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不要进来炒家!本文只谈“纯技术”:区块链还有很长的路要走

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炒币的人不要进来!本文只讲「纯技术」:区块链还有很长的路要走

声明:本文不构成任何投资建议。

边肖:记得要集中注意力!

作者:王家屏

区块链的未来在哪里,会持续多久?我们将从技术角度与您讨论。

正如我们前面谈到的,区块链的计算本质是一种冯诺依曼架构,可以与特定的计算设备分离,是一种可以向第三方证明的可信计算范式。目的是让计算过程真实可信,支持上层应用的业务逻辑自认证,给世界带来可计算的信任。

从上层应用程序开发的角度来看,这与大多数输入驱动的编程模型没有什么不同。然而,与传统计算系统相比,底层计算执行过程有其独特的去中心化特征。

这样的特征产生了一个“建立信任”的机器。当然,它的第一个产品是比特币,其核心可以概括为:

可靠的点对点支付机制,费用自由竞争

给定总量,匀速发行,周期发行速度减半。

区块链机器为比特币创造了信任,并严格保证了上述两个核心原则。也许在很多金融人看来,这两个原理很平庸很幼稚,但这是人类文明史上第一次这个层面的原理得到了技术的绝对保障。然后,数字货币世界开始了。

即便如此,当我在2009年看到这篇论文的时候,我也没想到会这么快实现。

我想说的是,人类真的很神奇。055-79000年有一句话:“想象和虚构是人类文明的起点。我们编故事,相信我们的故事……”我认为比特币是一个极好的例子。当然,这种信念不是凭空而来的。宗教花了无数心血,几百年,而比特币只用了几年,一段代码。

这就是科技的力量。我的这篇文章将分为两部分,一部分叫“为了现在的未来”,另一部分叫“为了未来”。只关心互联网的同学可以跳到“为了现在的未来”的后半部分,也就是如何为现在的互联网创造信任。

为了未来的未来:为一个去中心化的世界创造信任

去中心化技术已经发展了很长时间,并不只是大家看到的区块链。其实最早的去中心化技术是互联网本身。我们已经经历了通信和存储的去中心化,然后我们有了区块链,即计算的去中心化。

传播的分散化

1876年,商业电话网络首次部署,这比计算机早了70多年。当时通话双方通过一个中央交换室完成点对点通信链路的连接,而这种连接是现实物理世界中的一条线。

从现在来看,这是一个扩展性很差的星型网络。显然,这种中央交换机制是通信的瓶颈和单点故障的存在。当时,我们代码中的“if”语句是一个机械开关,如下所示。

邮电局(中国电信前身)机房的交换交换机单元是爷爷自己做的。

此后,电信网络经历了从人工布线到程控交换、从模拟信号到数字信号、从语音链路到数据链路、从专线到分组交换等一系列近百年的演变。最后,在20世纪60年代,DARPA推出了ARPANET,提出了IP协议族,这是现代全球数据网络的开端。

去中心化是IP协议组设计目标的核心,其设计初衷是为了有效抵御核战争对物理通信系统可能造成的破坏。幸运的是,这件事最终与战争无关,反而给人类带来了互联网。

IP协议组实现的通信去中心化的核心是交换设施的去中心化。分散式交换设备在数据通信网络中松散地相互连接,将数据包从发送方一步一步地转发到接收方。这个过程不需要中心来协调和调度,从而保证了网络中的一些交换设施发生故障后,网络中剩余的节点仍然可以正常通信。实现这一过程的核心技术是分散式路由算法,它可以在一个本地网络中找到源和目的地的路径,然后完成自己的本地路由和报文转发。

分散的系统意味着开放的协议和没有障碍的公平参与。你不必考虑自由的精神。只是这样会大大降低推广这项技术的摩擦和实施的门槛。正因为如此,IP协议组被全世界所有的公司和国家所接受。无论是什么样的商业模式,什么样的意识形态,都与这个体系相连,共同构建了人类文明划时代的载体。但是下面的Web走了捷径,集中实现了域名系统和CA证书系统,主要针对HTTPS。

这里需要提到的是,现在IP地址分配是集中协调的,这样就避免了冲突。IP地址分配本质上可以完全去中心化,就像BitTorrent种子地址或者比特币钱包地址一样。然而,分散式地址分配需要比当前IPv4大得多的地址空间,导致用于表示IP地址的数据量更大。所以可以理解为,在带宽稀缺的年代,采用了IPv4的32位地址。在新IPv6中,这个地址是128位,完全可以实现去中心化的地址分配。

分散存储

1999年,Napster点燃了点对点文件共享的第一把火。当时很多人用52K的猫拨号上网,网上多媒体内容极其匮乏。Napster让每个人都可以分享电脑硬盘和CD播放器中的MP3音乐,这样每个人都可以更容易地获得自己喜欢的音乐。当然唱片公司不喜欢。后面关于唱片业和版权业务变化的故事我就不在这里展开了。让我们把重点放在点对点共享系统的开发上。

继Napster之后,美国的BitTorrent,日本的Winny,中国的PPLive和Thunder,北大的Maze等。都是在这个时期出现的。因为服务器带宽成本高,用户访问带宽低,在那个年代根本无法支撑我们今天所熟悉的在线视频网站和在线音乐网站。这种用户需求在2008年之前通过点对点文件共享系统得到了满足。

这里描述的问题看起来像是通信问题,但其本质是受益于去中心化的冗余存储。我用下图给你解释一下。

从2000年开始,大量用户开始向ADSL、小区/宿舍局域网等接入方式迁移,使得互联网的带宽呈现出如上图所示的分层结构。实际上,用户本地端口的带宽比其ISP提供的上网带宽要高得多。此时,下载源离用户越近,下载带宽越高。对等文件共享网络中的每个节点在下载过程中都成为一个新的冗余下载源。这时,一个原本位于互联网上的文件,可以在国内甚至同城下载。对于热门资源,你甚至可以在同一个社区甚至同一个宿舍找到下载源。这时候你会发现,虽然你在下载一个海外的资源,但是你体验到的下载速度甚至远远高于你的上网带宽。对于原下载站点来说,大部分下载流量由后续的点对点下载节点承担。也是去中心化。存储的去中心化实现了比去中心化更好的性能和用户体验,因此去中心化导致低性能的刻板印象是不正确的。存储去中心化首次在去中心化系统中引入安全措施,使用安全哈希函数接收和验证数据的真实性,避免数据被篡改。在前述的IP协议组中,完全不可能验证被篡改的分组。

此外,在去中心化存储系统中,一项值得一提的核心技术是分布式哈希表(DHT),它使BitTorrent成为一个完全去中心化的系统,以去中心化的方式寻找冗余的下载源,摆脱对Web Tracker的依赖。从用户的角度来看,磁性链接取代了从互联网上下载的种子文件。

存储的去中心化让资源更贴近用户,打破了那个时代互联网接入带宽的限制,提供了超越时代的资源发现和下载体验。

故事讲完,我不禁感叹。2006年后,上网带宽大幅增长,而成本迅速下降,中心化的视频网站纷纷登场,视频网站的竞争格局迅速从带宽成本转向版权资源。之后,点对点文件共享系统只剩下BitTorrent、快播等提供独特内容的平台。然而,CDN内容分发网络继承了分散存储内容分发的设计理念,继续利用互联网带宽的分层结构更高效地为用户服务。

未来的分散应用世界

今天,相信大家都看到了计算的去中心化。上一篇文章提到的“区块链有什么了不起的?”,区块链的本质是让计算过程可信,从而创造出制造可计算信任的机器。相信你也见过去中心化的应用DApp,基于以太坊的智能合约所代表的实现,以及运行在特定公共链上的应用。但我这里要说的去中心化应用是一个更大的范畴,即任何不依赖于中心服务器的在线应用。包括前面提到的点对点文件共享系统,包括点对点视频、通讯等应用,当然还有现在的公链系统。

遗憾的是,除了公链系统,其他去中心化的系统都没有设计成一个功能和场景都可以扩展的应用平台。比如存储的去中心化,其实可以有很大的想象空间,这与数据的归属和数据的流向密切相关。目前互联网主流应用中出现的用户隐私、数据安全、影响力操控等问题,或多或少都可以从存储去中心化的计算范式中得到启发。

然而,集中的数据所有权和利用机会是大多数互联网业务盈利的基础,这些公司不会主动做出一些根本性的改变。不过我们相信未来这个方向会有新的应用和新的公司出现。

有趣的一点是,通常去中心化的应用是有可能实现零成本运维的,至少是它的基本系统部分。只要应用本身有价值,初创团队就不需要为系统的扩展支付额外的运维成本。这对初创团队来说是一个巨大的杠杆。BitTorrent的作者只有一个人,Winny也是。比特币最初的研发也应该是几个人。在整个应用扩展过程中,他们不需要购买服务器、带宽和存储,甚至不需要融资,因为这个系统的IT资源消耗是由无数参与者合理分担的。这可能会创造一个全新的盈利模式,而不是一开始就需要大量的资本帮助。基于分散技术的系统通常具有非常好的鲁棒性,其代价是一定程度的资源冗余消耗。但无论是分散式通信还是分散式存储,其扩展性都是非常好的,随着系统规模的扩大,其性能和容量自然也能得到很大的提升。因此,性能或容量的各种瓶颈并不是去中心化技术的固有特征,这种刻板印象是不正确的。

然而,现有的区块链技术解决方案确实存在这些瓶颈。我在之前的文章中分析过这些瓶颈的具体情况,但这只是现有区块链项目本身具体方案的问题,而不是区块链一定有这个问题。去中心化的通信和存储之所以能够实现优秀的可扩展性,是因为他们的解决方案充分利用了业务逻辑的本地性。路由算法可以在不知道整个网络的网络结构的情况下,在局部区域找到有效的转发路径。DHT在不知道节点在全网分布的情况下,只需要少量的迭代查询就可以找到特定资源的冗余下载源。现在,区块链方案实际上要求每个节点知道整个网络的状态,并保持其完整的更新。事实上,区块链上的每一个事务也具有良好的局部性,只涉及少量用户。但这并没有得到有效的利用。在下一篇文章中,我将与您讨论区块链如何利用这个特性来完成高效的跨链交易。

也正是因为这个原因,我在之前的文章中提到,只有横向扩展横向扩展的技术方向,才能真正大幅提升区块链的性能和容量。本质上就是构造这个局部性,让每个节点至少不用担心整个网络,只关心组内的情况。

区块链是未来数字世界的重要成员,它的性能和容量问题肯定会得到解决,但这不是未来去中心化数字世界的全部。区块链将为这个世界创造信任,至少提供这个世界经济流通的纽带。但这并不意味着任何去中心化的应用都需要设计一个基于区块链的激励机制。区块链是为了创造信任,并不是所有的应用都需要这样的基础。有大量的应用,其本质是转移已有的信任,而不是创造新的信任。对于这样的应用,没有必要以区块链为基地。

而最好的激励机制就是没有激励。以BitTorrent为例,它的主流协议没有激励机制,但它创造了迄今为止世界上最大的去中心化系统。每天有近千万个节点活跃,而以太坊只有几万个节点。激励机制从来都是一把双刃剑。有人被激励,就要有人付出一定的代价,而这个代价会给应用的拓展带来很大的摩擦。这是供需之间的博弈,而不仅仅是简单粗暴的解决动机。

我更愿意看到一个去中心化的应用有了相当的规模之后,在它上面建立起供求关系,从而导致增值交易的发生。这时候区块链就有用了,自然就有了应用的去中心化系统。我们来打个大概的例子。首先我们会做一个免费的微信。用户接入后,会进行交互,形成关系,推动新的功能需求。然后才有可能做微信业务,在上面做广告等增值服务。而不是第一天就开一个付费微信。

我相信未来这种去中心化的应用世界会对现有的互联网业务产生很大的影响,尤其是在广阔的社交和媒体领域。区块链将在其中发挥重要作用,但并不是所有东西都需要在链中。许多去中心化的应用程序都有自己的核心,这些核心起初与区块链无关。

为了现在的未来:为互联网创造信任

可信计算范式的最大意义在于创造信任,这种可计算的信任对今天的企业有价值吗?我觉得是有的,而且远远超出了金融的范畴。这种可信计算范式将对未来互联网业务,尤其是C端业务产生巨大影响。这是一件很有可能在10年内发生的事情。

你一定记得,早在2000年,谷歌就有一句口号叫不要作恶。这不是简单的噱头。之所以这么提倡,是因为谷歌有作恶和大恶的能力。多年来,谷歌在这方面做得很好,当然,你也可以看到反面的例子。

本质上,由于网页排名的计算过程是在谷歌自己的机房运行的,这里面真正的逻辑是结果是否合理、公正、没有被操纵,第三方完全不可能确定。谷歌没有办法证明自己。本质是这个计算过程依赖于一个特定的物理计算设备数据中心,而谷歌对这个物理计算设备拥有完全的控制权,从而完全控制了这个计算过程。

基于传统的冯诺依曼架构,承载计算过程的物理设备必须有一个控制器,所以谷歌既然建立了这个搜索业务,自然控制计算过程的人也应该是谷歌。但是他永远无法向第三方证明他没有做坏事。这种控制对于一家互联网公司来说当然是可取的。互联网业务的盈利模式,很大一部分本质上是基于这种垄断的、封闭的计算范式,得益于对计算过程的控制和操控,在满足用户需求的同时,优化了自身的盈利目标。但这样的好日子一定不会永远持续下去。就像互联网用服务颠覆了以前软件业的产品一样,曾经行之有效的盈利模式,也将被新的商业形态彻底颠覆。

这种新的计算范式将在未来支持新的可靠的互联网服务,使人们可以确信搜索到的网页是最佳匹配和最权威的;让人确信推荐的产品是最适合自己的,也是受众中价格最低、质量最好的;让人确信自己看到的酒店价格和别人的一样;让人相信匹配的医生、司机、管家都是可靠的,有良好的资质和历史记录。这样的例子不胜枚举。

互联网业务渗透到整个社会,越来越深入地触及到每个人的生活,关系到个人、健康、经济等方方面面的安全。虽然用户的隐私数据对于优化业务效率非常重要,但是用户需要确定自己的数据被合理安全地使用,而不是被滥用,这就要求涉及这部分业务的计算过程是可信的。只有这样,用户隐私和业务优化之间的矛盾才能得到解决。未来10年,互联网用户不仅满足于拥有和不拥有,还需要确定自己没有被忽悠、被操纵、被愚弄,或者至少没有被价格歧视。将会有新的公司和新的业务来满足这些需求,并将互联网业务的质量提高到一个新的水平。这一切的基础之一就是这种可信的计算模式。当然,区块链是第一个,但不一定是最后一个,能够实现这种计算模式的人。

许多人说区块链将改造生产关系,对此我深表怀疑。Token token虽然在投融资结构上做了一些暂时性的改变,但是整个区块链并没有长久的繁荣,也没有带来创新技术的快速发展。因为生产关系永远是生产力决定的,而不是生产力决定生产关系。技术进步总是对生产力的发展起作用。区块链的转型只能是生产力,最大的转型将以全新的视角推动生产力的发展和商业行为的繁荣。这个角度必须与这个可信计算范例有内在联系。

这个未来有多远?从一个全新的角度推动生产力的发展,互联网做到了这一点,这和它的计算本质有关。互联网改变生产力的角度是在全球范围内建立可计算的连接,人与人的连接,人与组织的连接,人与企业的连接。这个全新的角度在上面支撑了无数创新生产力,也导致了生产关系的深刻变革。

区块链将改变生产力的角度也必须与其计算性质有关。就是建立全球可计算的信任,人与人之间的信任,人与组织之间的信任,人与企业之间的信任。

现在已经是比特币问世十周年了,但是我前面提到的“建立全球可计算信任”的未来可能更长。自1975年TCP/IP协议首次部署以来,互联网已经存在了43年。我们太多人认为互联网目前的繁荣是理所当然的,但事实上,前15年是完全不为人知的。直到1990年才第一次部署了WWW和浏览器。从此,它们越来越多地进入大众的视野,承载着社会主流的商业应用。比特币“工作证明”协议于2009年1月9日首次在创始区块部署,这个新世界才刚刚开始。一个网络系统要在全社会大范围内发挥作用,需要一个漫长的实体映射和形式化过程。在构建这个全球信息网络的过程中,用了相当长的时间才逐步完成这个映射过程。从一系列实体的映射,如文字/图片HTML、社区BBS、多媒体音视频网站、人际关系、linkedin、oAuth、钱在线支付、商品电商、服务o2o等。现在有一个充满活力的互联网及其丰富多彩的广义交易。以区块链科技为代表的信任网也需要这样一个过程。

这也是为什么最早的大规模商用冯诺依曼架构是金融领域的银行业,而区块链最早的应用也与金融有关。因为金融领域的信息和实体是最容易形式化的,它们通常首先被映射到一个新的计算范式的生态中,它们的业务本身就有相当大的体量和价值。

我相信,区块链的世界将会比互联网的进程发展得更快,因为它受益于互联网的基础设施和这个高效信息传播的时代。但是有一样东西是你不能快速起来的,那就是人心。由于认知和使用习惯的惯性,用户需要很长的时间去适应和拥抱这个新世界。这是一件极难加速的事情。即使蜂拥而至的资本也不会加快这个过程,改变10年内技术和市场的演变。之前比如在可穿戴设备市场和虚拟现实市场,都有过血的教训。

事实上,人与人之间的联系已经存在了几千年,甚至在没有互联网的时代,影响着每个人和整个社会。但一旦有了互联网,这种联系被纳入可计算的数字世界,全球生产力的空前提升将被引爆。人与人之间的信任也存在了几千年,也发生在没有区块链的时代,影响着每个人和整个社会的商业活动。这就是为什么我们需要诚信,我们需要人脉,公司需要善意和背书。一切都是为了在需要建立信任的时候畅通无阻,尽量减少摩擦。如果有一天,这种信任被纳入到可计算的数字世界中,由这种去中心化的信任机器来承载和运作,那么我们的商业活动将会以一种全新的方式发生,全球的生产力将会从一个全新的角度有一个深远的提升。

这条路会很长,但我们值得去探索。我们会在以后的文章中继续和大家探讨:)。欢迎大家通过我的微信微信官方账号“王家屏”和知乎专栏“去中心化数字世界随想”对这个话题有更多的讨论。

作者介绍:

王家屏博士曾是微软总部雷蒙德研究院的首席研究员,专注于分布式系统、计算机图形和视觉以及机器学习的GPU集群的研究。数十项研究成果发表在ACM SIGGRAPH/ToG顶级国际期刊上,十余项美国专利获得授权。师从现任微软全球执行副总裁沈向洋博士,在中国科学院计算技术研究所获得博士学位。他的博士论文获得了2009年全国百篇优秀博士论文奖,他是当年唯一的计算机科学专业获奖者。王家屏博士目前是创新工场的执行董事,他的投资方向是区块链和人工智能。他领导了比特大陆的第一轮机构投资,并成为第一轮三大投资者之一。

张晓兵是PPTV PPLive的前联合创始人,专注于系统架构、P2P/P2SP、流媒体、CDN等技术领域。他设计并构建了PPTV的技术架构,并带领团队开发了PC、移动、机顶盒、智能电视等产品。目前以开源软件为主,方向是大规模分布式协同计算。

来源:链家新闻

原标题:王家屏:区块链还会持续多久?

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作者: 玩玩此款

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