王嘉平:區塊鏈還有多長的路要走

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上一篇「區塊鏈到底有什麼了不起」沒聊完的,在這裡繼續。這一篇是我和 PPLive 的聯合創始人張小兵共同討論一起寫的。


之前我們聊到,區塊鏈的計算本質是一個可以和特定計算裝置分離的馮·諾伊曼架構,是可以向第三方證明的可信計算正規化,目的是為了計算過程真實可信,支援上層應用上實現業務邏輯的自證清白,為世界帶來可以計算的信任。


從上層應用開發的角度來說,這和大部分輸入驅動的程式設計模型沒有什麼不同。但是從底層的計算執行過程來看,較之傳統的計算系統,有其非常獨特的去中心化的特性。


這樣的一個特性,產生了一個「製造信任」的機器。當然了,它的第一個產品是BTC/" target="_blank"">比特幣,其核心可以這樣總結:


  • 可靠的點到點的支付的機制,手續費自由競爭

  • 總量給定,勻速發行,週期性發行速度減半


區塊鏈這個機器,為比特幣制造了信任,嚴格保障了上述兩點核心原則。也許在很多金融人士的眼中,這兩個原則既平庸又幼稚,但是這是人類文明歷史上,這是第一次在這樣的層面上的原則得到技術驅動的絕對保障。然後,數字貨幣世界就此開始起步。


即使如此,2009 年看到這篇論文的時候,我也沒想到這個事情成真了,並且如此之快。


我想說的是,人類真的很神奇。《人類簡史》中曾有一句話:「想象力與虛構是人類文明的起點,我們編故事,並相信我們的故事…...」我想,比特幣就是個絕佳的例證。當然這個相信也不是憑空而來,宗教花了無數的力氣,花了幾百年,而比特幣僅僅憑一段程式碼,只花了幾年的時間。


這就是技術的力量。 我的這一篇會分成兩個部分,一部分姑且稱之「為了現在的未來」,另一部分則是「為了未來的未來」。只關心網際網路的同學可以先跳到後半部分 「為了現在的未來」,即如何為現在的網際網路製造信任。



為了未來的未來 : 為去中心化的世界製造信任


去中心化技術已經發展了有很長一段時間,並不是只是大家看到的區塊鏈。其實,最早的去中心化技術是網際網路本身。我們已經歷經了通訊的去中心化、儲存的去中心,然後才有了區塊鏈,即「計算的去中心化」


通訊的去中心化


1876 年,商用電話網路首次部署,那是一個比計算機要早 70 多年的時代。當時通話雙方藉由一箇中心切換機房,來完成點對點通訊鏈路的連線,而這個連線是真真實實物理世界中的一條線。


從現在的觀點來看, 這就是一個伸縮性極差的星型網路。很明顯,這個中心切換機構是通訊的瓶頸,也是單點失效 single point of failure 的存在。我們現在程式碼裡面的一條 「if」語句,在那個時代,是下圖這樣的一個機械開關。

當年郵電局(中國電信的前身)機房裡面的交換開關單元(爺爺親手做噠)


之後電信網路經歷了人工接線到程控交換、模擬訊號到數字訊號、語音鏈路到資料鏈路、獨佔線路到分組交換 packet-switching 一系列將近 100 年的演化。最終到了 1960 年代, 美國國防部高階研究計劃局 DARPA 啟動了 ARPANET,提出了 IP 協議組,才是真正意義上的現代全球資料網路的開端。


去中心化就是 IP 協議組設計目標的核心,當初的目的是為了有效抵禦可能的核戰爭對物理通訊系統的破壞。很慶幸,這個事情最終和戰爭沒太大關係,而是為人類帶來了網際網路。


IP 協議組實現的通訊的去中心化,其核心是的交換設施的去中心化。分散的交換設施在資料通訊網路中互相鬆散地連線,將資料包從傳送方逐級接力轉發到接受方。這個過程無需一箇中心來協同和排程,從而保障當網路中部分交換設施失效之後,這個網路剩餘的節點依舊可以正常通訊。實現這個過程的核心技術是去中心化的路由演算法,能夠處在一個網路的區域性發現源和宿的路徑,進而完成自己這個區域性的路由尋徑和報文轉發。


一個去中心化的系統,隱含的意思是開放的協議和沒有壁壘的公平參與。不必妄想什麼自由精神,只是這一點,就極大減少了推廣這個技術的摩擦和實施這個技術的門檻。正因為如此,IP 協議組被全世界所有公司、所有國家接受。無論哪種商業模式、哪種意識形態,都接入了這個體系,一起構造了劃時代的人類文明的載體。不過,其後的 Web 卻走了捷徑,用中心化的方式實現了域名系統和 CA 證書系統 主要用於 HTTPS


這裡需要提一下的是,IP 地址分配現在是中心化協調的,從而避免衝突。IP 地址分配本質上完全可以是去中心化的,正如 BitTorrent 種子的地址或者比特幣錢包地址一樣。但是由於去中心化的的地址分配需要一個比現在 IPv4 大許多的地址空間,導致用來表示 IP 地址的資料量變大一些。所以可以理解在當年頻寬稀缺的年代,採用了 IPv4 的 32 位地址。在新的 IPv6 中,這個地址是 128 位的,完全可以實現去中心化的地址分配。


儲存的去中心化


1999 年,Napster 點燃了點對點檔案共享的第一把火。在那個很多人還是用 52K 貓撥號上網的時代,線上多媒體內容極其稀缺。Napster 讓大家把電腦硬碟裡面的,CD 機裡面的 MP3 音樂分享出來,讓大家可以更容易獲取到喜歡的音樂。當然唱片公司不樂意了,後面關於唱片業和版權生意變革的故事我在這裡就不多展開了,讓我們把注意力還是放在點對點共享系統的發展上。




Napster 之後,美國的 BitTorrent、日本的 Winny、中國的 PPLive、迅雷,還有北大的 Maze 等等,都在這一時期湧現出來。由於高昂的伺服器頻寬成本以及過低的使用者接入頻寬,使得在那個時代無法支撐今天我們所熟悉的線上影片網站和線上音樂網站。而這個使用者需求,在 2008 年之前,被點對點檔案共享系統滿足了。


這裡描述的問題看起來像是個通訊的問題,但是其實質是得益於去中心化的冗餘儲存。我用下圖來和大家解釋。




大致自 2000 年開始,大量使用者開始遷移到 ADSL、小區 / 宿舍區域網等接入方式,這使網際網路的頻寬呈現上圖這樣的一個分層的結構。使用者本地埠的頻寬實際上遠高於其 ISP 提供的網際網路接入頻寬。這時下載源離使用者越近,大概率其下載頻寬就越高。點對點檔案共享網路中的每一個節點,在下載過程中,同時也成為了一個新的冗餘下載源。這時,一個原本位於國際網際網路上的一個檔案,你可以在國內、甚至同一個城市找到下載源。對於熱門的資源,你甚至可以在同一個小區、甚至同寢室找到下載源。這時你會發現,雖然你在下載一個海外的資源,而你體驗到的下載速度甚至遠高於你的網際網路接入頻寬。而對於原始提供下載的網站來說,絕大部分的下載流量被之後的點對點下載節點承擔了。 同樣是去中心化,儲存去中心化實現了比中心化更好的效能和使用者體驗,所以去中心化就效能低下的刻板印象是不正確的。儲存去中心化首次在去中心化體系中引入了安全措施,用安全雜湊函式 Secure Hash 來收到驗證資料的真實性,避免資料被篡改。在前面提到的 IP 協議組中,是完全無法校驗被篡改的資料包的。


另外,在儲存去中心化系統中,更值得一提的一項核心技術是分散式雜湊表 DHT, distributed hash table,這項技術使得 BitTorrent 最終成為一個徹底的去中心化系統,以去中心化的方式找到冗餘下載源,擺脫對 Web 網站跟蹤器 Web Tracker 的依賴。從使用者角度所看到的就是磁力連結代替了從網上下載的種子檔案。


儲存去中心化使得資源離使用者更近,在那個時代打破了網際網路接入頻寬的約束,提供了超越時代的資源發現和下載的體驗。


之後的故事,不禁唏噓,在 2006 年之後網際網路接入頻寬大幅提升,同時成本快速下降,中心化的影片網站登上舞臺,從而將影片網站競爭的格局從頻寬成本迅速轉移到版權資源。之後點對點檔案共享系統,只剩下了 BitTorrent、快播等提供獨特內容的平臺。而儲存去中心化的內容分發設計理念則被 CDN 內容分發網路 承襲,繼續利用網際網路的頻寬分層結構,更高效地為使用者服務。


未來的去中心化應用世界


今天,相信大家都看到了計算的去中心化。正如上一篇文章「區塊鏈到底有什麼了不起」講到的,區塊鏈的本質是為了計算過程的可信,從而打造了一個製造可計算信任的機器。相信大家也看到了去中心化應用 DApp,以基於以太坊的智慧合約為代表的實現,執行在特定公鏈上的應用。但這裡我想說的去中心化應用是一個更大的範疇,即任何不依賴中心伺服器的線上應用。這裡包括前面提到的各種點對點檔案共享系統,包括點對點的影片、通訊等應用,當然也包括現在的公鏈系統。


不過很遺憾,除了公鏈系統,其他的去中心化系統並沒有設計成一個功能和場景可以被拓展的應用平臺。比如,儲存去中心化其實可以有很多想象空間,它同資料的所有權、資料的流動方式密切相關。當下在網際網路的主流應用中出現的那些使用者隱私、資料安全、影響力操縱等問題,或多或少可以在儲存去中心化的計算正規化中得到一些啟發。


但是,中心化的資料所有權和利用機會,是大多數網際網路業務能夠盈利的根基,這些公司是不會主動為此從根本上做一些改變的。不過我們相信,未來在這個方向上會有新的應用、新的公司出現。


一個有意思的點是,去中心化應用通常有可能實現零成本的運維 至少是其基礎系統部分。只要應用本身做得有價值,初創團隊不需要為系統的擴張付出額外的運維成本。這一點對初創團隊是一個巨大的槓桿。BitTorrent 的作者就一個人,Winny 也是,比特幣的初創研發也應該是很少幾個人。在整個應用大幅擴張的過程中,他們不需要購買伺服器,不需要購買頻寬和儲存,更不需要融資,因為這個系統的 IT 資源消耗被無數的參與者合理分攤了。這有可能造就全新的盈利模式,而不是一開始就需要大量的資本助力。 基於去中心技術的系統,通常有非常好的魯棒性 Robustness,其代價是一定程度的資源冗餘消耗,但是無論是通訊的去中心化,還是儲存的去中心化,其伸縮性都是非常好的,效能和容量可以隨著系統規模的擴大自然地大幅提升。所以效能或者容量的各種瓶頸並不是去中心化技術的固有特徵,這種刻板印象是不正確的。


但是現有的區塊鏈技術方案確實有這些瓶頸。我前面幾篇文章和分析了這些瓶頸的具體情況,但這只是現有區塊鏈專案具體方案本身的問題,而不是區塊鏈就一定有這個問題。揪其根本,之所以去中心化的通訊和儲存可以獲得優異的可伸縮性,是因為他們的解決方案充分利用了業務邏輯的局域性 proximity,路由演算法可以在不瞭解全網的網路結構的情況下,發現區域性區域的有效轉發路徑,DHT 可以在不瞭解全網節點分佈的情況下,僅用少量的迭代查詢就可以發現特定資源的冗餘下載源。而現在區塊鏈的方案竟然要求每個節點了解整個網路的狀態並維護其完整的更新。事實上,每一個區塊鏈上的交易,亦有良好的局域性,僅涉及少量的使用者。但是這一點並沒有被有效地利用。我後面一篇,會和大家討論區塊鏈如何利用這個特性,完成高效的跨鏈交易。


也正是因為這個原因,我之前的文章提到,只有橫向擴充套件 scale-out 的技術方向,才能真正大幅提升區塊鏈的效能和容量。本質上就是為了構造這個局域性,從而使得每個節點至少不用操心整個網路,而是隻關心組內的狀況就可以了。


區塊鏈是未來數字世界中的一個重要成員,其效能和容量的問題也一定會被解決,但這不是未來去中心化數字世界全部。區塊鏈將為這個世界製造信任,至少提供這個世界中經濟流轉的紐帶。但這並不意味著,任何一個去中心化應用都需要以區塊鏈為基礎、差強人意地去設計激勵機制。區塊鏈是為了製造信任,並不是所有的應用都需要這樣的一個基礎。有很大一部分應用,本質是傳遞既有的信任,而不是製造新的信任,對於這種應用不需要以區塊鏈為基礎。


而最佳的激勵機制則是無需激勵。拿 BitTorrent 來說,其主流的協議是沒有激勵機制的,卻打造了迄今為止全球最大的去中心化系統。每天活躍著近千萬節點,而以太坊才幾萬的節點數。激勵機制從來就是雙刃劍,有人被激勵,就一定有人要付出一定的代價,而這個代價將給應用的擴張帶來極大的摩擦。這是一個供求雙方的博弈,並不是只有激勵這麼一個簡單粗暴的解決方案。


我更樂於看到,在一個去中心化應用具備相當規模之後,在其上建立供求關係,促成增值交易的發生,這時區塊鏈就有用武之地了,並且和應用的去中心化體系渾然天成。打個粗暴的比方,我們首先做個免費的微信,使用者上量後會產生互動,形成關係並推動新的功能需求,再後來才有可能在上面做微商、廣告等增值業務。而不是第一天就開始做一個收費的微信。


我相信,未來這個去中心化應用世界,會對現有的網際網路業務帶來很大的衝擊,尤其是廣義的社交和媒體領域。而區塊鏈會在裡面擔當重要的角色,但並不是什麼都需要在鏈上。很多去中心化應用的有其自己的核心,可以一開始和區塊鏈毫無關係。



為了現在的未來 : 為網際網路製造信任


可信計算正規化其最大的意義是製造信任,而這個可計算的信任,對現今的業務來說有價值嗎? 我覺得是有的,並且遠超金融的範疇。這個可信計算正規化,將對未來的網際網路業務,尤其是 C 端業務帶來巨大的影響。這是一個在 10 年的尺度上,極有可能發生的事情。


大家一定記得,早在 2000 年,Google 有個口號叫做不作惡 Don't be evil。這不是一個簡單的噱頭,這麼提倡,是因為 Google 有能力作惡,做大惡。很多年來,Google 在這個方面做得還算不錯,當然反面的例子大家也看到了。


在本質上,由於網頁排序 Web Ranking 這個計算過程執行在 Google 自家的機房,裡面真實的邏輯是什麼產生的結果是不是合理的、公允的、並且不被操縱的,作為第三方完全無法確信。Google 也沒有辦法自證。本質原因是這個計算過程依賴特定的物理計算裝置 資料中心,並且 Google 完全掌控這個物理計算裝置,從而完全掌控了這個計算過程。


基於傳統的馮·諾伊曼架構,這個承載計算過程的物理裝置必須得有一個掌控者,所以 Google 既然建立了這項搜尋業務,自然而然,掌控這個計算過程的人選也應該是 Google。但是他永遠無法向第三方證明,他沒有作惡。這樣的掌控對一個網際網路公司來說,當然是求之不得的。很大一部分網際網路業務的盈利模式本質上建立在這個壟斷的封閉的計算正規化之上,得益於對計算過程的掌控和操縱,在滿足使用者需求的同時最佳化自身的盈利目標。但是這樣的好日子一定不是永遠的。正如網際網路用服務顛覆了之前軟體產業的產品一樣,曾經有效的盈利模式會被新的業務形態全盤推翻。


這個新的計算正規化未來將支援新的可以信賴的網際網路服務,使人們能夠確信搜到的網頁是最佳匹配的最具權威的;使人們能夠確信被推薦的商品是最適合自身的,也是全場價格最低,質量最好的;使人們能夠確信看到的酒店價格是和大家一樣的;使人們確信匹配到的醫生、司機、家政都是可靠並有良好資質和歷史記錄的。這樣的例子舉不勝舉。


網際網路業務在全社會滲透,越來越深地觸及到每一個人的生活,關係到人身、健康、經濟等層面的安全。雖然使用者的隱私資料對最佳化業務效率至關重要,但是使用者需要確信自己的資料被合理地、安全地利用了,而不是被濫用,這需要涉及這個部分業務的計算過程是可信的。這樣才能消解使用者的隱私和業務最佳化之間的矛盾。網際網路使用者在之後的 10 年,也不僅僅滿足於有和無,更需要確信自己沒有被忽悠、沒有被操縱、沒有被愚弄,至少沒有被價格歧視。一定會有新的公司和新的業務出現,來滿足這些需求,將網際網路業務的品質提高到一個新的水平。而這一切的基礎之一,是這個可信的計算正規化。當然,能夠實現這個計算正規化的,區塊鏈是第一個,未必是最後一個。


很多人說區塊鏈將變革生產關係,這一點我深表懷疑。雖然代幣 Token 使得投融資的結構發生了一些暫時的改變,但是整個區塊鏈並沒有因此而長期繁榮,也沒有帶來創新技術的突飛猛進。因為生產關係永遠是被生產力決定的,而不是反過來。技術演進永遠是作用在生產力發展的。區塊鏈將變革只能是生產力,而這最大的其變革會從全新的角度來推動生產力的發展,商業行為的繁榮。這個角度一定和這個可信計算正規化有本質的聯絡。


這個未來有多遠?從全新的角度來推動生產力的發展,這個事情網際網路已經做了一次,同其計算本質相關。網際網路變革生產力的角度是全球範圍的建立了可計算的連線,人和人的連線,人和組織的連線,人和商業的連線。這個全新的角度,支援了其上的無數的創新生產力,也導致了生產關係的深遠改變。


而區塊鏈將變革生產力的角度,也一定同其計算本質有關,是建立全球範圍的可計算的信任,人和人的信任,人和組織的信任,人和商業的信任。


比特幣論文面世已經十週年了,但是,我在前文提到的這個「建立全球範圍可計算的信任」的未來,可能還要更久遠。從 1975 年 TCP/IP 協議首次部署開始,網際網路至今已有 43 年了。我們太多將網際網路現在的繁榮看得理所當然,但事實上一開始的 15 年,完全是默默無聞的。直到 1990 年,全球資訊網 WWW 和瀏覽器才首次部署,此後才越來越多地進入大眾視野,承載社會主流的商業應用。而比特幣的「Proof-of-Work」協議首次部署於 2009 年 1 月 9 日 創始區塊的時間,這個新的世界才剛剛開始。 一個網路體系要能在全社會大範圍的工作,需要一個漫長的實體對映和形式化的過程。網際網路在建設這全球資訊網路的過程中,花了相當長時間逐步完成了這個對映過程,從文字/影象 HTML、社群 BBS、多媒體 音影片網站、人際關係 社交、人的身份 linkedin, oAuth、貨幣 線上支付、商品 電商、服務 o2o 等等一系列實體的對映,才有了現在生機盎然的網際網路及其上豐富多彩的廣義交易。以區塊鏈技術為代表的信任網路,也會需要有這樣一個過程。


這就是為什麼最早大規模商用的馮·諾伊曼架構是在金融領域 銀行,而區塊鏈最早的應用也是金融相關的。因為金融領域的資訊和實體最容易被形式化,通常會最先被對映到一個新的計算正規化的生態中,並且其業務本身也有相當的體量和價值。


我相信區塊鏈的世界發展得會比網際網路的歷程來得快,因為它得益於網際網路的基礎設施,得益於這個資訊高效傳播的時代。但有一件事情是不怎麼快得起來的,那就是人心。由於認知和使用習慣的慣性,使用者需要相當長的時間適應並擁抱這個新的世界。這是一件極難被加速的事情。即使是蜂擁而至的資本也不會加速這個過程,改變不了 10 年這個尺度上的技術和市場的演進。此前,比如在可穿戴裝置市場、在虛擬現實市場上,已經有血淋淋的教訓了。


有關人與人之間的聯絡,其實已經存在千年,即使在沒有網際網路的時代一樣在發生著,影響著每一個人,以及整個社會。但是一旦有了網際網路,將這個聯絡納入可計算的數字世界,全球生產力前所未有的提升就被引爆了。有關人之間的信任,也存在了千年,在沒有區塊鏈的時代一樣也發生著,影響著每一個人,以及整個社會的商業活動。這就是為什麼我們需要誠信、我們需要人脈,而公司需要商譽和背書,一切都是為了在需要建立信任的時候,可以暢通無阻,最小化摩擦。如果有一天,這個信任被納入可計算的數字世界,由這個去中心化的信任機器來承載和運作,那麼,我們的商業活動將以全新的方式發生,全球生產力會以全新的角度發生更深遠的提升。


這個路會很長,但是我們值得探索,在未來的文章中和大家繼續探討 : )。歡迎大家透過我的微信公眾號「王嘉平」和知乎專欄「去中心化數字世界隨想」,就這個話題展開更多討論。


作者簡介:


王嘉平博士原為微軟總部雷德蒙研究院主管研究員,專注分散式系統,計算機圖形學和視覺以及用於機器學習的 GPU 叢集等領域的研究,有數十項研究成果發表於 ACM SIGGRAPH/ToG 頂級國際期刊,已授權的美國專利十項餘項。他師從沈向洋博士 現微軟全球執行副總裁,在中科院計算所獲得博士學位。他的博士論文獲得 2009 年度全國百篇優秀博士論文獎,是該年唯一一名電腦科學專業的獲獎者。王嘉平博士現任創新工場執行董事,投資方向為區塊鏈和人工智慧。他曾主導了對位元大陸的首輪機構投資,成為其首輪三大主要投資方之一。

張小兵為前 PPTV PPLive 聯合創始人,專注於系統架構、P2P/P2SP、流媒體、CDN 等技術領域。他設計構建了 PPTV 的技術架構,並帶領團隊研發 PC 端、移動端、機頂盒、智慧電視等產品。目前專注於開源軟體,方向為大規模分散式協同計算。

Buy on the rumor, sell on the news.

有謠言買入,有新聞賣出。


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