區塊鏈:盤點區塊鏈達成“免信任性”的六種模型

作者:?Vitalik

翻譯&校對:?閔敏?&?阿劍

對于許多區塊鏈應用來說，免信任性?都是最重要的特征之一。所謂的免信任性，就是應用的正常工作不以特定參與者按特定方式行事為前提，即使他們將來會在利益的驅使下做出意料之外的舉動。區塊鏈應用永遠不可能實現完全免信任，但是有一些應用在免信任程度上遠遠高于另一些項目。如果我們想要朝著信任最小化邁出堅實的步伐，就得先辨別出信任程度的高低。

首先，我個人對信任的定義很簡單：信任就是對其他人行為的假設。在疫情爆發前，你不會因為害怕別人突然捅你一刀而與刻意跟他人保持兩米的距離。這就是一種信任：一方面是信任他人不會暴走，另一方面是信任法律制度對違法犯罪行為的約束力。當你運行其他人寫的一段代碼時，你相信他們是誠實的，至少有足夠多的人對這段代碼進行過審計，知道里面沒有bug。不自己種菜也是一種信任：相信會有足夠多的人為了賺錢而生產糧食。你可以信任不同群體，信任的類型也多種多樣。

V神盤點以太坊2020年進步，包括PoS測試網及MakerDAO等:V神在推文中列出以太坊在2017年沒有、但是在2020年擁有的東西： Uniswap；http://Tornado.cash；Status；MakerDAO；ZK Rollups（如Loopring），吞吐量超過2000 TPS；PoS測試網；叔塊率< 10%，區塊Gas上限為1000萬；Gitcoin贈款。[2020/3/28]

為了分析區塊鏈協議，我會將信任拆解成四個維度：

你需要多少人如你預期的那樣行事？

總參與人數有多少？

需要這些人出于什么動機如你預期的那樣行事？需要他們是利他主義者，還是唯利是圖者？是否需要避免他們之間產生協同？

動態 | 中國知識產權報盤點2019專利領域大事件 其中一項與區塊鏈相關:近日，中國知識產權報盤點2019專利領域大事件，其中包括“”區塊鏈：專利布局駛入“快車道”。文章指出，區塊鏈是近幾年的科技熱詞。自中共中央局2019年10月24日下午就區塊鏈技術發展現狀和趨勢進行第十八次集體學習后，區塊鏈再度成為全社會關注的焦點，并登上了各大權威紙媒與電視媒體的頭版頭條。區塊鏈專利領域呈現出四個特點：第一，我國創新主體開展專利布局時間較晚，但是專利申請量呈現快速增長態勢；第二，中美兩國是重要的市場和技術原創國家，中國偏重于國內布局，美國多邊布局態勢明顯，區塊鏈技術申請人分布較為分散，初創公司較多，沒有明顯專利壁壘以及行業領軍企業；第三，針對業內非常關注的區塊鏈的安全性、同步效率問題，我國已探索解決方案并形成一批核心專利；第四，區塊鏈技術應用前景廣闊，但部分技術難題仍懸而未決，亟需突破。[2020/1/19]

如果這些假設被打破了，對系統的破壞有多大？

動態 | 區塊鏈未能上榜漢語盤點2019年度國際詞:漢語盤點2019年度候選字詞中，巴黎圣母院、區塊鏈、貿易摩擦、黑洞照片、脫歐上榜國際詞。12月20日，國家語言資源監測與研究中心、商務印書館、央視新聞等單位聯合舉辦的“漢語盤點2018”揭曉儀式在北京舉行。最終，“奮”“改革開放四十年”“退”“貿易摩擦”分別當選年度國內字、國內詞、國際字、國際詞。（央視新聞）[2019/12/21]

現在，先讓我們聚焦于前兩個問題。通過下圖，我們可以更加直觀地看出：

綠色越深表示越健康。讓我們詳細分析以下幾種情況：

動態 | 漢語盤點2019年度候選字詞出爐 區塊鏈入圍:12月9日，“漢語盤點2019”年度各組前五位的候選字詞正式出爐，五大候選國際詞分別為：巴黎圣母院、區塊鏈、貿易摩擦、黑洞照片、脫歐。區塊鏈的推薦理由為：被重新加持的區塊鏈，真正開始了人類對技術創造未來的認識。[2019/12/10]

1:1：整個系統只有一個參與者。如果這名參與者確實如你預期的那樣行事，系統就會正常運行。這就是傳統的“中心化”模型，也是我們所要超越的模型。

N:N：“反烏托邦”世界。系統中的所有參與者都要如你預期的那樣行事，系統才能正常運行，如果有任意參與者失敗，那也沒有備份方案。

N/2:N：這是區塊鏈的運作方式——如果大部分礦工是誠實的，區塊鏈就能正常運作。要注意的是，N越大，N/2就越有價值。相比只由少量礦工/驗證者控制的區塊鏈，礦工/驗證者廣泛分布的網絡有趣得多。盡管如此，我們依然想要獲得更高的安全性，因為還有51%攻擊的問題存在。

午間大盤點：數字貨幣普漲 :比特幣（BTC）最新成交價格為124392.34元，最高價格為126651.25元，最低價格為11955.86元，24小時漲幅為0.23%，成交量達4.06萬個BTC；

以太坊（ETH）最新成交價格為5376.49元，最高價格為5416.12元，最低價格為4630.90元，24小時漲幅為11.79%，成交量達44.44萬個ETH；

以太經典（ETC）最新成交價格為261.83元，最高價格為277.40元，最低價格為216.07元，24小時漲幅4.92%，成交量達224.56萬個ETC；

量子鏈（QTUM）最新成交價格為429.11元，最高價格為475.50元，最低價格為186.82元，24小時漲幅40.32%，成交量達102.26萬個QTUM；

萊特幣（LTC）最新成交價格為2410.11元，最高價格為2449.01元，最低價格為2010.44元，24小時漲幅15.29%，成交量達62.98萬個LTC；

瑞波幣（XRP）最新成交價格為5.40元，最高價格為5.53元，最低價格為4.51元，24小時漲幅14.14%，成交量達16663.58萬個XRP；

達世幣（DASH）最新成交價格為7912.81元，最高價格為8013.21元，最低價格為6816.38元，24小時漲幅11.96%，成交量達3.01萬個DASH；

EOS最新成交價格為67.01元，最高價格為71.00元，最低價格為51.81元，24小時漲幅24.64%，成交量達1456.01萬個EOS；

ZEC最新成交價格為3764.07元，最高價格為3896.96元，最低價格為2972.32元，24小時漲幅7.52%，成交量達8.78萬個ZEC；

OMG最新成交價格為136.05元，最高價格為136.05元，最低價格為102.38元，24小時漲幅21.88%，成交量達319.63萬個OMG。[2017/12/19]

1:N：在眾多參與者中，只要有一名參與者如你預期的那樣行事，整個系統就能正常運行。任何基于欺詐證明的系統都屬于這一類。可信設置也是如此，不過在可信設置中，N通常較小。要注意的是，N越大越好！

極少數:N：在眾多參與者中，只要有達到固定人數的小部分參與者如你預期的那樣行事，整個系統就能正常運行。數據可用性檢查就屬于這一類。

0:N：系統無需依賴外部參與者即可正常運行。自我驗證區塊有效性就屬于這一類。

盡管除“0:N”之外的模型都是建立在“信任”基礎上的，但是這些模型之間存在巨大差異！相信某個特定的人會如你所預期的那樣行事，和相信任何一個人都會如你所預期的那樣行事，二者之間有著天壤之別。相比“N/2:N”和“1:1”，“1:N”與“0:N”更為接近。或許有人會覺得“1:N”模型與“1:1”模型很像，因為這兩種系統都依賴一名參與者，但實際上它們之間迥然不同：在“1:N”系統中，如果這名參與者消失或作惡，換一名參與者即可；如果是“1:1”系統，你就只能束手無策。

尤其要注意的是，即使是你正在運行的軟件，其正確性通常也取決于“極少數:N”信任模型，以此確保軟件代碼出現bug時，會有人及時發現。在了解這一事實后，你就會發現，努力從“1:N”模型轉向“0:N”模型如同為敞開窗戶的房子安裝防盜門。

另一個重要的區別在于，如果你的信任假設被打破，對系統的破壞有多大？在區塊鏈上，最常見的兩種故障類型是活性故障?和?安全性故障。活性故障就是你暫時無法進行操作。安全性故障就是出現了系統想要預防的情況。

以下列舉了一些區塊鏈Layer2協議所采用的信任模型。我使用“smallN”來指代layer2系統本身的參與者集合，“bigN”來指代底層區塊鏈的參與者。我的假設是Layer2的社區總是小于其底層區塊鏈的社區。另外，我所謂的“活性故障”特指代幣長時間卡住的情況。無法使用系統但能即時提款的情況不算作活性故障。

Channel類：使用“1:1”信任模型來確保活性，“N/2:bigN”模型來確保安全性。

Plasma：使用“1:1”模型來確保活性，“N/2:bigN”模型來確保安全性。

Plasma：使用“N/2:smallN”模型來確保活性，“N/2:bigN”模型來確保安全性。

Optimisticrollup：使用“1:1”或“N/2:smallN”模型來確保活性，“N/2:bigN”模型來確保安全性。

ZKrollup：使用“1：smallN”模型來確保活性；不存在安全性故障風險。

ZKrollup：不存在活性故障風險和安全性故障風險。

最后是關于激勵的問題：為了達到預期的效果，你所信任的參與者需要非常利他主義，一般利他主義，還是理性主義？默認情況下，“欺詐證明”需要參與者是利他主義的，但是程度如何取決于計算的復雜性，而且有很多方法可以修改規則，使之變得理性。

如果我們增加一種方式來支付服務費，那么幫助他人從ZKrollup上取款的行為就是理性的，因此沒必要擔心無法退出rollup的問題。與此同時，如果整個社區都同意?不接受通過51%攻擊創建的區塊鏈，就可以減輕其它系統的風險。

結論：如果你聽到有人說某個系統“依賴于信任”，一定要問清楚！這個系統是“1:1”模型、“1:N”模型還是“N/2:N”模型？這個系統需要參與者是利他主義還是理性主義？如果是利他主義，參與者需要付出多大代價？如果假設被打破，那么你需要等待多久才能取回自己的資金？幾個小時？幾天？還是永遠無法取回？搞清楚了這些問題，你才能決定要不要使用這個系統。

原文鏈接:?https://vitalik.ca/general/2020/08/20/trust.html

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