Algorand:一个去中心化的乌托邦?

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  2009 年,中本聪在邮件中总结了上世纪 90 年代电子货币失败的教训:“很明显,是中心化让它们最终无法摆脱失败的命运。”

  根据中本聪的愿景,比特币是第一批真正尝试去中心化的数字货币。不过,比特币诞生十年以来,其中心化的弊端也越来越凸显。

  很重要的一点——挖矿越来越难。比特币刚诞生时,任何技术爱好者都可以使用自己的电脑 CPU 来挖矿,门槛非常低。之后随着比特币的发展,以及区块链变得更加资源密集,矿工需要用高成本投资 ASIC 挖矿设备。这就使得比特币网络的权力越来越集中在少数人手中。

  很多项目正在比特币提出的去中心化道路上继续深耕探索,以期为商业、政府等带来巨大的积极影响。这其中就包括备受关注的 Algorand。

  

  Algorand 由 algorithm(算法)+ random(随机)组成,这意味着其最大的特点在于用算法随机产生出块和验证节点。创始人 Silvio Micali 是麻省理工学院(MIT)教授。相比起 MIT 教授,Micali 更有名的身份是密码学家与图灵奖得主,他曾在 1986 年联合创作了第一篇零知识证明理论的论文。

  

  所谓鱼和熊掌不可得兼,很多人已经默认区块链里的「不可能三角」问题是无法解决的,正如 Micali 所说,“2000 年来的区块链项目都只解决了「不可能三角」中的其中之二。”他认为当前的区块链协议存在高耗能、不够民主、容易分叉、可拓展性差等问题,针对以上痛点,Algorand 提出了新的共识算法即纯粹权益证明(PPoS--Pure Proof of Stake)。

  在 Algorand 中,共识机制分为两个步骤:

  1)随机选举区块生成者生成区块;

  2)随机选出 1,000 人验证区块,形成共识。

  与 PoW、PoS、DPoS 共识算法不同的是,PPoS 强调真正意义上的去中心化(不区分普通用户和 “矿工” ,不存在用户分级)、可扩展性大(随机算法计算量很小,几乎无延时)、安全性强(可抵挡协议层与网络通信层面的攻击)。

  我们接下来分别看一下 Algorand 是如何解决这个困扰行业多年的「不可能三角」问题的。

  安全

  验证委员会成员由 VFT 加密抽签随机选择,只有被选人自己知道,并且只有当区块被广播了才会暴露验证者的身份,此时验证者的身份已不再,变成了普通节点,而且此时攻击者也已无法发动攻击了。且每一轮的区块提议者都重新使用 VRF 进行加密抽签,增加了随机性以及不可预测性,从而加强安全性。

  可扩展性

  目前比特币每秒处理三到四笔交易的可扩展性制约了其发展潜力,如果要在全球范围内普及比特币,它需要达到每秒处理成百上千笔交易的能力。

  “以太坊也有类似的问题”,以太坊的创始人 V 神曾说,“以太坊网络最大的容量是每秒 15 笔交易,如果不改变的话,行业的基础建设会受到限制。”

  Algorand 建立了一个加密抽奖形式来决定参与广播区块的委员会成员,每次抽奖只需要大约一微秒,而且所有抽奖独立操作,互不干扰。候选人群组大小的期望值是一个常数,和网络规模与用户数不成正比,从而保证可扩展性。

  在最近的一次网络可扩展性测试中,Algorand 的测试成绩是大约 5 秒创建一个区块,平均每秒可处理上千笔交易。

  去中心化

  去中心化是「不可能三角」中非常难以实现的一个问题。

  Algorand 首席密码学家 Gorbunov 说,“为了解决去中心化的问题,Algorand 创新地引入了秘密自我选择机制,每一个用户都可以公平地参与进入委员会的加密抽奖,最终是否成为委员会成员只有用户自己知道。”

  因为验证是随机选择的,没有人知道谁会参与验证区块,而且随机验证在本地设备上操作,加速了交易处理的时间。

  Algorand 网络共识参与的门槛很低,每个人都可以成为其中的一份子。此外,目前的 Algorand 网络已经在经济实惠的电子设备 Raspberry Pi 上进行了测试,所以用户无需大量资金即可加入网络。

  委员会选举的过程很安全:假设系统中的坏人可以贿赂任何节点,让他们说谎,但在 Algorand 系统里,坏人到底应该去贿赂谁呢?当委员会被选举出来的时候,坏人可以知道这 1,000 个人分别是谁,但问题是,这时哪怕委员会里的人被贿赂了,他也已经把自己的中奖证明和对区块链的验证意见给广播出去了——换句话说,此时区块验证已完成,贿赂也无济于事。

  虽然 Algorand 最终能否解决「不可能三角」问题还有待观察,但有一点是肯定的:越来越多的项目将会在区块链创新的道路上继续前进,直到有一天真正实现了去中心化的愿景。

  有着“明星光环”的 Algorand 从最初就得到了广泛关注,而即将于 6 月 19 日新加坡时间下午 6 点举行的荷兰式拍卖也备受瞩目。

  所谓荷兰式拍卖即:在每次拍卖中,都有固定数量的 ALGO 在固定的时间内可供拍卖。在拍卖过程中,ALGO 的价格从一个初始价格开始,并不断降低,直到达到一个最低价格,或所有出售的 ALGO 都以拍卖的结算价格出售位置。价格随时间呈线性下降。

  

  对很多人来说,荷兰式拍卖并不熟悉。2004 年谷歌上市时,就采用了荷兰式拍卖的方式进行 IPO,荷兰式拍卖对于个人投资者来说更公平,因此在华尔街并不流行。

  Algorand 基金会在公告中表示,选择这种代币出售方式的原因主要有两个,旨在实现公平原则:

  “无国界经济的一个核心原则就是公平。我们认为,决定 ALGO 价格的应该是市场,而不是我们。我们发现荷兰式拍卖机制能够实现公平原则,主要原因有两个。首先,因为在每一场拍卖中,每一个人购买 ALGO 的价格都是一致的;第二,因为价格是由市场决定的。”

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