图灵奖得主来中国,他到底都说了些什么?

图灵奖得主来中国,他到底都说了些什么?

8BTC_Boost 发布在 链圈子 72196

9月12日,巴比特加速器、Geekhub技术社区联合协助主办方CSDN、Algorand、区块链大本营、极客帮创投、GitChat共同举办的区块链技术沙龙——图灵奖得主,MIT教授见面会在上海财大豪生大酒店如期举办。本次见面会邀请到了Algorand创始人Silvio Micali、Algorand首席科学家陈婧、CSDN副总裁孟迎霞、中科院计算所上海分所所长、起点资本合伙人孔华威。现场400余名国内外区块链行业大咖、投资者、创业者、主流媒体、技术开发者和从业者慕名前来。本文整理了Silvio Micali的核心思想和Algorand区块链协议以及创造性的隐秘自选“加密抽签”技术。文末附《ALGORAND》全英文版PDF
序言

区块链自诞生以来,其最大的发展阻碍便是“不可能三角”,也称“三元悖论”,即:无法同时达到“高效低能”、“去中心化”、以及“安全”这三个要求,三者不可兼得,虽然我们在去中心化和可扩展性上有一些实践,但只有保证整个系统的安全性,区块链才有价值。Micali作为世界前沿的密码学家和计算机理论学家,因在伪随机数和零知识证明领域的成就而出名。(零知识证明是zk-SNARKS的基础,匿名区块链项目Zcash使用的就是零知识证明)。在2012年因为密码学和复杂度理论领域做出突出贡献,获得有着“计算机界诺贝尔奖”之称的图灵奖。

a

 

Silvio Micali认为安全可以被分为两个部分:1. 协议的攻击;2. 针对通讯网络的攻击。

 

前者可能是协议说要做ABC,他偏偏要做XYZ,要从中获得利益。然而与协议攻击比起来,针对通讯网络的攻击则更不容易被察觉。攻击者只要把网络隔开护着把路由器进行感染,哪怕一小时的实践,造成的影响都会十分巨大。有些人觉得,遇到这种情况的概率很低,不用想那么多,但真的如此吗?一家成功的区块链公司,至少要管理几十亿美金的资产,跟这些资产相比,安全的防范就非常必要了。要知道,未来恶意黑客会像雨后春笋般冒出来,因此我们要做好准备。区块链中另一个需要考虑的因素就是可扩展性,我们都知道,比特币每秒可以交易7笔。假如我现在买入某种币,想要明年行情见涨的时候再卖出,这个交易量完全可以满足。但如果我每天都要进行交易,那么这个交易量就明显捉襟见肘了。比特币的交易量比起VISA卡的每秒2000笔都有很大的差距。在中心化方面,中心化的系统依赖于受信任的第三方,这可能会造成单点故障或中间费用越来越高。去中心化让用户可以管理自己的资产,但没有办法把其他参与者排除在外。交易不单指货币,也指一些有意义的活动,也就是让区块链在一个安全的环境下继续运行。

 

Silvio Micali的思考和Algorand的底层框架

 

Silvio Micali在2013年第一次接触比特币协议后,深深被其吸引,但也看到了比特币协议的巨大不足:高耗能、不够民主、容易分叉、可拓展性差等问题,于是Silvio Micali开始从底层技术解决问题的新征程——用一种全新的思路来解决区块链面临的种种技术难题,突破被当下大多数人默认的“不可能三角”。比特币背后全新的技术设计,让Silvio Micali兴奋不已,但随即他感叹到:“这确实是个伟大的问题,但解决方案却并不够优美。”

在短短的几个月里,Silvio Micali设计出一套全新的底层框架,即后来的Algorand框架。Silvio Micali认为,所谓“区块链三元悖论”——即三者最多可得其二的说法,其实是不确切的。作为基础公链,只有做到三者兼得,才能为终端用户和高层应用提供极大的拓展空间。Algorand区块链的最大亮点是同时达到了 安全、高可扩展和去中心化,从技术的角度来说,隐秘自选(加密抽签)技术,是Algorand的创新之一。这好比一种特殊的抽奖方式,既可以保证中奖用户的安全,也很容易验证“彩票”的真伪,还能保证抽奖的公平性。这一技术使所有用户都能既安全又公平的参与到Algorand区块链的共识机制当中。同时这种抽奖方式还是“一次性的”,用户参与共识协议每一步时都会重新“抽奖”,确保每一步的安全性——所以在这个抽奖系统中,攻击这一步来“兑奖”的用户,对下一步哪些用户“中奖”是没有影响的。

相比于比特币的原理中,矿工需要通过竞争来获得下一个区块,并赢得区块奖励的方式,Algorand创造性地用隐秘自选技术来选择参与者创建和验证区块,这样,就极大避免了能源消耗。Algorand是权益证明(POS)机制的一种变形,POS使用了密码技术来随机选择那些负责将下一个区块(或交易)添加到区块链中的参与者。

 

Algorand的共识机制及特点

 

Algorand是一个非常通用的平台,可以满足去中心化、安全、可扩展等需求,每个人都可以在上面交易和分配机会。与之前的共识机制不同,Algorand使用的是「纯粹权益证明」(Pure Proof of Stake),这种证明的特点是,你的拥有的某种代币,与别人拥有的代币权利是一样的,而且这个系统非常高效,不需要任何准入和许可,拥有一个代币和拥有一亿个代币都可以参与。简单来说,就是通过投票来确认的。如果有的人不想参与,他可以把权利发放给其他人,如果还是不愿意,那么他的定位可能不属于Algorand社区。此外,Algorand中还有一个「即时发起和确认」(Immediate Propose-and-agree)的机制。它有四个特点:

1. 需要的计算量、交易成本最少,交易效率最高,没有分叉;

2. 共识达成速度快,支持可扩展应用开发;

3. 交易确认时间仅需数秒,已经达到了银行的水准;

4. 安全性和可复原性高。

b 

 

Algorand的共识原理是通过两步来实现共识的,这里面也涉及到大量的数学计算。

 

简单来说,Algorand的共识分为两步,第一步是【发起】(Propose),第二部是【达成协议】(Agremment)。

首先来说发起,在Algorand我们随机选择一个Token,并把其公钥公开。Token的持有者签名并发起一个新的区块。整个过程十分迅速。之后,系统在随机选出1000个用户,并公布其公钥。这1000个人达成共识,并对发起的区块进行签名。这样,新的区块就生成了。这种共识机制的好处就在于,它把达成协议和达成共识叠在了一起,而且不会分叉。假设有恶意用户,但恶意用户不会在不同的区块上签名。

Algorand的目标是建立一个低能耗、高速度、民主化、可拓展性好而且几乎不会出现分叉的分布式账本。Algorand没有引入激励机制或发行数字加密货币。Algorand是权益证明(POS)的一个升级,彻底消除区块链分叉的可能性,可以在一小段时间内确认交易,Algorand的核心使用成为BA·的拜占庭协议,同时扩展到许多用户。即使一些用户是恶意的,网络被临时分区,Algorand也确保用户从未对已确认的交易有不同意见。在Algorand的BA·协议中,除了私钥之外,用户不会保留任何私有状态。

 

此外,高效安全的共识协议是Algorand的另一创新。

 

如何让众多参与者对下一个区块的内容达成共识,这是区块链和分布式账本要解决的最基本问题,也是分布式计算机系统的一个关键问题。Algorand的共识协议在协议安全角度和抗网络攻击的角度都已经达到了最优,而对于每个参与者计算量的要求非常低——例如只需要一台普通的笔记本电脑即可。这使得Algorand不必区分普通用户和“矿工”。任何一个用户都可以既享受在Algorand区块链上交易的速度和安全性,也可以同时参与Algorand的共识机制并从中获得奖励。

也就是说,原本比特币中存在的用户分级,在Algorand变得不存在了,所有人都将拥有相同的系统参与权限。

关于Algorand的其他创新技术和未来发展,Micali表示,“我们已经给区块链的共识协议和激励机制带来了巨大的创新。在智能合约和区块链的其他方方面面,我们都将带来同样的创新。一个真正分布式的、安全的、高效的区块链平台才能代表未来,在这样一个平台上,所有用户,无论大小,都可以进行复杂的交易,无论是金融方面还是其他领域。而过去这些复杂的交易类型只能由少数人来完成。”

 

Algorand应用 & 目标

 

Algorand可以被应用到很多场景和领域,比如加密货币、建筑、社交、购物、溯源等。原因在于,Algorand是一个真正的【无摩擦】的平台,费用非常低,并且支持扩展,每个人都可以在上面进行开发。此外,Algorand也很适合拍卖领域,比如你在外滩有间很好的办公室,你把它拍卖给拍卖行,这样做的好处在于,每个参与的人,哪怕投入的钱很少,都可以购买这个办公室一部分的产权,这在之前是从来不敢想象的。通过Algorand,我们希望能够对原有金融体系实现更加民主化和透明化的改造。

最后Silvio Micali教授谈论了Algorand的近期和远期目标。近期目标有激励机制的落地,激励更多人投入到平台的业务中。比特币的激励机制是通过竞争的方式激励最快的矿工,但慢慢的,有些人开始用更高规格的显卡、更高配置的电脑,挖到了更多的矿,形成了矿池,然后又衍生出很多中心化的超级矿池。怎样激励更多人参加又不会形成中心化,是需要思考的。此外,我们还会有拍卖功能和算法稳定化机制。我们可以每秒达成几千次交易,这是好事,但如果价格老是变动就不是好事了。Algorand希望价格走势能更平滑一些。同时还会引入密钥管理机制,以及移动支付功能。远期计划首先考虑的是智能合约,Algorand希望智能合约真正做到「智能化」,此外,远期计划还包括债券机制、监管、实名资产等。

 

 

【Geekhub技术社区志愿者招募】

Geekhub技术社区志愿者小组欢迎区块链技术的爱好者、传播者和信仰者的加入。志愿者小组能够更加直接地与世界各地的区块链领域技术专家、探索者、研究员沟通交流,志愿者小组将携手策划、组织优质技术活动以及精品内容输出,一同探讨技术的发展和区块链的未来。在这里,也能够认识志同道合的伙伴,收获深厚的友谊。添加微信号:wangpinhao2033备注Geekhub志愿者哟

 

《ALGORAND》全英文版PDF链接:https://arxiv.org/pdf/1607.01341.pdf

文章标签: GeekHub
评论
登录 账号发表你的看法,还没有账号?立即免费 注册