以太坊:從“不可能三角”談DFINITY和以太坊

所謂的“不可能三角”是指在區塊鏈公鏈中，很難同時做到既有很好的“去中心化”，又有良好的系統“安全性”，同時還能有很高的“交易處理性能”。一些區塊鏈技術系統更加注重去中心化的公平性，交易效率相對較低；一些區塊鏈技術系統更加注重效率，去中心化的公平性就要被犧牲；強調公平性和效率的同時，也不能忽視安全性。這三者之間的兼顧和均衡，就產生了區塊鏈技術創新的不同方向。

以太坊生態的蓬勃發展，依托于他建立了一個對開發者友好的龐大社區，吸引了大量開發人員涌入進行開發建設。同樣，DFINITY定位為互聯網計算機，也希望更多的開發者進來以更簡單的方式進行開發。

以太坊和DFINITY以自身的底層框架及區塊鏈思想的分布式應用，讓開發者可以用少量代碼實現豐富的應用程序，通過先吸引開發者，創造出便捷高效應用，再以此來吸引用戶的參與。

近期，DFINITY創始人Dominic在社交媒體宣布，接下來會進行DFINITY與以太坊的網絡集成工作。如果實現了這個目標，這將吸引更多的開發者可以自由選擇更低成本，效率更好，更多便利的環境進行開發，對于DFINITY與以太坊生態無疑都是更愿意看到的事情。可以看出來DFINITY與以太坊非常相似，DFINITY曾標榜自己為以太坊的“瘋狂姐妹”來說明這一點，只是更關注性能和和神經網絡治理模式。那么我們就從“區塊鏈不可能三角”來看看這對“瘋狂姐妹”的一些技術特點吧。

張成崗：從“科技支撐”維度努力回應區塊鏈等對社會治理體系構建的機遇與挑戰:3月27日，由清華大學社會治理與發展研究院、清華大學社會科學學院、清華大學智庫中心、人民網理論頻道聯合主辦的“疫情視角下的社會治理現代化”線上高峰論壇舉行。清華大學社會治理與發展研究院院長張成崗以《疫情防控與風險治理現代化》為主題作了主旨演講，他表示，社會治理共同體應當形成合力，從重大突發公共衛生事件的有效治理出發點，提出具有可操作性的中國特色社會治理建設的系統性行動方案，為社會治理增加公共衛生服務能力和突發公共衛生事件應對能力模塊，實現社會治理研究從以往靜態的描述性、倡導性研究范式，轉向關注動態適應性社會治理體系的“規范性研究”和“行動性研究”并重，還應從“科技支撐”維度，努力回應人工智能、大數據、區塊鏈等新興技術對社會治理體系構建的機遇與挑戰這一新議題。（人民網）[2020/3/31]

去中心化與安全問題

DFINITY所實行的是一種基于流動式民主的治理機制，與以太坊的“代碼即法則”相較，他們都可以防止黑客或者節點作惡，但以太坊是依靠核心開發者與技術手段使一些受損方恢復正常，無法利用自動化工具來停止或撤銷作惡，而DFINITY引入了網絡神經系統這種更加自動化的鏈上治理機制，在面對各種作惡者時讓所有方恢復正常。

數字資產研究院孟巖：疫情將使中國經濟治理的主導思想從“維穩”轉向“救生” ?:3月29日14：00，火幣大學推出的“區塊鏈卓越人才特訓營”繼續開課。第四講是區塊鏈通證經濟課，數字資產研究院副院長、火幣中國顧問孟巖作為主講人，進行了主題為“通證經濟的模型與實踐”的直播授課。

孟巖認為，疫情將使中國經濟治理的主導思想從“維穩”轉向“救生”。經濟形勢嚴峻，原來擔心內部生產不能復工，現在國際疫情嚴峻，擔心沒有訂單，如何讓中小微企業活下來是很大的問題，整個經濟治理會有更積極地做法。

過去幾年，金融維穩抓得非常緊，P2P、小微貸公司都被打擊得差不多了。疫情中，央行又重新鼓勵金融科技的發展，但要求在指定機構、指定區域來進行一些創新。這意味著中國金融當局密切關注國際動向，在局部地區以事實“沙盒”模式允許試驗，但準入控制仍嚴格。疫情后各國在區塊鏈和數字金融領域的競爭將會加速。[2020/3/29]

DFINITY的神經網絡系統可以完全控制網絡的各個方面，例如，它可以升級承載網絡的節點機所使用的協議和軟件；它可以創建新的區塊鏈子網，實現擴容；它可以拆分子網，來均衡網絡負載；它可以配置經濟參數，如ICP與cycles的兌換比例；在極端情況下，它甚至可以凍結/解凍/修改網絡中的的軟件，以保護網絡等等。而是否進行這些行動或何時何地進行都取決于網絡參與者創建的“神經元”的投票活動。任何人都可以鎖定一定量的代幣來創建“神經元”提交提案或者對其他神經元提交的提案進行投票，并允許“神經元”對不同種類的提案選擇不同的跟隨者進行跟隨投票。這樣可以利用社區的集體智慧及意愿對網絡進行治理。如果投票過程能夠獲得真正的社區共識，并且當NNS行使其權力時社區不會破裂，則DFINTY的自動化治理對某些類型的應用程序來說可能代表著一種極具吸引力的替代方案。雖然NNS擁有強大的工具來解決廣泛的治理問題，但仍不能保證這些工具會被用來解決應用程序的具體問題；提案必須通過。不過，如果當社區建立起共識時有一個大家都同意的修理機制，且該機制不會被濫用，那么這將帶來極大好處。

分析師：比特幣從“弱手”轉向“強手”，或帶來巨大發展勢頭:最近的拋售可能已經傷害了加密貨幣的宏觀市場結構，但加密貨幣分析師Bitcoin Jack對此持表達了質疑：“數以百萬計的比特幣（注：只有大約1800萬枚比特幣，還有一些丟失了）在鏈上從弱手轉移到強手中。而衍生品交易所上有數十億美元的合約從弱手轉向強手。這是個嚴肅的問題：考慮到有限的供應量，你怎么能看跌？”（CryptoSlate）[2020/3/25]

參與以太坊網絡，需要運行一種稱為節點軟件或客戶端的特定類型的軟件。該節點軟件執行了以太坊協議的規則。每個客戶端由不同團隊維護，但他們都遵循相同的以太坊協議規范。它們之間的差異主要體現在對開發人員來說很重要的一些技術細節上，比如他們所使用的編程語言，所擁有的開發人員支持量，或者所使用的開源許可。以太坊協議規范是高級規則，可協調諸如從終端用戶傳播到mempool的方式，以及礦工們如何在解決加密難題后向網絡的其它部分傳播他們的區塊。如何將它們編碼到客戶端則由團隊決定。實現軟件更改的過程與現實世界中通過新法律的過程非常相似。在現實世界中會存在著各種利益相關者。這些參與者中的任何一位都可以在Github上提交一個名為以太坊改進建議(EIP)的提議。如果一個新的EIP包含在一個版本中，礦工和其他節點將在下一次升級他們的軟件時自動采用這些更改。這叫軟分叉。礦工和節點可以運行不同的(舊的和新的)版本的軟件，而不會造成任何兼容性問題。引入的更改是向后兼容的。另一方面，如果所做的軟件更改與當前協議不兼容，則治理必須安排一次硬分叉，否則事情會變得很混亂。以太坊核心開發人員已開始將硬分叉稱為“網絡升級”。在硬分叉期間，由于節點不再使用與網絡其余部分相同的“語言”，因此未更新其軟件的節點將從其余網絡中分離出來。換句話說，一組礦工遵循一套新的規則，而另一組礦工則遵循舊的規則。這就是為什么總是要提前安排硬分叉，以便為每個節點和礦工提供足夠的時間進行準備的原因。這很重要，因為如果持有大量用戶資金的加密交易所將其節點指向錯誤的鏈，則可能會引起很多混亂和破壞，因為用戶會暫時無法取回其資金。大多數硬分叉僅僅只是形式上的，所有參與者都會遵循，但是在極少數情況下，它們可能會引起爭議并導致意識形態上的分裂。

聲音 | 浪潮集團云南分公司總經理：云南區塊鏈產業發展需從“科普”到“專精”不斷深化:據昆明日報消息，浪潮集團云南分公司總經理鄭昕表示，云南區塊鏈產業發展需從“科普”到“專精”不斷深化。下一步，浪潮將繼續加大云南農業產業高質量發展體系建設力度，重點以普洱茶等云南優勢產業為切入點，打造云南“綠色、有機農產品高地”的品牌形象，并在此基礎上，開展基于區塊鏈的供應鏈金融服務，解決中小企業貸款難、貸款貴問題。[2019/11/11]

安全

DFINITY通過其閾值接力技術實現區塊的快速生成，使用閾值簽名使對等接力網絡中的一組驗證者迅速達成一致。閾值簽名是一種群簽名，只能通過成員的一些閾值的組合簽名構成，因此代表這些成員的協議的加密證明。在這種情況下，作惡者的攻擊代價較高，因為每個區塊的閾值簽名組的成員都不一樣，是隨機挑選的，所以攻擊者必須有足夠的利益來控制足夠多的簽名者以影響共識。組越大，這個控制難度就越大，代價也越高。其安全性取決于使用不可預測且防篡改的隨機數選擇驗證組成員，這要通過閾值群BLS簽名實現。來自先前區塊時間的組簽名用于隨機選擇當前區塊的驗證組，然后生成用在下一個區塊時間內的組簽名，依此類推。

分析 | 應對Libra可從“有條件地嘗試發行錨定人民幣的穩定幣”等三方面入手:《中國金融》2019年第15期，北京大學數字金融研究中心王靖一和黃益平聯合發文《Libra的艱難征程與中國應對》，文章表示，應對當前的Libra，可以先從以下三個方面入手。第一，盡快打破國內外數字金融行業分割的局面，真正構建全面開放的新格局。第二，在監管“沙盒”的框架下有條件地嘗試發行錨定人民幣的穩定幣，助力人民幣國際化進程。第三，未雨綢繆，主動考慮一些應對數字貨幣沖擊的策略。[2019/8/7]

DFINITY使用安全的分布式秘鑰生成協議，使得組成員能夠交互生成組簽名秘鑰，這個協議的安全性沒有在包含對手的網絡中證明，雖然DFINITY聲稱閾值接力共識過程可以容忍DKG協議的高故障率并且繼續起作用，但在優化和設計秘鑰生成方面還面臨著一些挑戰。

不管是對于個人還是組織來說，對比特幣或以太坊PoW區塊鏈成功發起攻擊或者控制整條鏈，都需要花費巨額的資金成本。以太坊在Serenity階段過渡到PoS(權益證明)機制時，用戶通過抵押32枚ETH成為驗證者之后，可以通過驗證區塊來獲得額外的ETH獎勵。在PoS機制中，攻擊以太坊網絡的成本將與所花費的ETH成本相掛鉤。與PoW機制使用的耗能型挖礦方式不同，PoS機制中的驗證者將“抵押”ETH，且會因為試圖進行欺詐行為(驗證無效區塊)而損失部分或全部抵押的ETH。在以太坊2.0網絡中抵押了ETH的驗證者數量越多，網絡就越安全，攻擊者在發起攻擊時需要購買的ETH數量就越多。而且，這種攻擊行為將可能帶來ETH價格的迅速上漲，因此使得攻擊者付出的代價成本就更大。

簡單來說，DFINITY與以太坊都是通過其簽名算法及共識機制來提高在網絡中的作惡成本，使攻擊者能獲得的利益遠小于作惡所付出的。

性能

講到安全性的時候說到，DFINITY通過閾值接力技術以及BLS加密算法讓網絡中的節點迅速達成一致，快速、規律的產生新的區塊，DFINITY稱使用概率插槽協議可能使每個區塊上的交易數增加25倍。該協議將每個區塊時間劃分給識別區塊鏈生成者的優先插槽。插槽優先級越高，區塊權重也越大。因此在給定的區塊時間內生成多個區塊的情況下，網絡會選擇累積權重最大的有效鏈。在先前區塊時間內產生的隨機值允許所有誠實節點自主同意插槽優先級和區塊權重，因此成為權重最大的有效鏈。由區塊組成的鏈只有在通過群閾值簽名公證后才能生效，并且每個區塊時間的公證會快速地消滅權重較輕的鏈，使得交易確認時間只需2個區塊。

隨著以太坊2.0進入到信標鏈階段，其分片網絡雖然不承載交易數據，但已經走出了提速與擴容的關鍵一步，其共識機制POW也會在2.0的合并執行后轉變為POS，目前POW仍作為以太坊的主鏈底層共識，其效率與擴展性的不足正是以太坊2.0啟動的因素之一，在POW機制下，其節點曠工只能按部就班的產生區塊，在這個過程中，曠工需要存儲及同步的數據越來越多，隨著DEFI項目的火熱，交易量激增使得網絡費用及擁堵程度大大提升。而以太坊2.0進行分片后，的確能解決擴展性不足，礦機算力壟斷等問題。Eth2.0最終將被劃分為1,024個分片，它希望從理論上講這應該使網絡吞吐量增加>1000倍。但通過這種分片的擴容也是有上限的。

而DFINITY的愿景是通過將共識、驗證和存儲分為不同層次的架構“近乎無限”地擴展網絡。共識層只決定了出塊，沒有交易數據。不同于以太坊每個曠工都需要保存所有數據，DFINITY的存儲層被分成多個鏈，每個鏈負責處理更新分片狀態的交易。驗證層負責將所有分片的哈希組合成類似梅克爾樹的結構，將根狀態的哈希值存儲在鏈上。雖然這種架構為擴展提供了堅實的理論基礎，但在實踐中仍然存在一些重大問題需要解決，例如影響多個分片狀態的交易。

結語

被冠以“以太坊的競爭者”這個名頭的項目數不勝數，這足以證明以太坊的技術開發及生態建設領域在區塊鏈行業里面首屈一指。DFINITY雖然也被冠以這一名號，但其團隊發表的言論及技術方向，都不是取代或消滅的關系，而是互相交互，相互完善的關系。對于開發人員和用戶來說，提供更多的選擇對整個社區來說都是喜聞樂見的。

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