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为什么POW必不可少

2019-05-07

能透彻的理解工作量证明,就能理解区块链的意义;无法理解工作量证明,就无法理解区块链的意义。

1、前言

要了解一件事,就要找到其中什么最重要,然后深入的理解当中最重要的部分。最主要的东西搞清楚了,其它的细枝末节就相对容易了。

区块链系统中真正最核心的问题是POW工作量证明,这是区块链与互联网以及普通分布式系统最大的区别所在。

区块链所有的特点,比如说去中心化,比如说不可篡改,比如说价值传递,比如说信任的机器都来源于工作量证明POW这个特点。

而区块链所有的不足,比如说最为大家诟病的效率低下、手续费高昂、能源消耗巨大等也都是来源于这个特点。

能透彻的理解工作量证明,就能理解区块链的意义;无法理解工作量证明,就无法理解区块链的意义。

2、大咖们如何看待工作量证明和算力?

有一个问题非常重要——工作量证明是必不可少的吗?我个人认为这个问题是区块链行业的最核心、最本质的问题。我相信这个问题不光是我有疑问,每一个在区块链行业探索的人都有过这个疑问。

为了彻底搞懂这个问题,我总结了市面上各个大咖对于工作量证明机制的看法,看看能得出什么结论。

我们先来看看提出“不可能三角”的长铗是如何描述工作量证明的:

在区块链诞生之前,我们是很难在互联网上实现竞争性资源,更难实现竞争性资源的转移。但是区块链实现了,比特币就是第一个成功的区块链案例。

我们如果要在数字世界中实现竞争性资源,也需要投入巨量的能源消耗。你投入的计算力消耗或者能源消耗越高,安全的壁垒就越高,这也是为什么我们说比特币的区块链是最安全的区块链的原因所在。

张首晟教授曾经谈到过工作量证明,也非常值得我们思考:

不可能有一些中央指挥的机制,能用一个确定式的办法能够告诉这些计算机怎么来达到共识、不让把熵增得更大。

要达到一个单位的共识的话,必然需要消耗掉一些熵。

一旦有了账本,就等于有了货币,但是这必然会有代价,就是周围的熵也要增加。所以在比特币的系统里面,我们要算哈希函数,计算过程当中,熵就产生了。产生之后,就会达到子系统的共识,熵减,但是总的系统的熵是在增加。

矿业大佬吴忌寒曾经这么描述算力:

人类未来最大的矛盾,是日益增长的数据处理与有限算力之间的矛盾!

算力,可能是人类通往更高文明的一种有效手段,也是与熵增对抗的最有效方式。从科学的本质来讲,拥有更多算力,比拥有金钱更有意义。

比特币现在的全网算力达到约3000万万亿次哈希碰撞每秒,相当于约600台天河二号超级计算机。看起来貌似强大,但如果放眼整个星空,真的要去寻找宇宙奥义,这点算力还谈不上权力。在我看来,算力是为了去除人性在整个系统里的权重,在未来,它有可能超脱于碳基意志,会成为我们意想不到的防护网。

3、POW工作量证明必不可少吗?

大咖就是大咖,说的话都很有范,都是从很宏观的角度来看待这个问题,而且有着浓浓的哲学味道,普通人没点慧根还真的很难听懂。我们还需要从更具体的角度来看待工作量证明,所以我们再回过头去看看中本聪怎么说的。

A、货币

中本聪在比特币白皮书中提到,比特币整个的设计目的是为了实现一种点对点的电子现金系统。

要实现这个电子现金系统,需要解决双重花费和记帐权这两个主要问题,正是出于解决这两个问题的目的才使用了工作量证明,而工作量证明也完美的解决了这个问题。也就是说,这里提出工作量证明是有很明确目的,就是为了解决点对点货币竞争记账的问题。

比特币已经成功运行了十年了,经受住了各种考验,尤其是来自政府层面的监管考验。在比特币之前,有过无数次没有使用工作量证明的数字货币尝试,无一例外都是以失败告终。

所以,这一点相信大家都没什么异议:用区块链实现真正意义上的全球通用数字货币功能,POW必不可少!

除了出于解决技术层面的问题外,货币有它独特的特点,因为传统的意义上的货币是需要由国家强制力保证的,比如说美元就有美国军事、政治的强大保证,而普通的数字货币肯定会被国家封杀。如果要形成一种不依靠第三方的货币,那么必须有能够不被火枪和大炮摧毁的东西,而大规模的算力就是这种东西。

更有意义的是反向思考,既然货币功能离不开工作量证明,那这是不是说其它功能可以离得开呢?是不是说并不是所有的区块链都需要工作量证明,而是根据不同的功能,可以采用不同的共识机制呢?这个问题我们先留在这里,继续思考。

B、点对点交易

之前看到过一篇文章,里面讲到了区块链的最小可行性原理,文章观点总结下来基本如下:

1、如果两个人需要进行点对点交易,但这两个人如果彼此并不信任,怎么办呢?解决方案是由第三方保管凭证或者交易的账本。

2、有人想到了用非对称加密可以解决这个问题,即公私钥密码,这样可以完成两人间的点对点交易,但这只是两个人之间的交易,如果是多方的交易怎么办呢?解决方案是引入分布式账本。

3、引入分布式账本之后又带来双重花费的问题。比如一笔钱明明在A的记账上花出去了,但在B的账本上还没有花出去,这时候我们要相信谁的呢,因为是一个分布式账本,谁都有自己的账本,这就是所谓的分布式一致性,这时候就需要引入共识机制。

4、中本聪想到把工作量证明机制引入共识之中,它是给验证交易投入一个成本,这个成本就是计算的消耗、能源的消耗。投入计算的消耗越高,防止发起50%攻击或者双花的壁垒就越高,这就是工作量证明机制的来历。

这个过程大家可以多看几篇,为什么把它单独拿出来呢?因为它这里说的是区块链的最小可行性原理,其实已经超出了单纯的货币形式,不仅仅局限于比特币这种类型,而是所有类型的交易。更本质意义上的说法是:所有的大规模点对点交易传递,都需要用到区块链架构,都需要用到工作量证明。

用区块链实现任何真正意义上的大规模点对点交易,POW必不可少!

点对点的意义在于,它只需要交易双方之间达成合作,完成不需信任任何的第三方,同时任何第三方无权修改,这样的交易才具有真正意义上的不可逆性!而采用其它共识机制,比如采用DPOS共识机制比如EOS是可以修改的,并非绝对不可逆的;采用POS共识机制最终的结果一定是强者越强,久而久之,那些强者就会形成一个事实意义上的中心。

点对点的交易是最直接的交易,是成本最低的交易,是约束最少的交易,是真正市场化的交易,要想实现点对点交易,离不开POW。

C、权力

同时实现点对点的过程实际上就是权力的弱化过程,权力的弱化对应着自由的增加,而用江卓尔的话说:“区块链世界的财富逻辑是——去中心化带来自由,自由带来交易,交易带来财富”。

什么是自由?从技术角度上来讲,点对点即自由!

因为自由其实是和权力相对应的,你突破某种权力,你就能获得某种自由,如果没有突破某种形式的权力,就无法获得新的自由。

货币关乎权力,点对点关乎自由。在现实生活中,很多情况下权力和中心是一回事,中心拥有权力,权力对应着中心。当权力和中心无法解决某个问题,或者权力和中心带来的副作用越来越明显的地方,就是需要POW发挥作用的地方。

比如权力与中心化就无法解决经济的问题,经济的问题只有市场经济能够解决,市场经济其实就是去中心化的经济解决方案;比如全球货币这件事,需要跨越国家主权,单靠任何一个国家都无法做到,所以需要POW;比如我们需要跨中心的信用的时候,单靠中心本身也无法解决。

POW关乎权力,在权力无法解决问题的地方,POW是目前的最佳方案。

D、信用

有必要单独聊一聊信用这件事。信用是一个非常抽象的词,不过我对此有一个非常具体的理解——什么是信用?信用就是说好会执行的就一定会执行!

但是现在区块链之外的现实世界中,信用是没有得到绝对保证的。一般来说现代社会的信用来源于两个方面,第一个是大数据的计算,第二个来源于政府法律强制力的保证。

大数据所产生的信用只是一种推测,比如说你上支付宝借钱,它会根据你多方面的数据,包括消费、社交、交易、金融和其它行为数据,全部代入它的模型计算,得出一个结果,然后再给你一个额度。但是到期如果你真的要耍赖皮不还,或者由于某些不可抗力的意外情况发生无法归还,它也并没有太多的办法。

大数据已经是非常精准的推测,但是也只能做到一个大概的保证,就更不用说我们日常生活中的基于情感和人际关系的信用了,只会更加的不可靠。

再来说说政府强制力保证的信用,比如说通过法律保证的信用其实也存在一些问题。首先走法律程序的成本非常高,并非人人都会选择这条路,法律无法覆盖到所有的事,甚至有很多事情法律根本都无法界定。而且法律判决本身也夹杂着大量的人为判断,即使法院判决你胜利,最终是否能强制执行,你能否得到赔偿也是未知数。就这些因素,就能够让信用大打折扣,就更不用说政府本身对信用的滥用了。

但是通过区块链的工作量证明可以真正实现信用的目的。比如在区块链中,双方通过智能合约做了约定并且有抵押,那么一旦执行条件被触发,这个智能合约就是确定会被执行,并且绝对不可逆。这个确认会被执行而且绝对不可逆的过程,我们就称之为信用。

这种绝对会执行而且绝对不可逆的信用只有工作量证明机制能够提供给你,POS和DPOS机制都无法提供给你。比如你在EOS上账户被黑客盗取或者被欺诈,如果这笔交易被提起仲裁,通过仲裁这笔转账是能够还给你的,因为执行记账任务的EOS节点,虽然有21个,但是他们在本质上是一致行动人。

其实理解了这一点,你再反过来看看我前面说的长铗、张首晟教授、吴忌寒他们所说的那些概念,比如说熵增、不可逆、信用、去除人性因素等等,可能会觉得具体了很多。

要实现跨中心、不可逆、确定执行的信用,POW必不可少!

4、结语

实现不同的目的,需要不同的共识机制。

如果你仅仅需要不可篡改的特性,那么POS和DPOS机制可以提供给你。如果你仅仅需要分布式的相关功能,那么POS和DPOS也可以提供给你。

但是,用区块链实现真正意义上的全球通用数字货币功能,POW必不可少!

用区块链实现任何真正意义上的大规模点对点的交易,POW必不可少!

POW关乎权力,在权力和中心无法解决问题的地方,POW是目前的最佳方案!

要实现跨中心、不可逆、确定执行的信用,POW必不可少!

-END-

作者简介:蒙特卡洛,区块链研习社特约作者,巴比特专栏作者。

声明:本文为作者独立观点,不代表区块链研习社立场,亦不构成任何投资意见或建议。

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特邀作者

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全球知名区块链学习创业社群,公链生态发展加速器。微信公众号:chain-club。

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