提前交卷的第三代公鏈,Algorand的非典型去中心化之路

買賣虛擬貨幣

今年對區塊鏈行業來說註定是關鍵的一年。我們不僅需要迎接 Facebook 等巨頭的進軍,另一方面,以太坊之後的第三代公鏈,包括 Algorand、Polkadot、Nervos、Conflux 等等,也陸續到了主網上線的時候。公鏈作為這個行業最重要的基礎設施,17年這波大錢幾乎全部砸進了這個賽道里。現在,到了檢驗成果的時候了。

Algorand 是目前第一個交卷的專案。他們即將在本月 19 號——也就是明天——正式上線主網。隨同主網一起上線的,還有一個長達 5 年的代幣拍賣計劃:透過一種荷蘭式拍賣的方式,Algorand 將把 POS 系統的原生代幣 Alog 有計劃地分發出去。這一拍賣將在合規平臺 Coinlist 上進行,使用者需要透過 KYC 才能參與。

不同於 POW 透過挖礦散幣,純 POS 系統的安全性很大程度上取決於代幣的初始發行狀況。如果 token 的初始發行足夠分散,持幣使用者足夠去中心化,那麼系統就會更安全。為此,Algorand 的創始人、圖靈獎得主 Micali 教授相信,荷蘭式拍賣是一種比ICO、IEO更合適的 token 發行方式。同時,這種發行方式背後,也是 Micali 試圖用 Alogrand 來實現金融民主化的第一次嘗試。

這顯然也是一次大膽又富有創造性的嘗試:長達 5 年的持續性拍賣,每月 2 期,月目標為 5000 萬 Algos,90% 保底可退機制。其中,90% 保底可退機制無疑是一個設計亮點,參與拍賣的使用者在拍賣一年後有一次退款機會,根據當初拍賣價格的不同,最高可退回 90% 的原始金額。這個特別的拍賣方式讓 token 的發行過程充滿了博弈,退款機制讓投資安全性得到保證的同時,也可能會產生大量潛在的二級市場套利空間:比如在拍賣結束後,在 token 價格下降的時候買入,然後一年後選擇按拍賣原價退款。

荷蘭式拍賣機制本身就不同尋常。一般拍賣價格都是從低往高了拍,而荷蘭式恰好相反,價格將從高到低進行。在價格下降的過程中,你可以參與競拍購幣,當價格下降到當前拍賣池總金額剛好夠把當天所有的代幣買下時,拍賣結束。

舉個例子:假設某天共出售100個 ALGO 代幣。10美元起拍,小李在5美元的時候,出價50美金,買10個。之後價格繼續下降,小王在2美元的時候出價40美金,買20個。之後價格繼續下降,當價格降到1美元,小明又出價了10美金買10個。這時拍賣池裡已經有了100美金,而拍賣價格降到了1美金,剛好是100個 ALGO 的價格。當天拍賣結束,小李獲得了50個 ALGO,小王獲得了40個 ALGO,而小明獲得了10個 ALGO。儘管小李是在5美金的時候出的價,但他最終的成交價實際為1美金。

POS 類專案已經上線的本身就不多,Cosmos 算一個,但 Cosmos 的代幣發行模式非常簡單,只是沿用了最初的私募發行。鑑於代幣發行對 POS 專案非常重要,同時業內不少人提出了包括 Lockdrop 等最新的發行機制,在這樣的背景下,Algorand 作為一個純 POS 的明星專案,此次富有創造性的使用了長達 5 年的荷蘭式拍賣 + 90% 的退還保本機制來散幣,不難想象,如果這種方式取得了不錯的反響,它將對不少後來上線的 POS 專案產生重要的影響。至少 POS 的明星專案都會考慮沿襲這一發行方式。

除了代幣發行機制的不同,Algorand 在許多方面都自成一派。你能很明顯地感覺到它跟其他公鏈專案的差異。儘管每個專案的出發點以及他們所講的故事都有很大的不同,但第三代公鏈面對的核心母題都是一樣的,即:在保證去中心化和安全性的基礎上,儘可能的擴充套件區塊鏈的效能。ETH 2.0 從 POW 轉 POS 其實也是這樣。

相較而言,Algorand 在面對這個命題的時候採用了一種不太一樣的設計:它儘可能拋棄了中本聰為比特幣引入的富有創造力的激勵機制,更多的迴歸到了 Micali 自己所熟悉的密碼學體系內,試圖用 VRF +自選舉的機制來掙脫不可能三角的束縛。

去年十月份橙皮書曾經就這一設計思路採訪過 Micali,這次主網上線在即,我們有機會再次跟 Micali 教授與 Algorand 首席科學家陳婧博士一起坐下來,聊聊關於Alogrand 上線前我們所關心的一些問題。

Algorand 究竟想要完成什麼樣的使命?第一版上線的主網會有智慧合約嗎?懸而未決的激勵問題又將如何解決?為什麼採用荷蘭式拍賣來做代幣的初始發行?作為一名普通的韭菜,我應該參與 Algo 的拍賣嗎?

看完下面的訪談,這些大家所關心的問題,有的或許能獲得一些答案,但有些問題還是需要你自行判斷(比如是否應該參與拍賣)。

1. The Democratization of Finance 金融的民主化

橙皮書:第三代公鏈每個專案的思路顯然都非常不同,各自在解決不同的問題,並且各自認為自己正在解決的問題是最重要的。對於 Algorand 來說,你的願景是什麼?你覺得什麼樣的問題對當前公鏈而言是最重要的?針對這個問題,Algorand 給出了什麼樣的解決方案?你覺得 Algorand 能幫助人們完成什麼樣的、之前無法做到的事情?

Micali:我最想要的其實是 Democratized Finance,用 Algorand 去實現金融的民主化。拿我們這次的荷蘭式拍賣來說,這是 Algorand 上的第一個應用,這也是我最想要的一個應用。如果在傳統的拍賣方式下,你需要所有參與者都聚集在同一個房間裡,但我們把拍賣過程放到了鏈上,同時這個鏈又是真正可擴充套件的,那麼全世界的人就都可以參與進來。

對我個人來說,這就是我做 Algorand 最初的動力和熱情所在。當然了,也有很多人說想在 Algorand 上做遊戲做 DAPP,這些都可以,但我個人最想要的就是最開始的拍賣應用,它代表了金融的民主化。

我們現在這個世界的金融系統,對普通人來說並不是那麼友好的,它不是平等的,不是每個人都可以自由接入的。哪怕是很多很老的金融產品和服務,它們也不是民主化的。我們想要那些更復雜、更精細的金融應用對普通人來說也是平等、可自由接入的服務,因為只有這樣,你才能去 elevate everybody(幫助提升人們),讓每個人一起分享金融的可能性。

Algorand 在技術上的優點是去除了很多挖礦的成本,因為 Algorand 不會分叉,是真正可擴充套件的,同時又是去中心化的,所以我們可以負擔得起平等的對待每個人,讓每個人都能公平的參與到系統中。

橙皮書:這個拍賣是在鏈上進行的?那這次拍賣為什麼還要和 Coinlist 合作,還需要 KYC?

Micali:是的。這其實是因為你沒辦法一開始就達到去中心化,去中心化需要一個過程。我們去想 Algorand 這個系統最初始的狀態——一開始是沒有人有 Algo 代幣的,你想要找人買代幣,肯定是用法幣去買。但我們沒辦法把法幣放到區塊鏈上,所以一開始你需要一個像 Coinlist 這樣的角色,它接受你的法幣,然後給你登記授權,讓你能夠參與競拍。最終所有人的競拍都會上鍊,你可以在鏈上實時看到還剩下多少代幣可以拍到。當每個人都有 Algo 代幣的時候,我們就不需要 Coinlist 這樣的角色了,比如你想做一個房產的荷蘭式拍賣,直接在鏈上用 Algo 代幣拍就可以了。

橙皮書:為什麼選擇在鏈上進行荷蘭式拍賣這樣的方式?為什麼不是 ICO 或者 IEO,或者類似 Lockdrop 這樣的方式?

Micali:荷蘭式拍賣把定價權完全交給了市場。不是像ICO這樣,定一個固定的價格。一個幣究竟多少錢是合理的?沒人知道。Algo 的價格不是由我來決定的,我也沒有興趣給它定價,Algo 是由市場裡所有人決定的。

這也是我們想要把金融民主化的一個例子。因為你想平等的對待系統裡的每個參與者。每個使用者進入到一個新的生態裡,他會關心自己有沒有被平等對待,而且是從一開始就受到平等對待。我們也希望系統從第一天開始就是去中心化的。

第一天是什麼時候呢?就是你第一次買代幣的時候。在荷蘭式拍賣競拍結束後,每個人都是付相同的價格來購買 token,相對是比較公平的。不是所有的拍賣方式都符合這樣的要求,荷蘭式拍賣恰好是這樣,所以我們就選擇了這種拍賣方式。

Coinlist 的另一個作用是為我們提供一個 refund 的政策。這個政策是說,假設一年後你不想要 Algo,你可以找我們退還 90% 的錢(成交價格大於 1 美元的情況下)。當你想退貨的時候,總得有人知道你是誰,對吧?所以需要 Coinlist 來做 KYC。by the way,如果你買一輛車的話,一年後你想退回90%,你覺得可能嗎?

在區塊鏈系統裡,你不僅想要公平的對待使用者,同時你也想要讓使用者感覺到這種對待是公平的。把荷蘭式拍賣放到鏈上可以做到這一點。如果不放到鏈上,當然你也可以打電話跟你使用者說,現在實時競拍的價格是怎麼樣的,可能這樣也是公平的,但他們怎麼感知到這一點呢?我認為沒有辦法。

橙皮書:我很好奇一點,我所看到的很多專案,包括比特幣和以太坊,它們其實都是由草根發起的,中本聰我們不知道他/她是誰,但比特幣周圍的大部分人都是普通人,以太坊也是如此,Vitalik 只是一個非常聰明的小孩。如果區塊鏈是一場自下而上的革命,你們(在我看來)是站在頂端的精英,為什麼你們會想要來做這件事?

Micali:我不認為自己站在金字塔頂端,當然,我們是受過比較好的教育,你可以說我們是精英,但我覺得這正是我們的責任去 elevate everybody。責任往往是伴隨你的能力而來的。

真正關鍵的問題是,我們之前一直缺少這樣的技術去幫助所有人。如果按以往的機制,你想要為人們做一件事,只能先去和一小部分人溝通,再讓這小部分人去和剩下的其他人溝通,那麼這小部分人肯定會比其他人更有優勢,他們將擁有更大的權利。這樣對所有人就不是平等的。

如果你去看網際網路,它就是一件非常民主化的工具。今天資訊在網際網路上以非常便宜的速度流動,那是資訊民主化的結果。資訊能夠自由流動,但是價值和貨幣還沒辦法自由流動,因為交易的成本、交易的摩擦還很高。對富人來說,交換價值的時候可以接受付出一部分這樣的成本,來免去一些交易的摩擦,但是對窮人來說,這是不可能的。當我要交換的價值很少的時候,交易的成本大於價值,那麼價值傳輸過去可能在半路上就消耗殆盡了,我也就無法交換價值了。

我們需要的是一個更有效率的價值流通和交換方式,這不止是支付的問題,也是像我剛才所說的涉及到更精密更復雜的金融服務的問題。這些更精密的金融服務現在大部分是透過中介商來完成的,當你的價格很低的時候,這些中介商根本沒有意願來為你服務,他們會叫你走開,因為他們只會把時間留給那些高淨值的客戶。

所以,對一個真正可以擴充套件的區塊鏈來說,它能把交易的成本降低,這些事就成為可能。

比特幣每產生一個區塊,你手上的幣其實都是在通脹的。我們很少人能夠真正理解通脹,因為我們所受的教育本來就沒有意圖讓我們理解通脹這件事。通脹的原因,是比特幣賬本後面每次要新加上一個區塊,就有人需要為礦工支付一次成本,這是交易的成本。

Algorand 降低這個成本的方式,首先是降低參與的成本:不需要爭破頭去解決數學謎題、不需要參與礦機軍備競賽,所以你可以用更低的成本去參與 Algorand 系統的 Money Trust。

但是 Money Trust 只是一方面,你還想要民主化其他更復雜的金融產品和金融工具——比如說借貸,借貸是一個非常基本的經濟元件。想象一下,你想開個飯店,一開始又沒有足夠的錢,那就需要去借錢來啟動這項生意。當借貸的成本很高時,意味著借貸的利息很高,如果我們能透過區塊鏈降低借貸的成本,那麼也許就能鼓勵更多人以自己能負擔得起的利率來借貸,啟動自己的飯店生意。這就是我想做的事。

橙皮書:所以你覺得 DeFi 在以太坊上面臨的問題是,鏈本身太貴了?

Micali:對,一方面是太貴了,同時速度又太慢了,這兩件事合起來時顯然會更糟。它的成本和交易摩擦擺在那,無法讓更多人平等地享受到複雜精細的金融服務。

橙皮書:我還是想回到剛才的那個問題:如果區塊鏈是自下而上的運動,Vitalik 這樣的人顯然看起來是更親民的,更貼近社羣的。你是否會擔心,作為精英階層,你們怎樣去跟一個去中心化的社羣形成聯絡?精英在這方面還有優勢嗎?

Micali:我認為重要的不是一個系統是否由普通人發起,而是這個系統能否真正為普通人服務(work for common people)。

幾個月之前我遇到了一個叫 Greg 的以太坊核心開發者,他說他對以太坊非常忠實,你們的技術很有意思,但我是不會離開以太坊的。於是我反問他,Greg,你覺得你應該忠誠於以太坊,還是應該忠誠於去中心化?後來 Greg 加入了 Algorand,因為他們一直在說 Casper is coming,Casper is coming,但是 Casper nerver coming。Greg 想加入 Algorand,因為他關心協議最終能否為普通人提供服務。

我覺得最好的一點是,我們是在做一個不需要許可的開源協議。每個人都可以自由選擇,最終真正 work 的協議就會跑出來。

2. 關於大學節點

橙皮書:為什麼選擇和大學合作,讓他們是作為 Algorand 的首批節點?

Micali:Algorand 很多事需要讓社羣來投票,但初始時我們還沒有這樣一個社羣,怎麼辦?所以我們覺得,初始階段和大學一起合作是好主意,讓大學幫我們做很多投票的決定,比如經濟模型的決定,協議技術升級的決定等等,這個鏈是不會走偏的。因為大學是:1、非營利組織,2、有很多經濟學專家,3、有很多技術專家,4、大學是國際化的,MIT 接受任何國家的學生。

這四個優點,決定了他們是很好的節點人選。全世界各地的大學,包括北京大學和清華大學,現在很多都是我們的節點。以後 Algorand 社羣的成員越來越多,節點的數量也會越來越多。

橙皮書:大學是作為 Algorand 網路裡的 Relay 節點?它們需要負責什麼樣的工作?

陳婧:Algorand 節點有兩種,Relay Node(中繼節點)和 Non-Relay Node(非中繼節點)。Relay 節點執行重複資料刪除,簽名檢查和其他驗證步驟,最終向其他節點重新傳播有效訊息。Relay 節點一般不參與出塊,在當前階段也沒有激勵,非 Relay 的節點就是參與網路選舉的節點,任何人都可以下載客戶端來跑。

橙皮書:沒有激勵的話,大學為什麼願意來做 Algorand 的節點?

陳婧:大學的訴求其實是希望有比較好的 research 方面的合作。這是我們雙方合作比較重要的利益共識。因為我們在做很多區塊鏈方面的 研究,大學也很感興趣。除此之外,我們也會給大學捐一些 Algo 的 token,但是因為政策監管等一系列原因,這些 token 都是要好幾年之後才能給到的,所以更多還是 research 的合作。

3. 關於智慧合約

橙皮書:Algorand 這次上線是沒有智慧合約功能的,對吧?沒有智慧合約怎麼讓開發者來做金融這方面的應用呢?

陳婧:主要是用 layer2 的方式來做,layer1 上每一個交易都會有一個 data domain,這部分的資料放進去是不會被系統 parse 掉的,你可以把資料寫進交易裡 + mutisig(多重簽名)的方式來開發應用。

橙皮書:把資料放到 layer1 的交易裡,那應用的業務邏輯要放到哪?

陳婧:業務邏輯放到自己的 APP 上。

橙皮書:相當於是中心化和去中心化混合在一起的開發方式?

陳婧:對。這其實是我們在設計上的一個考慮。我們認為,智慧合約完全用 layer1 來做的話,它的開銷會增長得很快。最開始我們只想把最關鍵的東西做到 layer1,比如原子性。

很多 layer1 的智慧合約之所以設計得很複雜就是為了保證原子性,兩個人執行一個操作,操作要麼發生要麼不發生,不存在其他可能,這樣來保證雙方權益不會受損。所以我們把 layer1 的原子性做好,其他的很多東西都可以透過 layer2 的方式來解決,比如兩個人之間誰應該付給誰多少錢、怎樣去做簽名,這些東西用 layer2 完全都可以做的。

橙皮書:那如果 layer2 出了糾紛怎麼辦?怎麼解決這個糾紛?

陳婧:這個就是 layer2 的 APP 自己去解決的問題。比如說 layer2 可以有 Exchagne,可以有幾個人組成的 escrow,只不過這些 escrow 最需要的東西是原子性,所以我們把這部分做到 layer1 上。

我們的思路是這樣:一開始 layer1 先做最關鍵的特性,後面 layer1 會逐漸長出更多的新特性,相當於從 layer2 上慢慢同步到 layer1。很多東西放 layer2,後面挪到 layer1 上,然後 layer1 有了更多的特性,layer2 就能釋放更多的能力,做更多的事,這樣逐步去迭代。

這種方式的好處是,這樣我們能比較好的去理解 layer1 應該怎樣去建立。比如 layer2 上可能會慢慢出現很多高價值的、非常流行的、重要的應用,這些應用的共性是什麼,我們把它抽象出來,反哺到 layer1 的設計上。

橙皮書:相當於是慢慢根據應用的需求,再去考慮怎樣改進 layer1 的設計?

陳婧:沒錯。

4. 關於激勵機制

橙皮書:Algorand 一開始出來的時候就對激勵問題有一個很不一樣的看法,覺得應該儘量少用。現在主網上線,激勵機制是怎麼設計的?比如對於節點的激勵是什麼?

陳婧:目前對節點是沒有激勵的。第一步的激勵就是 reward token holder 而已。我們一直在強調,第一步的考慮是把 token 分散出去,所以第一步的激勵設計是針對早期的 token holder。

不管一個使用者是把自己標記成線上還是下線的狀態,他在系統裡受到的激勵都是一樣的,按照持有 token 的比例來發放。也就是說,不管出不出塊,甚至不管是否參與了出塊選舉,得到的獎勵都一樣。

因為早期持幣者的數量相對是比較少的,早期的 reward rate 會比較高,後面隨著持幣者增多,這個 rate 就會逐漸降低。目前的激勵主要就是針對早期的參與者。

下一步我們增加激勵機制的時候,就會把涉及到節點的激勵增加進去。Algorand 有兩種節點,Relay 節點的主要成本是網路通訊成本。

如果去看任何一個區塊鏈系統的成本,它的 cost 會產生在哪些方面?

無非就是計算、儲存和網路通訊。具體來說每個系統都不太一樣。比如像比特幣,成本主要集中在計算上,所以比特幣最主要的激勵也給到了計算上。Algorand 因為計算量的要求特別低,所以計算不會給特別的激勵。

儲存方面,以太坊是有涉及到的,它的所有狀態都存到 layer1,狀態爆炸的問題也很嚴重。以太坊在儲存上的激勵設計是比較怪的,它在你釋放空間的時候會給你獎勵,這樣一來大家會在上面做套利,比如當 eth 價格比較低的時候去買一個比較大的空間,但是也不用,等到 eth 價格升高的時候再把空間退回去拿獎勵。這樣的結果就是空間被浪費,同時對系統負荷比較高。

儲存方面的開銷,Algorand 可以透過技術來解決,我今天在現場也稍微提了一下我們的 VAULT 系統,這個系統主要就是用來幫助新使用者加入 Algorand 系統時減少儲存開銷。

另外 Algorand 也會透過使用“聚合簽名”等方法來壓縮節點簽名所需的儲存量,所以儲存暫時不會是大問題。而且,未來網路裡是會有 Archive Node(歸檔節點)來負責儲存所有資訊,你對歷史資料的查詢也可以透過這些 Archive 節點完成。而有些節點則會變成一個純粹的參與方,不涉及資訊儲存。

VAULT 的另一個作用是讓 Algorand 系統不需要信任這些 Archive 節點,因為這些節點給你儲存資訊的時候會給出一個證明,你只要看證明就可以了。無論這個節點是善意的還是惡意的,它都沒有辦法去誤導別的節點接受分叉,唯一可以作惡的方式就是不幹活,不迴應其他節點發給它的請求,只要保證在 Algorand 系統存在足夠多的善意節點願意幹活就足夠了。

所以儲存對我們也不是問題,我們也覺得沒有很大的必要去設計專門的激勵機制。

總結來說,計算和儲存這兩方面都可以透過技術方式解決,網路通訊就成了 Algorand 唯一的瓶頸。所以在下一步會加入的激勵機制就是針對 Relay 節點在網路通訊開銷方面的 reward。再後面,可能還會對比如 Block Proposer、Voting 這些行為去做激勵。

5. 關於成本與安全性

橙皮書:之前很多區塊鏈系統可能在潛意識裡給了我們一個感覺,即:系統的成本越高,安全性似乎也就越高。比如比特幣耗掉那麼多的電,那麼要攻破它的成本就越高,網路的安全性也就越高。Algorand 剛才聊下來,計算、儲存和網路通訊這三方面相對都沒有太多的成本,但它的安全性又是很高的?這似乎給人一種很反直覺的感受?

陳婧:Algorand 是採用了很不一樣的設計方式。比特幣是有一種很強的成本和安全性的 trade off,它要保證 10 分鐘生成一個塊,安全性足夠高。Algorand 既然不需要用 trade off 的方式來保證系統的安全性,成本和安全性沒有必然影響,那麼低成本在我看來不應該就是一件好事嗎?

橙皮書:這肯定是好事。或者說,一個系統的安全性,像一個城堡,城牆越高,城堡越安全,城牆像是城堡的某一種消耗,如果這個消耗很低,是不是很容易被攻克?

陳婧:我覺得你是在談論一個熵的問題。系統的熵越大,你就越不容易被預測。所謂的注入隨機性,就是為系統注入更大的熵,來保證系統的不可預測性,以此來保證安全性。我們用 VRF + 自選舉的方式,某種程度上是為系統增加熵,用資訊的複雜度來保證系統的安全性。

橙皮書:那麼 POW 是從外界引用能量的方式來增大系統的熵嗎?

陳婧:POW 其實沒有增大系統的熵,它是用消耗能量的方式保證安全性。就像你說的,消耗某一種資源來修建城牆,城牆越高,城堡越安全。你也可以不消耗資源,而是改用隨機的方式,有點像用打游擊戰的方式,讓你自己變得很難被預測,這樣來保證系統的安全。所以注入隨機性和POW,這是兩種不同的方式。

橙皮書:那如果在 Alogrand 的協議已經確定的情況下,這個系統有什麼樣的變數會影響它的安全性?比如說,它的安全性是不是隻取決於系統參與的人數、好人或者壞人所佔的比重?如果我要攻破這個系統,我需要怎麼做?

陳婧:唯一的方法是控制足夠多的 token。當然,如果你能攻破密碼偽造簽名的話,這個系統肯定會被攻破。或者你如果有很多很多的 hash,Algorand 系統的設計是允許攻擊者有 10 的 40 次方的 hash 數量,在這樣的情況下去設計系統的引數,讓它達到安全性的要求。10 的 40 次方是什麼概念呢,大概相當於你需要上億年的時間才能做完這麼多次的雜湊計算。

橙皮書:所以幣的分散對 POS 系統非常關鍵。

陳婧:對,基本假設就是大部分的 token 掌握在誠實節點手上。

橙皮書:這個誠實節點的要求,要比比特幣 50% 的要求來得更高?

陳婧:理論值是三分之二誠實節點,在實際的系統設計中,比如主網中,我們可能會要求 80% 是誠實節點,因為這樣你對選舉委員會的規模和數量要求就可以降低,這樣整個系統的效率、速度就會更優。會有一個權衡。

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