AI乾貨分享 基於群簽名的新一代區塊鏈技術

2021-09-20 09:02:03 字數 3216 閱讀 3634

一、去中心化技術和區塊鏈技術的前世今生

郭曉峰:區塊鏈(blockchain)其實並沒有那麼神秘,它本質上是乙個提供去中心化的(decentralized)次序的技術。在對它進行深入討論錢,我們首先要從去中心化技術和區塊鏈技術的發展談起。

去中心化是相對於分布式(distributed)而言的,主要有兩種代表性的技術,p2p和區塊鏈技術。

p2p(peer-to-peer,對等網路)是一種unordered decentralized technology,是在對等者(peer)之間分配任務和工作負載的分布式應用架構。其中比較有代表性的案例為早期的gnutella,bittorrent等。最近比較火的ipfs也屬於這個範疇。這種技術的特點是不提供事件次序,因此沒法支援交易處理。世紀初的時候p2p的技術風靡全球,但是最終沒有形成巨大的business,也跟這個很有關係。

區塊鏈技術則是ordered decentralized technology,可以用於處理交易的場景,例如電子貨幣和去中心化的資料庫等。其中我們所熟知的解法有bitcoin位元幣,ethereum等等。我們即將深入討論的則是基於vrf(偽隨機數生成演算法)的新一代區塊鏈技術。

網際網路時代之後,我們很有可能迎來乙個新的區塊鏈時代,也就是現有的c/s架構很可能由未來的對等架構替代。在這個體系中,大資料能力依然為對等節點的效能提供保障;人工智慧能力可以賦予對資料進行理解,並創造更大價值的可能;而區塊鏈技術,通過透明公開和隱私保護的能力,將成為匯聚資料的不二平台。

當然,千里之行,始於足下,要做到我們期待的這些,區塊鏈技術依然需要有不少改進,主要需要有下面三步:

首先是區塊鏈基礎技術的進一步發明,畢竟我們需要乙個牢固的基礎設施來構建我們未來的高樓大廈。

其次是去中心化交易的完整實現。

最終,我們期待在這種交易模式的基礎上,可以提供給使用者真實的服務。畢竟,技術只是改變世界的工具,最終創造價值的,依然是對人們有幫助的服務。

當然,具體的情況仍有待現實來論證。並且,我們需要強調的是,區塊鏈主要是提供信任的乙個平台,高效智慧型服務,依然有賴於現在大資料人工智慧技術的進一步發展。

二、區塊鏈技術的現狀

位元幣(bitcoin)是第乙個使用pow技術的讓大眾可接受的解法,也是目前最廣泛被應用的。它的特點是簡單,且不輕易改變其原則(principle)。但是pow技術並不是足夠好,它的缺點主要有消耗過多的資源,效率較低,並且公平性有待考證。

以太坊(ethereum)使用了新的雜湊函式(hash function),用於量子攻擊的防護。此外,它提供了evm(智慧型合約虛擬機器),在建立經濟環境的角度來說是乙個巨大的突破,屬於比較偏工程的一種突破。

下面我們看看位元幣是怎麼漲起來的。

最根本的原因是量化寬鬆政策(qe)。現實社群反推了技術社會的發展。

這個圖表**是美聯儲**的公開資料,mbst和treast兩個引數反映了美國當年的貨幣發**況和趨勢。在灰色標出的部分,可以比較明顯地看出貨幣發行的增長與位元幣價值增長之間的關係,以及量化寬鬆政策在位元幣價值增長上起作用的點。

目前位元幣發揮的作用主要是避險,並沒有發揮最重要的作用,就是提供服務。

區塊鏈技術面臨的挑戰主要是其表現和生態,生態可能是更重要的。現狀而言,90%的位元幣掌握在不足10%的人手中,這與它的發行方式相關。但是為了形成更加健康的生態,位元幣需要吸引更多的使用者,因此,就需要提供給使用者更多的服務。

三、vrf技術要點

以往的pow及相關技術,一直在尋求解決如何不確定地找到下乙個塊的問題,但是從算例的角度可能無法解決這個問題,因為本質上算例是集中的。此時,數學家提出用vrf即偽隨機數生成的方法來解決這個問題。

目前的技術方案主要有三個,algorand、dfinity和thunder token。這邊我們將目光集中於dfinity,其技術相對成熟,邏輯整潔,易於移植,但是底層細節因為涉及密碼學的理論,一般難於理解。

dfinity技術的要點主要有以下幾點:

random beacon(隨機燈塔)

隨機燈塔的方法用於回答塊的下乙個產生地(node)在**。

group notary(群簽名)

在隨機燈塔確定了塊的產生地(node)之後,群簽名的方式用於回答由哪些人確認由其出塊。

group notary的演算法大致如下圖。至少需要t+1個人進行簽名,資訊才有效。

identity用於確認網路裡的成員。identity的進入和group的進入機制相似,需要至少2個epoch才可以開始乙個新的id。

block chain(區塊鏈)

在解決了上述技術要點後,最終可形成dfinity的區塊鏈。

需要注意的點主要有三個系統引數和初始化過程,如下圖。對系統引數中的threshold signature,系統需要依據防禦拜占庭攻擊的需求來設定這兩個闡述t和n。

在dfinity的技術概覽之後,我想談一下對這個技術的問題及優勢的一些看法。

以下是對位元幣、以太坊和dfinity三種技術的表現對比。

總的來說,dfinity相對於pow技術而言,減少了資源浪費,提高了塊的生成效率,但它仍然有一些問題亟待解決,值得大家深入研究。但是技術的產生應當以現實的意義為導向,我們的技術應該以為人類提供更便捷的服務為目標。

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