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以色列或成中国芯片技术突破口

日期:2018-04-27 11:41   作者:admin   点击:

  首先来看共识机制。共识是各方对某种陈述达成一致的过程或结果。在博弈论中,每个人都知道的信息称为共有知识,仅是共同知识的一个层次。共同知识还要求每个人都知道别人也知道的信息,以至每个人都知道其他人知道,并且相互认同。以安徒生童话《皇帝的新装》为例,在小孩戳破真相之前,每个人都知道皇帝是裸着的。但这是共有知识,不是共同知识。二是数据隐私和访问控制有待改进。现有公有链中,各参与方都能够获得完整数据备份,所有数据对于参与方来讲是透明的,无法使参与方仅获取特定信息。比特币通过隔断交易地址和地址持有人真实身份的关联,达到匿名效果。所以虽然能够看到每一笔转账记录的发送方和接受方的地址,但无法对应到现实世界中的具体某个人。对于比特币而言,这样的解决方案也许够用。但如果区块链需要承载更多的业务,比如登记实名资产,又或者通过智能合约实现具体的借款合同,这些合同信息如何保存在区块链上,验证节点在不知晓具体合同信息的情况下如何执行合同等等,目前业内尚未有成熟方案。而这些问题在传统信息系统中并不存在。随着社区的繁荣,研究的深入,不同应用蓬勃发展,对于区块链技术的局限有了更深刻的认识,在此基础上,针对区块链的一些不足提出了很多解决方案,主要集中在共识机制,性能,隐私和安全,治理机制和跨链技术等方面。
 
  三是治理机制有待完善。公有链社区摸索出了“硬分叉”和“软分叉”等升级机制,但遗留问题有待观察。由于公有链不能“关停”,其错误修复也异常棘手,一旦出现问题,尤其是安全漏洞,将非常致命。
 
  实际上,通过放松去中心化这个限制条件,很多问题能找到解决的方案。比如在联盟链这样的多中心系统中,通过关闭系统来升级区块链底层,或者紧急干预,回滚数据等,必要时都是可用的手段,这些手段有助于控制风险、纠正错误。而对于常规代码升级,通过分离代码和数据,结合多层智能合约结构,实现可控的智能合约更替。
 
  互联网近年来的迅猛发展及其与物理世界的深度耦合与强力反馈, 已经根本性地改变了现代社会的生产、生活与管理决策模式。可以预见的是,未来在中心化和去中心化这两个极点之间,将会存在一个新的领域,各种区块链系统拥有不同的非中心化程度,以满足不同场景的特定需求。
 
  二、区块链技术最新的理论和实践进展在联盟链中,因为参与记账的节点可选可控,最弱节点的能力上限不会太低,并且可以通过资源投入获得改善,再针对性地替换掉共识算法等组件最终获得性能的全方位提升。但作为智能合约基础支撑的联盟链另有考验:智能合约运行时会互相调用并读写区块数据,因此交易的处理时序特别重要,如果只能逐笔进行,这会严重制约节点的处理能力。
 
  区块链技术通过信息广播,交易签名,投票表决的方式,可以巧妙地将共有知识转化为高阶的共同知识。其中,节点签名并广播起到了让其他人知道我知道并认可该区块,从而达成共识获得共同知识的作用。在比特币中,其规则“最长链是全网的有效链”即是一种共同知识,矿工作为经济理性人使用该共同知识来支持高阶信念,对其他矿工的决策进行猜测,最终形成纳什均衡。
 
  有后继研究认为,中本聪原始论文中51%的安全算力假设是有问题的。自私挖矿策略的存在使得比特币的理论安全阈值下降。自私挖矿简单说就是,挖到块后不发布,继续挖,如果挖到第二个块,这时再发布出来。如果在挖第二个块的过程中,有别人挖出的其他块被广播出来,则立刻广播自己之前挖到的块。经过理论测算,如果一个矿工有1/3的算力,则自私挖矿是有利于自己的。因此,基于掌握的算力份额大小,大小矿工的影响力是不同的,需要用新的计算模型求解博弈均衡点。
 
  分布式系统的共识算法研究由来以久,上世纪80年代就开始研究,Lamport提出的Paxos以及后来在此基础上发展出的各种BFT拜占庭容错算法皆属此类,其核心在于通过节点投票达成分布式系统的状态一致性。比特币另辟蹊径,在技术之外叠加经济激励,以共识机制保证系统状态的全局一致。
 
  古典共识机制的问题在于,一旦参与投票节点数量增加后,其共识效率会大幅下降以至于无法使用;中本聪共识机制的问题在于浪费大量能源以及交易确认时间长。
 
  康奈尔和麻省理工的研究员提出了将中本聪共识和BFT类共识进行有机结合的混合共识方案,是一个新的突破方向,有可能兼具两者优点,避免各自缺点。目前这方面的研究还在持续进行中。
 
  技术改进的第二个方面是在隐私和安全方面。在公有链中,需要对交易数据、地址、身份等敏感信息进行保护,同时又能让记账节点验证交易的合法性;对于联盟链,在构建隐私保护方案的同时,需考虑可监管性/授权追踪。可以通过采用高效的零知识证明、承诺、证据不可区分等密码学原语与方案来实现交易身份及内容隐私保护;基于环签名、群签名等密码学方案的隐私保护机制、基于分级证书机制的隐私保护机制也是可选方案;也可通过采用高效的同态加密方案或安全多方计算方案来实现交易内容的隐私保护;还可采用混币机制实现简单的隐私保护。
 
  以太坊自正式运转后发生多次安全事故,其中最大的一次是TheDAO被黑事件。TheDAO是一个由程序代码管理的自治的风险投资基金,共募集了1200万ETH。黑客利用TheDAO智能合约的安全漏洞,从合约管理的ETH中划走360万个ETH。最终以太坊基金会不得不进行分叉以解决该问题。因为社区对分叉的处置手段有不同意见,此次事件后出现了ETH和ETC两种以太坊的区块链,坚持私产不可以任何理由剥夺的人群选择留在了ETC。
 
  TheDAO事件折射出两个问题:一是智能合约尤其是公有链的智能合约的安全问题非常重要,出现漏洞或错误后,无法像中心化系统那样通过关闭系统,集中升级的办法进行修复。而智能合约往往直接管理资金,一旦出现漏洞会直接导致经济损失,因此需要更强的安全措施。目前在这方面的研究热点是把以往应用在芯片设计或者军事控制系统上的形式化验证的方法,应用到智能合约上,以数学证明的方式尽可能避免人为错误。
 
  TheDAO事件还折射出另外一个问题,即现有区块链缺乏一套完善的治理机制,当社区面临重大决策事件时,如何让社区参与进来,以某种机制形成社区意见,最终在区块链上表达出来。这些决策可能是不同的技术升级提案,也可能是TheDAO这样的突发事件处理,或者是该区块链某些基础规则的调整。如果缺乏治理机制,只能通过软分叉或者硬分叉解决问题,最终将导致混乱和分裂。
 
  最近比较有趣的一个趋势是,代币持有者投票的链上治理机制再度作为多目标决策机制兴起。代币持有者的投票有时会用来决定运行网络的超级节点由谁操作,如 EOS、NEO、Lisk 等系统中的委任权益证明(DPOS)机制;有时用来对协议参数进行表决,比如(如以太坊的 Gas 上限);有时用来进行表决或直接实行批量协议升级,如Tezos。在这些例子,投票都是自动进行的,也就是说,协议本身包含了更改验证程序集或更新其自身规则所需的一切逻辑,而且是根据投票结果来自动进行。
 
  链上治理通常被认为具有以下几大主要优势。首先,与比特币所倡导的高度保守的理念不同,它可以迅速发展并接受必要的技术改进。其次,通过建立一个明确的去中心化框架,可以避免非正式治理上的已知缺陷,人们觉得非正式治理太不稳定,又容易出现链分裂,或是变得在事实上过于中心化。最后,链上治理有利于确保流程的贯彻执行,从而提高协调性和公平性,也允许更快的决策。
 
  但代币投票机制饱受诟病的一点是,无论这些机制在何处尝试,其投票者参与度会往往很低。投票参与度低引发了两个问题。首先,投票要取得合法性认可比较困难,因为它只反映了少部分人的意见。其次,仅持有一小部分代币的攻击者就能够左右投票。

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