【算法分析的目的】案例分析共识算法演进轨迹的主要推手
共识算法,按照标准的解释,就是规定在区块链上合法的区块如何产生,并对同一高度相互冲突的区块链进行选择。通俗的说,就是解决谁说了算的问题。使用这些规则的目的是让参与者在一个没有可信特定参与者的系统中形成共识,这意味着是在一个参与人彼此完全陌生的环境里达成协商一致的过程,共识机制就是提供了在这个环境下协作交流的制度条件,而共识算法便是共识机制的技术实现手段。
共识算法需要通证经济体系的支撑,否则,其支撑的网络只类似效率低下,人浮于事,被动消极的央企,缺乏活力和进取精神,这种形态下的区块链网络,只能落地成一个狭隘的数据库,哪怕是分布式的,与以往集权管理的中心化数据库相较而论,算是古语中五十步与百步的关系。
共识算法的高明和先进之处在于能为系统引入大量的积极贡献者,形成开放社会,如同19世纪的美国,用清晰的产权制度,自由的个人氛围,竞争的商业环境,和兼容并蓄的文化优势,吸引了世界级的人才前往生活和工作,只有在“海纳百川有容乃大”的社会里,才能迸发出层出不穷的创新,而创新能力是支持一个国家和企业持续发展的源动力。
风青萍跟踪学习了很多区块链项目的共识算法,琢磨其演化发展路径,认为共识算法一直是在高速发展中,不过,推动其发展的,却是人性之恶,不是为了追求更好,而是为了避免失控,形象地说,是被一帮手拿砍刀的强盗撵着一路狂奔,如此理解,方能体会项目创始团队的焦灼和狼狈。
大家都知道,Satoshi Nakamoto给比特币的定位是点对点的电子现金系统,这是一个普惠金融产品。然而改变这一切的,恰恰是共识算法,挖矿设备从常用的计算机CPU,在经过极客们的改造、定制和研发之后,CPU 和 GPU 都逐步被淘汰,专用 ASIC 设备占领了比特币所有的算力,从这个角度而言,如果比特币远离去中心化属性,甚至网络崩溃,比特大陆和嘉楠科技等挖矿设备制造商该是责无旁贷的始作俑者。
即使是自由主义色彩浓厚的Vitalik Buterin,在其主导的Ethereum里,虽然采用了与Bitcoin不同的共识算法Ethash,可以抵御ASIC矿机对挖矿工作的垄断地位,但是时至今日,矿池的分布也已经流露出权贵气息,门槛抬升得很高。
上图为2019年12月10日以太坊矿池活动图
如图,仅前两位矿池就占全部算力分布的56%,客观地说,具备了作恶条件。造成这样的结果,应该是Vitalik Buterin为首的基金会不愿意接受的,风青萍认为,这应该是其摒弃POW,转移POS算法的根源,而非纯粹的扩展性需求。在Vitalik Buterin被一群矿池弄得黯然神伤,对POW失去了信心之际,我们仿佛看到一个瘦弱的身影被一群人从康庄大道上撵到了一个巷子里。
在以太坊2.0时代,一切错误又将试图被纠正,参与POS的门票仅需32个ETH。阶段0,用户可以在链上存入 32 个 BETH (Beacon ETH)成为验证者,以太坊普惠金融的大门将再次打开。
与其相似的,还有一直都处于研发抵抗 ASIC 挖矿算法前沿的门罗币 Monero 项目,进行了硬分叉升级 PoW 算法,以后仅需一颗普通的 CPU 和至少 2GB 内存就能公平地参与挖矿。在12 月 1 日凌晨三点,门罗币切换工作量证明算法为 RandomX,取代了原来的 CryptoNight 算法,削弱专用挖矿设备 ASIC 对网络算力的影响并为 CPU 挖矿进行优化。
在区块链网络里,类似Btccoin、Ethereum、Monero一样,遇到同样的麻烦,转而寻求破局的项目,比比皆是,他们拥有一个共同点,就是被一群可恶的矿工撵着,愁容满面,具体而言,是被一群矿工制造商。从Btccoin、Ethereum、Monero网络的发展前景而言,矿机研发能力越强,作恶能力就越强。嘉楠耘智的上市,其实也是这些区块链网络的悲哀,颇有一将功成万骨枯的味道。
在分布式存储领域的IPFS协议,是业界公认的http网络传输协议未来的替代者,在2017年8月,一经上线便轻松募资2.57亿美元(包括私募和公募资金),在当时创下ICO记录。IPFS协议自带王者气象,始终被视同Ethereum量级的项目,其激励层 Filecoin一直为人关注,在其主网尚未推出之前,针对其挖矿设备的期货,便着保持如火如荼的旺盛需求。
风青萍关注到,IPFS原先的设想是充分利用散落于民间的每一台电脑的闲置计算资源,寻常的电脑CPU即可参与 Filecoin的挖矿,这又是一个Satoshi Nakamoto愿景。
在11月27日,这一切又结束了。Filecoin官方社群管理员Why在社交媒体上表示“下一个开发网络中,Filecoin挖矿基本已经确定需要用到显卡(GPU)。”
此举意味着向普通电脑开放的挖矿活动,如同BTC、ETH等经历的一样,即将关闭,Filecoin矿工们也将奔驰在军备竞赛的道路上,而之前的CPU矿机,意味着即将全部作废,据了解,截止到今年6月份,市场上售出的Filecoin矿机数量达到百万台。
从这一刻而言,参与Filecoin的挖矿投资,只能是专业人员的专业投资活动,而不是散落于民间的共享经济,如同滴滴打车那样,而IPFS的愿景也必然被大幅度拉低,在狭小的通道上,缺乏了公平,能留存多少人参与呢?
在现实生活中,治理社会的方式有三种:精英治理、代议制治理和集权治理。如何治理社会,成为人类千百年孜孜不倦的探索实践,反观现实社会,各种方式的治理模式都存在,很难一言以概之谁优谁良,在风青萍看来,按照黑白猫理论,只要能建立长期的稳定性,并兼顾保持自进化的能力,具备这种特征的治理模式,就是可选可用的治理模式。映射到区块链网络里,就是有价值的共识算法。
可是,这有一个前提,那就是必须建立最大程度的创新体系,才是持久且高效的模式,而开放是建立创新的基础条件,从这个角度来说,共识算法是建立开放的技术条件,其目标是通过开放的环境条件,达到营造创新的氛围和土壤,开放的直接结果是催生了竞争,没有危机意识是很难有创新的源动力,这个结论能解释“资源诅咒”现象,即凡是资源丰富的国家和地区,往往都很落后,富不过三代的底层逻辑也在于此。
所以我们看到现实社会里,不管哪种治理模式的国家和地区,如果想发展,都会尽量在扩大自己的开放边界。
区块链简短的发展历史上,无论是Btccoin,还是Ethereum,其成立初衷都是开放的,但是随着人性之贪婪,竞相追逐,造成的结果,是让这个体系越来越封闭,而封闭带来的恶果,便是联盟勾结,垄断横行。
在一个垄断的社会里,是很难看到阳光的。如果向上的通道,全部关闭,那么,这个社会必然是落后的,等着被推翻,如果这种情况出现在区块链网络里,那么,要形成具有广泛的社会效应的生态系统,乃至成为未来社会的底层基础设施,就是一句空话。
美国社会历来是开放社会的楷模,然而到今天,华尔街倡导的金融混业经营主张,企业市场的兼并重组和互联网企业的高速发展,早已形成了各类垄断势力集团,成为美国发展的阻力,而非助力,风青萍认为,这应该是造成美国社会两极分化的根源,也是直接促使以民粹主义为代表的特朗普上台的背景。
美国内部的民粹主义活动反映出其内部的封闭性,对外四处发动的贸易战反映出其外部开放程度的降低,内外部开放性下降的特征,预示着这个国家走向没落,已是时间问题。
只有数年发展历史的区块链世界里,已经有很多的区块链网络具备垄断特征或倾向,或者节点的垄断,或者算力的垄断,或者持币量的垄断,或者开发能力的垄断。摆在这些项目的面前,选择并不多,或者进化和创新其共识算法,扩大开放性,或者引入其他并行的共识算法,在稳定性与自进化能力上保持适度平衡。
选择后者做法的项目,目前来看,已经有了很多,比如BTM网络和nervos网络,就是采取了保持稳定性的POW和二层灵活的共识算法,在稳定性和灵活性之间折中吸收处理。但是落地之后的前景如何,仍然需要等待现实的检阅。
区块链网络的垄断现象,亟待出台区块链世界的谢尔曼反托拉斯法,不过,在监管严重缺失的当下,这近乎奢望,凭借项目的自治和行业的自律,难度也很大,风青萍觉得唯有市场的优胜劣汰,才能优化区块链项目的质量,作为投资者,也只有具备前瞻性的选择真正开放性的项目,才能提高价值投资的胜算概率。
在有些灰心的时候,往往也会有一些意外的发现。折中主义是一种通常的做法,也有一些充满信心和偏执狂的人,在不断地扩展这个领域,开辟一种新的选择。
影响较为深刻的,就有几个案例,仅选取一个表述。
声称为未来设计的第三代共识协议:Avalanche,由 Emin Gün Sirer 教授和他带领的团队发明。与目前区块链中广泛使用的POW工作量证明共识协议或者是经典的BFT拜占庭容错类共识协议均不相同。
简单地说,其独特之处在于,相比POW和BFT来说,不仅更去中心化,性能也非常惊人,没有POW的资源浪费,比BFT通讯和效率也更高,实现约 1 秒最终确定性(finality)和几万的 TPS。当BFT扩张到成百上千甚至是上万的节点时,整个系统的沟通效率和速度就会急剧下降,所以 BFT 共识非常脆弱。
核心价值在于 Avalanche 协议则可以让每个人都参与到共识决策,并且以一种更民主的形式进行。
客观地说,这种共识算法的开放性更强。不过,风青萍认为其采用的数据结构更接近DAG(有向无环图),而非BLOCK CHAIN。但是DAG的安全性是否能够保证,仍然需要继续观察。
爱丽丝漫游奇境记里有句话,“你必须不断奔跑,才能留在原地”。共识算法的演进将会一直持续,不过我们究其缘由,内在的推手竟然是人性之恶。
矿机制造商不断加强技术研发,实现产品更新换代,只是为了满足矿工的贪婪需求,矿工不遗余力地发展自己的算力,只是为了在共识算法的框架下,按照通证经济体系的设计,实现利益最大化,在把饼做大和把饼分好的问题上非常矛盾,但是的确在这个环节上,重新将人性之恶输入到区块链生态系统中,仿佛让我们又回到了起点。
经济学家张维迎说,真正的企业家不该利用人性弱点赚钱。我们可以谴责腾讯集团,因为其创造了祸害无数学生的游戏王者荣耀,但是,商业总是商业,其本质就是利益的最大化。在生存面前,道德与利益的界限很模糊。我们需要面对真相。
换一个角度,任何人或行为都是制度的产物,与其谴责,不如反思,构建一个更能为善的制度系统,应该是治根之策,正如美国杰弗逊总统所言,政府的全部艺术在于正直的人的艺术,而共识算法便是实现路径之一。
在揣摩了诸多共识算法之后,风青萍得出一个结论,如同人类历史的波澜壮阔,区块链的发展也具备无限可能,充满艰辛曲折,又如同推动历史发展的往往是野心一样,推动区块链共识算法演进的竟然也是人性之贪婪。
但是,只有建立在正义之上的区块链项目,能不断催生出向善文化的制度环境,且生生不息,才是我们真正值得关注,并且心向往之的伟大项目。
