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Celer.Network 联合创始人 李小舟 :想让区块链达到互联网规模,必须依赖链下扩容技术 | 区块链P.O.D大会

2018-09-07

区块链被认为是互联网 3.0,但当前区块链在技术上和实际应用上,连互联网的影子都看不到。

9月5日,由 Odaily 星球日报主办、36Kr 集团战略协办的 P.O.D 大会在北京举行,会上 Celer.Network 联合创始人 李小舟 发表了《Build and Operate Internet-Scale dApps on Celer Network》的主题演讲。

李小舟认为,公链速度慢的原因在于链上共识与可扩展性在分布式系统中不可调和的矛盾。共识算法的改进固然可以提高公链性能,但它让区块链成为互联网规模的应用还差很远,因此必须要依赖于链下扩容系统。

他表示,区块链被认为是互联网 3.0,但当前区块链在技术上和实际应用上连互联网的影子都看不到。如果我们想要构建一个全球共享的分布式生态系统,让所有的计算机、移动终端,以及 5G 时代的 IoT 设备都可以在上面进行大规模、去中心化、安全与快速的交易。李小舟认为这个系统所需要能提供的性能是每秒钟数十亿次的运算。

而当前公链慢的根本原因是链上共识与可扩展性在分布式系统当中不可调和的矛盾。如果想要一个分布式系统的所有节点对每个运算都达到共识,即使是忽略了其中非常巨大的通信成本,整个系统的性能也不会超过这个系统中最慢的节点。共识算法的改进固然可以提高性能,但要实现互联网规模的应用,还相差甚远。因此必须依赖链下扩容系统,也就是在底层公链上构建新一层扩容平台,来极大的提高分布式应用的性能,从而让区块链能够快速的落地。

链下扩容包括测链,状态通道。当双方无法达成一致时,才会诉诸于链上共识。就好比现实中的执法与司法系统。在平时的日常经济活动中,不需要让司法执行系统过多频繁的介入每一笔交易,只需要知道对方有押金,在进行交易的时候存有合同和证据,在出现纠纷的时候能够打官司。链下扩容也是这种思路。把底层公链这些最宝贵的资源只应用在必须链上共识的操作,比如说押金的存取,仲裁强制执行等等。这样可以提高分布式应用的性能,还可以保护用户的隐私。

比如,如何利用链下扩容技术来进行快速的支付。假如有两个互相不信任的人,要进行频繁的交易互动,他们可以首先在链上部署一个智能合约,这个智能合约的作用是帮助二人托管资产。当初始的链上条件设置好了之后,两人可以频繁的进行链下互动。他们只要共同签名去更新状态,包括带有序列号、表明时间戳,以及表明这链上的钱到底有多少应该是属于谁的。这个操作非常快,因为它只受限于每个人自己的处理速度,以及二者之间的通信成本。

任何时候,任何一方都可以把自己手中所持有的二人共同签名的状态,提交到链上的智能合约中,取回自己的钱。

如果另外一方,对这个状态表示同意,或者在一个规定的时间内没有响应的话,那么链上智能合约就会根据它所受到的状态,把这钱分发出去。

当然任何一方也可以去判定对方有欺诈行为,比如说提交了一个过实的不利于自己的证据,而自己手上有两人最新的签名的状态,他可以把这个状态提交到链上,让链上仲裁,以此保证守信一方的利益是不受损害。通过这样的设置,两个互相不信任的人,可以非常快速的进行交易。

在一个区块链生态系统中,各个账户可以通过状态通道连成巨大的网络。在这个网络里任何两个节点都可以通过直接或多跳转发的方式进行快速的链下支付。这样的系统就像现在的互联网一样,只要有网线,就可以与任意一个节点发生交易。它可以为全球化超高速的 P2P 支付带来很多机遇,并可以催生很多新的商业模式。

以上快速支付功能只是链下扩容的应用实例之一。进一步扩展开来,大家在不需要相互信任的时候,可以进行各式各样具有复杂逻辑的交互,而只有在觉得有必要,比如有一方出现不合作的时候,才会诉诸于链上共识让其仲裁,因此整个成本会很低。

Celer Network 是以链下扩容技术为基石构建的可具有互联网规模且保护隐私的分布式应用平台。它的目的就是想让所有人都能够在该平台上快速便捷地开发、运行、使用大规模可扩展性的分布式应用。Celer Network 并不是一个独立的公链,而是可运行在现有以及未来各个可编程区块链之上的网络平台。它通过一套整体的链下扩容技术栈以及经济学机制的创新,提高分布式应用的性能,其目标是把互联网规模代入到每个区块链当中。

以下为演讲全文:

大家好!

    很多人将区块链称为 Web3.0,与它对应的 2.0 互联网实现了全球范围内信息的自动传输,区块链则实现全球范围内价值的自动传输。我们看到 3.0 的区块链和 2.0 的互联网有什么差异?

    在目前最流行的主流区块链上面,大概只能进行每秒钟十来次的运算,显而易见,区块链在技术上和实际应用上连互联网的影子都看不到。

    一个区块链究竟需要多快才能够达到互联网一般的普及程度呢?如果我们的目标是想构建一个全球共享的分布式生态系统,让所有的计算机、移动终端,以及 5G 时代的 IoT 设备都可以在上面进行大规模、去中心化、安全与快速的交易。我们认为这个系统,它所需要能提供的性能是每秒钟数十亿次的运算。

    大家看到这个数字,或许会觉得不可思议,因为这与现实相差的实在太远了,今天我想跟大家分享一下,我们是否能够,以及如何努力才能够达到这样宏伟的目标。现在大部分的分布式应用主要还是直接写在底层公链上的智能合约,我们也知道,现在的底层公链的速度往往都是很慢的。虽然它还有不少的提升空间,但是它的发展也是困难重重。纠其根本原因是公链的链上共识与可扩展性在分布式系统当中不可调和的矛盾。我们如果想要一个分布式系统的所有节点对每个运算都达到共识,即使是忽略了其中这些非常巨大的通信成本,它整个系统的性能也不会超过这个系统中最慢的节点。

    有各种的,包括共识算法的改进都可以对公链性能进行提升,但是如果要达到互联网规模的应用,还相差甚远。

    所以我们认为,必须要依赖于链下扩容系统,也就是在底层公链上构建了一层扩容平台,来极大的提高分布式应用的性能,从而让区块链能够快速的落地。到底什么是链下扩容技术呢?链下扩容的一些基本概念,比如说测链,比如说状态通道。比如说双方无法达成一致时,才会诉诸于链上共识。

    这里我们可以将区块链系统与现实日常生活的经济活动做一个比较,底层的公链是具有权威性和公平性的,但是它处理事件的速度比较慢,就好比现实中的执法与司法系统。在我们日常经济活动中,无需让司法执法系统频繁介入,我们只需要知道对方有押金,在进行交易的时候存有合同和证据,在出现纠纷的时候能够打官司就够了。

   也就是说,把底层公链这些最宝贵的资源只应用在必须链上共识的操作,比如说押金的存取,比如说仲裁强制执行等等。这样不但能够极大地提高分布式应用的性能,还可以保护用户的隐私,因为这些交易细节在大家合作的时候,只有交易的参与方才是知道的。

    下面我们来举一个简单的例子,如何利用链下扩容技术来进行快速的支付?比如说有两个互相不信任的人,要想进行频繁的交易互动,他们可以首先在链上部署一个智能合约,这个智能合约的作用,就是帮助二人托管资产。同时,根据二人共同签名的状态,对这个托管资产进行再分配。当这些初始的链上条件设置好了之后,这两个人可以频繁的进行链下互动。具体方法就是他们共同签名去更新状态,这个状态带有序列号、表明时间戳,以及表明这链上的钱到底有多少应该是属于谁的。这个操作非常快,因为它只受限于每个人自己的处理速度,以及二者之间的通信成本。

    任何时候,任何一方都可以选择把自己手中所持有的二人共同签名的状态,提交到链上的智能合约中,取回自己的钱。如果另外一方,对这个状态表示同意,或者在一个规定的时间内没有响应的话,那么链上智能合约就会根据它所受到的状态,把这钱分发出去。

    当然任何一方也可以去判定对方有欺诈行为,比如说提交了一个不实的不利于自己的证据,而自己手上两人最新的签名状态,他也可以把这个状态提交到链上,让链上仲裁。所以它可以保证诚实、守信一方的利益永远不受到损害。通过这种设置,两个互相不信任的人,可以非常快速的进行交易。

    在一个区块链生态系统中,任何两个节点都可以进行快速的链下支付,这样的系统就像我们现在的互联网一样,家里连着一根网线,就可以遨游互联网的任何角落,它可以为全球化超高速的 P2P 支付带来很多机遇,并可以催生很多新的商业模式。

    下面我们再来看一个更加一般化的例子。刚才说了,链下扩容最核心的原则,就是两人共同维护一个多签名的状态,这个状态可以是简单链上这些押金有多少是归谁所有,也可以是任意的代码合约状态。

   比如这里有两个人想要对弈游戏,他们俩可以共同维护一个链下下棋的代码和棋盘状态。并且一开始,各自给对方一个有条件支付,比如说如果对方在多长时间内赢了这盘棋的话,就给对方一定的奖金。

    然后这两个人就可以通过共同签名来更新这个只有自己才有的代码状态,来进行快速的对弈。这整个过程,完全是私下进行的,然后当有一方胜利的时候,如果输的那方是合作的,他可以选择在链下直接支付,并且把之前的有条件支付清除掉。

    这里我们可以看到,当交易双方是完全合作的情况下,整个从头到尾的棋盘状态,包括它的代码以及条件支付,完全在公链上,不需要有任何的操作运算、存储,那么它的成本会非常低,操作速度也会非常快。

    当然在有一方不合作的时候,利益受损方,因为他手里有对方签名所有的状态,他可以选择把这个状态提交到链上,让链上进行仲裁,以及之前对方发给他的有条件支付的记录,这样链上的智能合约就会分析这个状态,看条件是否满足?如果满足的话,才会强行的分配链上资产。

    所以说,跟刚才一样,我们可以看到,这么一套机制下来,在大家不需要信任的时候,可以进行各式各样非常复杂的交易,而只有在觉得有必要,比如有一方出现不合作的时候,才会诉诸于链上共识,所以整个成本是非常低的。

    下面我想简要的介绍一下 Celer.Network 在链下扩容的工作,Celer.Network 是以链下扩容技术为基石,可以构建的互联网规模,且极度保护隐私的分布式平台。它的目的就是想让所有人都能够在该平台上快速便捷的去开发运行,以及使用大规模可扩展性的分布式应用。Celer.Network 自己并不是一个独立的公链,它的体系架构主要分为两个部分:

    1、一套完整链下扩容技术。

    2、链下扩容的经济学机制。

    下面我简要的介绍一下这些不同的部分,Celer.Network 会有形式化验证来保证自己的安全,并且可以运行在各个公链上。这里我们把刚才的两人下棋的例子再做进一步的延伸,假设此时 A 跟 B 之间有一个状态通道,B 跟 C 之间有一个状态通道,这个时候 A 和 C 就可以通过 B 来进行链下的下棋对弈活动。而我们同时跟他一样,ABC 之间,两两都是互相补需要信任的。

Celer.Network 联合创始人 李小舟 :想让区块链达到互联网规模,必须依赖链下扩容技术 | 区块链P.O.D大会

    那么在 Celer.Network 之上是整个支付网络的路由算法,它是能够让这个区块链形成一个生态网络的核心。首先它具有非常高的性能,可以提供数十倍当前算法的吞吐量,它是完全去中心化的,能够容易恶意节点的攻击,并且能够极大的保护用户隐私,让其他包括中介转发节点都无法知道这笔钱的发送方跟接受方是谁。

    再往上是我们的 COS,整个分布式应用的开发框架与运行环境,它能够提供通用的分布式应用的设计框架与接口,能够去连接链上与链下的状态,去追踪链下状态,并且处理链下纠纷,支持高性能的并发操作,并且可以让一个分布式应用非常容易的跑在各个公链之上。

    说了这么多链下扩容的优点,当然我们也要强调世上没有免费的午餐,链下扩容在极大提高区块链分布式应用性能的同时,自然也带来了一些新的挑战,以及新的问题。这时候通过一个新的经济学机制,来完善整个生态环境。

    首先我们要处理的这个挑战,就是关于状态的可用性问题,如果确保一个用户的状态,它能够实时的去应付对方所有可能提出的恶意的仲裁请求。Celer.Network 设计了一个状态守护网络,用户可以选择与用户保护网络同步状态,如果发生仲裁的时候,状态守护网络可以代表这个用户进行状态的提交。Celer 经济学机制可以保证每个用户没有必要去信任状态守护网络当中的节点。

    另外一个所要应对的挑战就是保证金的问题,如果我要运行一个链下支付的服务,想去赚取转话费用,我的第一个挑战,就是有足够的保证金放在每一个状态通道上。Celer 经济学机制,能够鼓励大家把自己闲置的资金用在链的生态环境中,且能够使具有技术的链下服务商能够通过众筹的方式去获得这些保证金,同时保证所有用户百分之百的安全。

    作为总结,Celer.Network 是通过关于一套整体的链下扩容技术,以及经济学机制的创新,极大的提高分布式应用的性能,我们目标就是把互联网规模代入到每个区块链当中,谢谢大家!

原创文章,作者:小派克。转载/内容合作/寻求报道请联系 report@odaily.com ;违规转载法律必究。

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