【原创】区块链的三大“先天缺陷”

文/零界

区块链技术并不完美。

事实上比特币挖矿举报平台，任何新技术在诞生之初都会存在“先天缺陷”。 缺陷会随着技术的进步而得到改善，在新的技术背景下又会面临新的“缺陷”。

例如，飞机等航空技术。 1903年12月，莱特兄弟进行了人类历史上的第一次试飞，但并未受到美国政府的重视。 同时受到材料和空气动力学的限制，飞行器的发展相当缓慢。 直到两次世界大战，飞机在军事领域的应用才得到推广。

区块链技术的发展也不例外。

时间回到2010年，当时比特币刚刚诞生一岁，由于核心代码漏洞，有人利用漏洞凭空创造了1840亿枚比特币。

幸运的是，在社区的努力下，这个漏洞很快被修复了。 比特币核心代码组的开发者也在夜以继日地为比特币核心代码库贡献代码修复漏洞，这就是今天的区块链行业。

我们会一直“完善”区块链技术，但在经济学家、密码学家和计算机科学家看来，区块链技术还有很大的改进空间。

比如《区块链核心技术开发与应用》认为，目前的区块链技术在数学工具、博弈论、密码学、代码等方面存在局限性，还有很大的提升空间。 也就是说，区块链技术要实现大规模商业化，还有很长的路要走。

那么，目前的区块链有哪些不完善的地方呢？

1. 完美代码的错觉

如果将比特币网络系统比作一个大型软件，那么计算机技术和编程为这一技术的实施提供了载体。

但是当前的编程语言显然存在一些不完善之处。

首先，语言种类繁多，没有一种语言能够“一统江湖”。 不同项目使用完全不同的编程语言的情况并不少见：

(1)比特币和瑞波使用C++； (2) 以太坊使用四种特殊语言：Serpent（受Python启发）、Solidity（受Javascript启发）、Mutan（受Go启发）和LLL（受Lisp启发），都是为合约而设计的语言——面向编程。 专用语言是指该语言仅在开发以太坊相关应用时使用； (3) 许多基于区块链的DApps和Tools使用Go语言； (4) 2017年著名的ICO明星项目Teos，使用极其小众的Michelson和OCaml作为编程语言等。

多种开发语言

世界上有50多种编程语言，但尴尬的是，没有一种语言能够占据绝对优势。

国内著名经济学家朱家明认为，在现实中，任何一种编程语言本身的不足，以及不同编程语言不足的叠加，都可能对现有的区块链造成原始损害。

其次，区块链编程语言主要依赖于C++、Java、Go等几种“高级语言”，而这些所谓的高级语言还存在很多不完善的地方。

以围棋为例，它创建于2009年，距今仅10年。 其“错误处理机制”、“垃圾收集器”、“编译器”等逻辑功能仍需逐步完善，以满足未来区块链发展的需要。 需要。

同时，朱家明也认为，现有的计算机语言面临着与其他新技术的融合，这将对区块链的技术体系产生影响。 例如，人工智能技术与计算机语言的融合，很可能引发计算机语言体系的变革。

软件故障逻辑

最后是邹军等人写的《区块链核心技术与应用》一书。 还提到了程序员有意识和无意识的错误。

程序员错误导致软件缺陷，软件缺陷导致软件故障。 软件故障是软件运行过程中发生的意外错误，如果处理不当，将导致软件失效。

区块链技术一般运行在相对不可信的开放环境中。 没有专门的维护人员，也不可能像一般软件一样24小时公开维护。 因此，要求软件具有高度的健壮性，但现实往往不是这样的。

人为造成的漏洞也会让区块链资产消失，这样的案例并不少见。

4月22日中午，黑客利用以太坊ERC-20智能合约BatchOverFlow漏洞攻击BEC（MeiChain代币“美蜜”）智能合约，成功将巨额BEC代币转入两个地址，导致大量BEC在市场上被抛售。 这件事让当天BEC的价值几乎为零。

4 月 22 日，BEC 的价格从 0.32 美元跌至 0.02 美元。

4 月 25 日，也就是三天后，另一款智能合约 SmartMesh（SMT）被曝出漏洞。 交易所表示，由于SMT交易异常，各交易平台暂停了SMT的充提和交易。

在现实世界中，财产盗窃仍然可以通过立案侦查来追回。 但在互联网的世界里，数字货币虽然具有无限的金钱潜力，但一旦被黑，将失去一切。

所以，代码进步很重要，但程序员素养对行业进步更重要。

2.博弈论的局限性

中本聪在白皮书中提到，比特币是一种点对点的电子现金系统。 事实上，比特币背后的共识机制也是点对点的。 一台矿机协作组成一个矿场，矿场之间通过矿池相连，在相互博弈中形成平衡状态。

这种博弈状态的平衡，在朱家明看来，基于“博弈论”的“纳什均衡”是最能反映区块链共识系统状态的。

纳什均衡是博弈论中的一种情况

“纳什均衡”是指在博弈过程中，双方都没有改变策略的动机，因为任何一方单方面改变策略都会导致自己收益的减少。 例如，以即将到来的双十一为例。 淘宝两家旗舰店打价格战。 任何一方都不敢在活动期间随便涨价，因为任何涨价都会让一方失去优势。

无论是比特币点对点支付系统，还是矿工之间的挖矿竞争，都有一个无法回避的问题。 在转账和挖矿的过程中，各个节点都有竞争。 竞争的结果就是谁支付的矿工费高，谁的交易就完成的快。

但实际上，朱家明认为，这种处于“纳什均衡”状态的博弈是诺伊曼和纳什当年研究的“节点”有限的小规模博弈，已经不足以面对“十亿复杂”由巨大的节点对象组成的社会、经济等行为”。

当然，它无法支撑当前比特币和区块链系统节点“几何级数”的发展规模。

比特币算力为47073540.92 TH/s

目前，整个比特币网络的算力为47073540.92 TH/s。 市场上最常见的矿机是比特大陆的Antminer S9矿机。 该矿机官方额定算力为14.5TH/s。 简单计算一个除法，结果是全球比特币网络上运行着324.6万台蚂蚁S9。

蚂蚁S9参数

但实际上比特币挖矿举报平台，比特币矿场中仍有不少算力低于S9的矿机在运行，这意味着全球比特币矿机数量远大于324.9万台。

要在百万级规模上实现矿机、矿场、矿池之间的博弈平衡，绝对不是一道简单的算术题。 事实上，比特币全网算力仍在增长，这种指数级增长正面临着“失控”的状态。 比特币挖矿目前消耗的电力比整个大英帝国都要多。

研究机构曾做过这样的统计：如果按照去年11月“比特币挖矿用电量”的增速计算，到2019年7月，比特币挖矿用电量将超过今天整个美国的用电量。 数量。

2010年以来比特币全网算力增长趋势

同时，随着全球比特币用户的增长，比特币转账消耗的“手续费”也越来越多。 网络拥堵就像悬在每个矿工和用户头上的“达摩克利斯之剑”。 可能会产生巨大的负面影响。

显然，处于“纳什均衡”状态的博弈论已经无法支撑以比特币为代表的区块链技术的进步。 迫切需要一场新的基础科学革命。

3.哈希算法的约束

“区块链技术的核心其实是密码学，而密码学的重点是哈希函数。” 《区块链核心应用与开发》一书中提到。

区块链上的每一次转账、挖矿、应用开发等，只要涉及链上数据处理，都会涉及到哈希函数。 素数和数论与哈希函数密切相关。

我们常说的比特币 POW 算法的本质是哈希函数。

事实上，许多散列函数已经被设计出来并被广泛使用。 支付宝、微信、银行加密都使用哈希函数。 然而，哈希函数通常具有较短的生命周期。 被认为安全的算法往往在它们可以长期使用之前就被攻击成功了。 新的更安全的算法相继设计出来。 严格的审核流程。

SHA256 加密“散列”

加密算法SHA家族的变迁历史最能说明这个问题。 SHA0自1993年发明以来，在不断被破解和改造的竞争中，发展到第五代SHA-512。

在币圈，我们常说某种币种发明了某种算法。 事实上，它主要使用那些经过认证的安全算法，或者单独使用或者组合使用。

哈希函数与数学问题密切相关，特别是指数理论和素数问题。

《区块链核心应用到开发》一书认为，数论还处于发展状态，当然哈希函数也处于发展状态，这就决定了区块链技术中还存在很多不完善的算法，这在反过来导致区块链技术。 性能不足。

比特币的不可扩展性、低效率、升级困难，很大程度上就是这个逻辑造成的。 由于可扩展性问题，比特币在 2017 年被迫分叉。总体而言，区块链技术的低效率部分是数学上的。

有人可能会问，什么是数论？ 什么是素数？

在通俗的理解中，所有的数学问题都可以归结为数论问题，因此素数问题也是数论问题。

早在公元前300年，欧几里德就证明了素数有无穷多个，而在其后的近2000年里，主要内容是以寻找素数的通项公式为主要思想。 这方面的主要代表有德国数学家高斯，英国著名数论家哈代、利特尔伍德、拉马努金等。

今年9月20日，有关证明“黎曼猜想”的消息在网上引起轩然大波。 著名数学家迈克尔·阿蒂亚爵士宣布将证明黎曼猜想，引起了区块链行业从业者的关注。 为什么？

“一旦黎曼猜想被证实，就意味着可以找到素数定律，基于此的加密可能并不安全。” 从事数学研究的阿兰相信。

因此，博弈论、代码语言的进步、数学理论的发展，都对区块链技术的进步有着不可低估的影响。

----------------------

自比特币诞生以来，10年过去了。 这期间被kill了200多次，fork了20多次。 然而，没有一场危机成功地“杀死”了比特币。

尽管比特币背后的区块链技术面临着数学问题、博弈论问题、代码漏洞等问题，但这些都无法阻止区块链行业从无到有、从没落到繁荣的历史进程。

成功渡过每一次危机，才能让这项技术灰飞烟灭，凤凰涅槃。

虽然目前区块链技术还不成熟，加密货币还没有得到主流的充分认可，但时间会为这些问题做最好的注脚。

正如思想家阿布·法拉兹所说：“暂时的失败比暂时的胜利要好得多”。

参考：《区块链核心技术与应用》，作者邹军、于斌、庄鹏、邢春晓