维达lik谈区块链机制设计四大挑衅:垄断、隐衷、女巫攻击、共谋

原标题:以太坊创始人V神:以太坊存在诸多问题,正寻找新方案应对挑战

原标题:Vitalik谈区块链机制设计四大挑战:操纵、隐私、女巫攻击、共谋

艾伯特AI人工智能(公众号:aibbtcom)按:

IT时报见习记者 刘慧莹

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-宾夕法尼亚州的尼科尔森大桥建设照片。罗马人的工程原理正在被扩展到新用途上-

2018年9月11日,以太坊创始人Vitalik
Buterin以万向区块链首席科学家身份,亲临上海区块链国际周现场,与中国的极客朋友进行了一场主题为“区块链技术的新发展”的技术分享。他承认,以太坊当前尚存在很多机制漏洞,自己也正尝试通过新技术解决当前行业面临的痛点难点。

雷锋网AI金融评论报道,在9月11日第四届全球区块链峰会上,以太坊创始人Vitalik探讨了区块链机制的问题及解决方案。

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尽管在所以数字货币中,以太坊跌幅位居数字货币之首,今年以来跌超75%,但这似乎没能影响到极客们对于技术追逐的狂潮。现场与会人员达千人级规模,来自国内各地的技术人员齐聚现场,共同探讨未来基于区块链技术的更多可能。

他表示,机制可信问题长久存在于投票、拍卖、交易所等场景。大部分都是中心化机制,中央服务器有很高的欺诈可能性。随着区块链的发展,也有许多人寄希望于利用区块链来解决机制可信问题。但在过去三年,大家都更加聚焦于区块链的短期应用,分别是去中心化的交易所、区块链生态自助公共物品(社区资源、档案融资等)、销售虚拟不动产等问题。

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而在实施区块链的过程中,往往会面临四方面的挑战。

一. 公有链的扩容挑战

以下内容整理自Vitalik现场演讲内容。

第一,来自矿工或者验证者的操纵。无论是矿工还是验证者,一旦他们选定了在这个区块中打包的交易,他们就可以对于区块进行攻击,这是分布式账本所面临的一个问题。Vitalik指出,在过去一年,有一些ICO项目的机制、组织非常混乱,最后变成零和博弈游戏,“他们收取高昂的交易费。如果想让交易尽快上链,需要支付巨额的交易费用。在这种情况下,许多资源都被浪费。区块链的目的是使世界变得更加开放、更加透明,而不是浪费资源。”

Ⅰ. 如果每个节点不需要并行处理每个操作会怎么样?

当我们谈论区块链时,我们在谈论什么?

这个问题可以通过高频率的批量交易来解决。所谓的高批量交易,是指将1秒钟内发生的所有交易都视作同时发生的交易来处理。在这种情况下,这些交易同时被接收,按照一个标准化的顺序对交易进行处理。如果其中一个区块的发起者有恶意的行为,整个机制仍然可以工作。

Ⅱ. 如果我们能够从以太坊现有的容量中挤出更多有用的业务会怎样?

当前我们所探讨的区块链与其他行业结合,实际上是在探讨区块链机制的设计。越来越多的人开始对区块链机制感兴趣,而机制——参与到同一事件中的不同人通过做出不同的决定,进而影响整个资源分配的过程,它本身可以脱离区块链而存在。

第二个挑战是隐私问题。许多机制的假设就是提交到机制上的信息是保密的,外界看到的只是外部的输出。但是区块链本身却没有这样一种保密功能。

二. 第二层解决方案是加密经济解决方案

我们可以通过机制来分配商品,也可以通过对公共产品的生产和制造进行激励和惩罚,最终实现社会公平。正是基于这样的理念,人们希望通过技术实现社会的公平。但我们看到,当前这机制和区块链之间有着很好的协同效应,区块链会影响许多机制的测试和实施。

Vitalik提出了两种解决方案,其一是提示/揭示的机制。如果说只是需要暂时的隐私保护,先要求参与者提交交易的哈希,然后要求所有参与者揭示。通过VDF或者threshold
decryption,“揭示”能完全自动。另外一个解决方案就是零知识证明。

Ⅰ. 状态通道

区块链对现有投票机制进行延展,我们姑且把它称之为“二次方投票”。这种机制是指,过去需要通过政府、企业或其他机构进行融资的项目,如今可以通过个体自行购买选票,且数量不设上限。事实上,这是一种自由激进的资源分配机制。实现这个机制需要使用一些使用一些特殊的方程,在这个过程中资产的流通也将更加高效。

第三个挑战是反Sybil攻击。所谓的反Sybil攻击,是要确保在二次方投票中每一个参与者都只有一个账户。如果一个参与者有很多账户的话,很可能会带来一些不公平。反Sybil攻击的解决方案有,中心化的身份预言机,或者社交验证,它是依赖于人和人之间的社交网络来进行验证。

Ⅱ. Plasma

区块链所构建的机制,对现实世界最大的意义在于,它解决了机制可信性的问题。过去我们认为需要依靠第三方监管,才能确保机制在实施过程中是有效的。但从当前情况来看,中间方可能存在作弊、欺骗等行为,一旦有中央服务器的存在,这个机制就具备了欺骗的可能。

第四个挑战是共谋。在任何一个投票机制下,任何在区块链上发生的事情,理论上都应该是透明的。但实际上存在贿赂参与者,获得更多的投票机会的情况。

Ⅲ.Truebit

直击痛点:区块链机制面临怎样的挑战?

如果阻止这种攻击,就需要让任何人没有办法向别人证明自己是怎么投票的。“如果我们设计一种机制,让被投票的人不知道这个票你最终投给了谁,这样的贿赂形式也就不存在了。当然这一点比较难以实现。”他提出了MPC(多方计算),除了最终的投票结果之外,所有参与者都无法看到保密的信息和计算的过程。值得注意的是,最近发生了硬件受到攻击的事情,更倾向于通过MPC来解决。

三. 结论

如今,区块链迎来了与实际接轨的大爆发,比如它可以对新经济技术进行验证,应用于去中心化交易所;或者可以用于公共商品的融资,对社群资源及档案进行融资;抑或是用于销售虚拟地产。

“非常重要的一点是,一定要使用区块链建立非常简单的机制。我们都说,越简单越好,就是指机制的技术基础以及安全假设越简单越好。”同时,区块链可以帮助解决机制信任问题,但没法解决所有问题。所以,在实践中必须与其他密码学技术相结合使用。他强调道。

对于以太坊来说,2018年是进行基础建设的一年。今年是早期采用测试网络极限的一年,今年将重新关注扩展以太坊的技术。

在这些应用中,区块链机制可以帮助人们增加收入,带动社区的积极性。但它们同时面临了非常多来自技术的挑战。

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以太坊仍处于初级阶段。现在,它不具备安全性和可扩展性。任何密切关注该技术的人都能很好地理解这一点。但在过去的一年里,ICO驱动的炒作已经开始夸大目前的网络容量。以太坊和web3期望建设的——一个安全、易用、由一套共同的经济协议约束、可供数十亿人使用的分布式互联网,仍处于发展阶段,直到关键基础设施建成之后才能实现。

第一个挑战是来自矿工或者验证者的操纵。无论是矿工还是验证者,一旦他选定了某个区块中打包的交易,就可以对于区块进行攻击,这就是分布式账本所面临的一个问题,我认为以太坊也有这样的问题。

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致力于构建此基础架构并扩大以太坊容量的项目通常称为扩容方案。它们有许多不同的形式,并且常常互相兼容或互补。

过去一年间,我们看到一些ICO的机制、组织非常混乱,最终演化成零和博弈游戏。原因在于,这些ICO过程中会收取很多交易费,如果你希望交易很快被放到链上,你就需要支付巨额的交易费用。在这种情况下,大量的资金在区块链上被浪费,这与区块链开发、透明的理念渐行渐远。

在这篇长文章中,我想深入探讨一种扩容方案:“链下”或“第二层”解决方案

这样的挑战可以通过高频率批量交易来实现,即是将1秒钟内发生的交易,都作为同时发生的交易处理。在这种情况下,当这些交易同时接收,按照标准化的顺序处理,一旦其中某个区块的发起者有恶意行为,整个机制仍然可以工作。

首先,我们将概括地讨论以太坊(以及所有公共区块链)的扩展挑战。

第二个挑战是隐私。当我们设计机制时,许多机制的前提假设是被提交的信息保密,但是区块链自身却没有保密功能。

其次,我们将介绍解决扩容挑战的不同方法,分为“第1层”和“第2层”解决方案。

我们所采用的解决方案是,提交并显示机制——如果需要暂时的隐私,可以要求参与者提交交易的哈希,要求它们显示所有交易。当然大家也可以使用其他方法,比如零知识证明来实现。

第三,我们将深入研究第2层解决方案,并解释它们的工作原理——具体来说,我们将讨论状态通道,Plasma
和 Truebit

第三个挑战是反Sybil攻击。也就是说我们要确保在二次方投票中,每个参与者只拥有一个账户。如果一个参与者有很多账户,就会带来不公平的因素。我们的解决方案是,通过中心化的身份预言机,或者社交验证,即依赖于人和人之间的社交网络来进行验证。

本文重点向读者提供关于第2层解决方案工作原理的全面、详细的概念性理解。我们不会深入研究代码或特定的实现方案,相反的,我们重点在于理解用于构建这些系统的经济机制以及所有第2层技术之间共同的常见见解。

第四个挑战是共谋。在任何一个投票机制下,理论上一切投票都应该是透明的。但我们其实可以通过贿赂参与者,从而获得更多投票机会。

一. 公有链的扩容挑战

要阻止这种攻击,首先需要让人们没有办法向别人证明自己如何投票。比如尽管你可以贿赂他,但如果你无法知道他的票最终投给了谁,这样的贿赂形式也就不复存在。当然,这个理念如今仍难以实现。

首先,理解“扩容”不是一个单一的具体问题是很重要的。它指的是一系列必须克服的挑战,使得以太坊能对数十亿的全球用户有用。

另外一个解决方案是多方计算。通过多方计算,所有的参与者没有办法看到保密信息以及计算过程,只能看到最终结果。不过最重要的一点是,我们所要建立机制的技术基础和安全假设,需要越简单越好。

最常讨论的扩容挑战是交易吞吐量。目前,以太坊每秒可以处理大约15笔交易,而Visa的处理速度大约为45,000
/ tps。在过去的一年里,一些应用(比如 Cryptokitties,或者偶尔的
ICO)已经足够流行,来“减缓”网络速度并提高 gas 价格。

如今,机制设计已经成为一个快速膨胀的领域。但区块链可以解决的是机制的信任问题,而非所有问题。Vitalik呼吁,在区块链的发展过程中,还需要紧密与密码学等其他线下解决方案相结合,只有协同使用好这些技术,才能真正帮助人类解决现实中的各种难题。返回搜狐,查看更多

像以太坊这样的公有链的核心限制是,每一笔交易都要由网络中的
每一个节点
进行处理
。在以太坊区块链上进行的每一项操作(付款,一个以太猫的诞生,新的ECR20合约的部署)都必须由网络中的每一个节点并行处理。区块链的设计就是这样的,这是使得公有链具有权威性的一部分。一个节点不需要依赖其他节点来告诉它区块链的当前状态是什么,它自己会搞清楚。

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这给以太坊交易吞吐量带来了根本性的限制:它不能高于我们对单个节点所要求的交易吞吐量。

我们 可以
要求每一个节点做更多的工作。如果我们把区块大小扩大2倍(即区块 gas
值限制),这就意味着每一个节点的工作量是之前区块工作量的两倍。但是这是以去中心化为代价的:节点做的工作多了,意味着算力小的计算机可能会退出网络,挖矿在算力大的节点上就变得更加中心化。

相反,我们需要一种方法,可以让区块链在不增加单个节点工作量的情况下做更多有用的事情。

从概念上讲,我们有两种方法可能解决这个问题:

Ⅰ. 如果每个节点不需要并行处理每个操作会怎么样?

第一个方法不符合我们的前提,如果我们可以构建一个区块链,那么每一个节点不需处理每一个操作会是什么样的?相反的,如果网络分为两部分,每个部分可以半独立运作,会是什么样的?

A部分可以处理一批交易,而B部分处理另一批交易。实际上这会使区块链交易吞吐量翻倍,因为交易限制变成了两个节点同时处理的交易总量。如果我们可以把区块链分成许多部分,那么我们就可以成倍的增加区块链的交易吞吐量。

这就是分片背后的智慧,分片,是 Vitalik
的以太坊研究小组以及其他团队研究的扩容方案。区块链被分成不同的部分,称为碎片,每个部分都可以独立处理交易。分片通常被称为第1层扩展方案,因为它是在以太坊本身的基本级协议中实现的。如果你想了解更多关于分片的知识,我推荐你看这个扩展问答和这篇博文。(编者按:中译本见文末超链接《以太坊上的分片》及《以太坊分片:overview
and finality》)

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Ⅱ. 如果我们能够从以太坊现有的容量中挤出更多有用的业务会怎样?

第二种选择是从相反的方向考虑的:并不是增加以太坊区块链本身的容量,如果我们能用已有的容量做更多的事情会怎样?基层以太坊区块链的吞吐量是相同的,但实际上我们可以做更多对人们以及应用程序有用的操作,像交易、游戏里的状态更新或者简单的计算。

这就是状态通道,Plasma 和 Truebit
等“链下”技术背后的智慧。尽管它们每一个都解决了不同的问题,但它们都是通过链下操作而不是在以太坊区块链上运行的,同时仍然保证了足够的安全性和不可更改性。

它们也被称为第二层解决方案,因为它们构建在以太坊主链上。它们不要求对基层协议的更改,相反的,它们只是以以太坊智能合约的形式存在,与链下软件进行交互。

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二. 第二层解决方案是加密经济解决方案

在深入理解特定的第2层解决方案之前,理解使其成为可能的基础见解非常重要。

公有链的基本能力在于加密经济共识。仔细调整激励机制,并且通过软件和加密技术来保护它们,我们可以创建可靠的、就系统内部状态达成一致的计算机网络。这是
Satoshi
白皮书的关键见解,该白皮书现在已应用于许多不同的公有链(包括比特币和以太坊)的设计中。

加密经济学给了我们一个确定性的 核心
——我们知道,除非一些极端情况就像发生了51%的攻击,链上的操作(就像支付、或者智能合约)会像写定的那样执行。