衡量“去中心化”的三把尺子

說到區(qū)塊鏈，一個高頻詞是「去中心化」（decentralization），但這個詞的定義卻不清晰。

“去中心化”是區(qū)塊鏈的一個特征，比特幣依靠大量消耗哈希算力來維持比特幣網(wǎng)絡的去中心化。

那么，如何理解「去中心化」？并沒有多少人能真正說清楚。網(wǎng)絡上流行使用下面這三種結果來解釋所謂的“去中心化”。

這張圖實際展示的網(wǎng)絡中各節(jié)點的連接關系，是一種網(wǎng)絡拓撲圖。試圖用這三張圖解釋“去中心化”是無力的，對于深度理解“去中心化”沒有本質(zhì)幫助。

以太坊創(chuàng)始人Vitalik Buterin 寫了一篇文章試圖解釋“去中心化”概念。他從軟件角度，分三個維度進行討論。而這個三維維度，也是判斷一個東西是否是“去中心化”的三把尺子：

· 架構層： 在物理世界里，一個系統(tǒng)由多少臺計算機組成？在這個系統(tǒng)運行的過程中，可以忍受多少臺計算機的崩潰而系統(tǒng)依然不受影響？

· 政治層： 有多少個人或者組織，對組成系統(tǒng)的計算機擁有最終的控制權？

· 邏輯層： 從這個系統(tǒng)所設計的接口和數(shù)據(jù)結構來看，它更像一臺完整的單一設備，還是更像一個由無數(shù)單位組成的集群？——這個維度可能比較抽象，不太好理解，我們可以用另一種比較簡單的方式來做判斷： 如果把這個系統(tǒng)分成兩半，兩部分里同時包含生產(chǎn)者和消費者，那么這兩部分能繼續(xù)作為獨立單元完整地運行下去嗎？

對標比特幣，比特幣之所以被稱之為去中心化是因為：

第一，架構層，交易清算是分散在比特幣網(wǎng)絡中的若干節(jié)點上，而不是依賴于某些中心化服務器。低于51%的節(jié)點故障，仍然不會影響比特幣系統(tǒng)運行。

第二，政治層，關于比特幣程序的重大修改，需要節(jié)點投票，才允許生效。

第一個去中心概念好理解，分布式網(wǎng)絡在中心化程序中早已存在，如機器集群，異地災備等。第二個去中心化，通過民主投票決策實現(xiàn)自治，不再有傳統(tǒng)公司的CEO決策，決策權轉移到網(wǎng)絡中的所有節(jié)點。但政治層的去中心化，太理想主義，被現(xiàn)實欺負得慘不忍睹，這要從礦工說起。

礦池-大型算力機構

在比特幣創(chuàng)始人中本聰設計比特幣時，最開始的設想是1 CPU 1算力，每個人只要拿個電腦就可以來參與挖礦。中本聰就是用他的電腦挖出了比特幣的創(chuàng)世區(qū)塊，并獲得了50個btc的獎勵。但隨著比特幣價值被認可，從1萬個比特幣兌換25美元的披薩券開始，比特幣的價格不斷攀升。市場認為有利可圖，大量新算力涌進比特幣挖礦中來，挖礦競爭變得越來越激烈。

早期通過CPU挖礦，后面開始使用GPU，后續(xù)已經(jīng)發(fā)展到專業(yè)為挖礦設計的ASIC芯片。隨著比特幣價格的上漲，更多的人參與挖礦，節(jié)點競爭非常激烈，全網(wǎng)算力猛漲。結果是每挖出一個區(qū)塊的難度越來越大，并且還需要在很多礦工之間進行競爭，意味著即便挖出一個區(qū)塊，也不一定成為主鏈上的一個區(qū)塊。長時間的碰撞能夠撞出一個有效區(qū)塊，那就是撞大運了。1萬個礦工，競爭一個區(qū)塊，最終只有一個幸運礦工能獨享區(qū)塊比特幣獎勵，其他礦工則顆粒無收。全網(wǎng)算力過高時，礦工的收益全憑靠天吃飯。

糟糕的是，即使你的礦機算力非常高，但別人有比你有更強悍的礦機，算力更高?？赡艿慕Y果是你一個月都沒能獲得區(qū)塊獎勵，無收入。

怎么保持穩(wěn)定收益，降低喝西北風風險了呢？英國人為了降低出海風險，催生了保險公司。在全網(wǎng)算力提升到單個節(jié)點或者少數(shù)節(jié)點無法在比特幣網(wǎng)絡中獲得區(qū)塊獎勵時，促使一些極客，開發(fā)出一種可以將少量算力合并聯(lián)合運作挖礦的方法，使用這種方式連接起來的節(jié)點，便組成了一個礦池，抱團取暖。

下圖是2018年比特幣礦池算法份額，比特幣算力完全在礦池手中。

礦池的出現(xiàn)，使得比特幣在政治層的去中心化被打破。

ghash.io成立于2013年7月份，在其鼎盛時期（2014年7月份），該礦池的算力一度超過了全網(wǎng)51%的臨界值，當時其也引發(fā)了社區(qū)對51%攻擊的擔憂，在社區(qū)的強烈呼吁下，部分礦工撤離了ghash.io礦池，才使其回落到全網(wǎng)42%算力的水平。

51%的算力攻擊，使得比特幣自治能力被集中到一個或幾個算力集團手中，趨向中心化。

擴容之爭破壞民主

另外一個最具代表的例子是比特幣擴容之爭，為何預設的民主決策自治未能讓擴容方案成功實施。

從軟件角度上，是由比特幣程序的升級投票邏輯所制衡，簡單地將當比特幣程序出現(xiàn)Bug或者需要添加新功能時，由比特幣的核心開發(fā)組 Bicoin core，簡稱 Core 組提出解決方案，節(jié)點通過區(qū)塊頭標記投票的方式進行，而有能力在區(qū)塊頭標記投票的也只有礦工（礦池）。從這里我們可以得出四點結論：

· 比特幣程序修復Bug或修改協(xié)議由 Core 開發(fā)組決定

· 比特幣程序更新是否生效由礦池決定

· 不是擁有比特幣就有投票權

· Core開發(fā)組和礦工可以聯(lián)合修改程序

從這里不難看出，比特幣協(xié)議是可以修改的。如果有一天，沒有區(qū)塊獎勵，只有交易手續(xù)費時，Core 開發(fā)組同礦工們協(xié)商：以后得交易必須支付手續(xù)費2.5‰給礦工，1‰給Core開發(fā)者。如果雙方同意，這是可以成為現(xiàn)實的。所以只有 Core開發(fā)組和礦工不聯(lián)合作惡，比特幣才能保持穩(wěn)定性。

再回到比特幣擴容之爭，礦池和Core開發(fā)組斗智斗勇，一系列的擴容方案均未被成功實施。這里最大的原因是礦池和Core開發(fā)組這兩個中心化間的協(xié)作無法達成共識，各自為各自的利益考慮。但遭殃的是用戶，用戶沒有參與權，只有使用權。大量交易堵塞，交易遲遲未能被確認，交易費上升。

講到這里，你也許有了自己的結論。沒錯，比特幣程序決策權被少數(shù)人（礦池和Core開發(fā)者）把持，未能實現(xiàn)完全去中心化。悲劇的始作俑者是PoW算力，成也PoW敗也PoW。