ADE:鏈游說第三十六期：從互聯網到區塊網

嗨，大家好，歡迎來到第三十六期的鏈游說，我是你們的好朋友——鏈游小熊。

互聯網的問題與區塊鏈

互聯網這個概念你并不陌生,不管你愿不愿意,你都必須承認,你的生活已經被互聯網掌控,你可以一個月不出家門,但你很難一個月不上網。隨著社會的不斷向前發展,越來越多的東西開始向網絡轉移,而且這一趨勢越來越快。那么,互聯網沒有問題嗎?當然有,你我都接觸過網絡的各種問題,比如數據泄露、計算機病、垃圾信息。

那么,如何解決這些問題呢?我們拋開法律層面、人文層面,單看技術層面的解決方案。這就涉及一個偏哲學的問題:互聯網的實質是什么?互聯網實際上是由一個個的網絡設備和終端節點構成的,所謂的網絡設備和終端節點,就好比你家的路由器連接著各種電腦、手機。在互聯網從終端到終端的過程中,要經過眾多的線路和網絡設備,在這九曲十八彎的“取經路”上,其中任意一個環節出現問題,都可能導致網絡的不可達。

中心化節點的損壞會導致數據丟失,硬件設備的損壞會導致網絡直接宕機。即使硬件都完好無損,各個終端對于帶寬資源的爭奪也會導致網速過慢。就算確保一切都完好,依然會存在各種各樣的網絡攻擊。這些情況可以歸集為一個概述化的問題———中心化的網絡結構中存在惡意節點,即所謂的“不可信網絡”。

NirvanaMeta MNU 3D元宇宙鏈游上線:據官方推特消息，MNU RPG 3D元宇宙鏈游上線，玩家等級達到1級以上智能合約檢測自動發送當天打金固定收入，進入游戲需要使用MNU和NU代幣合成一個新的NFT游戲賬號，95%的代幣銷毀。[2023/1/5 10:23:49]

對于不可信網絡中達成共識的問題,其實很多學者和專家都有相關的研究,但是直到比特幣區塊鏈系統出現前都沒有一個實際可用的解決方案。在本章中,我們會嘗試從不可信網絡中達成共識這一問題的研究路徑去看區塊鏈網絡的誕生,同時也為后面我們談到的通證經濟模型的設計問題埋下一個伏筆

點對點網絡的互不信任問題

點對點系統意味著不存在中心節點,想要這樣一個網絡運行,就需要所有的使用者都擁有一個自己的客戶端,這個客戶端能夠發送和接收交易,而且能識別其他節點發送的交易是否合法。要做到這一點,就需要保存一些基本的數據來記錄所有參與者的行為。對單個節點尤其是普通用戶的節點來說,滿足7×24小時在線基本上是不可能的,那么節點連接網絡的第一件事情就是通過其他在線節點獲取自己在離線這段時間內的行為數據。

區塊鏈游戲網站Haste Arcade完成150萬美元種子輪融資:6月10日消息，區塊鏈游戲網站 Haste Arcade 宣布完成 150 萬美元種子輪融資，本輪融資由 Logic Boost Labs 首席執行官 Jonathan Cogley 領投，曾在 Riot Games 工作的 Thomas Vu、Grab Games 首席執行官、南加州大學教授 Anthony Borquez、硅谷資深人士 Craig Brennan、Passport 首席投資官 Brad 參投。[2022/6/10 23:05:55]

但是,在公開的網絡中,其他節點并不都是可信的,甚至有惡意節點會故意傳播假數據,新登陸的節點需要從其他節點獲取數據,因此這就要求在系統的參與節點間有一套識別機制,或者能夠判定數據是否正確,或者能夠判定節點是否可信,即需要在互不信任的節點之間達成信任。

拜占庭將軍問題

系統節點間的識別,其實就是點對點通信中的基本問題:如何在存在消息丟失問題的不可靠信道上通過信息傳遞的方式達成一致性,萊斯利·蘭波特等人在1985年將這一問題形象地描述為拜占庭將軍問題。

鏈游平臺WEMIX運營商Wemade完成約4657萬美元戰略融資，微軟等參投:11月2日消息，基于區塊鏈的游戲平臺WEMIX的運營商、韓國游戲巨頭Wemade宣布通過可轉換債券完成660億韓元（約合4657萬美元）戰略融資，新韓資產管理（Shinhan Asset Management）、KIWOOM Securities和微軟參投。Wemade CEO張賢國表示：“Wemade和WEMIX將繼續努力獲得投資，繼續積極投資建設全球數字經濟平臺。”（CoinDesk Korea）[2022/11/2 12:08:50]

拜占庭是一座富饒強大的城堡,周邊的10個部落都想攻占它,但只有5個以上的部落同時進攻的前提下,這些部落才能取得勝利,否則進攻的部落會失敗且被其他部落吞并。而這些部落互不信任,還可能有背叛者。各個部落之間只能通過互派信使傳遞信息,互相告知進攻時間,以期達成協同。在這樣的情況下,每個部落在同一時間會收到不同的時間信息,而怎么甄別信息的真假并達成進攻時間的一致性,就是拜占庭將軍問題所要解決的問題。

在這個問題中,存在誠實節點和欺詐節點,信息通路有可能是暢通的,也有可能是不通的。在這樣的環境中實現具有容錯性的分布式系統,即在部分節點失效后仍能確保系統正常運行,這個問題是無解的。

Solanium成為區塊鏈游戲Vision Game的投資合作伙伴:2月7日消息，區塊鏈游戲Vision Game近日宣布，面向Solana項目和NFT的IDO Launchpad Solanium成為其投資合作伙伴。[2022/2/7 9:36:15]

所以,我們要想在這樣的網絡中實現一致性,只能在信息通路沒有問題的情況下提出解決方案,也就是說在限定條件的情況下才有解決方案。

拜占庭將軍問題的提出標志著關于分布式的可靠性理論的研究已經進入實質性階段,那么具體實踐的出現也就不遠了。

非對稱加密

在互聯網這個不可靠渠道上傳遞隱秘信息,離不開加密技術的支持。在前文中隱含了一個識別交易是否合法的問題,也是一個認證問題的處理過程。傳統的加密和解密都使用同一個密碼,但是這套體系只適合在信任的人之間傳遞隱秘信息,而且最初的密碼怎么傳遞給對方是一個很大的問題。

1976年,惠特菲爾德·迪菲與馬蒂·赫爾曼在論文《密碼學的新方向》中提出了公私鑰加密體系,開創了非對稱加密算法。這套系統避免了在不安全的網絡上傳遞密碼的安全隱患—使用私鑰對信息進行簽名后,使用公鑰可以驗證該簽名是不是對應的私鑰發出的。

暴風區塊鏈游戲THE ROSE上線 數字玫瑰69.9元一朵:暴風播酷云合作應用THE ROSE游戲已上線開放下載。該游戲是基于BFC區塊鏈系統的AR實景種植游戲，玩家可購買玫瑰種子，通過堅持每天澆水、寫日記為所愛之人創造出稀有奇特的玫瑰花朵，游戲中的玫瑰不可被交易，僅可作為愛情鑒證被贈予。據官網顯示，數字玫瑰禮包的價格為69.9元/朵，其中包含1枚種子、營養水、BFC抽獎積分等。[2018/2/14]

使用非對稱加密算法的過程是這樣的。

(1)A和B之間進行通信的前提是,雙方都需要使用非對稱加密算法生成自己的公私鑰。

(2)兩人分別將自己的公鑰發送給對方

(3)A使用B的公鑰將要發送的信息進行加密并發送給B,B使用

自己的私鑰將信息解密并獲取信息原文。第三方即使截獲密文并知道B的公鑰也無法對加密信息進行解密。

(4)A使用自己的私鑰對要發送的信息進行簽名,并將信息和簽

名發送給B。B可以使用A的公鑰來鑒定簽名,判斷信息的原文是不是A發出的,從而保證信息不被篡改。

目前廣泛使用的RSA算法、因比特幣系統而廣為人知的橢圓加密

法等,都是非對稱加密算法

點對點網絡

在傳統的網絡服務結構中,各參與節點并不是對等的,以互聯網中的網站為例,信息和服務的提供方通過服務器提供服務,而使用者則通過訪問服務器獲取服務。網絡中絕大多數的服務都采用這種Browser/Server(瀏覽器服務器)或Client/Server(客戶端服務器)結構,即以中心化的方式提供服務。

圖：基于服務器的模型vs點對點網絡

1999年,肖恩·范寧編寫的在線音樂共享程序納普斯特(Napster)開始爆發,后續出現的電驢(eMule)、比特流(BitTorrent)開始被大范圍使用,甚至占據了當時網絡中大多數的流量,這些點對點對等網絡開始被大規模使用。在點對點網絡中,各個參與者之間是完全對等的,它們各自拿出自己的一部分資源提供對外服務其他對等節點可以直接訪問這些內容。因此,所有的參與者既是資源、服務的使用者,又是資源、服務的提供者。

以點對點方式形成的網絡,是一個非中心化的系統,因此服務更加穩定,不再依賴單個節點的可用情況。而且,從理論上來說,隨時加入節點可以提升整個網絡的性能,使其擴展性更強。同時,信息可以在任意參與者之間進行轉發,不再需要通過固定的節點實現轉發,可以更好地保護用戶隱私。另外,由于在點對點網絡中可以調用節點自身的資源,所以對部分服務來說,它們更傾向于采用這項技術來降低自己提供服務的成本。

默克勒樹

默克勒樹只是一種處理數據的思路。它是拉爾夫默克勒在1980年發表的論文中提出了這個思路,當時提出這個思路是為了生成數字簽名證書的公共目錄摘要。這種結構很適合用大量不同的數據生成一個簡短的摘要,同時可以根據一系列關鍵路徑形成一個數據包含的簡短證明。

默克勒樹的構造離不開哈希函數的配合,整個生成過程如下。

(1)將所有要包含數據的哈希值按照某個順序進行排列,如果是奇數個,就將最后一個復制一份。

(2)根據排列后的順序,將所有哈希值兩兩相合并生成新的哈希值,如果是奇數個,就將最后一個復制一份。

(3)重復(2)的過程,直到生成唯一的一個哈希值為止。

利用這套方案,可以很方便地比較兩個節點的數據中不一致的部分,因此它在點對點網絡中被廣泛使用。對于它原本被提出的作用,可以使從根節點開始到指定節點的路徑中通過的所有節點和相鄰節點的哈希值形成一個證明鏈條,很方便地驗證目標節點是不是在這個默克勒樹中。

哈希運算

哈希運算是一種散列算法,就是將任意長度的信息映射到一個指定長度的目標域中。可以想象一下,將大量信息轉換后放入一個很小的空間中,這個過程一定會帶來信息的丟失,而在算法設計中,為了避免反向求解均采用不可逆算法。

要避免逆向求解,輸入的變動和結果的變動一定是不相關的,也就是說,要根據一個指定結果找到相應的輸入,只能通過改變輸入的方式,不停地嘗試。有算法就會有人嘗試破解,由于計算過程的不一致,不同算法的安全性是不一樣的。

在所有的哈希運算中,SHA(安全散列)算法是美國聯邦信息處理標準認定的安全算法,目前來說它是很安全的,因為暴力計算的成本是很高的。比特幣系統到處采用的SHA256就是這個算法家族中的一員，它是指將任意信息反映到一個256位長度的結果中。

那今天就和大家分享到這，感謝艾場，感謝鏈游玩家，感謝優貝迪聯名播出，謝謝，我們下期見！

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