以比特幣為旗幟的區(qū)塊鏈技術(shù)轉(zhuǎn)眼間已經(jīng)走過十年了，人們常感慨“十年一代人”，對于現(xiàn)在這個三年就會有代溝的快速發(fā)展時代，十年似乎已經(jīng)很久了。我接觸區(qū)塊鏈大概一年時間，據(jù)說在這個領(lǐng)域三年就是資深或者專家了，可見，這個領(lǐng)域盡管有十年歷史，卻還差些積累，同樣十年左右歷程的云計算，目前已經(jīng)是“鋪天蓋地”了。雖然有諸多不盡人意，但我依然覺得這是個有趣、有想象力的領(lǐng)域，所以，我把自己通過這一年學(xué)習(xí)得來的對區(qū)塊鏈的粗淺認(rèn)識整理出來與大家一起討論討論。我是個業(yè)務(wù)架構(gòu)設(shè)計人員，所以，我對區(qū)塊鏈的理解比較偏重“業(yè)務(wù)”和“架構(gòu)”。
一、我所認(rèn)識的比特幣
作為開山鼻祖，比特幣是所有接觸區(qū)塊鏈的人一定要了解的，尤其是技術(shù)人員。不去了解比特幣、以太坊，也就不會給技術(shù)插上想象力的翅膀，那樣還不如直接研究分布式系統(tǒng)更實際。我個人對比特幣的設(shè)計思路總結(jié)如下：
按照中本聰自己在白皮書中的說法，他單純是在設(shè)計一個點對點的電子現(xiàn)金交易系統(tǒng)，為此需要確保交易安全和資金安全，要確保不能“雙花”、不能“亂花”。通過UTXO模型和區(qū)塊鏈的技術(shù)保證不會出現(xiàn)“雙花”，也使歷史記錄的可信性獲得提高；通過非對稱加密確保你的“錢”只能自己花，不會被別人花掉。通過工作量證明保證賬本唯一性，再通過經(jīng)濟(jì)手段“制約”算力強人不去作惡。這方面的討論很多了，本文也不贅述。反復(fù)讀白皮書，感受最深的其實是對專一目標(biāo)的極客追求和架構(gòu)設(shè)計上的平衡，中本聰只想實現(xiàn)一個點對點的電子現(xiàn)金交易系統(tǒng)，為了安全，他選擇做出效率的犧牲，所以，據(jù)說BM要提高交易效率時，他批評BM不懂比特幣。設(shè)計上，中本聰沒打算支持他這個系統(tǒng)目標(biāo)以外的任何應(yīng)用，也即，不提供更多的可擴(kuò)展余地，因為這一方面會引入對電子現(xiàn)金系統(tǒng)而言既不必要又可能致命的各種“缺陷”，又會破壞比特幣高度精簡的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，比特幣為了應(yīng)對其對存儲的壓力，幾乎把數(shù)據(jù)需求壓縮到最低。越簡單越安全，而這個對電子現(xiàn)金系統(tǒng)，特別是一個期望無人維護(hù)、自動運行的電子現(xiàn)金系統(tǒng)來講，恰恰是可靠性、安全性和公信力的基礎(chǔ)。后邊有不少嘗試對比特幣進(jìn)行的改造、擴(kuò)展都以失敗告終，其實也說明了設(shè)計上的剛性。如果不能很好理解比特幣設(shè)計的初衷和它加給自己的局限，去任意拓展想象力，結(jié)果恐怕不會太好。設(shè)計目標(biāo)和約束會決定系統(tǒng)的特點與適用范圍，如果擴(kuò)大適用范圍，也必須對目標(biāo)和約束進(jìn)行修改。以太坊就是這么干的。
二、我所認(rèn)識的以太坊
以太坊是V神2013年推出的，與中本聰不同的是，他是這個領(lǐng)域可以見到真身的“大神”。以太坊其實也挺復(fù)雜的，不過從我這個業(yè)務(wù)架構(gòu)人員的視角來看，我覺得以太坊的整體邏輯如下：
過于簡單了？也許吧。V神在以太坊白皮書中詳細(xì)剖析了比特幣設(shè)計，提出了四個主要不足：不支持圖靈完備、狀態(tài)少、區(qū)塊盲、價值盲。我技術(shù)道行不深，所以，覺得后兩個不是什么大問題。前兩個則與設(shè)計目標(biāo)和約束有關(guān)，中本聰只想做一個點對點的電子現(xiàn)金系統(tǒng)，沒想支持其他應(yīng)用，那么圖靈完備、更多的狀態(tài)對他而言就沒什么意義，“現(xiàn)金”不是在你兜里就是在我兜里，本來也不需要那么多狀態(tài)。V神想做的就沒這么簡單了，據(jù)說他跟初始團(tuán)隊共同想出了“世界計算機(jī)”這個概念，圖靈完備和狀態(tài)擴(kuò)展對于他而言就是必備的。他希望以太坊能在比特幣這種“去信任”機(jī)制上發(fā)展出更多的應(yīng)用，包括分布式自治組織（DAO）。所以，比特幣白皮書沒怎么談應(yīng)用，因為它的系統(tǒng)目標(biāo)很單一，甚至明確說有些東西就該依靠鏈下處理；以太坊的白皮書上就講了很多應(yīng)用，因為它希望構(gòu)造一個“新世界”，這個想法V神在接受過采訪中也多次表達(dá)過。就共識邏輯而言，比特幣只是確認(rèn)簽名和一筆交易在歷史上存在且沒有被其用于其他交易；以太坊就復(fù)雜了，它要確認(rèn)一段代碼邏輯的運行結(jié)果，也繼承了比特幣的共識思路，就是人手一本賬、人人都驗證，這就使代碼邏輯不能太過復(fù)雜，否則會有節(jié)點運行不了，效率太低也會影響共識的達(dá)成。比特幣雖然效率低，但是系統(tǒng)用途單一，習(xí)慣了也就忍了；以太坊給大家插上了翅膀，但是卻實實在在地感覺到“地心引力”太大，開玩笑地講，以太坊其實比比特幣“折磨”人。V神的設(shè)計依然是劃時代的，很有突破性，對比特幣設(shè)計目標(biāo)的修改也很明確，這是做區(qū)塊鏈技術(shù)研究和設(shè)計的人必須認(rèn)真學(xué)習(xí)的。
三、我所認(rèn)識的聯(lián)盟鏈
我覺得聯(lián)盟鏈?zhǔn)菍湹摹胺此肌保愿懔撕芏嗉s束上的調(diào)整，而且五花八門，怎么想的都有。從高階理念的角度，聯(lián)盟鏈的誕生實際上也是對社會現(xiàn)實的反映，對此，我總結(jié)了一張圖：
社會環(huán)境已經(jīng)從具有較強依附關(guān)系的中心化輻射狀生態(tài)結(jié)構(gòu)逐漸演進(jìn)至平臺化、多中心、自由協(xié)作的網(wǎng)狀體系，尤其是在企業(yè)端，根據(jù)康威定律，設(shè)計對象的組織結(jié)構(gòu)會映射到其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，所以，符合多中心網(wǎng)狀生態(tài)特點的系統(tǒng)架構(gòu)必然會應(yīng)運而生。傳統(tǒng)的分布式系統(tǒng)其誕生目的主要是為了提升系統(tǒng)性能，而區(qū)塊鏈系統(tǒng)則更多考慮了如何幫助用戶平等參與網(wǎng)絡(luò)，這應(yīng)該是二者在設(shè)計理念上的核心差別，因此，區(qū)塊鏈系統(tǒng)比傳統(tǒng)的分布式系統(tǒng)更適于多方共贏生態(tài)環(huán)境的構(gòu)建。這個是看起來有點兒“務(wù)虛”，但是也有其道理的聯(lián)盟鏈的價值。公鏈的問題在于，如果現(xiàn)階段應(yīng)用，顯然不符合企業(yè)端生態(tài)的實際情況，企業(yè)端的生態(tài)環(huán)境即便你一開始沒設(shè)計中心也會自然產(chǎn)生中心，這是人的社會性決定的，所以也不要那么排斥所謂的“中心化”，鏡子中照出來的無論好不好看都是你自己，化妝不解決本質(zhì)問題。
聯(lián)盟鏈既然面向企業(yè)，自然會把提升效率放到一個很高的優(yōu)先級上，于是有了一些假定上的放松，比如，節(jié)點都是授權(quán)加入，實際上注入了信任；有了信任，共識方面可以放松，都回到了傳統(tǒng)分布式系統(tǒng)的路線上；再基于信任，出塊速度可達(dá)到秒級、毫秒級，不擔(dān)心中本聰考慮的傳播過快存在的安全問題。放松假定上最徹底的是微軟的Coco，將節(jié)點放在基于硬件的可信執(zhí)行環(huán)境中，所以，智能合約不用每個節(jié)點都執(zhí)行，只執(zhí)行一次，結(jié)果大家信任，共識也采取簡單的跟隨機(jī)制，所以它還能處理別的聯(lián)盟鏈搞不定的“不確定性計算”。聯(lián)盟鏈對公鏈做了很多調(diào)整，有的徹底有的不徹底，由于多數(shù)聯(lián)盟鏈存在節(jié)點數(shù)量上限，所以，節(jié)點在聯(lián)盟鏈中通常代表節(jié)點自己而非網(wǎng)絡(luò)參與者，有點“代理”的意思，也算是讓對人的信任轉(zhuǎn)移到了對機(jī)器的信任，但是不同于公鏈這種節(jié)點無上限、節(jié)點直接代表參與者的結(jié)構(gòu)，這種差別使聯(lián)盟鏈在放松假定之后反而比公鏈設(shè)計、部署更復(fù)雜了，有點兒小“尷尬”。
四、我所認(rèn)識的共識
共識是區(qū)塊鏈中炒的很熱的概念，甚至?xí)尫羌夹g(shù)出身的同學(xué)覺得“共識”是區(qū)塊鏈發(fā)明的。我對共識了解不多，只是根據(jù)資料總結(jié)了一個共識的發(fā)展路徑或者說學(xué)習(xí)路徑供大家參考：
共識是高深的數(shù)學(xué)問題，上圖中除了POS、DPOS之外，其他定理、共識都由獲得過圖靈獎或者相當(dāng)于這個級別的專業(yè)數(shù)學(xué)論文做支撐，所以共識不是靈光乍現(xiàn)的好用就行，沒有數(shù)學(xué)基礎(chǔ)作支持很難保證其可靠性。嚴(yán)格來說POS、DPOS才是專門為區(qū)塊鏈設(shè)計的共識，但是，缺點是沒有縝密的數(shù)學(xué)論證，盡管以太坊的大神中有很多數(shù)學(xué)方面的高手。
此外，共識這個詞對業(yè)務(wù)人員和技術(shù)人員來講是有很大區(qū)別的，業(yè)務(wù)上的共識通常指共同遵守的業(yè)務(wù)規(guī)則和一致的結(jié)果，而對技術(shù)人員來講卻是個與可以與業(yè)務(wù)幾乎沒有關(guān)系的話題。
五、我所認(rèn)識的區(qū)塊鏈架構(gòu)
回顧了比特幣、以太坊和聯(lián)盟鏈之后，我總結(jié)了一個我個人視角的區(qū)塊鏈一般架構(gòu)：
我認(rèn)為廣義區(qū)塊鏈的設(shè)計主要包括數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、共識層、激勵層、智能合約層，但是實際上，共識層、激勵層、智能合約層都是可以選的，不是必須要有，每一層中具體機(jī)制也可以靈活變化。網(wǎng)絡(luò)層雖然必選，但是其機(jī)制卻是可選的。最不能動的是數(shù)據(jù)層，這一層的塊鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是鐵打的，但有人會說Codar呢？Codar自己只說是受區(qū)塊鏈啟發(fā)，從來沒說自己是區(qū)塊鏈。
如果用我們常用的軟件架構(gòu)視角來看，也可以這么轉(zhuǎn)換下：
共識其實可以分成業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)庫兩部分，前者是業(yè)務(wù)邏輯的共識也就是智能合約，后者是記賬權(quán)共識也就是數(shù)據(jù)寫入權(quán)?？梢员容^出區(qū)塊鏈系統(tǒng)與一般軟件系統(tǒng)其實主要差別就在于底層數(shù)據(jù)庫的實現(xiàn)和業(yè)務(wù)邏輯層關(guān)于代幣的設(shè)計上。這也是為什么目前就設(shè)計來講，除了涉及虛擬數(shù)字貨幣的應(yīng)用難以用傳統(tǒng)分布式系統(tǒng)替代，而其他類型的區(qū)塊鏈設(shè)計尤其是聯(lián)盟鏈環(huán)境下的設(shè)計幾乎都可以被替代的原因，替代主要也就是對數(shù)據(jù)層的替代。
六、我所認(rèn)識的區(qū)塊鏈未來
未來總有些幻影，不是那么容易去辨別的，技術(shù)發(fā)展太快，我這種“三腳貓”的功夫也不敢輕易給個時限、下個結(jié)論，只能說說方向性的認(rèn)識。
公鏈技術(shù)在效率方面有些很復(fù)雜的東西，我說不清楚，分片、L2層、狀態(tài)通道這些會給公鏈進(jìn)一步賦能的技術(shù)或者設(shè)計方式，也許可以解決一部分效率問題，但是總體上來講，還不能帶來決定性改變。公鏈解決“信任”問題的方法，多少有些極端，所以“犧牲”了效率的大幅度提升。在這個“瓶頸”改變之前，公鏈的效率可能難有實質(zhì)性突破。
聯(lián)盟鏈方面，前邊提到了小“尷尬”，假定放松反倒設(shè)計麻煩了，是不是該回頭看看公鏈，找點兒啟示？目前，IBM最初帶起來的框架之風(fēng)已經(jīng)刮成了平臺之風(fēng)，平臺功能越來越多、越來越重，造成了學(xué)習(xí)、設(shè)計、部署、運維方面的困難，為什么聯(lián)盟鏈不能在注入信任之后，還能兼顧公鏈的易部署性呢？我近期在《新“匯通天下”：用穩(wěn)定幣實現(xiàn)跨境支付方案》一文中，曾對Ripple模式嘗試進(jìn)行一些改變，Ripple設(shè)計中的簡化部署很值得大家認(rèn)真思考，如果要做平臺，那就應(yīng)該把面向業(yè)務(wù)的功能和面向賬本的存儲分開考慮，從這個角度講，聯(lián)盟鏈中的“鏈”最重要的應(yīng)該是可信連接，而不是所謂的系統(tǒng)底層；如果想要易于推廣，那就得易于部署；而易于部署的前提就是功能上有所舍棄，畢竟有太多的事兒并不需要區(qū)塊鏈去承擔(dān)，比如，智能合約。最近V神發(fā)推特表示了對“智能合約”這一叫法的“遺憾”，很多人也吐槽過智能合約，那究竟聯(lián)盟鏈?zhǔn)欠裾娴男枰粋€強大的智能合約？我們玩區(qū)塊鏈真的是為了智能合約？如果說我在區(qū)塊鏈上認(rèn)識不到位、“開倒車”，那就“開倒車”吧，也許下一代技術(shù)真的能解決這些問題，但革命勝利前，大家是真的想用區(qū)塊鏈做些能夠有較大范圍、有價值影響的設(shè)計，去證明區(qū)塊鏈的價值，還是繼續(xù)這么別別扭扭呢？如果是前者，是不是可以重新理解下公鏈，理解下Ripple，再看看平臺設(shè)計，也許區(qū)塊鏈不是用來做平臺的，而是用來讓用戶信息、核心信息與平臺分離的，比如，有可能是下邊這樣么？
用戶之間通過區(qū)塊鏈協(xié)議共享必要的賬本信息，基于區(qū)塊鏈機(jī)制進(jìn)行身份驗證，解決可信連接，而復(fù)雜業(yè)務(wù)功能都是由平臺功能層負(fù)責(zé)的，包括連接海量存儲必須的IDC。這種方式便于在各用戶的本地系統(tǒng)之間形成可信連接，并調(diào)用強大的平臺功能，但是分離開區(qū)塊鏈層和功能層。平臺功能是可信的，對于聯(lián)盟鏈而言，既然注入了信任，又不去信任不是浪費嗎？
聯(lián)盟鏈的很多設(shè)計本就可以被分布式系統(tǒng)替代的，如果談價值的話，我覺得還是從公鏈機(jī)制中保存點對點的連接和交互最重要，這個不是傳統(tǒng)分布式系統(tǒng)的設(shè)計方向，讓每個機(jī)構(gòu)真的是自己參與而非“代理”參與，讓區(qū)塊鏈真的成為協(xié)議而非平臺，也許這個才是聯(lián)盟鏈的設(shè)計方向。
說到未來，還剩下虛擬數(shù)字貨幣這部分，我不是個數(shù)字貨幣的投資者，從我這個無“幣”者的角度看，虛擬數(shù)字貨幣即便要在西方廣泛流行，也必須依靠與法幣的合法兌換以及價值相對穩(wěn)定的兌換，這也就真的具備了將資產(chǎn)數(shù)字化的能力，絕大多數(shù)人都是投資者而非投機(jī)者。數(shù)字貨幣方面最重要的其實還是法定數(shù)字貨幣，只有法定數(shù)字貨幣實現(xiàn)了，區(qū)塊鏈的全球價值網(wǎng)絡(luò)之夢才會成真，而上圖的聯(lián)盟鏈形態(tài)也將獲得更大的價值，所以我才認(rèn)為，聯(lián)盟鏈最重要的是能保持公鏈中的“真”點對點機(jī)制和易部署性。
區(qū)塊鏈走過了激蕩的十年，雖然了解其技術(shù)的人還不多，在開發(fā)者群體中，區(qū)塊鏈依然是少數(shù)，它的名氣更多還是被比特幣帶起來的，畢竟比特幣創(chuàng)造了人類歷史上資產(chǎn)價格上升速度之最，但是，所有研究區(qū)塊鏈、熱衷區(qū)塊鏈的人，特別是技術(shù)人員，都不希望它停留在這個層面，大家都在技術(shù)的現(xiàn)實主義中欣賞著一朵浪漫之花，期待著它的盛開。
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