NER:Nervos Network架構師謝晗劍：區塊鏈抽象與演進

金色財經現場報道，10月26日，由萬向區塊鏈實驗室主辦的第七屆區塊鏈全球峰會在上海舉行，Nervosnetwork架構師謝晗劍在題為《區塊鏈抽象和演進》的分享中稱，治理和抽象是區塊鏈面臨的新挑戰。以太坊改變了一切，它是把區塊鏈技術一般化，它去尋找利用區塊鏈技術的應用，發現它們的共性，然后為各種應用、場景和需求，創造一個平臺，使得在以太坊上可以創造各種應用，包括支付、游戲等。以太坊是抽象層次更高的系統，而未來的區塊鏈，追求不是性能更好，而是抽象層次更高，更加一般化的設計。他認為區塊鏈在抽象層面的問題有三個，比如特定的賬戶體系，特殊的密碼學算法，特殊的運行時。區塊鏈應該追求抽象層次越高，性能是副產品。

以下為演講全文：

大家好！我是NervosNetwork的架構師謝晗劍，很高興能和大家分享我今天想講的題目——《區塊鏈的抽象與演進》。

區塊鏈所面臨的最大挑戰是什么？

不知道大家有沒有看過這樣一句話，意思是：今天新的區塊鏈所面臨的最大挑戰不是「速度」和「吞吐量」，而是「治理」。

所謂的第二代區塊鏈，新的區塊鏈發展到今天，已經有五六年的時間了，如果大家回顧之前一些想法的話，能夠看到當時的思路可能不是那么正確。

幾年前大家想要做新的區塊鏈的時候，想的是「如果我解決了區塊鏈的性能問題，是不是就創造出了新一代的系統，就可以打敗以太坊，然后可以怎么怎么樣」等等。

但這幾年區塊鏈行業的發展已經把這個思路給證偽了，因為我們能夠看到有新的區塊鏈出來，它們的性能也確實非常好，但大家還是認為我們依然處于以太坊的時代，并沒有進入下一個時代，并沒有感覺到當年從「Bitcoin」進入到「Ethereum」的時代，這種感覺并沒有，雖然今天新的區塊鏈已經有很好的性能，能每秒處理幾千筆交易。

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有人說我們面臨的最大挑戰是「治理」。

其實我也是同意的，「治理」確實是現在區塊鏈行業面臨的很大問題，而且這個問題是「Openquestion」，是沒有答案的，不同區塊鏈社區、不同區塊鏈團隊都在探討怎么對這樣一個開放性的P2P自治項目做治理。治理確實是很難的問題。

但是我想說，這不是唯一的問題，所以and「Abstraction」，「抽象」也很重要。

「治理」討論的問題是——我們作為社區能夠決定區塊鏈平臺是不是應該做某件事情的話，那么區塊鏈的「抽象」層次是決定什么東西可以被搬到臺面上被治理、被討論，就什么樣的問題討論該做還是不該做。

所以，我認為「抽象」也是新的區塊鏈所面臨的非常重要的挑戰。

什么是「抽象」？

這個詞本身就很抽象。

抽象本身是比較技術的詞，有兩個解釋，我們只要關心第一個：所謂抽象是一個過程，我們把特殊性從一個系統里去掉，然后從系統里創造出一般性、普遍性。

這是一般化的過程，通過去掉特殊的設計，把共性找出來，讓系統可以變得更加一般化，可以適用于更多的場景。

這個解釋可能還是很抽象，大家要記住關鍵詞是要去掉「特殊性」，把「特殊性」從系統里去掉，在系統里找到更多共性「一般性」的東西放在設計里創造「一般性」。

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用一個不是那么區塊鏈的例子解釋一下。

大家可能玩過游戲機，至少我小時候會在游戲廳里玩大型所謂的街機。如果你了解這樣機器的話，你就知道每一臺機器其實對應一個游戲，這對于街機來說系統設計是從軟件到硬件一體的設計，所有設計都是圍繞一個目的服務的，就是這一款游戲。

當我們需要創造另一個新游戲的時候，我需要另外設計一臺新的機器，所以游戲廳里擺了十臺二十臺機器，每臺機器是不同的游戲。

游戲行業發展到今天最流行的東西已經不是街機了，更多的是像XBox這種通用的游戲平臺。

XBox是一般化的設計，你可以為XBox設計各種各樣的游戲，而后你只可以購買不同的游戲就可以在這一個系統上運行去玩。

所以，從街機到XBOX就是一般化的過程，從另外一個角度來說XBox是抽象層次更高的設計，可以適用更多的場景，里面為每一個特定游戲所打造的特殊東西很少很少，幾乎沒有。

正是因為它沒有那些特殊的細節，在這個平臺上的開發者才能填補細節，才能讓平臺能夠適應各種各樣的需求。

當我們考察區塊鏈行業的發展，考察「Bitcoin」和「Ethereum」的進程也是這樣的過程。

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此前消息，元宇宙游戲生態系統DeHorizon宣布完成850萬美元Pre-A輪融資，Sfermion、Dragonfly Capital、Everest Ventures Group領投，Animoca Brands、Yield Guild Games、Mechanism Capital、LD Capital、Zonff Partners、Jsquare、OKEx Blockdream Ventures等參投。[2022/2/18 10:01:35]

「Bitcoin」想做什么？

從白皮書、標題里可以看到一開始的目的是想實現點對點的支付系統，這是有非常明確單一目的的系統，所以它的系統設計也是圍繞這個目的來做的。

在以太坊出現之前的時代，如果大家還有印象的話，我們想要全世界人都看到「Bitcoin」底層的技術非常有價值，不管是區塊鏈還是分布式賬本。

當我們想用這個技術做另外事情的時候你能做什么？你能做的只是Focus「Bitcoin」代碼，而不是利用「Bitcoin」的代碼做什么事情。

但是以太坊的出現改變了這一切，以太坊說我們不需要這么麻煩，我們可以把Bitcoin、區塊鏈變成更加一般化的系統，我們要找到那些利用區塊鏈技術的應用需求的共性，創造出一個平臺出來，把只為支付服務這種特殊設計去掉，但是要把為各種各樣的共性需求找出來，為共性需求設計一個平臺。

Greenidge Generation 宣布全面擴張計劃 從比特大陸訂購礦機增至2.25萬臺:金色財經報道，Greenidge Generation 宣布全面擴張計劃，公司將在保持碳中和的同時擴展紐約州以外的地區，先前宣布的比特大陸訂單從 10,000 臺增加到 22,500 臺，根據與德克薩斯州開發商的獨家協議，評估多個額外的電力容量超過 2,000 兆瓦的站點，與德克薩斯州控制超過 1,000 兆瓦發電資產的公司簽訂獨家協議，在南卡羅來納州斯帕坦堡購買 175 英畝的土地，擁有超過 75 萬平方英尺的工業建筑。（prnewswire）[2021/10/22 20:47:44]

所以以太坊有虛擬機、運行環境，在以太坊上可以構造各種各樣不同的應用，比如支付、借貸、游戲等等。

從「Bitcoin」到「Ethereum」是一般化的過程。

換句話說，以太坊其實是相對「Bitcoin」抽象層次更高的，就像XBox相比于街機一樣。

如果沿著這個思路去考察的話，我們很容易可以想到要怎么樣做的更好，如果真的要做出和現在這一代不一樣的區塊鏈的話，下一代是什么樣子？

可能不是性能更好，應該是抽象更高。

怎么把系統變得抽象層次更高呢？

回憶剛才的定義，要找到里面的特殊設計和特殊細節，如果它不是共性的東西就把它砍掉，想辦法把它變成更加一般化的設計。

在今天的區塊鏈系統里，有哪些特殊設計呢？我找到了幾個方面和大家分享一下：

特定賬戶體系

以色列初創公司Synereo將旗下代幣和應用程序轉移至以太坊網絡:Synereo—是一家位于以色列的創業公司，主要研發去中心化開源的社交網絡平臺，已宣布向以太坊區塊鏈遷移計劃。據官方公布，今年第二季度，Synereo的加密貨幣AMP向以太坊區塊鏈中遷移。此外，其內容貨幣化和應用程序WildSpark將轉移到以太坊，以實現完全分散化的網絡。[2018/1/25]

區塊鏈是人和資產交互的系統，這里面既然有人，有用戶，你就要為每個用戶建立一個賬戶、一個身份來代表它。怎么驗證賬戶是屬于某個人的？賬戶內部的數據模型是怎么樣的？這些東西在今天的區塊鏈系統里都是硬編碼，由區塊鏈設計者幫開發者、幫用戶選定。作為用戶、開發者，你并沒有權利替換它。

以賬戶里的驗證來舉例，不管是?Bitcoin還是?Ethereum，都是系統指定的，一旦你想往系統中發一筆請求、構造交易，你必須要用特定的密碼學算法來簽名，這是強制性的設計。作為區塊鏈用戶，你沒有辦法更改它，它是寫死在系統里的。

但是，這樣一個強制的設計其實會產生很多問題，其中最明顯的是造成區塊鏈用戶門檻非常高。由于歷史原因做出的特定選擇，和今天在很多互聯網場景里用到的密碼學算法，是不一樣的。比如說，現在每個手機里都有安全芯片，用安全芯片來保管私鑰是最方便、最安全的，但安全芯片可能用的是?R1?或者?RSA?的算法，而不是區塊鏈選擇的加密算法，不兼容就會導致你必須使用助記詞技術重新建立賬戶體系，而不能利用現有的賬戶體系。

現在，其他賬戶體系還有哪些？郵箱、人臉識別、生物特征識別等等，其實有很多，但是這些跟區塊鏈的賬戶體系不兼容，這是特定設計帶來的障礙。

特殊的密碼學算法

比如說，今天我在某一個區塊鏈上想要開發一款應用，我不想用這個平臺指定的幾個有限選擇，怎么辦？你不能怎么辦，你啥也做不了。

在以太坊里，有一種Precompiles是寫在?EVM?虛擬機里的特定密碼學算法，如果你不想用這個算法的話，你也許可以用?Solidity?重新實現一個，但效率非常低，因為?EVM?本身效率也非常低。

這會帶來什么問題呢？密碼學算法其實是一種標準，不同國家的密碼學算法標準不一樣，美國也美密，中國有國密，但區塊鏈的選擇不是任何一種標準。這意味著，當區塊鏈的應用想要走到真實場景里的話，很難兼容現有的標準，這其實是區塊鏈技術推廣的障礙。

運行時環境

現在，幾乎所有的區塊鏈平臺都支持智能合約，智能合約需要運行在恰當的環境里，這個環境可能包括虛擬機、狀態模型。運行時環境本身也可以分為計算時、運行時、驗證運行時等等，各自都有很多不同的選擇。比如說，虛擬機可以用?EVM，也可以用?RISC-V?虛擬機等。但今天看到的每個區塊鏈設計，都是由區塊鏈設計者幫開發者選定了特定的組合，開發者無法自由選擇不同的選項，這會給開發者帶來門檻。開發者為了進入區塊鏈的體系，可能需要學習一套完全不同于今天工作里用到的東西，在我們看來這個限制也很大。

不光是對開發者有學習成本，對區塊鏈性能方面、安全方面都有影響。總而言之，區塊鏈系統者給你做了選擇，你只要用區塊鏈系統就不能再做其他的選擇。

以上三個方面是現在能夠看到的區塊鏈在抽象層次上比較大的問題，我們也希望解決這些問題。解決的方式，說起來也很簡單。既然找到了問題，就要對賬戶做抽象，對密碼學做抽象，對運行時做抽象，給用戶和開發者更多的選擇。

我們是怎么做的呢？在賬戶抽象一層，Nervos推出了新的數據賬號模型——Cellmodel。有了賬號抽象之后，能夠實現什么樣的效果呢？在抽象賬戶上的應用，可以被不同地方的用戶用到。

比如說，你是普通的互聯網用戶，你只有郵箱，你可以直接使用區塊鏈上的應用，你不需要下載新的錢包入口，你也不需要設置你的私鑰、助記詞，你可以直接使用郵箱做賬戶就好了。

我們同樣也可以利用手機的安全芯片，安全、方便地幫你建立一個賬戶。如果你的手機芯片和人臉識別是關聯的，你可以直接用人臉識別控制賬戶，整個過程中你不需要學習區塊鏈任何特殊的東西，只要用你現有的東西就可以了。

Nervos?上已經有不少應用在這樣做了，像Unipass這樣的應用就是一個基于e-mail的去中心化區塊鏈賬戶系統，還有像DAS這樣的應用，也是利用抽象賬戶的特性，使得互聯網用戶、以太坊用戶、EOS用戶都可以直接操作應用，而不是只有Nervos用戶可以操作應用，這是互操作性。

如何做密碼學抽象？

密碼學抽象的核心是需要有非常高效的虛擬機。我們自己實現的高效虛擬機是CKB-VM，它采用的是開放指令級RISC-V，得益于RISC-V指令級的特性，CKB-VM可以讓開發者用C和Rust來實現密碼學算法，好處不僅僅是高效，并且很多成熟的密碼學算法實現可以直接被搬到區塊鏈上來運行，也就是說它們可以被搬到Nervos上運行。

密碼學算法的實現其實非常困難，如果我們先去實現密碼學算法，那么這樣會很容易出錯。如何判斷密碼學算法的實現是不是安全的？唯一的最好的檢驗標準就是它的成熟度和使用時間，使用的人越多，使用的時間越長就越安全。

能夠直接移植C和Rust做的密碼學好處是不需要重新實現一套，如果用Solidity重新實現一套，那么安全性就值得考慮，因為它是新做的事情，里面可能會有bug，需要時間矯正。

通過高性能的EVM，通過支持C和Rust的EVM，可以高效復用現在大部分的密碼學算法，因為現在大部分現有的密碼學算法就是用C和Rust實現。

運行時的抽象怎么做？

對于開發者來說，開發者不會被迫去使用某一種語言做開發，而是可以使用日常就已經很熟悉的語言來做開發，無論是JAVAscript、Ruby、Rust、C等，都可以被用來做開發。而且在寫智能合約時，智能合約內部的內存布局、數據布局也并不是規定好的，而是可以有很靈活的選擇，這是我們想要實現的目標。

Nervos其實是在這樣的方向上改進區塊鏈的，我們想要創造的可能不是速度更快的區塊鏈，而是抽象層次更高的區塊鏈。但是當抽象層次能夠做到更高之后，我們能夠做的事情會更多，性能也好、吞吐量也好，會是抽象層次變高帶來的副作用。

當抽象層次更高之后，我們就會把更多事情移到鏈外，或者如今天上午Vitalik所說的移到Layer2去做。Layer?1與Layer?2的分離，或者說計算與驗證的分離是抽象變化層次的副作用，所以我們應該追求的是抽象層次的變化，而不是直接追求性能的變化。

就好像我們從XBOX變成了PC，XBOX雖然是一般化的通用平臺，但其實它還是給了人們很多的限制，我們可以給它做不同的游戲，但是不能改它的硬件。PC把這個限制也去掉了，在硬件層也做了更加一般化的處理，PC允許人們換顯卡、CPU、內存、主板、硬盤。所以PC是更加一般化的系統，它是一個標準。從這個角度來講，PC是比XBOX抽象層次更高的系統，能夠做更高的事情，能夠滿足用戶更多的需求，能夠給開發者帶來更多的方便。

如果大家對Nervos有更多興趣的話，可以訪問Nervos的官網，我的演講就到這里，謝謝大家！

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