「原創」區塊鏈的三個「天然缺陷」


「原創」區塊鏈的三個“天然缺陷”

數量眾多的開發語言


世界上編程語言多達上五十多種,但尷尬的是,沒有哪一種語言能夠佔據絕對優勢。

國內著名經濟學家朱嘉明認為,在現實中,很可能發生因為任何一種編程語言自身不足,以及不同的編程語言不足的迭加,對現有區塊鏈造成本源性的傷害。

其次,區塊鏈編程語言主要依賴C++、Java、Go等幾種 “高階語言”,而這些所謂的高階語言目前還存在諸多不完善之處。

以Go為例,創建時間是2009年,距今只有10年,其“錯誤處理機制”、“垃圾回收器”與“編譯器”等邏輯功能,還需要逐步完善,才能滿足未來區塊鏈開發需要。

同時,朱嘉明還認為:現有的計算機語言正在面臨與其它新技術的融合,進而影響區塊鏈的技術體系。例如,人工智能技術和計算機語言的融合,很可能引發計算機語言系統的變革。

「原創」區塊鏈的三個“天然缺陷”

軟件失效的邏輯

最後,由鄒均等編寫的《區塊鏈核心技術與應用》這本書中還提到了編程人員的自覺和非自覺的錯誤。

編程人員的錯誤,會導致軟件缺陷,而軟件缺陷又會導致軟件故障。軟件故障是指軟件在運行過程中導致不希望出現的錯誤,如果不加以適當處理,就會導致軟件失效。

區塊鏈技術一般運行在相對不可信的公開環境,沒有專門的維護人員,更不可能做到像一般軟件那樣24小時公開維護,因此就要求軟件要有高度的穩健性,但是現實情況卻往往不是這樣的。

人為導致的漏洞,也會讓區塊鏈資產化為烏有,這種案例也屢見不鮮。

4月22日中午,有黑客利用以太坊 ERC-20智能合約中BatchOverFlow漏洞攻擊BEC(美鏈的代幣“美蜜”)智能合約,成功向兩個地址轉出了天量級別的 BEC代幣,導致市場上海量BEC被拋售。此事使得當日BEC的價值幾乎歸零。

「原創」區塊鏈的三個“天然缺陷”

4月22日當天,BEC價格從0.32美金跌到0.02美金。

4月25日,僅僅三天後,另一個智能合約SmartMesh(SMT)曝出漏洞,交易所表示,因SMT出現異常交易,各交易平臺暫停SMT的充提和交易。

現實世界裡,財物失竊尚能夠通過立案偵查追回損失。但是在互聯網的世界裡,儘管數字貨幣“錢途”無量,一旦被黑卻血本無歸。

因此,代碼進步十分重要,但是程序員素養,對行業進步更為重要。


博弈論的侷限

中本聰在白皮書中提到,比特幣是一種點對點的電子現金系統。實際上比特幣背後的共識機制也是點對點進行的,一臺臺礦機合作變成礦場,礦場之間通過礦池連接起來,在互相博弈中,形成一種平衡狀態。

這種博弈狀態的平衡,在朱嘉明看來,建立在“博弈論”基礎上的“納什均衡”最接近反映區塊鏈共識系統的狀態。


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納什均衡是博弈論中的一種情況

“納什均衡”是指,在一個博弈過程中,博弈雙方都沒有改變自己策略的動力,因為任何單方面改變自己的策略,都會導致自己的收益減少。舉個例子,以即將來臨的雙十一為例,淘寶上兩家旗艦店都在打價格戰,任何一方在活動期間都不敢隨便漲價,因為任何漲價行為都會導致自己一方失去優勢。

無論是比特幣點對點的支付系統,還是礦工之間的挖礦競爭,都無法擺脫一個問題,在轉帳、挖礦過程中每個節點都存在競爭,競爭的結果就是誰付出的礦工費用越高,誰的交易越快完成。

但是實際上,朱嘉明認為,這種“納什均衡”狀態下的博弈,是當年諾伊曼和納什研究的是有限“節點”下的小規模博弈,早已經不足以面對“由幾十億節點的龐大對象構成的社會、經濟等複雜行為”。

當然也無法支持目前比特幣、區塊鏈系統節點“幾何級數”的發展規模。


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比特幣全網算力是47073540.92 TH/s

目前,比特幣全網算力是47073540.92 TH/s,市面上最常見的礦機是比特大陸的螞蟻S9礦機,官方給出的這臺礦機的額定算力時14.5TH/s,簡單算個除法,結果就是全球比特幣網絡運行著324.6萬臺螞蟻S9。


「原創」區塊鏈的三個“天然缺陷”

螞蟻S9參數

但是實際上,目前比特幣礦場中還運行著很多算力低於S9的礦機,這就意味著全球比特幣礦機數量遠大於324.9萬臺。

在數百萬的規模上實現礦機、礦場、礦池之間的博弈平衡,絕對不是個簡單的算術問題。實際上,比特幣全網算力還處於不斷增長中,這種指數級別的增長,正面臨“失控”著狀態。目前比特幣礦業消耗電力已經超過整個大英帝國的用電量。

研究機構曾做出過這樣的統計:如果按照去年11月份“比特幣挖礦耗電量”增長速度來計算,到2019年7月,比特幣挖礦耗電量將超過如今美國全國的用電量。


「原創」區塊鏈的三個“天然缺陷”

2010年以來,比特幣全網算力增長趨勢

同時隨著全球比特幣用戶增長,比特幣轉賬也正在消耗越來越多的“手續費”,網絡擁堵就像懸在每個礦工、用戶頭上的“達摩克利斯之劍”,隨時都有可能造成巨大的負面影響。

顯然,“納什均衡”狀態下的博弈論已經無法支撐以比特幣為代表的區塊鏈技術的前行。亟待進行一場新的基礎科學的變革。


哈希算法的掣肘

“區塊鏈技術的核心其實是密碼學,密碼學的重點則是哈希函數。”《區塊鏈核心應用與開發》這本書提到。

你在區塊鏈上的每一筆轉賬、挖礦、應用開發等等,只要涉及鏈上數據處理,都會涉及哈希函數。而素數與數論則與哈希函數聯繫緊密。

我們經常說的比特幣POW算法本質是一個哈希函數。

事實上,已經有很多哈希函數被設計出來並廣泛應用,支付寶、微信、銀行的加密無不使用哈希函數。不過Hash函數一般安全壽命都不長,被認為安全的算法往往沒能使用多久就被成功攻擊,新的更安全的算法相繼被設計出來,而每一個被公認為安全可靠的算法都有及其嚴格的審計過程。


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SHA256對“哈希”加密

加密算法SHA家族的更迭史最能說明這個問題,從1993年SHA0被髮明,在不斷被破解與重新發明的較量中,目前已經發展到第五代SHA-512。

在幣圈中我們經常說某某幣發明了某種算法,其實主要都是使用那些被認證過的安全算法,或是單獨使用,或是排列組合使用。

而哈希函數與數學問題關係十分緊密,具體是指數論與素數問題。


「原創」區塊鏈的三個“天然缺陷”

《區塊鏈核心應用於開發》這本書認為,目前數論還處於發展狀態,哈希函數當然也處於發展狀態,這就決定了區塊鏈技術還存在諸多算法不當,進而導致區塊鏈技術性能不足。

比特幣的不可擴展性、效率低下、升級困難,很大程度上就是該邏輯導致。因為擴展性問題,導致了比特幣在2017年被迫分叉。總的來說,區塊鏈技術的效率低下問題,在一定程度上還是數學問題。

有人可能會問,數論是什麼?素數又是什麼?

通俗理解,一切數學問題都可以歸結為數論問題,因此素數問題也屬於數論問題。


「原創」區塊鏈的三個“天然缺陷”

早在公元前300年歐幾里得就證明了有無窮多個素數,在隨後接近2000年的時間內,主要內容是以尋找素數通項公式為主要思想。這方面主要的代表人物有德國數學家高斯,英國著名數論學家哈代、李特伍德、拉馬努金等等。

今年9月20日,與證明“黎曼猜想”相關的新聞,在網絡上鬧得沸沸揚揚。知名數學家邁克爾· 阿蒂亞爵士宣佈將會證明黎曼猜想,這引起了區塊鏈行業從業者的關注。為什麼?

“一旦黎曼猜想被證實,就意味著素數出現規律就能找到,基於此的加密可能也就不安全了。”從事數學研究的阿嵐認為。

因此,博弈論、代碼語言進步、數學理論發展,對區塊鏈技術進步都有著不可小覷的影響。


比特幣誕生至今,10年過去了,期間被死亡200多次,被分叉20多次,但是任何一次危機都沒能成功“殺死”比特幣。

比特幣背後的區塊鏈技術,雖然面臨數學問題、博弈論問題、代碼漏洞問題,但是這些也沒能阻擋區塊鏈行業的從無到有,從落魄到發榮的歷史進程。

而成功度過每一次危機,都能讓這項技術浴火重生、鳳凰涅槃。

雖然目前區塊鏈技術並不成熟、加密貨幣還沒有完全被主流認可,但是時間會對這些問題做最好的註腳。

正如思想家阿卜·法拉茲所言:“暫時的失利,比暫時的勝利好得多。”

參考資料:《區塊鏈核心技術與應用》,作者鄒均、于斌、莊鵬、邢春曉


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