从共识机制谈起,探讨区块链应用范式的变迁_币世界+链闻

2021-04-16 18:10 栏目:行业动态 来源:网络整理 查看()

区块链应用已经从单层拓扑图模型转变为用户和节点分离的两层模型,并可能在不久的将来演变为三层模型。

原标题:《共识的变迁,区块链应用范式进化之旅》

作者:outprog

比特币诞生于2009年,开启了区块链时代。在分布式网络中,所有节点按照先来先服务的原则(先来先服务)计算一个问题,先解决问题的机器获得比特币奖励。在计算无穷多个难题的过程中,产生了一条永远无法伪造的数据链,记录在链中的传递信息,描绘了链中的客观标志,产生了人们共识驱动的巨大价值。这个不可伪造的分类账,后来被称为区块链,彻底改变了已经使用了几千年的分类账。

下面将讨论近年来区块链领域共识的变化,区块链应用模式的变化,以及为什么我们可以通过存储计算范式构建一个全新的可信应用。

绝对的去中心化

比特币原教旨主义者信奉绝对分权。比特币的网络就像著名科幻电影《终结者》里的天网。是一种遍布全球的网络,无数服务器上的账本。就像天网,如果你想关闭它,你可能只会破坏整个网络。这个P2P节点网络是分散的,不受任何国家或组织的控制。

从共识机制谈起,探讨区块链应用范式的变迁_币世界+链闻

绝对分权要求用户自己验证所有交易。早期我们在PC上安装一个比特币钱包,需要几个小时甚至几天的时间来同步整个网络,同步完成后才能转账。当我们的个人电脑离线或关闭,导致钱包长期离线时,需要在下次进行任何操作之前继续同步数据,直到所有数据完全更新后才能进行新的交易。这种体验是大多数用户无法接受的。

人们总是需要同步和验证所有的事务,以获得绝对的分散信任。

信任钱包服务商

随着ICO 17年的流行,以太琴将区块链带到了一个新的高度。随着新用户的涌入,以太网官方的Mist钱包(和比特币一样,下载和验证所有交易都需要几天时间)已经难以满足用户的需求。ImToken利用了这一趋势,构建了一个更容易使用的API钱包。

用户不需要长时间同步数据,开箱即可下载应用。区块链节点由钱包服务提供商提供,用户的私钥仍存储在个人手机上。用户通过API访问服务商的节点,在手机上签署交易,并将交易发送给服务商的链节点。

API钱包的另一个例子是MetaMask,它在DeFi从18年到20年的崛起中起到了至关重要的作用。浏览器插件钱包也是开箱即用。有了新的Ethereum基础设施infura,用户可以跳过账簿验证,直接使用DeFi。从Uniswap交易所,复合贷款,到20世纪中期货币圈的流动性挖掘,MetaMask是用户必备的DeFi工具。

然而,在DeFi令人耳目一新的经历中,一些关于共识的基本观点可能已经丢失。在使用API wallet的过程中,用户并不验证每个区块链交易,而是信任服务提供商部署的节点。绝对的去中心化已经被抛弃,用户体验占了上风。Ethereum官方钱包Mist在DeFi爆发前连停止更新都没坚持。

虽然绝对分权(由用户独立核查账簿)已经逐渐淡出历史舞台,但关于分权的共识并没有减弱。随着用户门槛的降低,带来了DeFi的繁荣和崛起,整个区块链的故事已经深入人心。本质是不管我们用imToken还是MetaMask,即使背后有内部节点,用户也不查账本,但是用户交易一旦打包到链中,就可以有其他几千个区块链节点来保障。服务提供商或集中式云服务无法改变这一客观事实。对于一个集中式的服务商来说,你可以骗用户一时,但骗不了用户一辈子。用户交易的客观事实已经封装在庞大的区块链节点网络中,不能篡改或伪造。

客观事实和数据呈现

Compound是一个运行在世界计算机以太网上的金融借贷应用程序。大院的每笔交易都将由数千个以太网节点进行计算,以保证大院贷款业务的客观事实。但无论是用户还是服务商,都无法直接从连锁获得贷款业务的利率。借款的事实一直在发生,但产生的年化收益率需要对链中的数据进行额外的统计。事实是客观存在的,用户的决策依据是由事实计算出来的表征数据。这时候客观事实和数据呈现就是信任是分离的。

回到比特币原教旨主义的视角,用户获得的数据只有在用全节点或SPV钱包验证了每一笔交易后,才能完全分散和可信。在使用imToken/MetaMask等API钱包的同时,用户在向infura或其他服务提供商索要余额信息,而这些余额信息本质上只是一种数据展现,与Compound的收益和利率并没有本质上的区别。

复利和利率是官方集中服务器上通过链上的数据计算的结果(通常由Ethereum事件日志计算)。同时,用户向infura或其他服务提供商请求的余额,也是集中式服务器的Ethereum程序运行产生的状态。需要特别注意的是,Ethereum节点也是集中式服务器上常见的应用程序,可以修改和调整。因此,无论是使用邰方节点API获得的数据,还是节点数据二次处理产生的新数据,都不能提供完全分散的信任。服务商的服务器可以完全修改Ethereum节点,任意定制统计程序。可以看出,当用户没有自己检查所有事务时,客观事实和数据呈现必然会导致二进制分离。用户通过服务提供者获得的数据是客观事实的次要陈述。

为了获得绝对的客观事实,用户必须自己验证所有的交易,自己进行统计。这种绝对分散的可信模型,由于用户门槛高,很难在现实场景中应用,成为一种理想主义。

区块链应用范式的变迁

随着Ethereum官方钱包Mist的失败,整个共识发生了微妙的变化:用户不再自行验证交易,而是使用infura或者应用服务提供商的链节点进行交易。此时,信任已经完全移交给服务提供商。

用户对共识的感知正在逐渐改变。变化的根本原因之一是区块链用户的变化,原教旨主义者不断欢迎新的区块链用户。这些新用户从来没有部署过自己的节点和SPV钱包,他们的需求不是分散信任,而是易于使用的令牌传递和高收益的DeFi应用。权力下放的愿景已经从要求独立获取绝对客观的事实转变为依靠服务提供商提供事实的二级陈述。如下图所示,过渡过程由单层拓扑图模型变为双层模型,近期可能会演变为三层模型。

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图1是绝对分权模型。用户的客户端和节点处于同一级别,用户将同步节点并验证所有事务。这种模式的用户体验极差。

自ICO 17年以来,imToken/MetaMask崛起。为了解决快速膨胀的用户需求,我们进入了图2所示的双层模式时代。用户不再验证事务,节点完全由服务提供商维护和部署。用户只将签名的数据发送给服务提供商,服务提供商的节点处理事务。此时,用户体验得到了提升,用户不再从事痛苦的事务同步和验证。

图3中的三层模型将用户与区块链完全分离。在这种模式下,用户将不再接触链,包含用户签名的事务将不再发送到链节点。服务提供商的信任由各种区块链提供,用户事务完全由应用程序端处理。三层模式带来的最大好处是用户的互联网级体验,包括互联网级TPS和可信互联网账户。

改变的整个过程就是用户体验的提升,从难以使用到

进化到三层模型

其实我们目前的DeFi应用并不是纯两层模型,而是2.5层模型。

在使用DeFi的过程中,大部分数据原本不是从节点输出的,而是已经由集中式服务器呈现。区块链只提供结算功能,服务提供商部署的节点完全可以修改程序,伪造数据。

我们可以假设两种攻击:

1.误导数据呈现真实节点。服务提供商提供真实节点,但呈现的利率、汇率或其他信息被修改,这导致用户在链上操作。交易实际上还是在链中交易,但是交易的实际结果和数据之间存在一定的差距。例如,显示的年化回报率为10%,但实际回报率仅为9%;汇率256,实际成交250。

2.完全虚假的节点直接导致用户的虚假转移和DeFi结果。

为了避免这两种攻击,用户必须运行自己的节点并进行统计。但是这些对于用户来说都是非常困难的,此时用户只能依靠这种数据展现,或者通过其他第三方进行数据验证。实际上,例如,当通过imToken/MetaMask使用DeFi时,我们总是需要去etherscan进行事务验证。

当一个服务提供者开发一个应用程序时,绝对分散的信任将被传递给这个应用程序。用户信任服务提供商,也可以通过其他第三方服务提供商验证交易,以获得更高的可信度。无论如何,用户的信任已经脱离了区块链的分散信任。总而言之,我们现在可以将信任分为两种类型:

1.绝对可信:不要相信任何人,自己核实区块链的所有交易,获得一个完全分散的账簿

2.相对可信度:信任服务商,通过服务商获取账簿的数据展现,使用其他服务商的数据进行交易对比

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左边的图片是双层模型的扩展,其中用户与服务提供商的节点交互,同时呈现来自服务提供商的数据。对于用户来说,他们处于一个相对可信的环境中,服务提供商提供的节点不一定是真实的节点。用户需要到第三方进行验证或自我验证。

在两层模型中,用户还将直接联系链节点,并向节点发起事务。右图是一个三层模型,用户、服务提供者和链节点是分离的,用户根本不再接触链节点。服务提供商提供基于存储的可信计算,此时用户的事务通过离线程序进行处理。虽然事务是由链下的程序处理的,但是程序的所有处理过程都会由区块链(基于Arweave的存储计算范式)来保证,所以链下的计算可以由第三方来验证,也可以由自己来验证。

存储计算范式:开源或上传确定性程序到链上,程序完全在链下运行。所有输入将被发送到存储区块链进行存储。数据一旦打包,就会有序列(时间序列)。任何第三方都可以运行程序,程序会将事实数据加载到链中,生成事实状态。

无论是两层、2.5层还是三层模式,用户都只能获得相对可信度,绝对可信度只和服务商有关。只要用户不自己验证所有交易,就不能完全去信任。

在三层模型中,我们可以构建一个全新的Compound,不需要使用EVM链计算模型,只需要保证程序可信,数据可信,那么应用运行的客观事实就一定会存在。在三层模型的框架下,不仅计算年化收益链,还计算并呈现链下每笔交易的余额状态。将两层模型改进为三层模型并不会改变客观事实,用户相对可信的环境也根本不会改变。交易撮合后的客观事实得到了区块链科技的支持。

三层模型的优势

为什么我们要建立一个三层计算模型来将用户与区块链完全隔离开来?

连锁限制太多,很难满足普通用户的低门槛要求。区块链对TPS有太多的限制,比如昂贵的矿工费和私钥助记符的管理,普通用户很难接受。区块链在达到绝对去中心化的目标后,失去了很多易用性。

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在用三层模型构建的应用程序中,可以信任区块链节点来授权应用程序,并且应用程序开发可以获得极大的灵活性,并为用户提供极大的易用性。

可组合性:使用存储计算范式不丧失可组合性,任何应用都可以通过API直接交互。应用程序生成的交易在区块链打包后,将成为客观事实,不可篡改,可以验证。如果两个相互信任的应用在API实时交互过程中出现虚假交易,那么这些虚假交易产生的所有后续交易都可以被检测到并回滚,这是一种链下回滚,或者说是更正错误的账户,这样链下的程序才与区块链的事实相符。

低开发门槛:只要传统应用程序是开源的,并且交易是在区块链打包的,应用程序就可以是透明和可信的,并且可以由第三方进行验证。这时候开发没有语言限制,只能用这个范式。

无性能限制:链下程序的性能只取决于程序部署所在机器和开发团队的能力。

共识的成本极低:将共识的成本降低到区块链存储的成本,使用Arweave进行事务存储,1美元就可以进行近100万个事务。

劣势

主要是失去访问:应用程序由一个集中的服务提供商实现和部署,服务提供商可以过滤和审查用户的事务。同时,单点服务故障可能会导致服务暂停。

但是,谁也不能破坏账簿的客观事实。用户签署的事实程序和每笔交易将在区块链得到确认,并成为可核实的事实状态。

结语

一致认为最低成本是存储成本。通过区块链的不可伪造性和可追溯性,我们可以保存事实程序和事实数据,它们的运行结果必须真实、客观和不可改变。至于计算,不在事实领域,因为无论计算有没有发生,客观事实都不会改变。可核查性是整个区块链的共识和信誉的关键。任何人都可以验证不可改变的客观事实,这是一切信任的基础。

存储计算范式提供的可验证信函在多方之间建立了信任的桥梁。可验证的透明账簿彻底改变了传统账簿技术,解决了传统账簿(合同)在生产关系协调过程中产生的各种矛盾和纠纷。

账本是人类合作的关键要素,每个人和组织的账本结合,促成了当今社会的合作和分工。区块链作为一种革命性的事实机,将彻底改变基于账簿的信任体系,使信任更容易实现,使价值无边界流动。

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