衡量“去中心化”的三把尺子

說(shuō)到區(qū)塊鏈，一個(gè)高頻詞是「去中心化」（decentralization），但這個(gè)詞的定義卻不清晰。

“去中心化”是區(qū)塊鏈的一個(gè)特征，比特幣依靠大量消耗哈希算力來(lái)維持比特幣網(wǎng)絡(luò)的去中心化。

那么，如何理解「去中心化」？并沒(méi)有多少人能真正說(shuō)清楚。網(wǎng)絡(luò)上流行使用下面這三種結(jié)果來(lái)解釋所謂的“去中心化”。

這張圖實(shí)際展示的網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的連接關(guān)系，是一種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。試圖用這三張圖解釋“去中心化”是無(wú)力的，對(duì)于深度理解“去中心化”沒(méi)有本質(zhì)幫助。

以太坊創(chuàng)始人Vitalik Buterin 寫(xiě)了一篇文章試圖解釋“去中心化”概念。他從軟件角度，分三個(gè)維度進(jìn)行討論。而這個(gè)三維維度，也是判斷一個(gè)東西是否是“去中心化”的三把尺子：

· 架構(gòu)層： 在物理世界里，一個(gè)系統(tǒng)由多少臺(tái)計(jì)算機(jī)組成？在這個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，可以忍受多少臺(tái)計(jì)算機(jī)的崩潰而系統(tǒng)依然不受影響？

· 政治層： 有多少個(gè)人或者組織，對(duì)組成系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)擁有最終的控制權(quán)？

· 邏輯層： 從這個(gè)系統(tǒng)所設(shè)計(jì)的接口和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)看，它更像一臺(tái)完整的單一設(shè)備，還是更像一個(gè)由無(wú)數(shù)單位組成的集群？——這個(gè)維度可能比較抽象，不太好理解，我們可以用另一種比較簡(jiǎn)單的方式來(lái)做判斷： 如果把這個(gè)系統(tǒng)分成兩半，兩部分里同時(shí)包含生產(chǎn)者和消費(fèi)者，那么這兩部分能繼續(xù)作為獨(dú)立單元完整地運(yùn)行下去嗎？

對(duì)標(biāo)比特幣，比特幣之所以被稱(chēng)之為去中心化是因?yàn)椋?/p>

第一，架構(gòu)層，交易清算是分散在比特幣網(wǎng)絡(luò)中的若干節(jié)點(diǎn)上，而不是依賴(lài)于某些中心化服務(wù)器。低于51%的節(jié)點(diǎn)故障，仍然不會(huì)影響比特幣系統(tǒng)運(yùn)行。

第二，政治層，關(guān)于比特幣程序的重大修改，需要節(jié)點(diǎn)投票，才允許生效。

第一個(gè)去中心概念好理解，分布式網(wǎng)絡(luò)在中心化程序中早已存在，如機(jī)器集群，異地災(zāi)備等。第二個(gè)去中心化，通過(guò)民主投票決策實(shí)現(xiàn)自治，不再有傳統(tǒng)公司的CEO決策，決策權(quán)轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)。但政治層的去中心化，太理想主義，被現(xiàn)實(shí)欺負(fù)得慘不忍睹，這要從礦工說(shuō)起。

礦池-大型算力機(jī)構(gòu)

在比特幣創(chuàng)始人中本聰設(shè)計(jì)比特幣時(shí)，最開(kāi)始的設(shè)想是1 CPU 1算力，每個(gè)人只要拿個(gè)電腦就可以來(lái)參與挖礦。中本聰就是用他的電腦挖出了比特幣的創(chuàng)世區(qū)塊，并獲得了50個(gè)btc的獎(jiǎng)勵(lì)。但隨著比特幣價(jià)值被認(rèn)可，從1萬(wàn)個(gè)比特幣兌換25美元的披薩券開(kāi)始，比特幣的價(jià)格不斷攀升。市場(chǎng)認(rèn)為有利可圖，大量新算力涌進(jìn)比特幣挖礦中來(lái)，挖礦競(jìng)爭(zhēng)變得越來(lái)越激烈。

早期通過(guò)CPU挖礦，后面開(kāi)始使用GPU，后續(xù)已經(jīng)發(fā)展到專(zhuān)業(yè)為挖礦設(shè)計(jì)的ASIC芯片。隨著比特幣價(jià)格的上漲，更多的人參與挖礦，節(jié)點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)非常激烈，全網(wǎng)算力猛漲。結(jié)果是每挖出一個(gè)區(qū)塊的難度越來(lái)越大，并且還需要在很多礦工之間進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)，意味著即便挖出一個(gè)區(qū)塊，也不一定成為主鏈上的一個(gè)區(qū)塊。長(zhǎng)時(shí)間的碰撞能夠撞出一個(gè)有效區(qū)塊，那就是撞大運(yùn)了。1萬(wàn)個(gè)礦工，競(jìng)爭(zhēng)一個(gè)區(qū)塊，最終只有一個(gè)幸運(yùn)礦工能獨(dú)享區(qū)塊比特幣獎(jiǎng)勵(lì)，其他礦工則顆粒無(wú)收。全網(wǎng)算力過(guò)高時(shí)，礦工的收益全憑靠天吃飯。

糟糕的是，即使你的礦機(jī)算力非常高，但別人有比你有更強(qiáng)悍的礦機(jī)，算力更高。可能的結(jié)果是你一個(gè)月都沒(méi)能獲得區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)，無(wú)收入。

怎么保持穩(wěn)定收益，降低喝西北風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)了呢？英國(guó)人為了降低出海風(fēng)險(xiǎn)，催生了保險(xiǎn)公司。在全網(wǎng)算力提升到單個(gè)節(jié)點(diǎn)或者少數(shù)節(jié)點(diǎn)無(wú)法在比特幣網(wǎng)絡(luò)中獲得區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)時(shí)，促使一些極客，開(kāi)發(fā)出一種可以將少量算力合并聯(lián)合運(yùn)作挖礦的方法，使用這種方式連接起來(lái)的節(jié)點(diǎn)，便組成了一個(gè)礦池，抱團(tuán)取暖。

下圖是2018年比特幣礦池算法份額，比特幣算力完全在礦池手中。

礦池的出現(xiàn)，使得比特幣在政治層的去中心化被打破。

ghash.io成立于2013年7月份，在其鼎盛時(shí)期（2014年7月份），該礦池的算力一度超過(guò)了全網(wǎng)51%的臨界值，當(dāng)時(shí)其也引發(fā)了社區(qū)對(duì)51%攻擊的擔(dān)憂，在社區(qū)的強(qiáng)烈呼吁下，部分礦工撤離了ghash.io礦池，才使其回落到全網(wǎng)42%算力的水平。

51%的算力攻擊，使得比特幣自治能力被集中到一個(gè)或幾個(gè)算力集團(tuán)手中，趨向中心化。

擴(kuò)容之爭(zhēng)破壞民主

另外一個(gè)最具代表的例子是比特幣擴(kuò)容之爭(zhēng)，為何預(yù)設(shè)的民主決策自治未能讓擴(kuò)容方案成功實(shí)施。

從軟件角度上，是由比特幣程序的升級(jí)投票邏輯所制衡，簡(jiǎn)單地將當(dāng)比特幣程序出現(xiàn)Bug或者需要添加新功能時(shí)，由比特幣的核心開(kāi)發(fā)組 Bicoin core，簡(jiǎn)稱(chēng) Core 組提出解決方案，節(jié)點(diǎn)通過(guò)區(qū)塊頭標(biāo)記投票的方式進(jìn)行，而有能力在區(qū)塊頭標(biāo)記投票的也只有礦工（礦池）。從這里我們可以得出四點(diǎn)結(jié)論：

· 比特幣程序修復(fù)Bug或修改協(xié)議由 Core 開(kāi)發(fā)組決定

· 比特幣程序更新是否生效由礦池決定

· 不是擁有比特幣就有投票權(quán)

· Core開(kāi)發(fā)組和礦工可以聯(lián)合修改程序

從這里不難看出，比特幣協(xié)議是可以修改的。如果有一天，沒(méi)有區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)，只有交易手續(xù)費(fèi)時(shí)，Core 開(kāi)發(fā)組同礦工們協(xié)商：以后得交易必須支付手續(xù)費(fèi)2.5‰給礦工，1‰給Core開(kāi)發(fā)者。如果雙方同意，這是可以成為現(xiàn)實(shí)的。所以只有 Core開(kāi)發(fā)組和礦工不聯(lián)合作惡，比特幣才能保持穩(wěn)定性。

再回到比特幣擴(kuò)容之爭(zhēng)，礦池和Core開(kāi)發(fā)組斗智斗勇，一系列的擴(kuò)容方案均未被成功實(shí)施。這里最大的原因是礦池和Core開(kāi)發(fā)組這兩個(gè)中心化間的協(xié)作無(wú)法達(dá)成共識(shí)，各自為各自的利益考慮。但遭殃的是用戶(hù)，用戶(hù)沒(méi)有參與權(quán)，只有使用權(quán)。大量交易堵塞，交易遲遲未能被確認(rèn)，交易費(fèi)上升。

講到這里，你也許有了自己的結(jié)論。沒(méi)錯(cuò)，比特幣程序決策權(quán)被少數(shù)人（礦池和Core開(kāi)發(fā)者）把持，未能實(shí)現(xiàn)完全去中心化。悲劇的始作俑者是PoW算力，成也PoW敗也PoW。