区多年来努力解决三难问题,终于通过模块化公链技术解决了该问题。模块化公链将区块链分层,在不同层上解决不同问题。一般来说安全性和去中心化在一层上解决(Layer1),扩展性问题在另一层上解决(Layer2),L2的安全性和去中心化依赖于L1,最终状态的裁决也在L1完成,L2仅仅完成交易执行和状态细节的保存。即使L2的所有节点都消失,社区也可以通过L1上保存的信息正确地重建L2。

模块化区块链一般分为如下几个核心模块:

1. 共识:决定哪些交易被纳入区块链,以及这些交易的顺序。

2. 执行:执行交易,并获得交易执行完成后的状态。

3. 结算:对执行交易后的最终状态进行确认,如果确认中对执行结果有分歧,需要解决分歧。

4. 数据可用性:保证交易历史总是可以被正确获取,可用于结算时的参考以及重建区块链。

听上去有些混乱?让我们站在以太坊的角度来思考问题。如果有另外一条区块链L2声称可以帮助我扩展性能,将一些交易的执行和状态的存储外包给它,我会希望它如何做?

1. 它需要告诉我那条链上发生的所有交易及其排序

2. 需要告诉我交易执行完成后,最新的状态是什么,并且有办法证明这个状态是正确的

3. 它和我之间能够互相调用,发送交易;

让我们来看下RollUp是如何完成这三件任务的。

首先我们需要发送一些ETH到L2上,这样我们在L2上才能够支付gas费。这是通过L1->L2跨链桥完成的,称为deposit。一般L2都会运行L1节点,因此仅需等待包含deposit交易的区块达到确定,即可认为deposit交易是安全的。

然后我们便可向L2节点发送交易。L2上的Sequencer节点会接收并处理我们的交易。它会把L2用户的交易收集起来,构建成区块,就像普通区块链做的那样。每经过一定时间(如2min),或积累了足够多的L2交易,便会将这些交易打包发送至L1,如此L1便了解了L2上发生了哪些交易,以及这些交易的顺序

发送到L1时这些交易进行了高强度的压缩,并且交易发送至L1时仅使用calldata,不进行状态存储,因此gas费非常节省。L2上的其他节点会从L1上监听并获取这些交易,而不是从L2的p2p网络中接收区块和交易,因此所有节点都只会认可已经提交到L1上的交易。

每隔一段时间(如1h),L2上的Sequencer节点便会将L2上的状态根提交至L1的合约中,因此L1便知道了L2的最新状态。但此时L1并不信任这个最新的状态根。L2一般有两种方法来向L1证明这个状态根是正确的:OP和ZK。我们后面再详细描述它们。

当我们完成在L2上的任务后,我们会希望将ETH取回至L1上,这个过程称为withdraw,它与其他的跨链交易类似,但因为withdraw交易来自rollup的L2,因此它的安全保障与普通跨链方式有所不同。对L1来说这是个需要很谨慎的动作,因为它会触发L1上的交易(如转账),一旦错误执行便会对L1的世界状态造成改变。它的流程为:

1. 在L2上发起withdraw交易(与其他跨链类似)

2. 等待该交易被提交至L1上(交易内容和状态分别被提交),并且在L1上包含该交易的状态被证明是正确的(via OP或ZK)

3. 在L1上提交一笔交易,证明当前withdraw交易包含在某笔来自L2的,已经被证明正确的批量交易中(与其他跨链类似)

4. 在L1上执行这笔withdraw交易(与其他跨链类似)

现在让我们来仔细看下OP和ZK这两种证明L2提交的状态正确性的方法。

OP是Optimism,它乐观地认为L2的Sequencer节点不会撒谎提供错误的状态根,但会谨慎地将其公示在L1上,等待是否有L2节点对这个状态根发起挑战,挑战期一般为7天。如果有L2节点认为Sequencer提供的状态根是错误的,可以在L1上的挑战合约中向错误的状态根发起挑战。挑战合约中使用了有很多有趣且高效的方法来保证挑战可以被正确地完成。一旦挑战者挑战成功,便可以取走Sequencer抵押在L1中的资金。并且链的状态会从被挑战的地方开始被重置,重新替换为正确的状态。请注意只有状态被重置,交易列表不会发生改变,因此交易列表一旦被提交到L1就确定了,不会回退(除非L1自身发生回退)。

通常L2上的DApp运营方都会运行自己的L2节点,因此存在相当数量的潜在的挑战者。从挑战者角度来说,如果Sequencer真的说谎了,挑战一定能成功,可以获得Sequencer抵押的大量代币,因此当发现作弊行为时一定会发起挑战。从Sequencer角度来说,作弊一定会被发现,被挑战,会损失抵押的token,且作弊行为会被回退,因此没有作弊的动机。因此OP方案是安全的。

OP方案的弊端是:挑战期有7天,因此如果通过rollup的withdraw方式取款的话,在L2上发起withdraw交易后,需要等7天才能从L1取出token,这太久了。不过有很多同时运行L1和L2节点,且在两条链上都有资金的DApp可以提供非官方跨链桥来帮助大大缩短这个过程。

ZK是Zero Knowledge,它通过基于密码学的zero knowledge proof,在L2上运行zk-EVM,生成从旧状态应用交易后,达到新状态的ZKP,将该ZKP提交至L1,在L1上验证这个ZKP,从而直接证明新状态是正确的。ZK RollUp的开发难度较高,且生成ZKP的过程中需要消耗大量算力。但对新状态的验证仅需几小时便可完成,所以与OP相比,withdraw交易的时延被缩短为生成ZKP的时间,即仅仅几小时,且随着算力水平的提高,这个时延会进一步降低。

通过OP和ZK,我们可发现它们均能完成L1对扩展性的要求,且所有的信任都是源于对L1的信任,而不是对L2的信任。因此我们可以认为RollUP的安全性和去中心化程度几乎等同于L1,而性能获得了极大的提升。一般认为通过使用RollUp,以太坊的性能可以达到数千TPS。此时的瓶颈主要取决于DA消耗了大量gas,如果使用三方DA,则可以获得近乎无限的扩展能力,但此时安全性就会发生变化,需要考虑DA能提供的安全性。通过使用RollUp,以太坊可以安全地获得极高的性能提升,为大规模使用提供支持。

DePIN是Decentralized physical infracture network,它使用区块链提供的经济激励来促进物理基础设施的建设。以Arkreen举例,它使用区块链技术激励人们构建清洁能源网络。矿工们搭建太阳能板,将太阳能板上的发电数据传输至Arkreen网络。Arkreen网络鉴别筛选出诚实有效的数据后,根据奖励算法将奖励发放给矿工,从而激励矿工进一步构建清洁能源网络。Arkreen网络的建设是去中心化的,因此它需要基于区块链技术方能维持其信任;Arkreen网络的矿工可能有上千,甚至百万,因此需要极高的链上吞吐量才能支持其运行和发展。在过去,这样的需求在技术上和经济上是不现实的,而在模块化区块链带来的链上扩展能力的支持下,这一切成为可能。

我们可以想象DePIN项目构建于RollUp等模块化区块链上,以低成本获得极高的吞吐量,同时从更底层的区块链(如L1)获得足够的安全性和去中心化。DePIN项目发行的token属于RWA(Real World Asset),具有现实资产价值的支撑,可以通过参与链上交易快速转换为可提取的资产,激励矿工进一步建设DePIN网络,形成价值飞轮。甚至多个DePIN项目间可以在现实世界和链上协作,形成DePIN生态,进一步提高DePIN的价值。从而为区块链服务于实体经济找到落脚点,也为区块链带来新的增长点。

总结:

模块化区块链(如RollUp)可以解决区块链三难问题,带来极高的扩展性,为大规模使用带来可能性。DePIN项目需要高性能,低成本的区块链服务,模块化区块链可以提供这种服务。DePIN项目的发展在模块化区块链的支持下拥有美好的前景。

比特币以创新性的设计解决了在去中心化世界中达成共识的问题,这创造了区块链技术。在区块链技术的发展中,扩展性一直是个难以解决的问题,因为我们需要在保证区块链安全,去中心化的前提下,达到扩展性。但这几个要求在技术层面是冲突的,人们称之为三难问题,即你无法在一条区块链上同时达到安全,去中心化,高性能。这一问题阻止了区块链的大规模使用,因为在人们对基于区块链的产品的预期中,安全和去中心化是不能妥协的(否则跟中心化应用有何区别?),而低扩展性会导致高昂的使用成本。因此这些年中我们并未见到基于区块链技术的大规模应用。

区块链社区多年来努力解决三难问题,终于通过模块化公链技术解决了该问题。模块化公链将区块链分层,在不同层上解决不同问题。一般来说安全性和去中心化在一层上解决(Layer1),扩展性问题在另一层上解决(Layer2),L2的安全性和去中心化依赖于L1,最终状态的裁决也在L1完成,L2仅仅完成交易执行和状态细节的保存。即使L2的所有节点都消失,社区也可以通过L1上保存的信息正确地重建L2。

模块化区块链一般分为如下几个核心模块:

共识:决定哪些交易被纳入区块链,以及这些交易的顺序。

执行:执行交易,并获得交易执行完成后的状态。

结算:对执行交易后的最终状态进行确认,如果确认中对执行结果有分歧,需要解决分歧。

数据可用性:保证交易历史总是可以被正确获取,可用于结算时的参考以及重建区块链。

听上去有些混乱?让我们站在以太坊的角度来思考问题。如果有另外一条区块链L2声称可以帮助我扩展性能,将一些交易的执行和状态的存储外包给它,我会希望它如何做?

它需要告诉我那条链上发生的所有交易及其排序

需要告诉我交易执行完成后,最新的状态是什么,并且有办法证明这个状态是正确的

它和我之间能够互相调用,发送交易;

让我们来看下RollUp是如何完成这三件任务的。

首先我们需要发送一些ETH到L2上,这样我们在L2上才能够支付gas费。这是通过L1->L2跨链桥完成的,称为deposit。一般L2都会运行L1节点,因此仅需等待包含deposit交易的区块达到确定,即可认为deposit交易是安全的。

然后我们便可向L2节点发送交易。L2上的Sequencer节点会接收并处理我们的交易。它会把L2用户的交易收集起来,构建成区块,就像普通区块链做的那样。每经过一定时间(如2min),或积累了足够多的L2交易,便会将这些交易打包发送至L1,如此L1便了解了L2上发生了哪些交易,以及这些交易的顺序

发送到L1时这些交易进行了高强度的压缩,并且交易发送至L1时仅使用calldata,不进行状态存储,因此gas费非常节省。L2上的其他节点会从L1上监听并获取这些交易,而不是从L2的p2p网络中接收区块和交易,因此所有节点都只会认可已经提交到L1上的交易。

每隔一段时间(如1h),L2上的Sequencer节点便会将L2上的状态根提交至L1的合约中,因此L1便知道了L2的最新状态。但此时L1并不信任这个最新的状态根。L2一般有两种方法来向L1证明这个状态根是正确的:OP和ZK。我们后面再详细描述它们。

当我们完成在L2上的任务后,我们会希望将ETH取回至L1上,这个过程称为withdraw,它与其他的跨链交易类似,但因为withdraw交易来自rollup的L2,因此它的安全保障与普通跨链方式有所不同。对L1来说这是个需要很谨慎的动作,因为它会触发L1上的交易(如转账),一旦错误执行便会对L1的世界状态造成改变。它的流程为:

在L2上发起withdraw交易(与其他跨链类似)

等待该交易被提交至L1上(交易内容和状态分别被提交),并且在L1上包含该交易的状态被证明是正确的(via OP或ZK)

在L1上提交一笔交易,证明当前withdraw交易包含在某笔来自L2的,已经被证明正确的批量交易中(与其他跨链类似)

在L1上执行这笔withdraw交易(与其他跨链类似)

现在让我们来仔细看下OP和ZK这两种证明L2提交的状态正确性的方法。

OP是Optimism,它乐观地认为L2的Sequencer节点不会撒谎提供错误的状态根,但会谨慎地将其公示在L1上,等待是否有L2节点对这个状态根发起挑战,挑战期一般为7天。如果有L2节点认为Sequencer提供的状态根是错误的,可以在L1上的挑战合约中向错误的状态根发起挑战。挑战合约中使用了有很多有趣且高效的方法来保证挑战可以被正确地完成。一旦挑战者挑战成功,便可以取走Sequencer抵押在L1中的资金。并且链的状态会从被挑战的地方开始被重置,重新替换为正确的状态。请注意只有状态被重置,交易列表不会发生改变,因此交易列表一旦被提交到L1就确定了,不会回退(除非L1自身发生回退)。

通常L2上的DApp运营方都会运行自己的L2节点,因此存在相当数量的潜在的挑战者。从挑战者角度来说,如果Sequencer真的说谎了,挑战一定能成功,可以获得Sequencer抵押的大量代币,因此当发现作弊行为时一定会发起挑战。从Sequencer角度来说,作弊一定会被发现,被挑战,会损失抵押的token,且作弊行为会被回退,因此没有作弊的动机。因此OP方案是安全的。

OP方案的弊端是:挑战期有7天,因此如果通过rollup的withdraw方式取款的话,在L2上发起withdraw交易后,需要等7天才能从L1取出token,这太久了。不过有很多同时运行L1和L2节点,且在两条链上都有资金的DApp可以提供非官方跨链桥来帮助大大缩短这个过程。

ZK是Zero Knowledge,它通过基于密码学的zero knowledge proof,在L2上运行zk-EVM,生成从旧状态应用交易后,达到新状态的ZKP,将该ZKP提交至L1,在L1上验证这个ZKP,从而直接证明新状态是正确的。ZK RollUp的开发难度较高,且生成ZKP的过程中需要消耗大量算力。但对新状态的验证仅需几小时便可完成,所以与OP相比,withdraw交易的时延被缩短为生成ZKP的时间,即仅仅几小时,且随着算力水平的提高,这个时延会进一步降低。

通过OP和ZK,我们可发现它们均能完成L1对扩展性的要求,且所有的信任都是源于对L1的信任,而不是对L2的信任。因此我们可以认为RollUP的安全性和去中心化程度几乎等同于L1,而性能获得了极大的提升。一般认为通过使用RollUp,以太坊的性能可以达到数千TPS。此时的瓶颈主要取决于DA消耗了大量gas,如果使用三方DA,则可以获得近乎无限的扩展能力,但此时安全性就会发生变化,需要考虑DA能提供的安全性。通过使用RollUp,以太坊可以安全地获得极高的性能提升,为大规模使用提供支持。

DePIN是Decentralized physical infracture network,它使用区块链提供的经济激励来促进物理基础设施的建设。以Arkreen举例,它使用区块链技术激励人们构建清洁能源网络。矿工们搭建太阳能板,将太阳能板上的发电数据传输至Arkreen网络。Arkreen网络鉴别筛选出诚实有效的数据后,根据奖励算法将奖励发放给矿工,从而激励矿工进一步构建清洁能源网络。Arkreen网络的建设是去中心化的,因此它需要基于区块链技术方能维持其信任;Arkreen网络的矿工可能有上千,甚至百万,因此需要极高的链上吞吐量才能支持其运行和发展。在过去,这样的需求在技术上和经济上是不现实的,而在模块化区块链带来的链上扩展能力的支持下,这一切成为可能。

我们可以想象DePIN项目构建于RollUp等模块化区块链上,以低成本获得极高的吞吐量,同时从更底层的区块链(如L1)获得足够的安全性和去中心化。DePIN项目发行的token属于RWA(Real World Asset),具有现实资产价值的支撑,可以通过参与链上交易快速转换为可提取的资产,激励矿工进一步建设DePIN网络,形成价值飞轮。甚至多个DePIN项目间可以在现实世界和链上协作,形成DePIN生态,进一步提高DePIN的价值。从而为区块链服务于实体经济找到落脚点,也为区块链带来新的增长点。

总结:

模块化区块链(如RollUp)可以解决区块链三难问题,带来极高的扩展性,为大规模使用带来可能性。DePIN项目需要高性能,低成本的区块链服务,模块化区块链可以提供这种服务。DePIN项目的发展在模块化区块链的支持下拥有美好的前景。

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学分: 6

分类: Rollups

标签:

Rollup 

DePIN 

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