公众对区块链的几大误解

区块链是一种创新的计算模型。 数据和应用程序的安全性不是由中心化的第三方保证的，而是由去中心化的计算机网络保证的。 由于区块链本身的无许可性质，任何人都可以加入网络并独立验证计算的真实性。 最终，区块链技术在用户和网络节点之间建立了权力制衡。

区块链技术为我们带来了创新的数字货币（如比特币），可以将货币政策写入代码； 它还实现了可编程的信任最小化应用程序（如以太坊）。 目前，区块链作为一种全新的数字基础设施正在迅速进入大众视野，这种发展势头也被称为Web3.0。 尽管很多人认可区块链的价值主张，但对区块链底层的信任模型仍存在一些误解。

本文将探讨具有自主验证能力的全节点可以做什么，特别是全节点如何监督区块创建者（即矿工或验证者），以及通过降低验证成本影响区块链可扩展性的关键是什么。 看完之后，你会对区块链与传统计算在信任模型上的区别有更深刻的理解。

传统计算模型的瓶颈

今天的大多数应用程序都使用客户端-服务器模型，该模型将请求发送到中央数据库服务器。 传统计算模型中有几种类型的参与者：

在传统的计算模型中，虽然中心化服务器缺乏透明度，但用户只能信任它。

这种计算模型也称为Web2，开发者可以根据自己的需要快速发布和扩展应用。 由于数据中心可以保证计算的低延迟和高吞吐量，因此可以实现非常流畅的用户体验。 部署在中心化服务器上​​的应用程序为全球数十亿用户提供了巨大的价值，但它们也存在一些瓶颈。

最大的瓶颈是终端用户无法验证响应请求的计算过程是否可靠，也无法确认输入数据库的数据是否被篡改过。 事实上，此类应用都是在暗中运行，用户必须充分相信第三方不会损害自己的利益。

集中式应用程序的这种信任假设会对用户产生负面影响。 用户可能会遇到审查、社交平台删除账号、个人数据泄露、算法推荐内容、高昂的对账成本、数据篡改或丢失，甚至整个系统缺乏问责制。 最终，这将导致社会信任的崩溃并推高经济协调成本。

区块链计算模式

区块链摆脱了对中心化实体的盲目信任，采用如下技术机制实现信任最小化和可信中立。

使用加密技术验证数据/资产的所有权，验证交易的真实性；

采用去中心化共识机制对交易进行排序，执行协议规则；

采用经济激励机制，保证网络账本的不可篡改和运行稳定性。

值得一提的是，区块链是一个开放的网络，世界上任何人都可以加入，或者主动做贡献，或者被动听取消息。 终端用户可以亲自验证网络输出的结果是否有效，账本中的数据是否被篡改。 由于区块链的透明性，也降低了信息不透明的风险，消除了信息不对称，确保所有参与者充分意识到风险。

在区块链计算模型中，终端用户可以选择加入区块链网络并对计算结果进行验证。

区块链网络的各种参与者

为了保证区块链的正常运行，需要不同类型的网络参与者。 一个参与者往往扮演多个角色比特币轻客户端，每个角色都会起到关键作用。

虽然每种类型的参与者在区块链生态系统的良好运作中都发挥着关键作用，但不可否认的是，全节点是区块链网络的核心，因为它们维护着网络分类账的完整副本。 其他参与者，例如区块创建者和轻客户端，连接到完整节点以了解网络状态。 因此，区块链网络的拓扑结构如下图所示。

区块链网络拓扑结构示意图，其中轻客户端和区块创建者都连接到完整节点。

区块创建者的权力是有限的

关于区块链的一个常见误解是，由于区块创建者负责向新区块添加交易，因此他们对区块链具有单方面控制权。 换句话说，这些人认为，如果大多数区块创建者被收买或串通（注：这也常被称为“51% 攻击”），那么网络就会崩溃，所有有价值的东西都会被摧毁。 彻底毁灭。 在实践中，区块创建者的权力是有限的，因此只能发生几种类型的恶意攻击。

区块创建者具有以下权力：

块重组回滚先前接受的有效块并用一组新的有效块替换它们。

区块创建者没有能力：

要理解区块创建者能力有限的原因，有必要明确区块创建者与负责验证的全节点之间的关系。

全节点如何监督区块创建者

区块创建者的职责是提交新的区块以保证区块链的顺利运行。 但是，区块的创建者无权代表整个区块链网络决定该区块是否有效。 全节点负责判断区块的有效性。 全节点存储区块链账本，负责独立验证每个区块，并执行区块中的所有交易以确认区块是否符合协议规则。

因此形成了一种权力制衡机制：全节点只接受有效区块，忽略不符合协议规则的区块，从而对区块的创建者进行监督和问责。 另一方面，区块创建者在经济上受到激励只创建有效区块。 因为如果他们创建了无效的区块，就会浪费大量的经济资源，所有的区块奖励和交易手续费收入都将被放弃。 即使其他区块创建者继续在无效区块上创建有效区块，这些区块也会被全节点忽略，这些区块创建者最终会分叉出网络。

全节点由区块链生态系统中的关键经济实体运行，包括加密货币交易平台、稳定币发行者、预言机、L2 验证者、RPC 服务提供商、托管钱包服务提供商、巨鲸和普通用户。 这些关键经济实体自我验证区块链分类账，因此不会被欺骗接受无效区块。 全节点在确认区块有效性时不需要相互协调和通信。 这些节点只需要在验证区块时遵守协议规则，就可以对区块的有效性达成共识。

无效块将被全节点拒绝，全节点将跟踪有效区块链。

许多区块链的协议规则是由社区在链下确定的，这一过程也称为“社会共识”。 达成社会共识通常需要经过一个正式的过程（例如以太坊改进提案或​​ EIP），社区在这个过程中讨论各种社交平台上协议规则变更的好处。 一旦在链下达成初步共识，区块链的核心开发人员就会开发新版本的区块链客户端来实现这些变化。 全节点和区块创建者可以选择是否运行新版本的软件，通过硬分叉（非向后兼容更新）或软分叉（向后兼容更新）升级网络。

如果硬分叉升级有争议，区块链网络可能分裂成两个不同的版本，两个版本将独立运行。 一旦发生这种情况，每个区块链都会共享从创世块到分叉前某个块高度的所有历史记录。 2017 年比特币和比特币 Bash 的硬分叉就是这种情况，当时每个人都对如何提高交易吞吐量存在分歧。 2016 年的以太坊和以太坊经典硬分叉也是如此，当时社区对如何处理 DAO 黑客攻击存在分歧。

比特币现金是比特币区块链的一个分支，是因为对如何提高交易吞吐量存在分歧而产生的。

一些区块链不采用链下共识机制，而是选择通过链上治理来处理升级。 代币持有者管理着一个分散的自治组织 (DAO)，并决定对协议规则的更改。 无论哪种协议升级方式都有其独特的优势和挑战，采用哪种方案取决于社区的具体需求。

降低全节点的硬件要求

如果全节点的硬件要求太高（比如必须使用工业级硬件），那么有能力或愿意运行全节点的实体就不会那么多，他们可能会选择中心化的方案来读取并写入区块链。 数据。 这将使区块链网络更容易受到区块创建者的操纵。

为了建立健康的全节点网络，很多区块链会刻意限制网络的交易吞吐量，兼容社区验证节点硬件的最低配置。 降低硬件要求，不仅可以让全节点在正常情况下正常运行，也可以在区块链受到一群串通的区块创建者攻击时，快速建立新的验证全节点。 每个区块链都有不同的特定硬件要求，但它们基本上与常见的消费级硬件兼容。

运行在 Raspberry Pi 上的比特币区块链的完整节点，Raspberry Pi 是一款低调的微型计算机。

以下逻辑说明了降低硬件要求将如何增强区块链的核心价值主张：

降低硬件要求→降低区块验证成本→更多实体可以运行全节点→能够更好地抵抗区块创建者的攻击→提高网络安全性→更好地实现可靠的中立性→提高使用率

区块链协议虽然没有明确规定全节点的硬件要求（因为硬件和软件的运行效率在不断提高），但会规定交易吞吐量（注：交易吞吐量通常取决于区块的大小和块的输出。频率）专门针对一类硬件配置。

虽然大多数区块链与常见的消费级硬件兼容，但一些区块链要求验证器硬件至少是服务器级别的，以提高交易吞吐量。 这些区块链意识到，这样做虽然减少了参与验证的自建节点数量，但仍有足够多的关键经济实体拥有足够的资源来运行全节点。

降低区块链的验证成本

一个理想的场景是世界上每个人都运行自己的完整节点来验证区块链交易。 然而在实践中，搭建一个全节点需要耗费大量的时间和资源，并且可能会影响很多终端用户的体验。 随着区块链越来越普及，习惯于使用中心化服务商的用户可能会觉得自己搭建一个全节点太麻烦，他们更愿意立即与链上应用进行交互。

因此，目前主流区块链上的终端用户大多没有自建节点，而是接入RPC服务商，并信任这些服务商提供可靠的服务，将用户交易发送到区块链网络，并同步当前状态区块链给用户。 这些用户可能并不关心区块链自我验证的好处比特币轻客户端，区块链网络的安全性也不是最优的。 然而，与传统的计算模型相比，区块链在信任最小化方面仍然具有巨大的优势。

今天，许多最终用户并不自己运行全节点，而是访问受信任的 RPC 服务提供商。

这个问题的折衷方案是将轻客户端集成到区块链钱包中。 虽然轻客户端的集成可以减少对RPC服务提供者的依赖，因此可以在一定程度上改善现状，但是轻客户端模型仍然需要相信大多数区块创建者创建的是有效区块，以及区内所有的交易数据在一个街区是公开的。

为了使轻客户端无需下载并执行整个区块（即运行全节点）即可验证区块创建者的区块，需要对轻客户端进行技术优化，提高信任最小化水平，成为“信任A”最小轻客户端”。 可以在以下方面进行技术优化：

信任最小化的轻客户端可以在不下载或执行整个块的情况下验证块创建者的块。

随着新的信任最小化技术的不断发布，验证者可以更轻松地验证块创建者的块，而无需下载和执行整个块，并且验证成本更低。 这将有助于提高整个区块链网络的安全性。 值得一提的是，创建信任最小化的轻客户端可以进一步导致更具可扩展性的区块链网络。

在保持自我验证的同时扩展区块链

通常我们把区块链扩容等同于交易吞吐量的提升。 但更全面的理解应该是：区块链扩容既需要提高交易吞吐量，又需要降低验证成本。 幸运的是，现在有了最小化信任的轻客户端，可以提高区块链网络的吞吐量（例如扩大区块容量或缩短区块生成时间），同时仍将区块验证的成本保持在较低水平。

此外，rollup等L2扩展方案也采用类似信任最小化轻客户端的技术，使用加密证明技术来证明交易的有效性，底层区块链网络不需要执行每一笔交易。 底层区块链是公认的用于 L2 rollup 的信任最小化轻客户端。 此外，交易被打包存储在区块链上，保证数据的可用性，可以极大地提高交易吞吐量，并且几乎不增加底层区块链的任何验证成本。

L2 rollup 使用底层区块链作为公认的信任最小化轻客户端来增加交易吞吐量。

总结

区块链是一种只能追加的账本，非常安全、可信和中立，为我们带来了一种新的计算范式。 区块链在区块创建者和全节点之间建立权力制衡机制，可以为社区提供服务，不断升级迭代，同时保持其不可篡改的属性。 虽然我们还需要继续努力进一步降低区块链的验证成本，但目前的区块链在信任最小化方面比传统的计算模型具有巨大的优势。

海量资讯，精准解读，尽在新浪财经APP