为什么只有以太坊能运行具备商业价值的智能合约?

“最深刻的技术终将消失。它们将技术融入日常生活,直到交汇融合、无法区分。”

未来的几代人不会将智能合约看作是创新之物,因为一切已经彻底渗透到他们的日常生活中,他们甚至会对于曾经有一段时间金钱是不可编程的而感到不可思议。(注:就像互联网一代,对于互联网诞生之前的事物都会觉得陌生和不可思议)

未来的历史学家可能会将人类商业史分为两个时期:智能合约之前和智能合约之后。毕竟,可编程货币是历史上从未出现的,对世界基本性质和商业行为的最大升级。一位Chainlink爱好者社区的匿名成员曾经说过:

“智能合约将从DNA层面改变整个商业”

当然,就像过去所有技术革命一样,智能合约需要达到一个“引爆点”,才能实现预想的大规模应用。因此,我们需要问自己两个问题:

1、“引爆点”是什么样子的?

2、目前(2019年8月)我们到了这个“引爆点”吗?

为了达到这个引爆点,我们需要发现商业的圣杯。

引爆点

假如你是一家主流公司,从这个角度,试着想象构建一个完美的智能合约平台。它将有哪些属性?它必须具有哪些属性?

能够实现大规模应用的“引爆点”,是具有以下4个属性的公链(public blockchain):

1、隐私

2、选择以主流法定货币(美元、欧元等)而非加密货币进行交易,并符合金融行业法规(即ISO 20022)。

3、可扩展性(不牺牲去中心化或安全性,即能够解决“不可能三角问题”)。

4、能够连接链下、外部数据(即解决“Oracle问题”)。

现在有了Chainlink、Zk-Snarks和分片技术,我们确实达到了“引爆点”。

下面讨论了如何实现圣杯的细节。请注意,以下讨论将主要基于以太坊展开,目前以太坊仍然是拥有最广泛社区支持和主流应用的智能合约平台。

私有链到底怎么样?

在我们继续深入讨论之前,让我们花点时间回答重点的问题。人们一般认为私有链更适合企业级应用。下面让我们仔细分析私有链的两个主要优点和两个主要缺点。

缺点

1、中心化,因此可能不太安全:

IBM和马士基(Maersk)很难找到客户加入他们的区块链航运联盟,这其实不是什么难以理解的事情。试想一下,其他航运公司为什么会希望由他们最大的竞争对手(马士基)去验证他们的交易?这种想法太疯狂了(不可思议)。

(注:2019年2月,IBM和航运巨头马士基Maersk合作开发的全球贸易区块链平台TradeLens,目前已吸引超过90家公司参与)

2、巴尔干化(Balkanization):

尽管中心化很糟糕,实际情况也更糟糕。John Wolpert,IBM区块链的创始者之一,在他一篇文章《没有孤岛的安全性:为什么公司会爱上以太坊公链(Safety Without Silos:Why Businesses Will Learn to Love Public Ethereum)》中详细介绍了这一点。

(注:巴尔干化,Balkanization,指地方政权等在诸多地方之间的分割,及其所产生的地方政府体制下的分裂,即“碎片化”)

如果每家公司都拥有自己的私有链,那么结果将会是一团糟。目前B2B生态系统已经非常复杂了,想象一下,区块链到区块链整合(blockchain-to-blockchain integrations)的数量,将像一个巨大的蜘蛛网一样横贯全球,这种做法成本极高,在可扩展性上也十分糟糕。

区块链的重要作用是瓦解孤岛,而不是创造更多的孤岛。

(注:“孤岛”为意译,在原文中为“siloes”,指贮存散装物料的仓库,寓意贮存数据和资源的冗余)

“有一天,你接到一个大买家的电话,说,‘你想加入我的私有链吗?’“你说,‘好的’,然后你的批发商,供应商,托运人,保险公司,甚至你的银行都给你打了同样的电话……或者每一个打了好几个电话!突然间,你把所有的时间和金钱都花在了几十个区块链上。当下一位合伙人打来电话时,你会说,‘把订单传真给我就行了’”—Paul Brody(安永会计师事务所)

“每次需要将一个公司或部门与另一个公司或部门对接时,你都需要向系统集成商支付一笔巨款”——John Wolpert

优点

1、可扩展性:

随着以太坊公链采用分片技术,这种优势正在迅速消退。

2、隐私:

区块链发展到现在的阶段,“公有链”和“私有链”已经有点用词不当。Aztec协议、Zether协议和Nightfall协议(均基于zk-snarks)都为以太坊提供了有效的“私有模式”,可以根据实际需要打开/关闭(交易)。因此,更准确的区分应该是:许可的私有链(permissioned private blockchains),无需许可的私有链/公链(permission-less private/public blockchains)。

“到2020年,公链网络与私有链网络的概念,都将成为历史的注脚。人们不会将公共网络与私人网络严格对立起来。相反,公开交易和私人交易、保密合约和公开合约,将根据用户的实际需要,在双边、多边和公共环境中调整其概念和功能范围,就像今天使用通用互联网协议,在私人和公共环境之间传递信息一样。”—John Wolpert

总之,与公链相比,私有链有两个主要缺点。同时它最初的两个优势也在迅速失去。

“随着时间的推移,技术将得到改善,现有问题的解决方案将陆续出现。最终,无需许可的平台将拥有许可平台提供的性能、可扩展性和数据隐私功能,所有这些都不会牺牲安全性和去中心化。”—Harry Papacharissou(Genesis区块链服务)

属性1:隐私(预言机服务与公链平台)

Enigma的创始人Guy Zyskind在其麻省理工学院的论文中曾说过一句著名的话:只有智能合约才能成为“秘密合约”,才对现实世界的商业案例有用。他进一步提出了两种最可能的解决方案——zk-snarks和可信执行环境(TEEs)。事实上他是正确的。

什么是zk-snarks?zk-snarks是零知识证明(ZPK)的一种。什么是ZPK?简而言之:它可以让你不必真正地透露它是什么的情况下,证明你知道一些东西。

什么是可信执行环境?它们是独立的硬件包,允许使用以下代码运行:

1)防篡改;

2)完全隐私,即使在运行代码的机器上也是如此。

最有名的TEE是Intel的SGX,在收购Town Crier后,其与Chainlink建立了合作关系。

2019年5月31日,安永(Ernst&Young)在Github发布了夜幕(Nightfall)协议。值得一提的是,一家有着一百多年历史的著名会计师事务所,最终选择在公链中添加隐私功能,而不是开发私有链。

从那时起,整个社区就在该协议代码基础上积极建设,从建议改进到提供一个减少代码编写、即插即用的Truffle Box。以往区块链社区和企业界之间的合作很少,而夜幕(Nightfall)协议却广受欢迎。

(注:Truffle Box是的最流行的以太坊DApp开发框架,支持众多的DApp开发模板,其中可以包含solidity合约、前端视图库等,可以极大地简化以太坊DApp的开发)

在夜幕(Nightfall)协议之后,另外两个基于以太坊zk-snark的隐私协议也诞生了:AZTEC(由Consensys主导开发的)和Zether(斯坦福与JP Morgan合作开发的),一种趋势正在悄然形成。

在预言机方面,Chainlink的方法是使用ZKPs和TEEs的组合来相互补充。TEE能够确保即使节点操作员也无法看到正在获取的数据(对于银行帐户、API密钥等来说非常重要)。由于Chainlink仍在实现TEEs的过程中,因此节点操作员目前仍然可以看到这些信息(因此需要进行认证服务)。

虽然TEEs接近100%完全可靠,但理论上应该有一个对策来应对一切问题。因此,该团队还致力于实现可以在TEEs上运行的zk-snarks协议(Thomas Hodges在2019年Trufflecon的问答会上谈到)。

这是一个非常强大的整体系统,攻击者必须以某种方式同时剥下洋葱的所有层,才能造成有实际意义的损害(而实际上剥下一层已经非常困难)。

“总的来说,Chainlink拥有他们所说的深度防御法,这意味着他们能为智能合约创建者提供所需要的所有选项,包括TEEs、多个节点、多个数据源、罚款抵押、声誉系统、非对称加密、ZKP、WASM,以及OTP+RNG等,能够根据用户的预算和安全需求,提供不同等级的隐私性和成本费用。”—摘自:Crypto Oracle、Chainlink及其4个主要应用(Crypto_Oracle,Chainlink and Its 4 Main Use Cases)

在更远的将来,zk-snarks能够升级到zk-starks,来抵御量子计算机的威胁。

最好的部分?Zk-starks实际上已经比zk-snarks具有更好的可扩展性。持续的隐私保护并不会耗费更多的gas。

(注:Zk-SNARK是零知识、简洁、非交互式的知识证明,zk-STARK是零知识、简洁、透明的知识证明,zk-STARK却因填补了zk-SNARK证明的许多缺陷而被认为是协议的最新改进版本)

属性2:可扩展性(Oracle服务和公共区块链平台)

为了更好地理解这个问题,请思考以下的类比:

公链就像一个大公司,每个员工(节点)都必须参加每场会议(确认每个交易)。想象一下这家公司的经营效率会多么低下!顾客可以将把他们的要求放在前面,但前提是他们这样做需要花费很多钱(gas手续费)。而最糟糕的部分是:加入公司的员工(节点)越多,公司运行就越不正常!因为二者的关系是反比例的,而不是线性的。

虽然去中心化程度和安全性都非常高,但是却完全牺牲了可扩展性。

虽然有各种各样的补救解决方案,但没有一个能够完全解决“不可能三角”问题。例如,EOS通过牺牲去中心化,采用了委托股权证明(DPoS,delegated proof-of-stake),只有21名代表(其中许多人是公开已知的)来验证所有交易。

侧链(Sidechains)如比特币的闪电网络(Lightning Network)和以太坊的雷电网络(Raiden),虽然保持了可扩展性和去中心化,但牺牲了安全性为代价。

而分片(sharding)技术实际上是如何解决这个问题的?让我们回到我们的类比:

在现实生活中,只有一种公司可以做到让每个人都参加每一次会议,这就是一个小型的初创企业(即,一个节点数量有限的私有链)。

而在大多数情况下,大公司将员工分成百上千个团队(碎片),每个团队只有主管(验证者)向高级管理层(主链)进行报告。当来自不同团队的员工需要协作时(有时会发生这种情况),他们可以通过交叉分片接收条进行协作。随着雇佣的员工数量越多,团队可以进行重组(重新划分),系统得以线性扩展。

事实上,“初创公司→大公司”是对“以太坊1.0→以太坊2.0”的一个非常贴切的比喻:

“以太坊1.0是一些人为了建造世界计算机而进行的一次艰难尝试;以太坊2.0将成为真正的世界计算机。”—Vitalik Buterin在第一次分片研讨会上说道

由于以太坊不是一开始就基于分片技术开发的,因此它需要分7个不同的阶段才能实现分片(不是一场“单词高尔夫”游戏)。第一个阶段暂定于2020年1月3日开始。

同时,开发者可以使用任何一个基于分片技术的公链平台,其中,如Zilliqa和QuarkChain,它们已经实现与Chainlink实现兼容。

在预言机方面,Chainlink拥有两个功能:

1)拥有类似Schnorr阈值签名的快速且成本效益高的共识机制,链下版本仅耗费16000 gas。

2)还记得之前讨论过的,关于TEE硬件对于防止节点操作员看到正在提取的潜在敏感数据的必要性吗?由于已经拥有了硬件,因此还可以使用它来执行实际计算,并在必要时减轻智能合约平台的负载。

“事实上,考虑到真正值得信任和具有保密性的预言机,SGX支持的àla Town Crier系统和零知识证明等技术可以帮助实现这一点,预言机和智能合约之间的界限可能变得模糊……我们的长期战略……试图创造一个使用预言机作为关键链下计算资源的智能合约世界。我们相信,这一切可以通过在预言机中构建一个完全通用的、私有链下计算模型来实现,该模型的结果将通过智能合约被执行。”—Chainlink白皮书,第6.3节(第26页)

当然,这种“长期战略”目前仍应被视为是投机性的,直到Chainlink能够真正实现TEEs,并帮助服务提供商生态系统增长到临界质量。也就是说,团队的愿景非常宏大:链下计算是确保区块链不被大量物联网数据拖累的关键因素。

物联网(IoT)是对目前大数据的重大进步。我们将进入一个大多数都是由传感器生成实时数据的时代,而不是应用程序生成非实时数据。所有这些实时数据的缺点是存储占用大量空间。例如,Coughlin Associates估计一辆自动驾驶汽车每秒可以生成1千兆字节的数据,而驾驶一小时将会产生3.6兆字节的数据!

唯一合乎逻辑的操作,是对传入数据进行实时分析,而不是保存或存储数据。事实上,思科(Cisco)在其《全球云指数:预测与方法,2016–2021白皮书》(Global Cloud Index:Forecast and Methodology,2016–2021 whitepaper)中预测,2021年产生的数据中,将有超过90%的数据是临时数据。

换句话说,这意味系统的设计是暂时性的。而区块链从本质上来说,在设计上是不可变的。它们像水和油一样混合在一起,十分棘手。

解决方案是,在链下进行原始数的据分析,然后将有意义的、精炼的数据输出到区块链上。按照这种思路,Chainlink正与IoTex合作开发支持物联网的TEE硬件。

总之,分片技术和TEEs创建了一个云雾边缘模式有很强的相似性的计算结构。

注意:提升计算性能虽然很重要,但它们不是区块链的真正目的。

区块链最根本的核心,不在于降低计算和数据存储的原始成本。毕竟,亚马逊、微软、谷歌、Salesforce、腾讯、阿里巴巴、Dropbox等大科技公司已经在云服务领域已经做的很完善了。从本质上讲,中心化服务器在计算效率上总是有优势的(尽管未来由于分片等技术,区块链也有可能会达到这种程度)。

区块链的核心,是降低建立信任的成本。Nick Szabo将其称为“社会可扩展性(social scalability)”(不同于迄今为止我们所说的“计算”可扩展性)。Vitalik Buterin已经明确表示,智能合约的意义,在于用少量的计算性惩罚,以换取“社会成本”的大幅下降。

正如Chainlink的Alex Coventry曾经问的,“因为我们很难相信彼此的承诺,有多少合作和互助因此没有实现?”

像Siacoin和IPFS这样的数据存储项目呢?像SONM和Golem这样的去中心化计算项目呢?

Siacoin的核心,并不在于比传统的云服务计算效率更高。分割数据、以冗余方式存储数据,然后在用户检索时重新组装数据,这涉及大量的计算机成本。而且,在购买最新和最好的硬件方面,行业可能比零售更具有优势。

Siacoin的核心,是比传统的企业供应商具有更低管理成本的Airbnb式数据整合。此外,在抗停机时间、隐私、安全、抗审查等方面将获得额外的社会效益。

对Golem,SONM等来说也是如此。即使采用世界一流的协议,在协调物理分离的硬件以进行协调计算的时候,也不可避免地会产生较小的延迟损失。而其他相同的中心化硬件,在这个方面仍然具有优势。需要再次强调,其核心思想是通过采用Airbnb模式,来获得更低的管理成本。

清楚地区分“社会可扩展性(social scalability)”和“计算可扩展性(computational scalability)”是很重要的,不要将两者混淆。我将在后续的“魔法巴士和轻量级库(magic buses and lightweight libraries)”讨论中充分探讨这一点的含义。

属性3:法币兼容性

大多数主流企业并不认为加密货币是“真正的货币”。此外,价格波动性也给加密交易带来了实际困难(即使人们希望如此)。我在之前文章的第8和第9部分中讨论了关于“价格波动性问题”。

这不是对加密货币的打击,加密货币跟法币相比,有很多优点。我只是指出,将主流企业的舒适区考虑在内,这是非常重要的。

作为一个通用API连接器,Chainlink能够触发开放式的银行支付系统。它完全符合ISO 20022标准,并与SWIFT建立了长期合作关系(尽管值得注意的是,已经有一段时间没有更新进度了,希望SIBOS 2019能够提供一个)。

PSD2将于2019年9月14日正式生效。届时,欧盟的所有银行都将完全遵守该规则。换句话说,他们必须“前置”帐户数据,供API调用。准入的第三方(如,Chainlink的节点)可以无需通过付款提供商,直接触发付款流程。

虽然美国和日本还没有通过类似的法规,但许多银行都在自发地推进开放式银行业务。允许第三方开发者创造新的收入流和客户体验,因为这是非常有前景的。它还为银行创造了在以app为核心的移动支付经济体中,与其他FinTech竞争对手保持优势的机会。

随着开放银行业变革的开展,Chainlink开创了一种智能合约与世界上大多数强势货币(美元、欧元、日元等)合作的新方式。

与经过身份验证的API连接,只所需一个外部适配器。从代码的角度来看,这是一个相对简单的任务,社区中的任何人都可以编写代码,并为代码库做出贡献(使其具有非常强大的可扩展性)。Chainlink团队已经为PayPal和Mister Tango(#区块律动BlockBeats注:Mistertango,立陶宛电子支付公司)发布了适配器。

属性4:与外部数据的连接

Chainlink长期致力于解决“预言机问题(oracle problem)”,并最终在2019年5月30日完成主网上线。

主网上线仅仅几个月之后,发生了很多事情。Provable(以前称为Oraclize)开始使用Chainlink节点,并最终结束了关于去中心化与中心化预言机的争论。

Synthetic Ether遭受了一次甲骨文黑客攻击,损失了3700万枚ETH,而这可以通过使用Chainlink来避免发生。幸运的是,资金后来被收回,没有人损失。但一个经验教训是,去中心化预言机非常重要。

当然,甲骨文和谷歌都开始与Chainlink合作,帮助他们实现API数据货币化,创造良性循环,并尝试占领Facebook错过的市场领域。

网络活动非常活跃,每周都有新的节点运营商加入网络。Chainlink团队在其技术文档和Twitter公告中展示了一个经过认证的节点操作员列表。Twitter用户CryptoSponce还创建了一个Chainlink工作任务的Tableau feed表格:

也许没有人会比Brad Huston更好地描述这一刻的样子:

“加密的大事件是发现加密货币、法币和大数据之间的最后一座桥梁。LINK在缩小这些领域差距方面做了大量的工作……几乎达到了你所说的那样:它就在这里。”

魔术巴士和轻量级库

让我们回顾一下迄今为止的讨论。区块链的真正核心是,降低建立信任的成本,从而促进“社会可扩展性(social scalability)”。

因此,从逻辑上讲,以太坊2.0、Zilliqa等的主要应用应该是面向B2B。引用我之前的话:

“一个隐藏的、试探性的结论:如果智能合约能成功,它一定是在B2B领域实现的。”

这就是为什么私有链注定要失败的原因。它的巴尔干化(balkanization)重新引入了社会成本,与B2B背道而驰,并最终会将自己置于失败的境地。

在分片技术之前,公链由于存在巨大的滞后,甚至难以运行简单的游戏(如,加密猫Cryptokitties)。更不用说处理复杂的B2B合约,或者最终有一天会在DNA层面上改变商业,几乎就是天方夜谭。而在后分片时代,他们已经准备好迎接属于他们的黄金时间。

也就是说,避免以太坊2.0成为一个“全能(do it all)”的平台是非常重要的。记得我们说过,虽然提升计算能力很好,但计算效率并不是以太坊2.0真正的主要目的。更不用说我们之前讨论的,关于区块链的不可变性为什么不能很好地处理大量的瞬时物联网数据。

换句话说,我们应该拒绝“以太坊2.0将取代传统的Web2.0数据巨头”这样的说法。相反地,我们要让以太坊2.0专注于做它最擅长的事情:

“最新的概念是,将以太坊主网视作全球集成中心(global integration hub)……通过使用以太坊2.0这样的主网,将业务整合视为冗余数据的工作组和渠道:易于创建、合并和重组。SAP库存管理系统、供应商的JD Edwards ERP系统、和FinTech合作伙伴的区块链可以通过一致、可重复的方式进行协作,而无需设置新的基础架构来新增每一组合作伙伴。”—John Wolpert描述的魔法巴士愿景

以太坊2.0应被视为集成中心(integration center),而不是数据中心或计算中心。一个纯粹致力于托管B2B合约条款的库(平心而论,只有分片技术的话,也已经足够了)。

我们不应将“全能”的以太坊2.0视为我们的理想,而应将“轻量级库(lightweight library)”作为我们最理想的结果。

随着5G技术的出现,边缘设备和物联网传感器可以在不经过云端(甚至雾)的情况下直接相互通信。如果Iotex-Chainlink合作成功,那么将实现直接从边缘设备连接到TEE。

拥有相同体系结构的Web3.0会是什么样子?

时间将检验:在管理成本方面,Airbnb模式的数据存储和计算硬件共享是否能实现与现有的Web2.0技术巨头相提并论?除了回答:市场是否真的关心抗审查、抗停机、安全性、隐私等问题之外,用户是否真的关心这些社会价值、并且愿意买单?是把它们看作是糖衣还是蛋糕?

结论性思考

无论是Web2.0还是Web3.0,无论是加密货币还是法币,有一点是肯定的:“引爆点”已经被打破,具有商业价值的智能合约时代即将来临。

事实上,唯一值得关注的问题是时间线,而不是基本的技术障碍:

1、以太坊2.0何时才能完成所有7个升级阶段并完全上线?

2、Chainlink何时实现大规模TEE应用?如果英特尔SGX-Town Crier合作伙伴关系不太成功,那么候补的B计划是什么?Chainlink是否也与其他计划采用TEE的区块链项目(如Dawn Song的Oasis实验室)进行了沟通?

生态系统正迅速地从一个需要解决基本技术问题的系统,发展到一个只需要拥有热情的建设者来“连接点”的就能发展迭代的系统。

可编程货币在DNA层面上改变了商业。发展的可能性几乎没有限制。唯一的阻碍是,我们自己的想象力。未来是令人兴奋的,它属于建设者:势不可挡的Dapps时代即将到来。

 

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