一文读懂加密技术

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  • 来源:区块链技术网

在区块链行业,不同人对“信任”一词的定义也不同。对软件工程师来说,信任通常指“零信任的交互系统”、“无须信任的交易”以及其他信任最小化的技术。尽管如此,信任一直是帮助我们真正理解加密技术的关键。

信任(trust)源自于古诺斯语的“traust”,意思是信心和庇护。这个词自古以来的意思都是:相信人和流程将如约履行承诺。信任是社会正常运转的基石——互信的社会通常也会发展出更加繁荣的经济以及和谐的社会,因为在这样的社会中,对手方风险更小且纠纷解决流程更公平。

不幸的是,公众对负责维护社会经济运转的核心机构已经开始失去信任。据盖洛普民调显示,美国民众对美国主要机构的信心在过去45年以来一直下滑。虽然不同行业和国家信任崩塌的程度各不相同,但从民众对现有体制的消极情绪来看,显而易见大家都在寻求更加公平的解决方案。

区块链、Cryptocurrency、智能合约和预言机等新技术不断涌现出来,以更加安全、透明和可及的方式来协调社会和经济事务。更重要的是,这些技术证明了加密保障将高效地重建人们对于日常社会经济活动的信任,加密保障通常也被称为“加密事实”(cryptographic truth)。

注:本文中的“应用”一词泛指在同一平台上与公司、政府或其他用户交互的任何界面,其中包括手机上或网站上下载的应用。另外,本文中谈到的区块链大多指无需许可的区块链(即:以太坊和比特币区块链),因为这类区块链的应用范围远大于需要许可的区块链(即:联盟链和私有链)。

痛点:社会信任崩塌

公众对传统机构和流程失去信任,这个问题体现在现代社会的各个方面。下文列举了导致信任崩塌的四个原因,这些问题直接影响了人们的生活质量和社会经济发展。

数据和流程的所有权中心化

互联网初始的设计架构决定了应用在很大程度上是中心化的。通常,中心化的实体拥有应用的知识产权,控制其后端算法,决定其未来开发方向,并从应用产生的数据和收入中获利。这种中心化的模式导致用户和应用之间产生了一种不对等的关系。应用可以轻而易举榨取用户价值,而这也导致了用户对应用失去信任。

比如,应用经常会在未经用户的同意下审查用户的操作行为。可能有些操作确实违反了服务条款,比如违法行为。但是很多时候审查并没有明确的依据,而是主观的。这不禁会让人质疑平台的中立性。中立的平台不应该特殊对待或歧视任何人,尤其不能因为自身利益、外部政治或社会压力、或者价值观差异而搞差别对待。公众对于社交媒体、金融服务、流媒体等社交平台是否有权审查平台内容也持有非常两极的观点。

“皮尤研究中心在2020年6月的一项调研显示:约四分之三的成年美国人认为社交媒体平台很有可能(37%)或比较有可能(36%)故意删除了不符合平台价值观的政治观点。”

中心化还会导致权力集中的现象,一小群人有权控制平台收入的分配方式和平台开发方向,而用户几乎没有话语权。诚然,应用最开始是由创始人创建和管理的,因此创始人在一定程度上推动了应用的成功。但与此同时,用户也为应用创造了丰富的内容和巨大的价值。比如,用户通过内容创作为社交媒体平台带来了价值。应用开发者可以通过广告将这些内容直接变现。而用户不禁会怀疑他们是否得到了相应的报酬和话语权。

另外,用户也越来越不放心将自己的隐私数据交给应用。用户要使用应用,就必须创建账户。因此应用可以获得并储存用户的个人数据。这种中心化的存储模式有可能遭受黑客攻击,并导致严重的信息泄露,比如Equifax事件。在这个模式下,应用可以将用户数据变现,而且将收益全部揣进自己口袋里。正如许多人说的:“看似免费的产品实际上最终是为了薅用户羊毛”。而这正是大多数Web2经济模式的底层逻辑。

全球最大的消费信贷报告机构之一Equifax泄露了1.48亿美国人的个人隐私数据,包括姓名、家庭住址、电话号码、生日、社保卡号以及驾驶证编号。

没有公认的事实来源

导致信任崩塌还有一个原因,那就是社会和经济事务的参与者无法参照统一的事实来源。比如,在许多商业合作中,参与者都各自维护自己的一套记录。任何一方的无心之过都有可能导致流程出现不一致,各方需要花费大量时间从中协调统一。甚至某一方还有可能故意篡改记录,以拖延达成协议的进度、逃避责任或向对手方伪造结果。

最典型的案例就是Wirecard丑闻。德国企业Wirecard被发现做假账掩盖账面上19亿欧元的亏空,这一件事导致许多金融服务公司蒙受损失。同样地,2007-2008年的金融危机也对全球金融行业造成了严重打击,其中主要原因是大家对房地产抵押证券及其相关衍生品的系统性风险缺乏统一的理解。

Wirecard申请破产导致许多英国客户无法使用账户里的现金,因为多个主流的金融科技应用都使用Wirecard处理付款。

而这个事件最底层的原因是用户不理解他们与机构之间存在什么样的法律关系。有些人认为错是在用户身上,因为他们没有仔细阅读服务协议条款。但我们也应该反问,用户是否就应该花时间仔细阅读并理解长篇又晦涩的法律合同呢?这些合同故意写得晦涩难懂,模棱两可,并且存在许多不同的解读。当一切顺利的时候,误解也许不会产生什么问题。然而,一旦出现意外,用户往往会发现他们与机构的关系似乎并不是他们想象的那样。由于用户并不完全清楚他们与机构的关系,因此许多交易者根本没意识到罗宾汉(注:美国股票交易平台)有权利阻止他们买入某一只股票,直到他们买入GME股票的交易被平台强行中断时才恍然大悟。2015年,希腊国内银行告知客户每天最多只能从ATM机上取出60欧元,这也让许多人大吃一惊。

虽然罗宾汉打出的旗号是“为所有人提供金融服务”,但在平台暂停了GameStop交易后,许多散户投资者不禁怀疑:罗宾汉究竟是为所有人服务还是只为华尔街的对冲基金服务呢?

同样地,用户也常常会误解他们与社交媒体应用的关系,特别是用户数据的收集和分享,以及应用的内容推送算法。社交媒体平台算法不透明,在很大程度上导致了信任崩塌。用户搞不清楚为什么有些内容会被优先推荐,而有些却完全不显示。算法不透明也导致用户怀疑社交媒体存在政治倾向,或者在背后操控用户对新闻的看法和观点,而这进一步导致了信任的崩塌。

缺乏执行力和问责

在某些情况下,纠纷是无法避免的。因此当纠纷产生时,必须要用最公平的方式来解决纠纷。然而,大机构通常在纠纷解决过程中拥有更大的话语权。这个问题在大机构和个人用户之间签署协议时尤为突出。这些机构知道自己有更多余地可以不履行承诺,因为用户没有足够的时间、金钱或影响力,就算打官司也打不赢。实际上,在一些发展中国家,法制在强权和贿赂面前不堪一击,因此一些经济关系完全是空中楼阁。

纠纷解决机制一旦失去公信力,就可能导致机构变得“大而不倒”。大而不倒的意思是,如果一个机构规模太大,它的倒下会造成极其严重的系统性风险,因此即使它因为自身决策错误而陷入危机,政府也会出手相救。这个词第一次出现是在2007-2008年的金融危机。那时多家大型银行和金融机构由于持有过多有毒的次贷资产而宣布破产,于是政府决定出手相救。现在的政府和央行也似乎缺乏问责,尽管政府和央行表示要控制通胀并促进经济稳定,但是高通胀和经济不平等却愈演愈烈,说不定我们之后还会遭遇同样的一场金融危机。

一直以来,政府和机构都习惯性地开“空头支票”,承诺只停留在口头和纸面上,这是因为缺乏稳健的执行机制和问责机制。

多个环节的流程效率低下

可信第三方和人工验证技术的出现,在一定程度上消除了社会经济关系中由于缺乏信任所带来的风险。然而,这些流程也因此而成本更高,等待时间更长,而且也需要更多的信任。流程低效一直是国际汇款业务的软肋。在2020年,一笔200美元的交易平均需要抽6.5%的手续费,有时结算时间甚至会超过24小时。由于数字技术飞速发展,理论上来说汇款几乎可以实时完成,但不是所有银行之间都彼此信任。因此,汇款必须先发送到几家关联银行,最后才能到达收款人的银行账户。而这个过程会产生额外的费用并且延长结算时间。

国际汇款通常手续费高,等待时间长,而且还要管理银行间复杂的关系。

解决方案:基于区块链和预言机的信任网络

设想一下,我们是否可以开发一个基础架构,使交易对手方无须相互信任,也不用通过第三方来监督各方履行承诺,就可以保障公平的结果呢?而且这个基础架构中还没有任何中心化的管理员!

为了实现上述目标,这个基础架构必须要遵循两个关键的设计原则,即:最低程度的寻租行为以及信任最小化的执行。

  • 最低程度的寻租行为指基础架构在辅助用户交互时,尽量消除寻租行为。这个基础架构不同于一般的盈利型企业,其唯一的作用就是将用户联系在一起,除此之外不追求任何经济回报。比如,交易费非常低的金融市场,用户可以在其中交易金融资产。
  • 信任最小化的执行指流程准确运行的概率非常高,从统计学上来说,这个概率几乎为100%。也就是说,用户不用信任这个基础架构,因为它本身具有极高的确定性,所有可能影响流程的潜在变量都已经被消除或减少了。因此流程不按照代码执行的概率几乎为零。虽然完全无须信任是一个终极的理想状态,但也有些人把这类基础架构称为“无须信任的基础架构”。

区块链结合了以上两个特质,为用户提供最低程度的协调并以信任最小化的方式执行代码。这是因为区块链没有中心化的管理员,取而代之的是去中心化的计算机网络,基于经济激励机制维护账本,账本中记录了网络中数据和资产的所有权。每次有用户创建新资产,将现有资产转账给其他用户,或者在区块链上储存数据,去中心化的节点网络都必须针对每次交互的有效性达成共识,然后才能发布在链上。比如,一个用户想要将资金从一个账户转到另一个账户,区块链需要先验证这个账户里有足够的资金完成交易,然后才能执行交易。

区块链结合了去中心化的共识和加密技术,为加密事实奠定了基础,即:基于已经储存在区块链账本中并被认为是事实的历史数据,对新交易进行验证。从这个意义上来说,区块链是确定性的,因为审批新交易不需要额外的或外部的数据。

若想进一步了解区块链,请阅读《一文读懂区块链技术》和《一文读懂区块链与预言机的异同及其协同效应》两篇文章。

在传统银行支付系统中,银行是用户之间可信的托管方;而在区块链支付系统中,区块链是信任最小化的非托管式中间方。

在许多人看来,区块链是基于cryptocurrency的支付系统。但区块链通过智能合约可以实现的功能远非如此。智能合约基于“如果达成条件x,则执行y”的代码逻辑在区块链上运行,并且具有不可篡改性。开发者可以使用一个或以上的智能合约打造去中心化的应用(下文简称dApp)。智能合约中包含了用户与dApp交互时必须满足的条件。若想要深入了解智能合约,请阅读《一文读懂智能合约》。

预言机是开发高级去中心化应用的关键要素。区块链因其独特的安全模式而无法直接与外部世界连接,就好像一台无法连接互联网的电脑一样。预言机为区块链提供了基础设施,将其连接至外部数据和系统。有了预言机,智能合约就可以利用外部数据来触发执行(如:利用体育比赛结果结算预测市场);将数据发送至外部系统,以进行结算(如:发送支付消息以执行银行支付);与其他区块链上的智能合约交互;以及在链下展开计算。因此,区块链可以实现混合型智能合约,一个应用中包含链上和链下两个模块。

Chainlink 独创了去中心化的预言机网络(DON),实现了信任最小化的预言机服务,并消除了预言机提供商的寻租空间。Chainlink去中心化预言机网络的出现催生出了一系列全新的智能合约用例,其中包括去中心化金融(DeFi)、非同质化通证(NFT)、Play-to-Earn游戏(P2E)以及去中心化保险等。

若想了解更多关于预言机和Chainlink的信息,请阅读《一文读懂区块链预言机》 和《一文读懂Chainlink》两篇文章。

Chainlink去中心化的预言机网络可以让任何区块链上的智能合约与任何外部系统或资源实现双向交互,并在过程中保障安全性、可靠性和准确性。

区块链和预言机结合,可以使流程从端到端都无须信任,并可靠地协调社会经济活动。区块链是防篡改的后端架构,负责编写、追踪和执行智能合约;而预言机则可以帮助智能合约准确地验证真实世界中的事件,顺畅地与现有系统交互,并安全地实现跨链交互。在这种新模式下,应用和数字合约就可以摆脱不确定性和人为干预,通过去中心化的共识来进行确认,并最终保障确定性。

未来前景:用加密事实重建社会信任

如果用区块链和预言机来建立信任网络,那么就可以有效解决上述问题——世界可以基于客观事实运转,所有人和流程都完全按照协议办事,所有数据都得到准确记录。

数据归个人所有,流程所有权去中心化

区块链技术的一个最大优势就是可以将负责运行社会经济活动的应用或机构去中心化。区块链技术可以创建完全中立的平台,且平台不能因为任何经济、政治或社会压力而随意审查用户内容。一旦条款被写入智能合约并储存在区块链上,任何人都可以查看用户与dApp之间的关系,并且任何一方甚至管理员都无法篡改。

去中心化的系统还消除了中间托管方。区块链更像是一个非托管式的协助者,dApp产生的所有数据都可以公开查看并且无法被任何人篡改。用户可以通过私钥直接控制自己的数据和资产,而且私钥只有用户自己可以拥有。比如,任何人都可以查看比特币账本的完整交易历史,而且可以托管并发送自己账户中的比特币至网络中的其他用户,整个过程无需银行参与。

另外,现在还出现了一些具有隐私保护功能的预言机解决方案,比如Chainlink DECO。DECO用户可以将隐私数据发送至dApp,并且不公开数据内容。比如,用户可以证明他住在某一司法管辖区,或证明他的银行账户余额超过了某一阈值,并同时无需向dApp披露他具体的居住地址或账户余额。这样,dApp即使在不知道具体数据的情况下也可以使用这些数据。

Chainlink DECO使用零知识证明保护智能合约中的数据隐私性,不向区块链披露数据内容。

区块链和链上dApp也在逐渐降低准入门槛。比如以太坊目前正在向PoS共识机制转型,旨在让全世界任何人都可以在智能合约中质押以太币,并成为网络中的验证节点(注:质押指以非托管的方式锁定通证)。用户成为验证节点后,就可以通过验证交易来分得以太坊区块所产生的一部分价值。

Curve等DeFi应用也采用了同样的模式。Curve是低交易滑点的去中心化交易平台,用户可以将原生CRV通证质押在智能合约中,最高期限为4年。持币者可以获得协议治理权,并且可以按比例分得50%的交易费收入。

公认的事实(Shared Truth)

区块链和dApp通常是开源技术,所有用户都可以查看dApp的底层代码及其产生的数据。区块链是公开、统一的数据库,公平地向所有参与者开放,因此不存在分歧,而且任何系统性风险都一目了然。交易通过去中心化的共识机制进行验证,而不是基于某一个用户或管理员的主观判断。也就是说,用户和dApp之间的关系会依照清晰的合约条款展开。

如果需要验证外部数据,预言机通常会采用去中心化的节点网络和多个数据源,以避免在验证和执行环节产生单点失效风险。比如,Chainlink Price Feeds就是去中心化的预言机网络,可以为区块链上的去中心化金融(DeFi)提供实时资产喂价。DeFi应用为用户提供借贷、衍生品以及stablecoin等金融服务。

Chainlink Price Feeds目前为各类DeFi应用保障了数百亿美元的价值,在数据源、节点和预言机网络三个层面都实现了去中心化,可以为dApp提供实时资产喂价。

其他生成公认事实的预言机方案包括前Coinbase CTO以及A16Z普通合伙人Balaji Srinivasan开发的Ledger of Record。Ledger of Record利用预言机为区块链上的数据进行加密签名,以证明数据来源,并建立可验证的数据溯源系统。这不仅可以有效防止假新闻、深度造假(注:使用AI换脸技术伪造图片)以及新闻悄悄被删除;还可以推动建立声誉系统,追踪数据源和分析师的声誉记录。

以共识为基础,通过加密技术保障执行

由于区块链基于去中心化的共识机制来验证网络中的交易,因此在分歧发生时任何一方都不会受到特殊对待。区块链中没有管理员,因此陷入危机的dApp不可能得到救助,也不能随意按下重启键。区块链用去中心化的网络替代了管理员,这个网络基于加密技术和经济激励机制保障安全,几乎不可能篡改共识或之前储存的数据。

区块链和dApp也可以改变,但改变通常需要众多独立的用户共同达成社会共识,而不是像中心化的应用那样光靠一个人就可以做决策。正因如此,许多dApp都采用了去中心化的自治组织(下文简称DAO)来进行治理,通过所有用户共同投票来发起变更。事实上,许多dApp都有自己的原生通证,并在DAO中使用这些通证,采用通证加权的投票机制来决定提议是否通过。

在全局可访问且防篡改性极高的区块链平台上执行数字合约,可以大幅降低对手方风险。许多区块链和dApp还引入了自动处罚机制,惩罚参与者的作恶行为。比如,PoS区块链会没收恶意节点质押的部分通证,以作为惩罚。dApp还可以暂时托管用户的资金,直到验证了某些条件达成后再释放资金。这样,输的一方几乎不可能逃避付款。

去中心化的预言机网络也通过创建权威事实来实现相同的保障。每个dApp都可以明确定义它们希望以什么样的方式从外部世界获取事实,并且制定清晰的边界条件。也就是说,预言机可以更加灵活地为智能合约验证外部事件。用户可以选择相信不同的数据源,也可以选择花更多钱来提升预言机网络的去中心化水平。无论用户如何设计预言机机制,都必须先对预言机传输的事实达成共识并认可其权威性。用户和预言机之间达成的协议可以写入一个服务水平协议(下文简称SLA)智能合约中,以避免任何人篡改协议内容,并在任务完成时自动执行奖惩机制。

Chainlink可验证随机函数(下文简称VRF)就是通过预言机创建权威事实的服务。Chainlink VRF采用预言机技术在链下生成随机数和加密证明,然后将二者发送到链上,区块链会利用加密证明来验证随机数没有经过任何预言机篡改。NFT和游戏应用使用Chainlink VRF生成的随机数来执行各种链上函数,比如挑选特殊NFT airdrop的中奖者,以及决定宝箱内物品。值得一提的是,用户可以独立验证整个过程的公平公正性,就连游戏开发者或NFT创作者都无权影响随机结果的产生。

Polychain Monsters是一款区块链游戏,集成了Chainlink VRF铸造拥有随机属性和稀缺性的NFT。

高效的点对点流程

区块链计算不仅更安全、可靠且精准,而且还采用了点对点的模式。由于消除了所有中间方,因此寻租行为和结算时间都得到了降低。这在以太坊Layer 2扩容方案中尤为突出。Layer 2是建立在以太坊上的网络,其优势是成本更低且吞吐量更大,并同时由底层以太坊区块链保障安全。有了各种layer 2方案,用户就可以在几分钟之内向全世界任何一个人发送任意金额的付款,并且成本低于标准国际汇款费用。

创新的参数型保险dApp也采用了这种点对点的模式,其中包括Arbol和Etherisc。任何人只要能上网,都可以购买天气和航班保险。一旦预言机网络确认了保单中的事件发生,智能合约就会进行结算。比如农作物保险会基于某一地区的季节性降雨量进行结算;或者航班保险会基于航班是否取消进行结算。一旦预言机报告传输到链上,智能合约就可以立即从托管账户中支付赔偿金,过程中无需任何人员审批。

参数型农作物保险智能合约可以高效结算,无需任何人为干预。

立即加入区块链行业

对比互联网的发展历程,我们判断出区块链和预言机技术目前仍处于发展初期。未来将有无限创新可能,区块链和预言机有潜力为社会经济的核心流程重建信任。

如果你对区块链感兴趣,并希望加入这个行业,请阅读《如何成为智能合约开发者》一文,了解如何加入Chainlink Labs等行业领先的组织,并开启你的区块链职业生涯。Chainlink Labs目前正在招聘众多技术和非技术类岗位。

视频网址:https://youtu.be/9O0x_Hfkev8

原文链接:https://blog.chain.link/what-crypto-is-really-about-zh/

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