区块链效率的问题 区块链效率的问题是什么

一、区块链技术现存问题有哪些

1.性能问题

体积问题

区块链对数据备份的要求对存储空间提出挑战。区块链要求在一笔交易达成后向全网广播，系统内每个节点都要进行数据备份。

以比特币为例，自创世区块至今的区块数据已经超过 60GB，并且区块链数据量还在不断增加，这将给比特币核心客户端的运行带来很大挑战。

处理速度问题

比特币区块链目前最高每秒处理 6.67笔交易，一次确认时间大约为 10分钟，容易造成大量交易的堵塞延迟，可能会限制小额多次交易和对时间敏感度较高交易的应用。

尽管目前有了一些克服手段，但全面解决交易效率的方法仍然亟待发掘。

耗能过高

第三，挖矿过程中的算力并不产生额外的实际社会价值，还会浪费大量的电子资源，随着比特币的日益普及，区块链逐渐成为高耗能的资本密集型行业。

2.中心化问题

节点的不平等

第一，理论上，分布式网络中每个节点应当被平等对待，但是为了挖矿获得回报，各节点可能会增加算力进行硬件竞赛，从而导致节点的不平等，破坏区块链记账权的随机性。

产业化、规模化挖矿产生了矿池

理论上如果矿池通过共谋掌握 51%以上的算力进行系统供给，就可以实现双重支付，实际过程中尽管其成本远超收益，但不能否认合谋供给存在的可能性。

3.隐私安全问题

私钥容易被窃取

第一，目前区块链采用的是非对称密钥机制，尽管具有很高的安全性，但是私钥保存在用户本地，容易被黑客窃取。

区块链数据的透明性容易造成隐私泄露

公有链中每个参与者都可以获得完整的数据备份，整个系统是公开透明的，比特币通过隔断交易地址和持有人真实身份的关联保护隐私。

当区块链需要承载更多的业务时，节点如何验证信息执行命令就需要更多的考虑。

4.升级和激励问题

公有链中参与节点的数量庞大

无论是升级还是修复错误都无法关闭系统集中进行，可能需要考虑放松去中心化的问题。

各个节点之间存在着竞争博弈

要求激励相容机制的完善，如何使去中心化系统中的自利节点能够自发开展区块数据验证及记账工作，并设计合理的惩罚函数抑制非理性竞争，是区块链面临的另一挑战。

二、区块链需要关注的核心逻辑问题

区块链需要关注的核心逻辑问题

区块链是去中心、去中介、点对点的交易处理体系，是全网验证、全网记录、不可逆转、难以篡改、可以溯源、公开透明的分布式帐户体系，这是到目前区块链定义两个主要的内容。但是如果按照去中心、去中介、点对点交易这个标准去卡，很多人所说的运用了区块链，那基本上都不是。因为现在几乎没有真正去中心的区块链应用。很多人说区块链将是信任的机器，是价值的互联网，区块链将再造生产关系、经济组织、运行模式，将颠覆法定货币体系，颠覆复式记账法，甚至将出现人人可发币、人人自金融、人人自组织的全新的社会。是不是这样？

今天我想给大家就在这么热的氛围里面，我们怎么看区块链，怎么抓住它的核心逻辑，避免出现颠覆式的重大错误做一点交流。

这里主要是基于比特币区块链来看。

第一个就是比特币这一类的加密数字货币能不能成为真正的货币，这一类的数字货币能不能颠覆法定货币体系。

我们知道货币在人类社会存续了几千年，不断地演进，从最初的实物货币到规制化的金属货币，再到金属本位下的纸币，再到去金属本位的信用货币。不断地演进到今天它的逻辑和规律是什么，这是正需要我们去准确把握的。

货币在演化过程里面，特别是出来纸币以后，人们逐步发现货币的功能越来越多，货币的影响力越来越大，但是它最重要、最核心的功能是价值尺度。

要发挥价值尺度的功能，最基本的要求是币值一定要相对稳定。要做到币值相对稳定，理论上必须是一个国家的货币总量要与这个国家主权范围内法律可以保护的能够货币化的财富规模相对应。也就是说货币总量和财富规模要对应。

怎么对应呢？不可能一个个完全对应，所以就出来一个中介目标的概念。有一个全社会消费物价总指数的概念，所谓CPI的概念。当一个国家的CPI变动，即通货膨胀率的波动，在我们目标范围内，在可控的水平之内，我们就认为物价或币值是相对稳定的。

这里边我们讲的是相对稳定，因为一个国家越大，物价越不可能绝对稳定，同时又要将波动控制在一定范围里面不能失控。当你通货膨胀率的水平控制在一定上升范围里面，意味着货币在一定程度上是贬值的。货币的贬值有什么好处呢？它可以抑制存款、鼓励投资和消费，从而发挥货币政策的作用，促进经济的发展。正因为货币总量可以人为调控，而且有一个调控空间，货币政策才出来了，货币政策和财政政策一样，成为国家宏观调控的两大政策之一。但是有一个前提，货币的贬值或者通货膨胀不能失控，一旦失控，底层人民活不下去，社会就会发生剧烈的动荡，政府或朝代就会更替。历史上这种例子很多。

今天在货币政策上也面临着很多诱惑，诱惑人们超发货币。也正是因为这样的原因，使一些人开始说你们这个货币体系不对，人为能控制，就会有腐败、不公平，我们能不能用技术的手段形成一些人不能干预的货币体系？这也就催生了比特币这一类的加密数字货币。

但是我们要知道，货币发展的规律是货币要逐步从财富里面脱离出来的，成为一个财富的对应物，这样我们才能用货币总量完全跟财富对应，同时也跟着有一定的调控余地。因此像黄金这样实物属性强，受到它的储量和挖掘加工约束很大的东西要脱离货币，成为货币的对应物，当然可能有很大的储值的功能。这样就使货币发展到今天，成为人们所说的信用货币或者国家信用担保的货币。我自己觉得这个叫法不一定准确，因为很多国家政府的债务越来越大，是永远也还不了的，所以说是信用货币有点牵强。严格地讲今天的货币就是法定货币或者主权货币。是说一个国家的货币总量一定要跟这个国家主权范围内法律可以保护的财富规模相对应。也正因为这样大家会发现今天我们再回去用实物货币，用黄金做货币已经不可以了。同时我们再回去说民间发货币，货币的非国家化同样不可以。今天很多加密数字货币拥趸者都举一个圣典，说哈约克先生就说货币应该非国家化。但哈约克的想法到今天还没有落地，就是违反了货币发展的轨迹和逻辑。

我们来看看比特币。比特币运用了非常复杂的技术和严密的数学运算，但是在货币这个体系上是高度模仿黄金的，所以我们可以看到它是总量一定，而且每四年减一半，因为黄金储量是一定的，越容易挖的先挖出来，越往后越不容易挖，所以新增的产量理论上是越来越低的，总有一天会挖完。比特币也是一样，总量2100万个，每十分钟所含的含量系统设定好了，每四年自动减一半一次，到2140年基本上全部结束。

大家可能看到了现在的信用货币存在一些问题，但你再想回过去比照黄金设计出一种新的货币体系，本身就违反了货币的发展逻辑会规律，从这个角度来讲它不可能成为真正的货币。这些东西只能是一种网络虚拟资产，或者是在一个商圈里面运用的代币、商圈币。它不一定完全没有价值，难道说黄金脱离了货币就没有价值了吗？依然有价值，只要你有真正应用的场景。

大家会看到像比特币这样的东西，只要在大家认可的比特币圈里面，它也是有一定流通使用的基础。就像现在中国法定货币是人民币，不代表没有单位的饭菜票，商场的购物券一样。

一旦确定了属于商圈币，就要严格控制在商圈里面的使用，不能出商圈使用，否则就在挑战法定货币的应用，如果冲击法定货币了，就一定会受到国家的监管。只要你做大了，对法定货币体系构成了威胁，它一定会来监管你。今天你会看到这个趋势已经出现了，各国逐步开始强化对加密货币的监管。这是我们要注意的一个问题。

大家知道比特币尽管模仿黄金，但是它的设计比黄金要严格得多，因为它每十分钟产币多少都告诉你了，人为是调不了的。然而，严格限定每十分钟的产量，就会使货币的供应量和经济的发展，财富的变化产生严重的分离，然后货币的币值根本难以控制。如果真的像比特币2017年初一千美金到11月份将近两万美金，有人说未来可能十万美金，二十万美金一个比特币的话，以它作为货币，大家想想整个币值的波动会多大。因为你上涨得快，可能贬得也会很大。更重要的是，比特币一开始没有引起大家重视，很多学生在宿舍里玩，因为不值钱，所以前期挖出来的比特币密钥都丢了，成为死亡币，而且这个是激不活的。今天大概1700万的比特币挖出来，其中有三百七八十万是死亡币，那本来2100万个就很有限，再去掉三百七八十万个币的话，这个币的供应量就更有限了。更何况如果它真有上升空间的话，马上就会有很多人不是做币的支付，而是将其作为储藏物、收藏品，那供应量就更有限了。所以从这些角度来讲，真正搞货币的人就会发现，它其实很难发挥货币的作用，它更像是一个货币的对应物，像黄金一样作为储值物是可以的。

第二，我们来看看像比特币区块链能不能颠覆世界，能发挥什么样的作用。

比特币非常强调去中心、去中介、点对点。但是怎么实现去中心呢？一定需要社会上的计算机加盟共同运行，共同维护规则。因为如果系统运行的主机是某一家的主机，你要更改系统的规则是非常容易的，你怎么能讲是去中心呢？所以比特币一定是要社会上的计算机共同参与运行。要大家参与的话，第一个前提是系统要开源，自动下载马上能运行，不需要做大量测试才能联网运行，否则根本就应付不了社会化、全球化的加盟体系。

第二规则要内置到系统里面，所谓的编码即规则。大家在运行这个系统的同时就是维护这个规则，未来未经过加盟的节点一半以上的同意，你即使一开始维护这个编码的人员也无权更改系统的规则。但是要做到这一条谈何容易啊，它需要共识、需要激励。最后的结果就是越追求去中心，去中介，就形成了一种完全封闭的网络体系。你今天看到，比特币上面能运行什么东西呢？只有一个东西，就是比特币。而比特币是哪来的呢？是链生资产，是挖矿出来的，跟现实世界没有任何的关系。正因为这样，它才能做到从一开始产币到币任何的变动，每一个帐户都是全网监控的，是很难篡改的，是可以溯源的。正因为每个帐户可以保真，所以我们才可以做到根本不知道帐户后面的人是谁，只要保证这个帐户是真是的就可以做交易。

结果有人在这个基础上演绎出来说，用了区块链就可以不用知道对方是谁就可以做交易，真的是这样的吗？

比特币去中心、点对点的交易是有严格的前提的。从一开始就必须在一个封闭的网络体系里面，交易的资产只能是链生资产，不可能把现实的财富送上去。当不能把现实的财富送上去运行，这怎么能解决现实的问题呢？所以比特币今天依然需要兑换成法定货币才能实现它的价值。如果不能兑换成法定货币，其价值会大打折扣。更多比特币解读：www.yangfenzi.com/tag/bitebi

问题是比特币这个区块链本身没有交换的功能，只有挖矿、产币和内部的点对点的转移。没有兑换的功能，要兑换必须要出比特币的圈到外挂的交易体系。所以大家会看到今天出了很多数字货币的交易所，交易所出了问题不代表比特币体系出了问题。比特币的体系到了今天为止依然是安全的，前提是它是个完全封闭的，不受外面影响的体系。

还有一个，比特币产币的规则每十分钟多少个币，它忘了货币金融是连在一体的，金融是需要有贷款生息或者投资分红的。大家看看比特币生息产币的规则有没有贷款生息和投资分红额外币的产量呢？没有，必须出来换成法定货币以后，只有通过法定货币才能实现贷款和投资的需求。如果严格用比特币的区块链，金融的功能会大受影响，这是我们需要看到的。

正因为这样，我们比特币区块链带来一个问题，就是大家想象的非常好，它是一个全新的东西，但是它是完全封闭的体系，实际上解决不了我们现实问题。

因此，以太坊设计人说这样不行，这样就成为网络游戏了，在这个东西里面要解决实际的问题，所以以太坊加了一个智能合约，在上面可以做一些私活。但是一加智能合约以后就打破了传统的封闭，今天以太坊的安全性就比比特币要弱一点了。

同时，比特币、以太币坚持全网验证、全网记录，量一大以后全网的存储占的空间非常大，效率非常差，消耗的资源越来越大。今天又有人探索能不能进一步提升，比如，一定要全网验证，全网记录吗？现有的银行不也就两地三中心，不是也没有出现大问题？我们能不能在这里面选若干的核心节点，比如21个节点，31个节点就可以？EOS或者类似的东西所谓的区块链3.0，基本上是采用缩小节点，不再全网同时记录、同时存储了。

这又出来一个问题：这些核心节点谁来选呢？如果是由你某一方指定核心节点，那不就没有去中心了吗？所以大家又在探讨我们能不能编一个系统，在选节点的时候就是去中心的。现在都还在不断地探讨，甚至进一步说挖矿需要巨大的能量消耗，一定要挖矿吗？类似这些方面，今天区块链都还在不断地在探索。

那么，讲到这里我们可以得出一个结论，就是区块链目前还处在它的研发初期，我们可能认为它很有发展的空间，但是不要轻易地说它能颠覆这个，颠覆那个，目前可以看到真正的应用非常地有限，还需要做大量的探索。

正是从这个角度来看，我从去年以来一直呼吁大家，一定要理性看待数字币、区块链。从目前的发展阶段和应用场景来看，区块链研发会有两大分支：一个分支是继续聚焦于底层技术的发展，就是公链的研发，不断地去改进。但是一定要知道底层技术、公有链的研发需要大量长期的研发，这是很难的。我们希望有人继续沿着这条路扎扎实实地去研发、去突破。

另一个分支是应用。这个应用就不要想着像比特币一样的区块链，聚焦在挖矿造币上面去，我一直在呼吁大家要跳出比特币挖矿造币区块链的范式来找应用。找什么应用呢？那就不要再去追求去中心、去中介，追求的是信息的分布式处理，连续的加密，可以溯源，不可以篡改等，优先做这些方面解决实际问题。从这个方面大家看到有是很多应用场景的，因为这个社会在加快向信息社会迈进。

首先可以找跟我们的财产或者债权债务交互频繁没有那么密切关系的其他东西。大家会看到，现在像BAT他们都在做网络游戏，不管是养猫还是养宠物，是网络应用，不涉及现实的财物和法律法规。第二是做公益性事业，像捐款，是钱物单向出去不需要再回来，没有买卖关系，没有借贷关系，但是人们关心这个东西是不是按照我的意愿去了，所以可以溯源、可以追踪。

再进一步，我们现在很多行政事业单位在政务里面有大量的单证、合约、影像等等东西，我们能不能帮他推到链上，上网运行，保证这个东西是真的，合法的，不可逆转的，随时可以查的。这都是可以的。再进一步可能才是未来向着所谓计算机联网，信息联网和价值联网，也就是实物联网相融合的方向发展。所谓的真正的要解决我们现实问题，那可能还要有一段过程。

这是我想跟大家做的交流。区块链是多种技术的集成，比特币是第一个应用，也是到目前为止非常完整的一个封闭式的体系，它很安全，但是解决不了现实问题。越来越多的人发现，目前比特币区块链或者类似的区块链都存在着“去中心、高效率和安全性”三者不可兼得的三角关系，所以要实事求是，注重解决现实问题，注重应用的使用，要跳出比特币区块链的范式。这是我今天给大家分享的一个基本观点，供大家参考。

三、区块链几大共识机制及优缺点

首先，没有一种共识机制是完美无缺的，各共识机制都有其优缺点，有些共识机制是为解决一些特定的问题而生。

1.pow( Proof of Work）工作量证明

一句话介绍：干的越多，收的越多。

依赖机器进行数学运算来获取记账权，资源消耗相比其他共识机制高、可监管性弱，同时每次达成共识需要全网共同参与运算，性能效率比较低，容错性方面允许全网50%节点出错。

优点：

1)算法简单，容易实现；

2)节点间无需交换额外的信息即可达成共识；

3)破坏系统需要投入极大的成本；

缺点：

1)浪费能源；

2)区块的确认时间难以缩短；

3)新的区块链必须找到一种不同的散列算法，否则就会面临比特币的算力攻击；

4)容易产生分叉，需要等待多个确认；

5)永远没有最终性，需要检查点机制来弥补最终性；

2.POS Proof of Stake，权益证明

一句话介绍：持有越多，获得越多。

主要思想是节点记账权的获得难度与节点持有的权益成反比，相对于PoW，一定程度减少了数学运算带来的资源消耗，性能也得到了相应的提升，但依然是基于哈希运算竞争获取记账权的方式，可监管性弱。该共识机制容错性和PoW相同。它是Pow的一种升级共识机制，根据每个节点所占代币的比例和时间，等比例的降低挖矿难度，从而加快找随机数的速度

优点：在一定程度上缩短了共识达成的时间；不再需要大量消耗能源挖矿。

缺点：还是需要挖矿，本质上没有解决商业应用的痛点；所有的确认都只是一个概率上的表达，而不是一个确定性的事情，理论上有可能存在其他攻击影响。例如，以太坊的DAO攻击事件造成以太坊硬分叉，而ETC由此事件出现，事实上证明了此次硬分叉的失败。

DPOS与POS原理相同，只是选了一些“人大代表”。

BitShares社区首先提出了DPoS机制。

与PoS的主要区别在于节点选举若干代理人，由代理人验证和记账。其合规监管、性能、资源消耗和容错性与PoS相似。类似于董事会投票，持币者投出一定数量的节点，代理他们进行验证和记账。

DPoS的工作原理为：

去中心化表示每个股东按其持股比例拥有影响力，51%股东投票的结果将是不可逆且有约束力的。其挑战是通过及时而高效的方法达到51%批准。为达到这个目标，每个股东可以将其投票权授予一名代表。获票数最多的前100位代表按既定时间表轮流产生区块。每名代表分配到一个时间段来生产区块。所有的代表将收到等同于一个平均水平的区块所含交易费的10%作为报酬。如果一个平均水平的区块含有100股作为交易费，一名代表将获得1股作为报酬。

网络延迟有可能使某些代表没能及时广播他们的区块，而这将导致区块链分叉。然而，这不太可能发生，因为制造区块的代表可以与制造前后区块的代表建立直接连接。建立这种与你之后的代表(也许也包括其后的那名代表)的直接连接是为了确保你能得到报酬。

该模式可以每30秒产生一个新区块，并且在正常的网络条件下区块链分叉的可能性极其小，即使发生也可以在几分钟内得到解决。

成为代表：

成为一名代表，你必须在网络上注册你的公钥，然后分配到一个32位的特有标识符。然后该标识符会被每笔交易数据的“头部”引用。

授权选票：

每个钱包有一个参数设置窗口，在该窗口里用户可以选择一个或更多的代表，并将其分级。一经设定，用户所做的每笔交易将把选票从“输入代表”转移至“输出代表”。一般情况下，用户不会创建特别以投票为目的的交易，因为那将耗费他们一笔交易费。但在紧急情况下，某些用户可能觉得通过支付费用这一更积极的方式来改变他们的投票是值得的。

保持代表诚实：

每个钱包将显示一个状态指示器，让用户知道他们的代表表现如何。如果他们错过了太多的区块，那么系统将会推荐用户去换一个新的代表。如果任何代表被发现签发了一个无效的区块，那么所有标准钱包将在每个钱包进行更多交易前要求选出一个新代表。

抵抗攻击：

在抵抗攻击上，因为前100名代表所获得的权力权是相同的，每名代表都有一份相等的投票权。因此，无法通过获得超过1%的选票而将权力集中到一个单一代表上。因为只有100名代表，可以想象一个攻击者对每名轮到生产区块的代表依次进行拒绝服务攻击。幸运的是，由于事实上每名代表的标识是其公钥而非IP地址，这种特定攻击的威胁很容易被减轻。这将使确定DDOS攻击目标更为困难。而代表之间的潜在直接连接，将使妨碍他们生产区块变得更为困难。

优点：大幅缩小参与验证和记账节点的数量，可以达到秒级的共识验证。

缺点：整个共识机制还是依赖于代币，很多商业应用是不需要代币存在的。

3.PBFT：Practical Byzantine Fault Tolerance，实用拜占庭容错

介绍：在保证活性和安全性（liveness& safety）的前提下提供了(n-1)/3的容错性。

在分布式计算上，不同的计算机透过讯息交换，尝试达成共识；但有时候，系统上协调计算机（Coordinator/ Commander）或成员计算机（Member/Lieutanent）可能因系统错误并交换错的讯息，导致影响最终的系统一致性。

拜占庭将军问题就根据错误计算机的数量，寻找可能的解决办法，这无法找到一个绝对的答案，但只可以用来验证一个机制的有效程度。

而拜占庭问题的可能解决方法为：

在 N≥ 3F+ 1的情况下一致性是可能解决。其中，N为计算机总数，F为有问题计算机总数。信息在计算机间互相交换后，各计算机列出所有得到的信息，以大多数的结果作为解决办法。

1）系统运转可以脱离币的存在，pbft算法共识各节点由业务的参与方或者监管方组成，安全性与稳定性由业务相关方保证。

2）共识的时延大约在2~5秒钟，基本达到商用实时处理的要求。

3）共识效率高，可满足高频交易量的需求。

缺点：

1)当有1/3或以上记账人停止工作后，系统将无法提供服务；

2)当有1/3或以上记账人联合作恶，且其它所有的记账人被恰好分割为两个网络孤岛时，恶意记账人可以使系统出现分叉，但是会留下密码学证据

下面说两个国产的吧~

4.dBFT： delegated BFT授权拜占庭容错算法

介绍：小蚁采用的dBFT机制，是由权益来选出记账人，然后记账人之间通过拜占庭容错算法来达成共识。

此算法在PBFT基础上进行了以下改进：

将C/S架构的请求响应模式，改进为适合P2P网络的对等节点模式；

将静态的共识参与节点改进为可动态进入、退出的动态共识参与节点；

为共识参与节点的产生设计了一套基于持有权益比例的投票机制，通过投票决定共识参与节点（记账节点）；

在区块链中引入数字证书，解决了投票中对记账节点真实身份的认证问题。

优点：

1)专业化的记账人；

2)可以容忍任何类型的错误；

3)记账由多人协同完成，每一个区块都有最终性，不会分叉；

4)算法的可靠性有严格的数学证明；

缺点：

1)当有1/3或以上记账人停止工作后，系统将无法提供服务；

2)当有1/3或以上记账人联合作恶，且其它所有的记账人被恰好分割为两个网络孤岛时，恶意记账人可以使系统出现分叉，但是会留下密码学证据；

以上总结来说，dBFT机制最核心的一点，就是最大限度地确保系统的最终性，使区块链能够适用于真正的金融应用场景。

5.POOL验证池

基于传统的分布式一致性技术，加上数据验证机制。

优点：不需要代币也可以工作，在成熟的分布式一致性算法（Pasox、Raft）基础上，实现秒级共识验证。

缺点：去中心化程度不如bictoin；更适合多方参与的多中心商业模式。