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区块链浪潮背后 共识机制却无「共识」

2019-12-05 链捕手 来源:区块链网络

政策趋势日渐明朗,无疑成为市场再度爆发的「助燃剂」,高涨的市场情绪中却仍有隐忧存在:区块链技术发展尚未完善,落地困境也并未解除。

区块链概念诞生十年,期间共识机制层出不穷。从比特币网络「中本聪共识」到AVALabs的雪崩协议(Avalanche)再到Libra所采用的HotStuff基础共识算法,区块链—这项依托于共识算法而运转的系统,却始终没有就某一种共识机制而达成共识。

市场是否需要如此多样化的共识?究竟什么样的共识才能够代表区块链的未来?诸多疑惑尚未澄清;同时,随着政策性利好的释放,区块链融合实体将真正成为发展浪潮,原生于区块链概念中的共识机制又是否能够适应这种变迁?

共识达成,长路漫漫。

01

市场需求下,共识机制发展的新篇

在分布式系统的集成设计中,网络中的节点需要试图使全局对局部处理结果达成某种程度的一致,而构成一致性的手段便是共识机制。虽然这一概念于近两年才走入普罗大众视野,但其却早在10几年前后便迎来了第一波热潮。

在2000年前后,Ben-Or(异步共识鼻祖)、PBFT等共识算法如雨后春笋般涌现出来,论文相继诞生,工业界开始探讨这一技术的前景;但是到了2008-2009年左右,共识算法却开始逐渐消失,陷入到科研空窗期,究其根本在于共识算法虽足够创新但却没有引发工业界的兴趣——工业界从未想过进行「去中心化」。

而在比特币诞生后,价格水涨船高,利润空间增大,比特币背后涉及的共识机制等诸多逻辑也重回人们的视野;以太坊则又引入了智能合约,从业者们看到了区块链世界与现实世界之间的关联,随即引发了共识机制的又一次爆发性增长,其中不乏一些别具特色的共识机制,如Avalanche以及HotStuff,开始尝试贯通区块链网络与现实世界,分布式共识再次迎来高涨。

目前共识机制市场可以大致划分为两大阵营,一种基于PoW准入机制,一种则基于PoS准入机制,前者简单易懂但却存在性能瓶颈、资源浪费的缺点;后者虽解决了性能问题,但却提高了共识协议完成的复杂度,开发成本高昂。可以说这两大阵营都无法满足商业场景落地的需求,也便促使从业者们尝试着开发出更具可用性的共识机制。

如AVA Labs提出具备亚稳性特征的Avalanche(雪崩协议),在集成两大阵营优势条件下,并融合DAG技术,实现商用落地可行性。

AVA首席协议架构师TedYin在介绍Avalanche共识时,用了非常形象的比喻——「谣言传播」。在现实生活当中,谣言在突破某个「临界点」时将呈现出指数级的暴涨,最终导致「谣言」变成「真实」的情况。Avalanche也是借鉴这一逻辑,保证区块链网络的效率——在突破某一「临界点」后,共识将快速达成。

在安全方面,Avalanche则是选择借鉴中本聪共识的概率安全性。Hotstuff和其他传统共识协议可以保证从理论角度,共识是百分之百安全的。在其看来,世界万物都是概率性的,不管共识从理论的角度是否100%安全,却都也存在着所有节点服务器同时宕机的可能性,这也就意味着只要将共识失败的概率性控制在很小的范围内便能够保证网络安全。

Avalanche选择概率安全性使得共识机制可以扩张到上千个节点,交易速度每秒5000TPS以上,然而从实际角度和比特币一样安全,证明了不可能三角根本就不是一个真正的问题。

在这一共识的助推下,AVA Labs也在商业场景落地上取得了不小进展。在此前10月份举行以太坊开发者大会Devcon 5活动中,AVA Labs正式宣布推出智能合约平台Athereum,支持以太坊迁移并能够提供高吞吐、低延迟等性能优势,目前已经能够在保证高TPS情况下,将节点数量提高至2000个左右。

02

低门槛、能耗小,未来共识机制隐见雏形

毫无疑问,共识机制的革新使受困于性能、安全性等瓶颈的区块链行业拓展了融合实体的想象空间,加快了区块链商业场景落地的步伐。但仍要认清共识机制绝非「银弹」,也并非所有共识机制都具备商业落地的可能性,任何一款能够融入实体场景的共识机制都需要满足一系列的条件。

众所周知共识的中心化程度往往与区块链网络的运转效率成正比。如「中本聪共识」保证了网络的高度去中心化,相应的牺牲了高效率;DPoS超级节点模式虽保证了高效率,却屡遭偏中心化质疑。而区块链网络走向商用落地,一方面要发挥出分布式特色,又势必对性能提出更高要求。

这也就意味着一个优秀的共识机制必须满足安全性、效率、去中心化三者之间的平衡。一方面能够保证区块链网络、节点记账安全高效满足商业落地需求;二是能够保证社区良好运转,通过合理的激励模型,使得社区进入到分布式自治的逻辑中。

其次,则是要降低开发者准入门槛,能够与绝大多数社区开发者相匹配。对比传统互联网服务而言,共识机制尚处在非常早期阶段,并无标准化、流程化的解决方案留存,即便通过白皮书、开源代码能够窥探其中逻辑,但是结合到实际场景当中往往千差万别,这也就是需要降低门槛的原因。

再次,则是要解决扩展性、可监管性难题,保证共识机制能够在融合实体产业的过程中,适应系统成员增加、交易场景扩展、监督等变化。在商业场景落地过程中,不光需要共识机制能够满足当前市场规模,更要具备极强的弹性空间,可满足商业场景延伸的需要;此外,更不能完全隔绝监管的把控,要一定程度上保证运转的透明与合规。

AVA Labs联合创始人Ted Yin在采访中给出了更加直接的评判标准:「无论学术界还是工业界。能够被清晰描述,资源消耗小,经得起推敲,并且能够证明正确性的,才是好共识机制。」确实,一个优秀的共识协议必须能够简单易懂,便于理解与接受,进而才会有普及使用的可能;经得起推敲则是保证了共识机制的安全性和商用性,避免商业损失;资源消耗小才能够保证商业利润。

此外,Ted Yin在采访中既感叹共识市场「雨后春笋」般的发展状态,同时也把矛头对准了共识市场的混乱:「很多人喜欢构造特别华而不实的共识机制,看似面面俱到但却极为复杂;而区块链落地则是需要简单便捷的机制,开发者需要找到这两者之间的平衡」。

在区块链体系当中,共识机制的作用难以忽视;但这一强调共识的体系中却尚未出现一种令众人满意的「共识」。又或许市场本就不存在十全十美的「共识」,只要能够瞄准落地场景,那么共识就有一席之地。

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编译者/作者:链捕手

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