區塊鏈技術的“不可能三角”

區塊鏈技術的“不可能三角”

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來源:萬博體育足球分析

在傳統貨幣銀行學中存在“不可能三角”,也稱為 “三元悖論”,即開放經濟下一國無法同時實現貨幣政策 獨立、匯率穩定與資本自由流動,最多隻能同時滿足兩 個目標,而放棄另外一個目標。相類似,當前的區塊鏈 技術也存在“不可能三角”,即無法同時達到“高效低能”、“去中心化”、以及“安全”這三個要求,具體來看:

區塊鏈技術的“不可能三角”

(一)追求“去中心化”和“安全”則無法達到“高效低能” 比特幣區塊鏈技術便是一種極致追求“去中心化”

和“安全”的技術組合。 從數據結構上看,它採用擁有時間戳的“區塊+鏈”的結構,在可追溯、防篡改上具備安全優勢,也易於分佈 式系統中的數據同步,但是若需要對信息進行查詢、驗 證,則涉及到對鏈的遍歷操作,而遍歷是較為低效率的 查詢方式。在數據存儲上,它的每一個節點都下載和存儲所有 數據包,利用強冗餘性獲得強容錯、強糾錯能力,使得網 絡可以民主自治,但同時也帶來了巨大的校驗成本和存 儲空間損耗。它並不像分佈式數據庫那樣隨著節點的 增加可以通過分佈式存儲提高整體存儲能力,而只是簡 單地增加副本。未來隨著區塊鏈技術所承載的內容增 多,單個節點的存儲空間將是個問題。

在併發處理上,比特幣區塊鏈技術最終只允許一個

“礦工”獲得記賬權建立一個交易區塊,這種機制可以有 效保證一個民主網絡運行的安全和穩健,但其實質上是擁有所有數據的整個“鏈條”在進行串行的“寫”操作。 相比關係數據庫將數據分為若干表,僅僅根據操作涉及 的數據鎖定若干表或表中的記錄、其他表仍能併發處理 相比,比特幣區塊鏈技術的串行操作效率遠低於普通數 據庫。

在對內容的驗證上,比特幣區塊鏈讓每個節點都擁 有所有的內容,同時對區塊內的所有內容進行哈希,這 增強了民主性和安全性。但是這種整體哈希的設計思 路則意味著不能以地址引用的方式存儲數據,否則由於 所引用地址上所存儲的信息由於並未進行哈希校驗而 可能存在篡改。因此,比特幣區塊鏈技術缺乏高效的可 擴展性,在對大型內容的處理上存在效率問題。

(二)追求“高效低能”和“安全”則無法完全 實現“去中心化”

從“共識機制”角度看,為了在確保“安全”的前提下解決比特幣區塊鏈技術所採用的工作量證明方式的低 效性,權益證明(Proof of Stake)、股份授權證明(Dele⁃ gate Proof of Stake)等機制被採用。但是無論是基於網 絡權益代表的權益證明,還是利用101 位受委託人通過 投票實現的股份授權證明,實際上都是對“去中心化”的 退讓,形成了部分中心化。

同樣在區塊鏈技術的演化上,除了以比特幣為代表 的公有鏈技術外,又衍生了聯盟鏈技術和私有鏈技術。

聯盟鏈技術只允許預設的節點進行記賬,加入的節點都 需要申請和身份驗證,這種區塊鏈技術實質上是在確保 安全和效率的基礎上進行的“部分去中心化”或“多中心 化”的妥協。而私有鏈技術的區塊建立則掌握在一個實 體手中,且區塊的讀取權限可以選擇性開放,它為了安 全和效率已經完全演化成為一種“中心化”的技術。

區塊鏈技術的“不可能三角”

(三)追求“高效低能”和“去中心化”則必須 犧牲“安全”

一個極端的案例便是基於 P2P(Peer-to-Peer)的視 頻播放軟件。以往當在線觀看人數增多時,基於中央服 務器設計的視頻服務器會因承載壓力變大而速度緩 慢。為了提高效率,P2P 視頻播放軟件的設計使得一個 節點在下載觀看視頻文件的同時也不斷將數據傳輸給 別人,每個節點不僅是下載者同時也是服務器,資源的 分享形成不再依賴於中央服務器的“去中心化”模式。

同時,由於視頻一秒有24 幀,少量圖片的局部數據 損壞並不影響太多的視覺感官,但是用於數據校驗而出 現的圖像延遲則是不可接受的。於是 P2P 視頻播放軟 件犧牲了“安全”性,允許傳輸的數據出現少量錯誤。在 這種去中心化的網絡中,參與的節點越多,數據的傳播 越快,傳播的效率越高。當然這對於嚴謹的金融業來 說,數據的錯誤是不可接受的,安全也是金融業所首要 考慮的問題。

總之,從當前的技術條件來看尚無法實現“高效低 能”、“去中心化”和“安全”三者皆得的區塊鏈技術。但 是若對其一個或若干個要求進行妥協,所產生的新技術 集合由於更符合實際需求,有可能它對實際應用的吸引 力反而增強。


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