突破区块链不可能三角(二)——在比特币POW之上的尝试

发布时间:2019-04-15 16:35 本条阅读:

最近比特币的上涨似乎是在提醒着大家,比特币在十年之后似乎还是有着蓬勃的生命力。这一点,无论从软件还是从信息技术的角度来看都是一件无比神奇的事情——同样是来自2009年的产品,windows 7已经进入了最后的时光,iphone 3早就已经不见踪影,而许多我们现在习以为常,仿佛从很早以前就一直存在的东西,例如小米,例如ipad,甚至,例如微信,其实都还尚未诞生。

但是,实际上,无论是ipad还是微信,都早已经不是当初的样子。但比特币却不然,从性能到功能,相比于最初的版本仅仅是在功能上有些许审慎的改进。这其中的缘由,固然有区块链本身去中心化的特性,也有之前在专栏第一系列分叉的部分提到的政治和路线之争,但归根结底的原因是——

比特币的POW设计,实际上是十分精妙的。

我个人并不认为这是中本聪有意为之,或者说,中本聪对于POW的设计的是非常巧妙的,但是,由于他非科班出身的背景(参见我对于他身份的分析的答案)

https://www.zhihu.com/question/305973025/answer/628460658

https://www.zhihu.com/question/67192203/answer/251020050

他无法去用严格的数学来证明这种算法的有效性,然而,他却需要最简单的逻辑来说服自己以及其他人这个算法确实是有效的,因此,他给了算法足够多的冗余,例如十分钟的区块间隔,来让读者从直觉上相信“这个时间足够所有人同步这个区块了”,而不去纠结如果这个假设不成立会出现什么结果。

于是,这就是比特币POW巧妙的地方——它的算法极简单,简单到不需要严密地推论和证明就能令人信服它的可行性。但另一方面,却也让人不禁去想——这里似乎有这么多可以改进的空间,只要稍加修改,就能……

然而,大部分拍脑袋的对于比特币的改进方案实际上都引入了额外的机制,而这些机制在最终都被证明了引入了额外的安全隐患——因为实际上,比特币的机制尽管简单,却恰恰符合了信息安全的基本原则——越复杂的机制,就越容易出错。

对于这点,张韧同学的这篇论文有非常精彩的论述。

https://www.esat.kuleuven.be/cosic/publications/article-3005.pdf 

当然,这并不代表比特币的POW完全没有改进的空间,而正相反,POW的改动空间相当大,只不过,做出改动的人需要知道自己到底在改什么,又或者说,很微小的改动都会造成一些连锁反应,于是需要相应的机制去修复,因此,如果一个改动看起来还和原版POW一样简洁,那么它多半是有问题的。于是,这里其实留给非专业人事操作的地方就不多了——想要改进比特币POW,需要从更深入的角度去理解POW和分布式系统。

这里,我们从可扩展的角度介绍一些经典的POW扩展方案。

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