区块链“去中心化”是什么意思？

随着区块链的不断升温，很多业内人士普遍认为去中心化是区块链的核心特征。未来，在区块链去中心化的特性下，社会将发生翻天覆地的变化。是这样吗？

我很高兴 Vitalik 表达了他的想法，因为无论最后一点是否正确，在当前充斥着各种区块链新奇概念的背景下，对这个基本概念的回顾和讨论都很少。内容。

系统设计一直是一件巨大而迷人的事情。从小社区或公司到城市或国家，我们生活的世界被各种复杂的系统所包围。但这些巨大机器的内部有时并不完美，甚至是简陋的。

区块链的信奉者认为，与全球经济体系运行相关的铸币存在于脆弱、不可靠的人性中，存在漏洞，因此需要另一种去中心化的方式来替代。Vitalik 从“去中心化”的概念出发，向我们揭示了设计一个完美的去中心化系统是多么复杂，需要对抗多少阻力，需要消除多少障碍。

我们生活在一个非常复杂的世界里，越来越多的系统被封装在一个黑盒子里，外面的任何人都很难看到盒子里的齿轮实际上是如何工作的。Vitalik 使用了对去中心化概念的讨论，让我们可以一窥究竟。因此，如果你对区块链不感兴趣，但对复杂系统的设计有很多好奇，你也可以阅读这篇文章。

一、定义“去中心化”

“去中心化”可能是区块链最常被提及的词，但也是定义最少的词。

当你想到它时，这真是令人难以置信。区块链消耗了大量计算机宝贵的算力，正是为了保证网络的去中心化，但是当人们互相争论某个代币或者某个区块链网络好不好的时候，“去中心化”却， “去中心化”这个词经常被用作枪手，简单地说“你没有去中心化”就可以轻松结束一场辩论。

那么，“去中心化”一词究竟是什么意思？

没有多少人能真正说出。事实上，没有多少人有意识或愿意深入研究这个词的真正含义。

大多数人面对问题时，习惯于引用下面三个图来解释所谓的“去中心化”：

但遗憾的是，以上三张图作为通用解释基本无效。它本质上对我们理解“去中心化”没有帮助。

我们需要一种更底层的方式和更清晰的标准来定义“去中心化”。因为只有理解了这个词的真正含义，我们才能更好地理解区块链。

二、评判“去中心化”的三个标尺

在软件世界里，所谓的“去中心化”其实可以从三个维度来讨论。这三个维度也是判断一个东西是否“去中心化”的三个标尺。

需要注意的是，这三个统治者乍一看似乎缺一不可，但总的来说，它们是相互独立的。

架构层：在物理世界中，一个系统由多少台计算机组成？在系统运行且系统不受影响的情况下，可以容忍多少次计算机崩溃？

政治层：有多少个人或组织对构成系统的计算机拥有最终控制权？

逻辑层：

从为这个系统设计的接口和数据结构来看，它更像是一个完整的单个设备，还是更像是无数个单元的集群？——这个维度可能比较抽象，不容易理解。我们可以用另一种更简单的方式进行判断：

如果系统被分成两半，生产者和消费者都有，这两半会继续作为独立的单元完整地发挥作用吗？

这三个标尺，一个用来衡量架构层的系统设计，一个用来衡量政治层的控制力，另一个用来衡量逻辑层的归属形式。

总结它们，在图表中表示它们可能会更清楚一些：

如您所见，图表中已经有一些具有代表性的示例。需要注意的是，这些例子的分类和发射暂时还比较粗略，逻辑上可能存在很多争议，但我们还是可以试着去平滑这些例子，这将有助于我们理解“为什么这三个判断标准”。“好处：

1、传统公司：

传统公司在政治层面是中心化的（每家公司都有CEO），在架构层面（每家公司都有总部），在逻辑层面，仍然是中心化的（你没办法真正把公司一分为二） .

2、法律：

现代法有两种制度，一种是民法，一种是普通法。大陆法依赖于中央集权的立法机构，在结构层面上是集中的；与普通法相比，普通法由许多法官组成，他们作为个人制定了许多先例。但相对于由众多法官个人组成的普通法体系，普通法的分权程度明显更高。当然，两者都集中在逻辑层面（法律就是法律）。

3、语言：语言在逻辑上是去中心化的。爱丽丝和鲍勃，查理和大卫之间的英语

他们之间说的英语不需要一致。同时，任何语言的存在都需要中心化基础设施的支持，英语的语法规则不是由任何一个人创造的，也不受任何组织的控制。

4、区块链：区块链在政治层面（没有人或组织可以控制区块链）和架构层面（没有可以被攻击的统一服务器）是去中心化的，

但在逻辑层面，区块链是中心化的（每个区块链网络都有自己的普遍共识，系统的行为更像是一台单独的计算机）。

好了，我们已经成功梳理出各种东西是不是去中心化的。

将其平滑后，您应该已经有了第一个发现：

在谈论区块链的优势时，很多人经常提到“中央数据库”（或公共账本）的好处。但是区块链不是去中心化的吗？为什么会有“中央数据库”的概念？这是矛盾吗？

借助我们三尺提供的标准，很容易理解：“中心数据库”这里所谓的中心化，其实就是逻辑层的中心化。

在大多数情况下，逻辑层的集中化代表了更好的选择。不过也有很多人主张逻辑层也需要尽可能去中心化，比如IPFS的Juan Benet

它就是这么想的。他的推理是，逻辑层的去中心化系统通常在网络分区上更具生存能力。用人的话说，“逻辑层的去中心化”在连通性较差的世界（如偏远地区）会更好地发挥作用。

三、为什么需要“去中心化”？

我们已经学会了如何判断“去中心化”。下一个问题是，为什么去中心化很重要？它有什么好处？

去中心化具有三个优点：

容错性：去中心化系统不太可能由于本地的意外故障而停止工作，因为它依赖于许多独立工作的组件，因此具有更高的容错性。

抗攻击性：攻击和破坏去中心化系统的成本高于中心化系统。从经济上讲，这就是抢劫房屋和抢劫村庄的区别。

抗共谋：去中心化系统的参与者很难相互勾结。传统企业和政府领导层往往为了一己私利相互勾结，损害客户、员工和公众利益。

让我们尝试更详细地谈谈以上三点。

1、容错

容错的核心其实是“承受错误的能力，从而降低系统崩溃的概率”。

一台计算机发生故障的概率或十台计算机中的五台同时发生故障的概率哪个更大？

显然是前者。这实际上是一种分散风险的方式。在现实生活中，这种容错已经被广泛使用，例如喷气发动机、备用发电机，以及医院、军事基础设施、多样化的金融投资组合、计算机网络等等。

然而，去中心化的这种容错性虽然有效且重要，但有时远不如简单的数学模型有用。原因是“共模故障”。

确实，四台喷气发动机比一台更不容易发生故障，但如果所有四台喷气发动机都是在同一家工厂生产的呢？还是所有四个喷气发动机都是由同一个不合格的员工制造的？这是共模故障。

那么，目前的区块链能否抵抗共模故障呢？

并不真地。

如果你不相信我，看看下面的例子：

区块链的所有节点都运行相同的客户端软件，而这个客户端软件有一个错误。

一个区块链的所有节点都运行相同的客户端软件，该客户端软件的开发团队相互勾结，腐败。

提议升级区块链网络协议的研究团队相互勾结，腐败。

在工作量证明（POW）区块链中，70% 的矿工都在同一个国家，这个国家的政府为了国家安全决定接管所有的矿场。

大部分矿机都是同一家公司生产的，被贿赂或威胁要在矿机中打开后门，让所有的矿机随意关闭。

在权益证明 (POS) 区块链中，70% 的代币由交易所持有。

显然，为了保证去中心化的容错性，这些问题应该尽量减少。

如何最小化它？

以下措施可能会有所帮助：

尽可能保持多方竞争关系；

升级协议的技术和知识必须民主化，以便更多的人可以聚集在一起研究、讨论和批评一些明显糟糕的协议变更；

核心开发和研究人员应受雇于多家公司或组织（或者，他们中的许多人可以是志愿者）；

挖掘算法应设计为最低程度的中心化；

理想情况下，我们使用权益证明方法（POS）来摆脱硬件的中心化风险（当然，权益证明也可能引入新的风险）。

值得注意的是，当我们看相对初级的容错性时，我们倾向于关注架构层的去中心化设计，但如果你开始考虑一个系统的容错性以进行更长期的升级和开发，那么去中心化在政治层面也很重要。

2、抗性

现在，让我们看看攻击抗性。

在纯粹的经济模型中，权力下放并不重要。

如果您创建一个协议，其中验证者在发生 51% 攻击时损失 5000 万美元，那么验证者是由一家公司还是由 100 家公司控制并不重要。5000 万美元是确保该协议经济安全的边际成本，因此 5000 万美元就是 5000 万美元。

但如果是在更丰富的经济模型中，特别是如果在这种经济模型中存在强制（或针对节点的有针对性的 DOS 攻击）的可能性，那么去中心化就变得非常重要。

当一个人有生命危险的时候，5000万对他来说不算什么，你可以轻而易举的拿走他的钱，但如果这5000万被十个人持有，那你就要威胁敲诈者，人数瞬间飙升到10倍，而且还要同时完成10倍的工作量，这对任何强盗来说都是一场噩梦。

但有趣的是，在大多数情况下，我们所生活的世界的特点是：“攻防”是不对称的，攻击者往往占据优势。

例如，花费 1000 万美元建造的建筑物很容易以 100,000 美元的攻击成本被摧毁。但这种攻击/防御的杠杆作用往往是次线性的：100,000 美元摧毁一座价值 1000 万美元的建筑物，30,000 美元摧毁一座 100 万美元的建筑物，再往下，较小的建筑物需要更高的比率。

等等，知道了以上这些，对我们了解区块链有用吗？

当然可以。这个道理至少可以让我们理解区块链机制设计的三个关键点：

首先，股权证明（POS）比工作证明（POW）更安全。POW 需要挖矿计算机，易于检测、管理或攻击，而 POS 目标是权益证明，即代币，比计算机硬件更容易隐藏；

其次，开发区块链的团队分布越广（包括地域分布）越有利；

第三，在设计共识协议时，经济模型和容错模型都需要考虑。

3、反串通

最后，我们终于可以讨论以上三点中最复杂的一点：反串通。

防碰撞这个词听起来有点奇怪，因为“共谋”这个词本来就很难定义。简单地说，我们可以将“协作”视为“我们不喜欢的协调”。

当一组人可以完美协调而另一组人不能完美协调时，情况就变得很危险。

例如，反垄断法就是一个例子。为防止市场主体聚集、串通、实施垄断，损害市场消费者和社会利益，获取超额利润，《反垄断法》故意在市场运行中设置监管障碍。

另一个较小的例子是一些国际象棋游戏中设置的规则，以防止两个玩家经常互相对战，以提高他们各自的分数。

可以看出，这种“反串通”的尝试其实在现实世界的各种复杂系统中无处不在。

在区块链协议中，建立共识安全背后的数学原理和经济原理通常也依赖于这种“反串通”设置。

“反串通”就是尽量避免节点之间相互协调。换句话说，它假设一个区块链网络是由许多独立的决策节点组成的。

区块链倡导者认为区块链更安全，因为区块链网络中的任何个人都不能随意更改协议本身的规则。但如果软件和协议的开发者都在同一家公司工作，属于同一个家庭，在同一栋办公楼里工作，这种情况其实是很难避免的。

要真正确保安全，最关键的一点是防止系统成为自私的中心化垄断者。因此，如果一个区块链网络越松散，就越难相互勾结，也就越安全。

然而，这里有一个根本的矛盾。

许多社区（包括以太坊）之所以存在，是因为它们具有强烈的社区精神，并且在执行、启动和激活硬分叉方面具有快速协调的优势。

我们需要思考的问题是如何培养和改善这种良好的协调关系，同时还要防止那些不良的协调关系不小心演变成“相互勾结”

（例如，矿工试图通过相互勾结重复执行 51% 攻击来进行欺诈）。

要解决这个问题，你可能需要做以下三件事：

不要试图减少勾结，用一个协议来彻底消除它。

尝试找到一种平衡，可以提供足够的协调以帮助协议更好地发展，但又不足以演变成串通和攻击。

试着区分“好的协调”和“不好的协调”，然后想办法让前者更容易，后者更难。

第一种方法什么是去中心化区块链，以太坊中的 Casper

在机制的设计上，很多地方都采用了这种指导思想。但是，仅第一点是不够的，因为仅靠经济学无法解决其他两类去中心化问题；

第二种方法很难明确地设计，但它往往是偶然发生的。例如，

比特币的核心开发者普遍讲英语，而矿工普遍讲中文，这几乎可以称为“喜事”，因为它在不经意间创造了“两院制”的治理机制，一方面它让相互勾结变得困难，另一方面降低共模故障的风险

——英语社区和中文社区，因为沟通困难，在一定程度上更可能有自己的独立思考什么是去中心化区块链，因此同时犯同样错误的可能性更小。

第三种方法代表了一种社会学挑战，可能包括：

社会干预，试图提高参与者对整个区块链社区的忠诚度，以取代或压制市场参与者对彼此的直接忠诚度。

方便不同的市场参与者在同一上下文中进行交流，这样，无论他们是验证者、开发者还是矿工，都不太可能将自己归类为某一类，这降低了他们与其他类进行协调和保护自身利益的可能性。自己的班级。

在设计协议时，尽量避免或减少验证者和矿工之间形成一对一的“特殊关系”，或者形成一个中心化的中继网络，以及其他类似的超级协议机制。

协议本身应该非常清楚，清楚地说明协议应该具备的基本属性，不应该做什么，或者只有在非常极端的情况下才应该做什么。

防串通和反合作的去中心化可能是目前最难实现的事情。

要真正实现它，一些取舍和取舍是不可避免的。或许，最好的解决方案可能是去重，依赖最能保证去中心化程度的群体：协议的用户。

四、总结

好吧，如果你走到这一步，恭喜你击败了 99% 的其他读者。

让我们再次回顾一下“去中心化”的一些要点：

衡量“去中心化”程度的三个标尺，三个独立的判断标准：架构层、政治层、逻辑层；

三个“去中心化”的好处：容错、抗攻击、抗合谋；

其中，容错仍需解决共模故障引起的问题；

抗攻击性在纯经济模型中不重要，但在更丰富的经济模型中非常重要；

“反串通”是去中心化三大优势中最难实现的，需要不断的取舍和取舍。

以上就是为大家介绍的“去中心化”。也许观点不一定正确，但至少让我们有一个简单的去中心化衡量标准。