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公有链的七大超级难题之建立点对点的分享社区

作者:LarryLiu

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 前文回顾与本文摘要:上篇我们讲《如何设计公有链可持续发展的共识算法》,讨论如何在保证安全性的情况下,设计一个低能耗、有实际效用且具有高性能公有链的共识机制。

 我们认为,PoW的必要性在于防止恶意节点攻击,但能耗高、效用低;而PoS的必要性在于能耗低、性能高,但nothing at stake与long range attack问题没有得到很好的解决。

 根据peercoin, DPoS共识机制设计等案例的分析与探讨,我们提出设计可持续共识算法的思路:即以PoS为主,搭配具有实际计算效用、低能耗的共识算法的混合共识算法机制。

 混合共识算法不仅具有PoS的高性能与低能耗特性,同时有效解决PoS的安全性问题,为PoS提供防御机制。提高性能、效用,减低能耗,增加安全性。

 并以Genaro的SPoR+PoS混合机制的设计举例说明,混合共识算法的设计原理与优势。

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最后,我们还提到共识算法的可持续发展还有一个必要条件:任意节点都可以加入并能作出贡献,这不仅对共识算法的选取有了更高的要求,而且还涉及到了点对点体系的发展前途,本文会对这个话题展开深度探讨。

 

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2009年,区块链技术经过二三十年的科研积累,比特币诞生了,由中本聪创造,被认为是区块链技术的第一个应用。

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中本聪认为比特币的定义是:一个点对点的电子现金系统。后来经过以太坊引入的智能合约,区块链突破了电子现金系统的限制,走向了应用层面,但“完全点对点的系统”初心未变。

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点对点是去中心化的近义词,其核心思想在于不需要凭借第三方信任机构,节点与节点可以顺利完成交易。同时也可以这样理解:中心化,不仅容易被攻击,而且更容易集权。当然,并不是说点对点的系统对所有场景一定是好的,而是它的存在,给了用户和业务一个选择,有的业务适合中心化处理,有的业务更加适合点对点的方式。所以本文不去争论孰优孰劣,而是针对于点对点系统来讲:如何建立一个真正的点对点系统。

 

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在任何一个区块链系统中,我们可以认为有两种角色:使用者与分享者。以比特币为例,每种角色都可以购买、转账比特币,称之为比特币的使用者;如果我们购买矿机,成为分享者,就可以通过贡献算力来获得奖励,奖励由系统以及使用者提供。

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同时,区块链分为公有链、联盟链与私有链,完全的点对点系统是针对公有链而言:任何人都有权加入网络,成为分享者。

真正的共享经济,是一个点对点,人人可使用、可分享的社区。例如Airbnb,人人都可以成为住客,也可以成为房东。

 这个系统里,有大房东,也有小房东,相互共存。大房东把Airbnb做成一门生意,专门做房源经济人,他们分享的越多赚的越多。但这个系统不会把只分享一两间房的小房东排除在外,因为他们也是系统中重要的一部分。不然,则丧失了“共享经济”的意义,与加盟连锁店无异。

 而我们再来看区块链的情况,我在最早期做基于以太坊开发的时候,笔记本电脑每天都能挖出以太币,但现在需要购买专业矿机才行。回顾比特币矿业的发展更是如此,从CPU到GPU、ASIC、FPGA挖矿,挖矿技术日新月异,造就了无数币圈老人成为矿霸的神话。但现在普通人很难用笔记本参与挖矿了,就连专业矿机也经常因为技术更新换代而惨遭淘汰。第一家ASIC矿机厂商蝴蝶,从13年开始发期货矿机,到14年货还没发完,就已经成为了废铁,烤猫的usb矿机一上来就淘汰了南瓜机(一种FPGA矿机),让南瓜机购买者损失惨重。

 

我们来看看三个主流币种挖矿的成本 

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以目前的主流币来举例(2018年5月19日)

>> 1枚BTC所需算力约1400E,使用Ant Miner s9矿机,算力13.5TH/s 墙上功耗1310W,用3.45台持续挖1年即可挖到1个左右,所需电力共40000度,矿机成本约1万元/台,3.45台约3.5万元。 

>> 1枚ETH所需算力约1149T,使用Antminer E3矿机,算力180MH/s,墙上功耗800w,1台持续挖1年可以挖5个左右,所需电力约1500度/个,矿机成本约5000元/台。

>> 1枚LTC所需算力约1.74P,使用蚂蚁矿机L3++,算力580MH/s,墙上功耗942w,1台持续挖1年即可挖到10个左右,所需电力约825度/个,矿机成本约4524元/台。

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也许中本聪没有想到,PoW机制经过时间的演变,到2018年,形成了现在矿业的尴尬局势:普通人虽然有权参与,但是却没有机会获利,即便以分享者的身份加入网络,也是一个无利可图的分享者。

事实上,PoW不断提升难度的做法,导致了现状的发生。巨头可以凭借巨大的算力资源,作为一个超级节点,获取更多分享者的奖励。但同时也压榨了小节点的作为分享者的利益空间,虽然大小节点作为公有链分享者都可以兑现权利,但小节点在大节点的挤压下,赢得奖励非常之少,甚至相当于没有,这对一个点对点生态来说,非常可怕。

 

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一个自治社会的形成,每个节点都能加入其中,是非常有必要的。如果我只能在一个特定的国家花钱,不能赚钱,那么我花的钱从何而来?你当然可以回答“别的国家换外汇”。但是格局更大一点,如果我只能在这个世界花钱而不能赚钱,我的钱从何而来?回答这个问题是不是有难度了?

通证不等于货币,但区块链却是一个世界,虽然需要和现实世界相联通,但我们希望区块链世界具备更多的“自给自足”的能力,每个人即可以使用,还可以分享,从而才能形成一个正向循环的、可持续发展的共享社区。

分享者,必然是分享了一定的价值。在整个系统中,硬件所产生的价值是最为显而易见的,例如在比特币网络中贡献算力。但是算力先天的具备垄断性,巨头的算力远远大于普通用户,会导致普通用户永远没有机会更快的算出哈希值。那么除了算力,还有什么样的硬件资源是可以分享且不具备先天的垄断效应呢?

计算机是一个小型系统,我们认为,区块链就是一个更为复杂的计算机 —— 因为说到底,节点就是计算机。 

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在计算机的所有组成部分中,只有存储(也即硬盘)是可以实现点对点共享的。CPU和显卡容易被巨头垄断,内存太小,网卡、显示器、主板等很难找到一个分享的应用场景。从可行性来说,点对点的分享存储已经在互联网中被证明是可行的了:迅雷、电驴等p2p软件就是例证。

在这个系统中,分享者之间的收益相互独立。举个例子:你有100PB分享空间,我只有100GB的分享空间,但你赚的一百万,并不影响我赚1块钱。

事实上,已经有一些项目在做点对点的存储网络,例如IPFS,Storj, Sia, Genaro Sharer等等。以Genaro Sharer举例,任何用户都可以在网络中分享自己的存储空间赚取收益。当使用者上传文件时,文件会被切碎、多次备份、加密之后提交到网络,网络会根据分享者的历史表现(在线时长等因素)、带宽、距离等因素来进行分配。

可见,网络分配数据时对大节点和小节点一视同仁的,每个碎片都不大,即便是小节点也完全有能力接受。大节点贡献的多,获得奖励也越多。而存储节点负责存储数据运行SPoR共识算法,即便是小节点,也可以通过贡献算力,获得收益。SPoR对算力要求本身不高,且不会随时间增长,例如判断一部电影的完整性,今天计算和明年计算所消耗的算力是相同的,符合一定基础条件的小节点也可以胜任。当然,小节点也要有一定的门槛来保证系统的稳定性,例如Genaro Sharer目前的加入门槛是分享4TB,不过相信之后随着技术的进步,门槛会逐步降低。

 

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遗憾的是,单纯的分享存储空间并不能为分享者提供足够的动力,这也是一些老牌项目甚至逐渐主流市场舞台的原因。存储本身是很廉价的,比方说百度云可以为用户提供大量免费的存储空间。从而导致,一方面分享者觉得奖励太小,另一方面使用者觉得代价太大。

我们需要来深究这个矛盾是如何造成的:对于相同的存储空间,共享经济确实可以创造更低的价格,但对于整个网络,则很难比云存储效用更高。首先,这是因为在云存储中,数据是进行了“去冗余”的。比如我和你都在Dropbox买了1TB的空间,我有500G的一个文件分享给你,那么咱俩都需要支付这部分的价格,而这个文件在Dropbox服务器中只存了一份。同样的,如果咱俩是陌生人,存了一样的东西,Dropbox会对文件进行扫描,判断是否是相同的文件,从而“收多份钱,贡献一份存储空间”。而在GenaroSharer等区块链系统中,存储网络很难进行分享、查重等操作,因为数据被当作数字资产一样,被非对称加密,除了用户本人用私钥读写,系统本身都无法进行查看。

其次,云存储是按照类似于会员费的制度出售空间的,比如一个用户购买1TB的空间,实际只使用了1GB,大量用户都无法满额使用,云存储自然可以标低价。而Genaro Eden这样的去中心化存储网络是按照实际使用来付费的,分享者无法赚取类似会员费的闲置溢价。

所以,如果单纯从存储网络用户收取奖励机制,分享者没有足够的动力。在比特币等挖矿系统中,分享者除了赚取用户奖励(也即交易手续费),还赚取系统奖励。而系统奖励本质是补贴,无法长期持续。所以我们需要思考,除了硬件部分,还有哪些方式,是小节点可以进行分享的。

可能大家首先会想到的是PoS。前文已经对PoS的主要问题进行了分析,但PoS表面上看每个人都可以进行押注,并取得收益。但大户押注就会产生更多的收益,久而久之,会形成富人越来富,穷人越来越穷的局面。而系统的发展,也自然是以富人的意志为标准,从而穷人的话语权大大降低,这并不是一个很好的自治系统。所以,单从共识机制的角度入手,并没有更多的文章可做了。

 我们考虑让分享者分享一些可以持之以恒的东西来获取收益,像一个国家一样。一个区块链就是一个自治社会,每个分享者都可以通过付出“某种价值产物”来赚取收益,从而建立一个点对点的分享社区。但区块链是一个虚拟世界,所以“某种价值产物”只能是虚拟的。那么,有什么价值产物,是虚拟的、可自动发生并可量化奖励的、取之不完用之不竭的呢?我们的答案是数据,我们自身的数据。

 

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首先,数据是一个与生俱来的属性,我们的性别、年龄、收入甚至星座、血型等都是具有一定价值的。举个简单的例子,一般电商的获客成本在10 – 100元之间。即电商平台用市场推广费用来寻找目标客户,并让他们注册并使用,平均在每个用户身上花的钱为10 – 100元,而这笔钱,就是我们自身数据产生的价值。

 其次,衡量数据价值的标准是可以确立并统一公布的。正如在社会中人们会被分为高端用户、低端用户(并非价格歧视,而是精准营销的常见基本规则),我们很容易区分优质数据、劣质数据并制定相应的奖励规则。

 第三,相同数据是可以反复使用的。我们不断的消费,不断的成为各个应用的用户,数据就不断的再被利用。

 最后,无论是个人还是企业,其自身所具备的数据均可被分享,上述讨论主要是针对个人数据,对于企业数据集的意义更大(其实企业数据归根结底也是由巨量的个人数据组成的),例如可以统计规律,运行机器学习算法等等。

 这里可以举一个具体的例子来说明,一旦数据的使用权被释放,将产生多方共赢的局面:

Genaro Eden点对点存储应用;

矿长:比特币挖矿大户,利用闲置硬盘,分享储存空间到Eden;

问卷王:一家著名的问卷调查公司;

携城:一家大型旅游公司;

动动恰:一家连锁健身房;

王二:普通老板姓,携城的用户之一;

 故事是这样的:

>> 第一个故事:王二的数据非常安全。

 携城是问卷王的大客户,每年有上百份大型问卷由问卷王提供。有一天,问卷王与Genaro Eden合作,发布了新版本软件,取名为“问卷大王”,其后端使用Genaro Eden存储系统,将数据进行点对点加密存储,只有持有私钥才能获取数据。而数据,是存在很多节点中,其中包括矿长提供的存储空间中。

 携城打算用问卷大王做一项调查,希望根据调查结果制定劳动节的主打产品。不巧正好赶上Facebook发生了数据泄漏事件,导致很多用户害怕自己的数据被泄漏、操控,不敢填写问卷,其中就包括王二。这时,问卷王的新版产品“问卷大王”告诉王二 ,他填写的问卷内容,需要私钥才能访问,而私钥只有王二自己才有,携城、问卷王公司因为没有私钥而无法获得他的数据内容,所以非常安全,同时如果授权自己的数据参与调查,还能获得一定的奖励。王二终于放心的填写了问卷。

 携城的市场团队经过一周的努力,加上使用了让用户更放心的问卷大王,最终搜集到了一百万份数据。然后,携城通过运行一些简单的筛选程序,从而敲定了面向年轻人的、利润最大的主打产品。当然,王二因为自己贡献的数据使用权,也获得了一定的奖励。

 >> 第二个故事:王二的数据非常值钱。

 动动恰公司一直在开拓新市场,但很多互联网营销的策略现在都不好使了,找到精准客户越来越困难。动动恰也一直在和携城合作,希望可以收集一些精准数据,旅游爱好者很可能也是健身爱好者,更何况携城拥有海量数据。于是,动动恰在携程几个网页上挂了广告,但效果一般般。动动恰希望可以携城可以对其目标客户进行筛选,进行精准广告推送,但携城担心数据泄漏,不愿进行数据对比,于是此事一直被耽搁。

 突然某天,携城找到了动动恰,说自己在使用问卷大王,有一百万数据,可以在不暴露的前提下让动动恰使用。于是动动恰运行了自己的机器学习算法,进一步确定了目标客户范围,同时,将自己新上架的私教课推送给了那些愿意接受广告的用户,转化率大大提升。

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在以上故事中,多方是共赢的。问卷王公司在减少了很多服务器花费的同时获得了更高的收入。而矿长挖比特币的矿机中硬盘本来就是闲置的,正好拿来分享。携城使用问卷大王的费用为5万GNX,几个月后,经过与动动恰等一系列公司进行合作,在不泄漏用户的数据下,反而取得了10万GNX的收入。

而动动恰更是花更少的钱,扩展了新市场,营业额直线上升。恐怕最高兴的还是王二,三天两头通过分享自身数据使用权,获得了GNX,买东西还更加便宜了。随着Genaro技术的不断进步,王二还能把自己电脑闲置的硬盘也分享出来,赚取了更多的奖励。也许你会好奇这些钱都是凭空变出来的吗?当然不是,这是因为数据传输的成本大大降低了,比如说巨额且不透明的广告费,市场推广活动的费用,购置海量服务器的费用,这部分成本降低了,使得更有钱补贴到消费者数据上了。

 * 备注:目前的Genaro Eden还不具备上述功能,基于点对点存储技术与区块链技术的结合,这样的功能则更加可能被实现。

 以上只是举了一个只有几家公司的例子,试想,有多少公司,其背后有多少数据可以被挖掘,形成一个复杂的网络,源源不断的释放难以估量的价值(目前数据市场市值约10万亿,这个规模是被低估的,因为数据交易本身就是灰色地带,很多数据的价值并没有被释放)。

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 例如公信宝(GXS)项目,旨在做一个区块链点对点数据交易平台。提出“做自己数据的主人,构建基于区块链的数据经济生态”的口号。他解决的是个人用户的归属权和定价权的问题,同时为企业提供真实、实时的数据,希望打造一个数据经济生态体系。

 事实上,从互联网时代开始,人们就已经认为数据是未来最有价值的资产之一。而区块链技术特征可以最大程度的释放其价值。这类广告类型的明星区块链项目也有很多,例如 BAT(basic attention token)和PRA(ProChain般若)。

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 BAT(Basic Attention Token)是Brendan Eic创办的一个用于在广告商和用户之间进行流通的数字资产,用于解决浏览器中的广告展示和用户激励问题。项目基于Brave浏览器开展去中心化数字广告业务,使用户的关注得到回报。Brave浏览器中有一个独特的概念——注意力,能统计用户行为,比如点击什么链接最多,或在哪个网站停留时间最久。整合了BAT通证的Brave浏览器,会让商家、网站主和用户间保持良好的正反馈关系。平时Brave用户观看广告或优质内容时,因为花费了注意力,会获得BAT通证的奖励;而网站主凭借广告和优质内容成功吸引了用户的注意力,系统也会对其进行奖励。用户和网站主获得的BAT通证都来自商家的广告费用投入。

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类似的,PRA般若(ProChain)是一个区块链精准数字广告生态系统。PRA的目标是通过区块链共识机制以及智能合约技术,解决数字广告的结算周期长、点击欺诈多、数据监测困难、数据孤岛封闭等行业痛点。

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Genaro的最终愿景也是“把数据还给人民”,为了做到这件事情,单一的广告类型dapp是不够的,事实上,笔者早在2016年就开发了这样的一个应用,后来发现为了打造这样一个分享社区,需要从底层着手,构造一个可编程公有链+点对点存储网络的双底层体系,于是便有了Genaro Network。

综上所述,我们一方面需要更加开放的共识算法来让不同等级的节点进行分享并获得奖励,同时我们需要考虑数据如何在区块链系统中发挥最大的价值。所以,一个区块链系统的设计,需要考虑到如何让每个参与者也都可以成为数据的分享者。毫无疑问,我们需要一个联通现实世界的数据通道,让大家可以把数据记录到网络中,我们还需要一个私密安全的存储空间来记录这些数据,这些关键性的问题我们将在后续文章中与大家继续探讨。 

公有链七大超级难题,是公有链绕不开的关键。七大挑战环环相扣,需要一个从宏观到微观的深度认知,不仅仅涉及到技术领域,同时,经济、营销、市场、社会等领域都需要深入考虑,Genaro Network点对点存储和公有链的通证经济的体系设计,不仅是未知领域的探索,更是一场艺术之旅,大家请继续关注系列文章《公有链七大挑战及其解决思路探讨》和我们一起踏上未来旅程,迎接区块链的挑战与变革。

作者:Genaro创始人Larry


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