block chain & trust issues

区块链信任问题

Posted by minicool on March 30, 2018

提到区块链,除了数字货币这个话题外,另一个话题常被人提到的是解决了陌生人信任问题。在对区块链这段时间的研究及理解中,个人觉得区块链能解决陌生人信任问题的能力明显的夸大了。退一步将,至少可以确定它能解决额问题是有限的。

区块链

在本质上来说,区块链主要由共识协议,加密算法,数据结构等组成。

  • 共识协议:POW,POS,DPOS,PBFT等。(很多人甚至白皮书把共识协议叫做共识算法,我认为是不妥的。算法是解决特定问题数学计算的流程方式,协议是多方认可实行的操作方式。而共识更偏向协议这种解释。当然这只是我本人的理解,并不对这个学术名称进行过多解析)
  • 加密算法:摘要:RIPEMD、SHA256 不对称加密向:ECC(椭圆曲线)算法等
  • 数据结构:Merkle树,数据链表,块链结构等 本次主要讨论区块链的共识协议。

共识协议

共识协议中主要的几种协议:(本身优缺点不做讨论)

  • POW (Proof of Work & 工作量证明): 即干的越多,收的越多。 依赖机器进行数学运算来获取记账权,资源消耗相比其他共识机制高、可监管性弱,同时每次达成共识需要全网共同参与运算,性能效率比较低,容错性方面允许全网50%节点出错。

  • POS(Proof of Stake & 权益证明):即持有越多,获得越多。 主要是节点记账权的获得难度与节点持有的权益成反比,相对于PoW,一定程度减少了数学运算带来的资源消耗,性能也得到了相应的提升,但依然是基于哈希运算竞争获取记账权的方式,可监管性弱。该共识机制容错性和PoW相同。它是Pow的一种升级共识机制,根据每个节点所占代币的比例和时间,等比例的降低挖矿难度,从而加快找随机数的速度。总体来说获得了权重属性的POW协议。

  • DPOS(Delegated Proof of Stake,委任权益证明):谁给我带来利益最大化,我就选谁 与PoS的主要区别在于节点选举若干代理人,由代理人验证和记账。其合规监管、性能、资源消耗和容错性与PoS相似。类似于董事会投票,持币者投出一定数量的节点,代理他们进行验证和记账。原理类似议会制度或人民代表大会制度。弱中心化。

  • PBFT (Practical Byzantine Fault Tolerance,实用拜占庭容错):我选你当老大,但是你每次干啥都要我审核 一种状态机副本复制算法,即服务作为状态机进行建模,状态机在分布式系统的不同节点进行副本复制。每个状态机的副本都保存了服务的状态,同时也实现了服务的操作。前提需要提供了(n-1)/3的容错性。

信任和认可

大家常常把这两种理解混在一起。本人所理解的更能准确描述。 认可:是常对某件事件,某个物件的认定。即对该事物表示认同不反对。狭义范围属于认定。 信任:是指在某人或某组织,可进行一步来说就是具有法定人的信任,授予其在范围内行驶权力的行为。狭义范围属于授权。

以POW共识为例子:所有工作量的证明都是由算力对套用计算来获得随机数,以实现大家对该行为的认可。它自身并未有信任元素。 POS作为拥有权重属性的加强版POW协议,也和POW类似。 DPOS在认可上进行突破,形成了通过利益最大化来选择代理人。建立了弱信任元素。通过利益最大化来衡量。 PBFT表面上形成信任元素,但其本质还是认可行为,主要对选举出的领导的每次认可询问进行评定。

数据上链风险及悖论

区块链不单单是数字货币这一个方向,如其他传统信息应用方向。涉及到链外数据进入链内方式。即数据上链方法。 而如何确定数据上链的安全性,即如何保证抄写员在本子上写的东西是真的,不存在私心进行修改的问题。 其实上述归纳来说,本质问题就是信任机制及风险。这种风险一般通过强信任模式和惩罚机制来制约。

  • 强信任模式,例如以太坊上的Oracle合约仲裁方。类似于现实生活中的银行,政府等。自身具有强信用背书。但这种存在方式又违背了陌生人信任模式。形成了弱中心化的行为。涉及外部合约等。
  • 惩罚机制,如信任链中的全信任链崩塌,类似CA认证链。或者DPOS中无法获取委托高权益,将被委托人直接除名。

而上述制约模式都与区块链存在或多或少的悖论。 强信任模式,带了中心化的仲裁模式。惩罚机制,只是形成约束,并未能有效阻止发生。

信任机制风险

  • 认可替代信任。即POW模式,获得随机数即被认可。无需其余节点信任。优点:去信任,随时进行认可确定。缺点:POW存在的所有问题。

  • 强信用模式,类似CA证书链。根节点为强信用节点,为子节点进行链式分发,并为子节点实现链式隐形信任担保。作为强信用模式,必然形成中心化。优点:自身权威性。缺点:违背了区块链去中心化,需要强力信用进行背书。例如:以太坊上的ORACLE提供商,如何确定其仲裁的合法性。

信任的发展机制

在人类历史角度中看信任的发展,都从陌生到认定,再从认定到信任,信任到权威的发展方式。而这一系列的信任转化,就形成了现有信用链。强信用模式下,往往