比特币算力分布 回复V神七问

在最近的一次群讨论中，以太坊联合创始人Vitalik Buterin围绕区块链技术大规模应用的最大障碍，提出了区块链面临的一系列问题，主要包括算力中心化，没有大-规模化dapp落地应用，黑客攻击频繁，DApp扩展性和延迟问题，共识机制，链上处理效率低下。

在本系列文章中，我将一一解答Buterin的问题。

回复V神七问（一）：算力中心化

问题一：算力问题

“比特大陆及其附属矿池现在拥有约 53% 的比特币算力。 这还不够大吗？”

Buterin提出的第一个问题是，比特大陆作为全球最大的ASIC矿机，拥有超过一半的矿池。

2018 年 3 月，Cobra（Bitcoin.org 和 Bitcoin Talk 的联合创始人）将矛头指向比特大陆，声称比特大陆作为第三方拥有过大的算力，对加密货币用户构成威胁。

如果算力被垄断，那么比特币就不够安全。 一旦出现个别垄断的趋势，就需要迅速协调大规模节点进行应对。

这不是 BitcoinTalk 和比特大陆之间的第一次交锋。 今年 1 月，@CobraBitcoin 在 Twitter 上质疑吴忌寒，称这位矿业企业家是“比特币和自由的敌人”，并建议改变 PoW 算法以防止矿池垄断：

（图片内容：截至目前，至少53%（甚至更多）的算力被BTC.com、AntPool、ViaBTC垄断，这三家公司都属于比特大陆，出现这样的中心化，真的很危险。）

比特币超过51%的算力被同一家公司控制，让很多人担心。 因为大家都担心这会破坏比特币网络的稳定性，让比特大陆有可能对比特币发起51%攻击。

此后，比特币算力分布格局发生调整。 目前，比特大陆控制的权重约为46%。 不过比特币算力分布，吴忌寒坚决反对对他的任何指控，指出比特大陆不拥有或控制算力。

（图吴忌寒回复：蚂蚁矿池和矿网的算力随时可以收回，我们不拥有或控制算力。）

换句话说，比特大陆虽然运营着一个大型矿池，但并不拥有算力。 换句话说，比特大陆在2017年宣布盈利40亿美元，他们可以通过挖矿获利，发动51%攻击对他们不利。

回复V神七问（二）：可扩展性瓶颈

问题二：DApp的未来在哪里？

“为什么还没有任何大规模的、真实世界的应用呢？”

Buterin的第二个问题是针对DApp开发生态的。 吞吐量低的问题极大地限制了DApp的大规模应用。

24小时数据显示，最受欢迎的DApp前五名是博彩游戏和交易所。 这些都不是大型应用程序：24 小时内只有 3,743 个用户，总共有 12,000 笔交易。

在区块链生态中，活跃的 DApp 很少，但这并不意味着它们不存在。 有很多有前途的DApp，只要解决交易吞吐量的问题，就有大规模应用的可能。

uPort 是一个数字身份平台，旨在创建基于 DApp 的数字护照，供用户使用智能手机投票，以及一种查看和使用智能凭证的简化方式。 uPort 在现实世界中也很活跃，位于“加密谷”州的瑞士楚格市目前正在使用 uPort 作为公民身份验证程序。

Eetlance 是另一个很有前途的应用程序。 它主要服务于自由职业者和潜在雇主，允许双方自主连接，而不需要像 Upwork 这样的中心化第三方。

直到可扩展性问题解决

在他的问题中，Buterin 强调了应用程序扩展的主要障碍：交易吞吐量。 在以太坊分片技术等可扩展性解决方案提高交易吞吐量之前，DApp 服务的范围非常有限。

侧链是解决这个问题的一种方法。 Loom Network 等项目主要为应用提供专业的侧链服务。 这些侧链可能有助于创建无限大小的 DApp，其范围和规模可与 Wordcraft 世界或游戏和社交平台（如推特）相媲美。

Buterin希望大家一起讨论区块链面临的问题，他自己也尝试给出答案。 4 月，在韩国首尔的 Deconomy 会议上，他指出阻碍 DApp 规模化的主要障碍是网络容量的限制：

“不要指望在不可扩展的以太坊上构建类似于 Uber 和 Lyft 的 DApp。”

V神的七问答案（第三部分）：黑客攻击、安全漏洞和盗窃

问题三：安全问题

“为什么账户安全还没有解决？黑客和盗窃什么时候才能解决？”

加密货币允许用户“成为他们自己的银行”。 即不再依赖第三方，将资产的控制权交还给用户自己。 黑客攻击、安全漏洞和盗窃在加密货币社区中经常发生：像 mtgox 灾难这样的大规模黑客攻击已经载入区块链历史，永远重塑了加密货币的格局。

在当前的加密货币生态中，黑客可能潜伏在第三方机构，例如交易所； 他们还可能针对个人用户并通过恶意软件、网络钓鱼网站等窃取他们的资产。

然而，这两个安全漏洞都与加密货币的核心特征有关，即使用私钥管理钱包的方式。

中心化平台的困境

对于黑客来说，加密货币市场极具吸引力。 他们的主要目标是传统交易所，通常集中处理数亿美元的资产。

投资者资金流失进而导致投资平台受损的情况时有发生。 2013 年的丝绸之路黑客攻击，2014 年的 Mt Gox、Cryptsy 和 Mintpal 黑客攻击，2015 年的 BitSTAMP 和 Bter 黑客攻击，2016 年的 Bitfinex 黑客攻击，2017 年的 Nicehash 黑客攻击，以及 2018 年的另外四次黑客攻击——Coincheck、BitGrail、CoinSecure和 Coinails——损失了 100 万比特币（相当于现有比特币的 5%）。

很明显，中心化平台是加密货币生态系统中最大的安全漏洞，但有一个解决方案：去中心化交易所 (DEX)。

去中心化交易所允许交易者在不需要第三方平台的情况下处理资产。 虽然去中心化交易所还存在一些问题，但不失为一个不错的选择。

确保安全是用户自己的责任

许多黑客都渴望对加密货币市场采取行动。 为维护自身数字资金的安全，用户需要具备安全意识。

恶意软件，如 CryptoShuffler，专门针对个人用户。 截至 2017 年 11 月，CryptoShuffler 通过更换钱包地址窃取了超过 140,000 美元的加密货币。 这种方法虽然简单，但也容易被人忽视。

其他方法更为明显——消息平台 Slack 上的机器人联系用户，通知他们“安全漏洞”并获得对他们私钥数据的访问权限。 电子邮件是黑客获取用户私钥数据的另一种途径。

还有“krack攻击”，黑客通过查看WLAN传输的所有数据，获取用户的私钥。

有一种方法可以确保您的加密货币安全，那就是硬件钱包。 由于私钥数据完全存储在设备中，无需上网即可完成交易。

V神七问答案（四）：DApp延迟

问题四：DApp如何处理延迟问题

“当区块链延迟 5-10 秒时，DApps 如何更好地工作？”

DApps 在分布式网络上运行后端代码，是区块链技术最有前途的应用之一。 DApp 的优势是显而易见的——想象一下，如果 Uber 不需要第三方来管理运营，不收取费用，不被允许依赖社交媒体平台，不再需要中央系统来挖掘用户数据，是不是很精彩吗？ DApp的用途是无限的：如果资产凭证可以数字化（tokenize），那么未来的房产销售只要在手机上下载一个DApp就可以完成。

尽管 DApp 潜力巨大，但目前只有 1700 个。 它们中的大多数仅满足娱乐需求，例如游戏或赌博。 与现有的 230 万个 iOS 应用程序相比，DApp 生态仍处于起步阶段。

DApp去除中间商，降低成本，直接实现商家与消费者之间的价值传递。 目前，阻碍DApp大规模应用的问题很多，但核心问题是可扩展性。

跑得太慢

去中心化的好处是显而易见的，但是在运行速度上没有优势。 例如，优步每天可以支撑500万乘客的使用需求。 根据 Zephoria 的数据，Facebook 每分钟可以处理 51 万条评论，更新近 30 万条状态，上传 13.6 万张照片。 以太坊网络目前每分钟只能实现 1200 笔交易，这与中心化系统相比是小巫见大巫。

除非找到解决可扩展性问题的方法，否则 DApp 的大规模采用将更加困难。

还有一些解决方案为 DApps 描绘了一个充满希望的未来。 诸如 Sharding 和 Plasma 之类的东西有望使以太坊网络达到每秒数百万笔交易——Buterin 自己指出：

“如果能通过Sharding获得100倍的可扩展性，再用Plasma获得10000倍的可扩展性，那么区块链就可以满足大部分应用的需求。”

Layer 2 可以帮助 DApp 占据主导地位

官方数据显示，Visa每秒可处理6.5万笔交易； 如果以太坊有能力每秒执行100万笔交易，那么以太坊必将成为行业龙头。

DApps 现在可能还没有准备好，但它们的底层技术早就应该升级了。 以太坊开发者 Justin Drake 最近表示，以太坊 2.0 项目可能会跳过 Casper FFG 升级，直接推进到分片模式。

“我们正在考虑将以太坊 2.0 路线图改为 Casper FFG……新路线图应该会大大加快 Casper 的到来，因为 Casper FFG 将在权益证明机制 (POS) 的基础上运行。”

V神七问答案（五）：《浪费的证明》

问题五：PoW 真的是浪费钱吗？

“PoW 每年浪费数十亿美元，超过所有欺诈和盗窃的总和。 这不是悲剧吗？”

分布式账本中实现共识的共识机制有很多，比如比较简单的工作量证明（PoW）、权益证明（PoS），也有比较复杂的，比如委托拜占庭容错（DBFT）。 在所有不同的共识机制中，PoW 消耗的资源最多，因此浪费了更多的价值（或金钱）。

在比特币中，“算力”需要解决大量复杂的数学问题。 大量计算的消耗需要大量的能量，是一笔巨大的投资。 除了保护网络节点免受恶意行为之外，PoW 还可以保护整个比特币网络免受攻击。

虽然 PoW 共识机制是实现一致性和保证区块链网络安全的有效方式，但它也有一个很大的缺点：成本极高。 数据显示，比特币的大部分能源消耗集中在矿区：

ü 比特币每年消耗 73.12 兆瓦时——根据经济学家 Alex de Vries 的研究比特币算力分布，到 2018 年底，比特币挖矿将消耗全球能源消耗总量的 0.5%；

ü 比特币目前占全球能源消耗的0.33%；

ü 比特币消耗的能源相当于整个奥地利消耗的能源总和；

ü 单笔比特币交易消耗的能源相当于美国30户家庭每天的用电量。

工作量证明 (PoW) 的问题

虽然 PoW 确实会消耗大量的算力，但建立一个分布式、公开、安全、完全独立、中立的点对点价值传输通道也是很有价值的。

PoW 的作用是给挖矿附加成本，保证网络的安全。 在当前的区块链模型中，PoW 是（并且一直是）加密货币传播的关键。

但是，除了能源消耗的问题，还产生了一些其他的问题：PoW机制驱动矿业公司的发展。 这会抑制个体矿工的积极性，并允许汇集资源。 资源集中又导致垄断。

PoW 确实以“浪费”能源的形式“浪费”资金，但将 PoW 网络中矿工的努力标记为“浪费”是不准确的。 因为挖矿创造价值，而这个价值就是加密货币。 加密货币可以兑换成法定货币或直接用于商品和服务。

比特币或任何其他基于 PoW 的加密货币受热力学第一定律支配：能量既不能被创造也不能被破坏，能量只能从一种形式转移或改变为另一种形式。

V神七问答案（六）：《中心化证明》

问题六：权益证明机制真的存在中心化风险吗？

“权益证明机制的中心化风险是什么？”

Buterin 还强调了股权证明（PoS）中的中心化问题。 他指出，比特大陆及其附属矿池现在控制着最大的 PoW 网络比特币哈希率的很大一部分。

区块链中心化是加密货币社区中一个非常有争议的问题。 区块链技术的核心特征是去中心化，支持者反对任何可能导致中心化的共识机制。 PoS 可能不像 PoW 那样容易受到中心化的影响，但它也带来了不同的风险和挑战。

与 PoW 不同，PoS 不需要通过竞争算力来维持区块链的一致性。 相反，PoS 网络节点能够根据他们的“股份”（或他们拥有的加密货币的百分比）来验证和生成下一个块。

在 PoS 区块链中，块以伪随机方式分布。 矿工必须将他们的代币押在“赌注”上，这相当于托管。 如果一个节点验证并批准了欺诈交易，它将失去其股份，以及未来创建新区块的任何机会。

PoS 通过直接将加密货币资产置于风险之中来防止节点作恶。 然而，PoS 的奖励分配规则与 PoW 有很大不同，相对而言，PoS 为垄断创造了机会。

《股权垄断证明》

在 PoS 网络中，矿工的回报与其投资价值成正比。 如果一个节点拥有更多的代币，它就更有可能从中受益。 拥有大量代币的节点更容易获得奖励，因此容易出现寡头垄断。

其次，PoS不需要算力竞争，只需要在线，有代币就可以参与挖矿。 这就造成了一种情况，即拥有较大权益的节点可以从以非常低的成本运行中获益：假设两个独立的节点执行相同的操作，具有相同的成本，但具有不同大小的份额。 持有更多份额的节点a拥有的份额是另一个节点b的两倍，那么节点a就有两倍的机会获得验证下一个区块的权利，并获得相应的奖励。

这种现象可能会导致小型运营商被迫退出网络，从而导致网络中心化。 换句话说，较小的运营商可能会联合起来并集中资源来共享网络奖励，这会带来同样的中心化问题。

PoS 可能不像 PoW 那样中心化

通过对PoS代币钱包的地理位置分析，数据显示，约30%的比特币PoW算力和45%的以太坊PoW算力集中在中国。

然而，活跃的 PoS 网络（如 Stratis 和 PivX）的网络节点的地理分布给出了更分散的结果，显示网络节点分布在多个国家。

PoS 并没有完全消除中心化的威胁，但考虑到 PoW 算力的分布，PoS 更能抵抗中心化。

V神七问答案（七）：治理存在根本性缺陷

问题 7：区块链治理将如何运作？

“EOS管理可以说是失败的。 这是否意味着所有链上管理（包括 DAOS）都存在缺陷？ 如何应对贿赂袭击和财阀等风险？”

Buterin 最后谈到了所有去中心化生态系统中最棘手的问题之一：治理。 按照最初的设计，区块链没有中央权力机构或组织来做决定。 分布式结构在提供完全去信任、无许可和完全透明的系统的同时，也使得治理标准的建立、维护、安全和发展成为问题。

无论区块链多么“去中心化”，仍然有开发者和节点需要协商、协助和帮助实施新的标准、特性和升级。

管理悖论

理想的区块链技术是一个完整的系统，可以在不依赖任何个人或第三方的情况下执行不可变合约、防止双重支出并控制总资金供应池。 然而，在任何复杂系统的现实生活中，都不可避免地需要进行管理。

2017 年，牛津互联网研究所教授 Vili Lehdonvirta 在艾伦图灵研究所的一次演讲中概述了区块链治理悖论：

“没有寻租，没有滥用权力，没有政治......这就是为什么很多人对区块链如此感兴趣的原因：现象中的区块链可以改变经济组织，改变权力的主导关系。不幸的是，现实总是有点失望。”

Lehdonvirta 强调了制定规则和执行规则之间的区别。 例如，法律是由立法机关制定并由国家机构执行的吗？ 比特币协议是一组由网络节点（分散的计算机网络）执行的规则，但规则是谁制定的？

“区块链技术可以执行公正的规则，但如果规则本身发生改变，那就是另一回事了。 这种规则制定就是我们所说的治理。”

根据 Lehdonvirta 的说法，区块链管理的核心问题是“通过计算信任”的概念，或者说从信任人到信任数学的转变，忽略了潜在的政治因素：

“......许多人没有意识到（区块链政治），而是更喜欢比特币作为纯粹的‘数字货币’，而所有开发商所做的只是纯粹的非政治管道。 然而，这一立场已经开始动摇，比特币政治开始出现，即所谓的“区块大小辩论”，比特币社区内的派系对未来规则的方向存在重大分歧。

区块链治理不善的影响

最初的 DAO 相当于风险投资基金，支持区块链创新，不需要中心化的管理结构。 投资决策以民主方式做出，代币持有者集体决定投资什么和如何投资。

然而，DAO 代码中的一个安全漏洞使黑客能够轻松获得价值 5500 万美元的加密货币，这对加密货币生态系统造成了毁灭性打击，迫使以太坊开发人员实施一个仍有争议的硬件分叉。

最初的 DAO 说明了这样一个事实，即使采用一种微妙的原子治理方法，使所有网络节点都能为规则制定和执行做出贡献，“链条”中的个别薄弱环节仍然会造成灾难性的破坏。

最终，区块链治理结构可以概括为两个要素：

ü 激励：存在于区块链治理结构中的群体和个人必须有动力推动网络的发展、维护和使用，提出对自己有利的建议，集体行动。

ü 协调机制：网络中的所有节点不太可能联合起来。 因此，治理模型必须包括允许节点围绕共同目标工作的协调机制。

例如，比特币激励开发者提高当前 BTC 资产的价值、社会接受度以及对未来项目方向的控制。 协助矿工被激励获得区块奖励和交易费用，而用户则被现有代币持有量的预期增加和功能效用的增加所激励。

区块链管理的未来

Buterin 在他的最后一个问题中表示，区块链治理存在缺陷。 在完全去中心化的情况下，不可能做到绝对安全。 因为一旦出现黑客攻击，就会导致灾难性的失败。

然而，一些人持相反观点，认为需要进一步量化和分散治理要素。 DAOStack 是对原始 DAO 的更复杂和更细微的解释，它支持治理结构的模块化方法，允许节点在实施之前共同审查治理元素的功能和安全性。

公钥密码学的发明者之一 Ralph Merkle 提出了一种区块链治理结构，它实现了 Robert Hanson 的“未来”结构，其中网络节点定义价值并使用预测市场来决定哪些行为将使这些价值最大化并激励网络节点。

区块链范式转变代表了人类发展的一个新阶段，在这个阶段，成千上万种不同的治理结构永远无法同时如此迅速地得到测试。 区块链治理的发展可能处于起步阶段，但寒武纪治理实验的发展正在有条不紊地进行。