我们所说的“区块链是无需信任的”是什么意思?

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介绍

我们中的许多人都因将区块链描述为“无信任”系统而感到内疚。然而,我开始意识到“去信任”这个词是模棱两可的、令人困惑的,最重要的是,这种说法是不准确的。

区块链实际上并没有消除信任。它所做的是将系统中任意单个参与者所需的信任量降至最低。为了做到这一点,他们在系统中通过一种经济游戏,在不同参与者之间分配 信任,该经济游戏激励参与者与协议定义的规则互相合作。

让我更详细地解释一下。

一个真正无需信任的交易系统看起来像这样:

有兴趣交易的两个人直接易手。它们是存在在物理世界里的,因此可以很容易地验证

  • 真实性:实际汇款人正在交钱,并且

  • 没有双重支出:钱不是假的,是真正的 10 美元钞票

虽然理论上看起来完美无缺,但这种交易系统是有限的。考虑一下:两个人只有在物理距离很近时才能相互交易。为了使经济规模化运作,交易系统应该能够与世界上任何地点的任何人进行转账,无论距离远近。

所以,我们真正想要的是:

从上图中可以看出,我们实现这一目标的方式是通过一个中介来促进价值的转移,以确保实际的发送者确实发出了资金并且不是假钱。

这就引出了一个问题:谁是完全值得信赖的中介?

在现代交易系统中,中介可以是银行(例如大通银行);支付提供商(例如 Paypal);汇款公司(例如西联汇款);信用卡(例如 Visa)等。

在这种集中式模型中,银行对你进行身份验证,并向收款人保证他们获得的是真钱。

换句话说,除非存在从一个人到另一个人的直接物理价值转移,否则必须存在一些我们“信任”的中介。

区块链也不例外。

区块链定义了一种协议,允许两个人在互联网上以“点对点”的方式相互交易。当你在区块链上以数字方式将价值从一个账户转移到另一个账户时,你相信底层区块链系统既可以启用该转移,又可以确保发件人的真实性和货币有效性。

在“中心化”系统中,我们信任一个第三方(例如大通银行)作为担保这两个财产的中介;在“去中心化”系统中,我们的信任被放在其他地方,即公钥密码学和允许我们确定真相的“共识机制”中。

公钥密码学

公钥密码术(或非对称密码术)使用:

  • 一组任何人都可以看到的公钥,以及

  • 一组仅对所有者可见的私钥

私钥为用户发出的每个区块链交易生成一个“数字签名”。签名通过以下方式确保真实性:

  • 确认交易来自用户,并且

  • 防止交易一经发出就被任何人更改

以任何方式更改交易消息都会导致验证失败。

好的,所以我们发现公钥密码学可以帮助我们在对等系统中验证用户身份。但是为了确保没有双重支出,需要跟踪谁拥有什么,以便我们知道有人发送的是真正的数字货币还是假的数字货币。

这就是“共识系统” ——它允许我们保存数字共享的真相。

机器共识(加密经济协议)

区块链有一个共享账本,它为我们提供了系统状态的绝对真实性。它使用数学、经济学和博弈论来激励系统中的各方达成“共识”,或就该账本的单一状态达成协议。

比特币为例。比特币协议有一个称为“工作证明”的共识算法,它将系统结合在一起。对于要在两个消费者之间解决的交易,该算法要求一组节点(称为“矿工”)通过解决复杂的算法问题来竞争以验证交易。换句话说,比特币“从经济上激励”矿工购买和使用计算能力来解决复杂的问题。这些经济激励措施包括:

  • 矿工赚取用户为进行交易而支付的交易费用,以及

  • 矿工因成功解决难题而获得新比特币

由于这些经济激励措施,矿工们就会一直在关注网络,以便可以收集一组新的交易以适应新的“区块”。然后使用他们的计算资源来解决复杂的算法,以“证明”他们做了一些工作。

第一个解决算法的矿工将证明和新区块(以及其中的所有交易)添加到区块链并将其广播到网络。那时,网络中的其他所有人都会同步最新的区块链,因为这是每个人都相信的“真理”。

由于矿工竞相运行计算,因此有时会同时解决多个块。然后,这会创建多个链的“分叉”:

当出现这样的分叉时,网络的“规范”链就是“最长”的链——大多数矿工信任并继续工作的链。

以这种方式添加到区块链的每个新区块都会为系统增加更多安全性,攻击者想要创建覆盖历史一方的新区块就需要始终比网络中的任何人更快地解决难题。这实际上是不可能做到的,因此不可能对这些块内的数据进行逆向工程或更改。这就是用户信任继续信任系统的原因。

因此,当我们在区块链上相互交易时,我们信任那些确保不会出现双重支出的矿工。

社会共识(治理)

当然,即使机器共识完美运行,我们也无法保证在维持网络信任所需的其他重要方面能够达成 100% 的共识。例如,当底层网络需要升级、改进或修复时,我们需要某种方式来相信网络,及其所有组成部分可以适当地处理这些变化。在这种情况下,很大程度上是三方成员之间的协调努力,或者我称之为“社会共识”(例如治理)。

例如,如果区块链需要改进(例如更好的交易日志),我们需要一个治理机制来协调所有相关方(用户、开发人员、投资者等)的利益,以提出最佳解决方案。或者,如果对最佳前进路径存在争议(例如有争议的分叉),那么社区需要就下一步做什么达成共识。如果无法达成协议,网络就会分叉,人们被迫选择一方而不是另一方,而不是每个人都相信共同的真理。用户将失去对系统的信任,因为他们无法合理地确定哪个链是“有效”链。

区块链治理有许多不同的模型,它仍然是社区中一个积极研究的领域。区块链治理是一个非常棘手的问题,在集中式控制和分布式控制之间找到平衡对于维持每个人对系统的信任至关重要。

结论

当我们说区块链是“无需信任的”时,我们的意思是存在一些机制,系统中的所有各方都可以通过这些机制就什么是规范真理达成共识。权力和信任在网络的利益相关者(例如开发商、矿工和消费者)之间分配(或共享),而不是集中在单个个人或实体(例如银行、政府和金融机构)中。

也许描述区块链更准确的方式不是“去信任”,而是建立在分布式信任: 我们总体上信任每个人。

当然,这一切的前提是假设我们相信系统中拥有的大部分权力的人都属于拥有相似价值观的利益相关者。不幸的是,我认为我们不能声称——至少现在还不能——弄清楚这些共同价值观的确切组成。因此,区块链和有争议的分叉还会继续发生。

2022年5月18日 16:55
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2022-07-02

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