區塊鏈光譜

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葉露（王二） 銷售人員 克萊登技術有限公司

本文根據Taylor Pearson所著區塊鏈光譜圖，從密碼學、分佈式系統、政治學和經濟學的角度對區塊鏈作出的全方面分析：

想象你是一位大學院長，學院正要新增一門關於區塊鏈的課程，那麼這門區塊鏈的課程該屬於哪一個學科呢。計算機科學或商科？數學或經濟學？社會學？政治學？金融學？哲學？

事實上，區塊鏈課程屬於任何學科都是合適的。今天的區塊鏈仍然是前沿、神祕的技術，但總將有一天它們會像汽車、計算機和互聯網同樣無處不在。就像這些任何咱們更爲熟悉的技術同樣，許多學術部門將爲它們提供相關課程，每一個學術部門都有本身獨特的觀點。

在該區塊鏈的光譜上將若干類似的概念和技術呈如今了一張韋恩圖上。把它想象爲區塊鏈概念的「光譜」，將純白色的光打破還原成本色。

區塊鏈既是一種新型的社會經濟模式，也是一種新型技術，位於圖表左側的「技術」學科（分佈式系統和密碼學）以及位於圖片右側的「非技術」學科（政治學與經濟學）的分歧強調了這一點。

咱們將經過討論某種程度上仍不是區塊鏈但相似於區塊鏈的系統，來增長對比度來使區塊鏈的主題更加清晰。
本文將從四個基本的學科來探討區塊鏈，它們分別是密碼學、分佈式系統、經濟學和政治學。

密碼學

區塊鏈使用密碼學建立了不對稱性，正如V神所說的防守者的優點：

21世紀的密碼學是很特殊的存在，由於它是極少數領域中在對抗性衝突上繼續大力加持防守者的領域之一。城堡的破壞遠比建造容易，固若金湯的小島，仍可被攻破。可是，一個普通人的ECC密匙足夠安全的話，甚至能夠抵禦國家級的攻擊。-維克多·布特林

我能夠經過私匙輕易地控制本身的代幣，甚至是厲害如國家級別的黑客也沒法打破個人控制。去享受防守者的優點，你必須有一個對密碼學的基本理解（去了解它作了什麼，而不是它是如何作到的）。

木製或金屬的鎖箱，它們一般能夠經過暴力行爲打開。可是，一旦你忘記或者丟失你的私鑰就會失去防守者的優點。這致使兩種權衡因素共同形成了防守者的困境：

[左]對於用戶來講，不便性越高，密匙的安全性越高，但收益是遞減的。因爲受挫的用戶會破壞協議，太多的不便反而會致使安全性的下降。
[右]常用你的密匙是確保其能夠正常運做的好辦法，可是不利於保密性，反之亦然。

1. （安全性VS.便捷性）攻擊者越難找到私匙，意味着對用戶的越是不便。
2. （安全性VS.可訪問性）你使用私匙的頻率越少，意味着你越有信心保證私匙沒有被暴露，可是也下降了私匙的可訪問性。

若是您真正瞭解強加密技術的強大功能，您就會明白爲何它既這麼有用，同時爲何普通用戶難以有效地運用。
這就是爲何密碼學在很長一段時間內只能由強國，首先是政府，而後是大型公司來研發。只有在互聯網興起的時代，普通人才能從諸如HTTPS等加密協議中獲取真正的我的利益。
普通人與分佈式系統技術的第一次接觸一般是互聯網，這並非巧合。分佈式系統和密碼學天然選擇的緣由有兩個：

·密碼學提供糾錯功能，其糾錯功能能夠幫助經過分佈式系統傳遞的信息保持一致性。
·分佈式系統的每一個小型成員均可以使用加密優點來抵禦來自同一系統中更大的不良參與者的聚合。

分佈式系統

不一樣網絡拓撲的經典插圖-可追溯至1964年蘭德公司的備忘錄

和中心化相比，分佈式系統有一些明顯的優點。它們一般具備大量的內置冗餘，使得它們比中心化系統更強大。他們聚集了全部我的成員的容量和吞吐量，所以，它們能夠更大規模地運行，而且能夠同時執行更多操做。
可是和中心化相比，分佈式有時不得不處理內部節點間的通信和協調開銷，這些問題會使運營變得緩慢和笨拙。旨在對抗環境中運行的無信任分佈式系統（如比特幣）會產生額外的開銷。
分佈式系統理論中有一個著名的CAP定理，其實質是咱們爲分佈式系統的更穩健和更大規模付出的代價是它們難以與最近的變化保持100％一致。他們須要時間經過網絡來傳播和存儲變化。這些抽象的定理是加密貨幣分叉的最終緣由，好比「使用任何來自於比特幣交易的資金前須要等待六次確認。」

下面的屏幕截圖來自在線分佈式系統模擬器，並顯示了同步數據中間的網絡：

截圖來自可視化分佈式系統的在線工具。該工具由比特流研發，並顯示了文件（棱柱形矩形）的分片（虛線，彩色線條）在網絡中從種子到用戶的聚集。在區塊鏈內存池的交易中也有相似的程序發生。好比比特幣或者以太坊。

許多類型的分佈式系統都採用只可追加日誌的經常使用策略。不斷增加的數據結構，只能增長，不能刪除。這些僅可追加日誌爲分佈式系統中的每一個代理提供全局歷史記錄和系統狀態的完整副本。在節點「丟失」或者與其餘節點不一樣步時，能夠幫助其自我驗證和修復。

區塊鏈的區塊組成默克爾樹，該區塊包括全部交易的加密摘要，編組成一個名爲默克爾根的摘要統計。若是改變了區塊（或它們的指令）上的任何交易的任何細節，默克爾根都會隨之變化。每組新的候選交易將本身的默克爾根和以前的區塊結合，這種孿生的區塊經過礦工生成新的區塊而造成，已達到區塊中擴展鏈的目的。從分佈式系統的角度來看，區塊鏈中的區塊是僅可追加日誌中的加密鏈接條目。網絡中的全部參與者均可以獨立地驗證他們收到的塊是否以加密方式連接回原始創世塊。

常常重複的說到區塊鏈是「分佈式分類帳」或者「分佈式數據庫」，可是，若是咱們要對其餘分佈式數據庫進行對比，區塊鏈就會顯得有些寒磣。和現代化的分佈式數據庫相比，區塊鏈顯得緩慢、笨重、冗餘和過分偏執。驅動Google和Facebook的分佈式數據庫每秒處理上百萬條請求，而且隨着時間的推移積累了大量的數據。比特幣的區塊鏈仍然只是具備每秒處理幾條交易的能力。（Visa的處理能力則介於比特幣和Facebook之間。）你永遠不會想用區塊鏈來驅動你的雲計算堆棧，或社交媒體應用，或全球金融系統。

區塊鏈適用於在對抗環境中須要整個分佈式系統的應用中運行。區塊鏈經過將密碼學和分佈式系統與經濟上有價值的代幣相結合來實現這一目標(好比：BTC，ETH等)。這種組合使區塊鏈成爲歷史上第一個分佈式共識技術。

經濟學

許多銀行家告訴我，他們理解爲何區塊鏈會改變金融業的後臺IT - 由於區塊鏈有更高的透明度和能夠輕易實現數據的跟蹤。但他們只是不明白「爲何人們要賦予價值給區塊鏈代幣」。 這已經是陳詞濫調：「區塊鏈是有價值的，但比特幣沒有」

若是你已經在金融業或者經濟學中創建本身的職業生涯，那麼很容易相信一點，即便沒有加密貨幣的概念和具備真實經濟價值的代幣也是能夠實現區塊鏈的全部好處（不管它們是什麼）。但這是一個錯誤歸類。區塊鏈不只僅是一種新型的數據庫或技術。不具備經濟價值代幣的區塊鏈會轉變成爲中心化系統或數據庫。

這是由於區塊鏈使用的共識機制（PoW和PoS，生成任何區塊的算法）最終根植於礦工/權益持有人的自身經濟利益。在經濟上沒有價值代幣的區塊鏈缺少共識激勵，區塊會當即中止運做或者被垃圾郵件佔領。

許多區塊鏈都具備並行運行測試網絡的概念。測試網絡被設計爲開發人員測試他們編寫的應用程序而存在，所以，測試網和主網的運行都以一樣的方式工做：包括挖礦/獲取權益，交易，結餘，私匙等。測試網和主網之間的區別在於咱們都有共同的信念，主網的代幣是有價值的，而測試網的代幣一文不值。開發人員在構建應用程序時，不用擔憂測試網代幣的開銷（和潛在的丟失）。這樣能夠開發更好的軟件，這對每一個人來講都是福音。

測試網的代幣一文不值，卻頗有用。由於它們不值錢，全部它們大有用處。若是你想賦予它們價值，它們將一無用處，所以不值一文。— 來自比特幣測試網faucet的著名格言

不幸的是，缺乏有價值的代幣會致使維持區塊鏈激勵結構的崩潰。一個過去的例子即是早期以太坊測試網vs.Kovan。目前的以太坊測試網由Parity使用運營，一個著名（雖已陷入困境）的以太網執行節點。根據他們的設計，早期測試網的代幣毫無價值，所以研發人員能夠在測試期間任意的使用。有人想積累大量的以太網測試代幣來堵塞網絡，以阻止他人交易。在以太坊主網中執行一樣的攻擊則會更加困難，由於攻擊者必須支付他們用於攻擊的以太幣。在測試網中，代幣的市場價格爲零，因此他們能夠快速獲取大量的代幣而且肆無忌憚的花費。

現代的Kovan的測試網使用不一樣的公式算法，稱之爲「權威證實」（Proof -of-Authority）.這中心化「共識」只容許受權列表成員才能決定如何添加區塊到測試網的鏈上。受權列表的對象僅針對對以太坊友好的公司，所以，他們沒有動機去堵塞測試網。

它告訴咱們，在沒有價值代幣的狀況下，持續運營區塊鏈的最佳解決方案是增強中心化。區塊鏈就會變成「僅僅是數據庫」（正如咱們從上面的分佈式系統討論中所理解的那樣）。一箇中心化的權威機構再次承擔起維護網絡並創建共識的責任。

區塊鏈利用有價值代幣替代中心化機構。比特幣能夠被當作是一個公司，僱傭工人（礦工）競爭來達成共識。礦工經過出塊獎勵和工做量證實驗證來獲取收益。

區塊鏈可使用讓參與者無法違反或做弊的協議來激勵全球的參與者（「僱傭工人」）。這是一個對人類治理具備深遠意義的強大功能。

政治學

若是你還不相信比特幣是一個基礎的政治項目，請閱讀中本聰嵌入的第一個比特幣塊區塊的內容：

2009年1月3日，財政大臣正處於實施第二輪銀行緊急援助的邊緣— 比特幣創世塊

考慮它們出現的背景（全新的分佈式貨幣系統的首次鑄造），被稱之爲革命。想知道緣由，回顧一下電影《V字仇殺隊》吧。該電影於2006年上映，這意味和中本聰發明比特幣是屬同一時代。中本聰也許甚至觀看過本片。

不要忘記，請記住…1月3號？

在V字仇殺隊的影片中，其主角V炸燬了老貝利大樓（一座法院），緊接着，經過寬帶網信號入侵，向二戰後的倫敦人民發表激動人心的講話：大家身處糟糕的體系，讓咱們在一年的時間裏相遇，燒掉這個混蛋。在第二年，V說服了迷人且正常的娜塔莉波特曼剃光頭，採納他的世界觀，並加入他的創造性破壞。在影片的高潮中，V犧牲了本身來拯救他的理想，娜塔莉波特曼必須決定她是否相信V的願景足以完成他的計劃。

閱讀中本聰的比特幣白皮書對不少人來講就像是聽V的演講同樣：大家處在糟糕的體系中，讓咱們一塊兒彙集在蹩腳的論壇上創建一個全新的金融體系。因此讓咱們埋葬這該死的傢伙。在接下來的十年裏，許多迷人的正常程序員，自由主義者，技術專家和- 在這些使人興奮的日子裏， 甚至經濟學家，銀行家和投資者也已經接受了中本聰的世界觀併購買了比特幣和參與到區塊鏈中來。中本聰擁有價值80億美金的比特幣，在沒有任何花費的狀況下，他人間蒸發了。就像V同樣，犧牲了他本身拯救了他的理想。離開是中本聰作過最偉大的事情，甚至超過了對比特幣的構思。如今，咱們其他的人必須決定咱們如何對待中本聰的禮物：世界上第一個分佈式共識算法。

但擴展區塊鏈的共識算法自己並不具備政治性。 它是一套規則，由代碼組成，由熱力學塑造而成，須要平衡不一樣經濟的自身利益。

然而，肯定共識規則的過程具備強烈的政治性。區塊鏈一般表現爲冷態的，可計算性。可是在他們的原始協議的背後是委員會、基金會、和政治部落主義：全部地緣政治的食人魔。

當它在黑暗中時，力量仍舊強大；一旦暴露於陽光下，它將飛灰湮滅。—塞繆爾·亨廷頓

區塊鏈政治性與傳統治理之間的主要區別在於區塊鏈提供了更大的透明度。鏈上交易雖是僞匿名性的，可是在微觀和宏觀的層次上都會產生現金流的信息，其中產生的關於腐敗、盜竊、使用模式、參與和操做的數據皆能夠用來實時和過後的分析。（例如，該報告討論了對比特幣的歷史垃圾郵件攻擊。）

區塊鏈中的參與者也實際上被鏈接在一塊兒，造成了一個全球性的實時網絡。任何參與者均可以在該網絡內以瞬時形式使用元數據，對關於鏈式治理等元問題進行民意調查。當你聽到一些硬分叉的「愈來愈多的支持」或「更大的信號」的聲音時，把它想象成一個加密的蓋洛普民意調查，一個來自礦工和網絡用戶民意的實時調查。不像傳統的政治民意調查那樣，會由於抽樣偏差致使不可靠的結論，加密民意調查有多是總計，直接計算平均人數而不是從樣本平均數中推斷出來。

使用網絡來衡量一些政治決策的共識是很是重要的，由於像比特幣這樣的區塊鏈並無官方表明。須要當機立斷時，這是一個缺點，但在創建強大的政治體系時，這是一種使人難以置信的力量。這裏沒有羅伯特穆加貝的鼓勵放棄權力。這裏沒有聯合國安理會在利益攸關方中擁有使人垂涎的席位。沒有朱利安阿桑奇（其所謂的）我的不端行爲可使公衆對政治目標的見解變得模糊。

沒有中心化的治理（「沒有統治者的規則」）對於比特幣和以太坊來講是一個重要的美學，可是一樣沒有任何內置協議功能來確保這裏一點。每一個都依賴於外部網絡，如電子郵件，在線論壇，GitHub，Twitter等。一些較新的項目明確認可區塊鏈的政治性質，並在其協議中構建治理原語。（一般是對你的區塊鏈代幣份額的提案進行投票的一些變體）。

更具挑釁性的是，咱們能夠將區塊鏈技術應用於政治過程自己。社會最近纔對這一不公平性作出決定，區塊鏈代幣能夠做爲存儲價值，用做支付，或量化計算，存儲，帶寬，能源或其餘有限資源的某些衡量標準。若是咱們決定使用區塊鏈來奉行政治特許經營權，會發生什麼呢？當足夠數量的個體認爲政治資本最好是存儲在區塊鏈中時，他們就能夠實現純粹的抽籤。

總結

密碼學、分佈式系統、經濟學和政治學都爲區塊鏈的概念提供了信息。 他們的交叉路口特別有趣。

左方陣營vs.右方陣營

在對圖表的初步討論中，泰勒強調了「技術」學科（密碼學和分佈式系統）與「社會」學科（經濟學和政治學）之間的左右分裂。

那些擁有「技術」背景的人有時會沉溺於區塊鏈中的新技術而徹底忽略社會因素。這致使那些解決實際不存在的問題而存世的過於樂觀的項目，僅僅是由於他們認爲應該用區塊鏈來作。

那些有「社會」背景的人有時不能理解（或不肯瞭解）區塊鏈的技術。從根本上說，區塊鏈是一種全新的方式去解決重要問題。可是若是你沒法理解問題的輪廓，那麼不管多麼新穎和充滿前景的承諾，任何解決方案對你來講都是沒有價值的。若是你已經開始大肆炒做，但缺少可靠的技術，你可能會將時間，精力和金錢投入到基礎並上不健全的項目中。

區塊鏈既是技術也是社會運動。這意味着「技術」和「社會」思惟對區塊鏈的健康一樣相當重要，可是不多有人可以兼顧這兩點。密碼朋克宣言使該觀點更加明確清晰，「密碼朋克編寫代碼」，可是他們擁有同社會煽動者同樣的天賦。咱們其餘人跨越技術和社會鴻溝的惟一但願是經過雜食閱讀和長期合做來解決。
四項屬性缺一不可？

關於比特幣和區塊鏈在網上流傳的批評不少，其核心是沒法識別區塊鏈的分佈式、加密性、經濟或政治的一個方面或另外一個方面。缺乏這些關鍵因素中的一個會致使產生不一樣的技術或想法，亦或產生對比特幣和區塊鏈不公正的批判。

若是你誤解或忽略了區塊鏈對密碼學的依靠：

· 你經過創建了中心化監督管理（「看不見的手」）的分佈式參與者來結束傳統的經濟系統。密碼學容許你編寫全部參與者能夠驗證和共享的規則，容許分佈式自我監管。
· 您可能沒法理解區塊鏈中的代幣基本上是數字化的東西，控制權已明肯定義（知道私鑰）但全部權毫無心義（若是我知道您的私鑰，我能夠拿走您的代幣）。你可能會低估防守者優點的力量，把本身反困在代幣裏，無跡可尋。

若是你誤解或忽略了區塊鏈的分佈式系統：

·你會使用加密技術的中心化系統來確保其政治和經濟利益。這正是國家政府和全球銀行系統已存在數十年的狀況。將這些相同的工具分發給羣衆，可讓人們在沒有中心化中介的狀況下爲本身創建政治和經濟服務。你可能會將「獵取財富」好比航空里程、電子遊戲幣與區塊鏈相混淆。這些財富的獲取形式相似於區塊鏈，由於它們具備人爲的稀缺性，能夠在一羣瘋狂的愛好者或頑固的顧客之間兌換現實世界的美圓，可是這些系統都是中心化的。航空公司能夠以反覆無常的理由掠走你的里程數或者阻止你的花銷。暴雪公司控制着數據庫，數據庫裏存儲着你魔獸中的珍藏。那些批判比特幣就像「航空里程數」的早期反對者，他們徹底錯過了相當重要的一點，比特幣是一個全新的分佈式系統。你可能會同集中式騙局相混淆，例如區塊鏈的旁氏騙局。
·即便是加密數字式的旁氏騙局也必然呈中心化展示。分佈式旁氏騙局挺有趣的，卻具備內在的不穩定性。

若是你誤解或忽視了區塊鏈是由理性經濟學驅動的：

·你會創建一個加密的分佈式共識系統，但這個系統能夠被輕易入侵或者分解。經濟激勵創造了基本行爲（經過代幣獲取利益，礦工增長共識，保護私鑰等），從而推進區塊鏈健康的良性發展。不對稱性或缺少經濟激勵（例如早期的以太坊測試網絡）會打破良性循環。
· 你可能會陷入相信區塊鏈僅僅是技術的陷阱，相似於BitTorrent或帶有PGP密鑰的Git。一旦陷入這個陷阱，你將永遠沒法接受比特幣或其餘數字代幣是有價值的，儘管他們的網絡和用戶羣（和價格）還在繼續增加。

若是你誤解或忽視了區塊鏈的政治性：

· 你可能不明白爲何有人會對當前以債務爲基礎的，高度集中的貨幣體系不滿，或者想要一個分佈式的，堅挺的，能經得住審查的價值存儲，好比比特幣。
·你可能沒有意識到我的、團隊和媒體驅動了BTC和ETH以及其餘加密貨幣背後的共同價值幻覺。這共同的價值幻覺並不老是穩定的。它能夠變得紊亂而且能夠像ETH / ETC分叉或BTC / BCH分叉那樣具備破碎性，這二者都是由強烈的個性和針尖對麥芒的尖銳驅使的。
·你可能會限制本身相信區塊鏈僅在金融或數字領域有用。區塊鏈是共識技術，它們能夠而且將在某一天用於各類應用，從分配共享資源到在全部權系統中進行判決，再到政治表明，以及預測將來。

你理解區塊鏈了嗎？

區塊鏈是一種使用加密技術的分佈式系統，以確保經濟上有價值的代幣達成共識。

當你聽到有人說他們「不玩比特幣」時，一般是由於他們未能掌握圖表中的一個學科。 結果，他們最終將比特幣與非區塊鏈系統進行比較，例如上面討論的那些。

也許這些懷疑者並不瞭解，以區塊鏈爲背景的分佈式系統技術想要創造價值還須要走很長的一段路。也許他們沒有掌握密碼學在對抗世界中給予防守者的優點（和困境）。

懷疑者可能沒有意識到有許多人真正地重視加密貨幣，能爲他們提供經濟增加的基礎。或者，他們可能錯誤地懷疑這些人是投機者，忽視了激勵許多加密貨幣信徒的政治現實。

對於懷疑者和持懷疑論者，咱們但願本文不只能夠提供推理，還能夠提供比特幣和區塊鏈語境化所需的推理模式，並對其進行正確評估。若是你知道的人懷疑比特幣具備「真正的價值」或「這只是一個泡沫」，請他們解釋下PoS如何爲什麼可以保證比特幣的交易。這篇文章給出了全方面完整的解釋。

原做者：Dhruv Bansal
原文連接：https://blog.unchained-capital.com/blockchain-spectrum-806847e1c575

參考連接：

1.TaylorPearson區塊鏈光譜圖推文
2.POS的設計哲學-V神
3.視頻展現鑰匙交換原理
4.分佈式系統模擬器
5.電影《V字仇殺隊》經典演講