智能合约如何真正实现大规模应用

智能合约如何真正实现大规模应用

“科技的最高境界就是融入日常生活的各种场景，脱下高科技外衣，完全成为日常生活的一部分。” - 马克·韦瑟

未来的人们甚至不会将智能合约视为一种“创新”。 届时，智能合约将渗透到生活的方方面面，人们甚至无法想象非数字货币时代会是什么样子。

当然，与过去的所有革命一样，智能合约也需要达到一个“临界点”，才能真正实现大规模采用。

所以我们需要问自己两个问题：

1. 这个所谓的临界点到底是什么？

2. 截至 2019 年 8 月，我们是否达到了这个临界点？

到达临界点意味着开启商业的终极必杀技。

引爆点

我们可以站在主流企业的角度来思考这个问题。 想象一下一个完美的智能合约平台应该是什么样子。 这个平台应该有什么特点？ 或者说必须具备什么特征？

要达到临界点，需要建立一条具有以下四个特点的公链：

一、隐私保护

2. 除加密货币外，主流法币也可用于交易结算，符合ISO 20022等金融市场法规。

3. 在不牺牲去中心化或安全性的情况下实现可扩展性，即解决“不可能三角问题”。

4、链下连接外部数据，即解决“预言机问题”。

现在我们有了 Chainlink、zk-snarks 和分片技术，我们已经到了这个临界点。

接下来，我们就来说说这究竟涅盘是如何运用的。 我们的讨论将主要从以太坊的角度出发，无论是社区规模还是主流应用，以太坊仍然是顶级的智能合约平台。

私链呢？

在深入探讨之前，我想花点时间解决一个无法回避的问题。 长期以来，主流观点认为私有链是更适合企业的解决方案。 那么我们来辩证的分析一下私有链的两个优缺点。

缺点：

1.中心化导致安全性相对较低

IBM 和马士基的区块链货运联盟在寻找愿意加入的客户方面遇到困难也就不足为奇了。 其他货运公司怎么可能希望他们最大的竞争对手（马士基）验证他们的交易？ 只有疯子才敢这么做。

2、放样地占山：

这个问题比中心化还要糟糕。 IBM 区块链的联合创始人 John Wolpert 写了一篇名为《打破壁垒实现安全：为什么企业应该拥抱以太坊公链》的优秀文章，他在文中详细谈到了这个问题。

如果每个企业都建立自己的私有链，将会导致混乱。 今天的 B2B 生态系统非常复杂。 试想一下，全球无数的私有链交织在一起，形成了一个巨大的“蜘蛛网”。 这样做不仅不划算，而且不可扩展。

区块链的出发点是打破壁垒，而不是建立更多的壁垒。

“有一天，你的一个大买家打电话给你，问你是否愿意加入他们的私人连锁店，你说愿意。 第二天，您接到批发商打来的电话，问您同样的问题。 然后是供应商、货运商、保险公司甚至是银行，每个公司都可能有好几家私人连锁店！ 最后，你每天要投入大量的时间和成本去操作几十个区块链。 如果此时有合作伙伴让你加入他们的私人连锁店，你可能会说“算了，把订单传真给我吧！”-Paul Brody (EY)

“每次通过系统集成商连接两个私有链时，您都需要支付巨额费用。”

优势：

1.可扩展性：随着以太坊公链实现分片技术，这种优势正在迅速缩小。

到2020年，公链/私链的标签会逐渐消失。 公有链和私有链将不再是两个对立的概念。 它们被公共交易/私人交易和保密合同/公共合同的概念所取代，这些交易和合同的范围会根据具体需要而有所不同，可能是双边的，也可能是多边的，甚至是公开的。

总而言之，私有区块链与公共区块链相比有两个主要缺点。 不仅如此，私有链的两大优势也在迅速消失。

“随着时间的推移，技术会不断演进，因此各种解决方案会不断涌现，解决现有的问题。最终，公链平台将拥有媲美私有链的性能、可扩展性和数据隐私，同时保证安全性和去中心化。”

特点一：隐私保护（预言机和公链的隐私）

什么是 zk-snark？ zk-snarks 是一种零知识证明机制（ZPK）。 那么什么是零知识证明机制呢？ 简而言之：零知识证明可以让你证明你拥有某些信息而不泄露其内容。

Vitalik Buterin 在他 2017 年的文章中从技术角度详细解释了这个概念。 Hackernoon 写了一篇出色的文章，以五岁儿童和万圣节糖果为例，以通俗易懂的方式解释了这个概念。

什么是可信执行环境？可信执行环境允许代码在封闭的硬件中运行，并且

1）保证结果不可篡改

2）保证绝对隐私，即使是运行代码的硬件也无法获取机密信息。

安永于2019年5月31日在Github上发布了Nightfall协议，一家具有百年历史的知名会计师事务所选择在公链上加入隐私功能而不是开发私有链，这很能说明问题。

此后，社区积极在此基础上建设，不仅完善了代码，还为不擅长编写代码的人开发了即插即用的 Truffle Box。 区块链社区和企业通常很少合作，因此这些合作充分说明了 Nightfall 的受欢迎程度。

在此之前，已经推出了两个基于zk-snark的以太坊公链隐私协议，即AZTEC（Consensys）和Zether（斯坦福，摩根大通）。 一个明显的趋势正在慢慢形成。

在预言机领域，Chainlink 将零知识证明与可信执行环境相辅相成。 可信执行环境可以保证数据隐私，即使节点无法访问数据（此功能对于银行账户和 API 密钥至关重要）。

Chainlink 仍在努力实现可信的执行环境。 节点仍然可以临时访问数据，因此还需要身份验证服务。 虽然可信执行环境几乎是100%万无一失，但从理论上讲，再坚固的盾牌，也有能穿透它的长矛。 因此，该团队目前正在尝试在可信执行环境中运行 zk-snarks（Thomas Hodges 在 Trufflecon 2019 的问答环节中提到了这一点）。 两者的结合形成了一个非常强大和完整的系统。 攻击者必须想出一种方法来同时剥掉洋葱的所有层，才能进行有效的攻击（而且只剥掉一层已经很困难了）。

特性二：可扩展性（预言机和公链的可扩展性）

要理解这个问题，我们可以打个比方：

公共区块链就像一个大型企业，每个员工（即节点）必须参加每一个会议（即确认每笔交易）。 你可以想象这家公司的效率有多低！ 只有支付了很多钱（即 gas 费）的客户才能在顶部提出他们的请求。 而这还不是最严重的问题，最严重的问题是，加入公司的员工（也就是节点）越多，公司越难正常运转！ 最后，公司不仅没能线性扩张，反而越做越小。 虽然这最大程度保证了去中心化和安全性，但代价是完全放弃可扩展性。

临时救火的办法多种多样，但没有一种能彻底解决这个“不可能三角问题”。 例如，EOS采用DPOS机制（Delegated Proof of Share mechanism），系统中只有21个超级节点（其中不乏知名节点）负责验证所有交易。

那么如何使用分片技术来解决这个问题呢？ 我们再打个比方：

在现实中，只有一类公司距离要求所有人都参加所有会议并不太远，那就是小型初创公司（即节点数量有限的私有链）。

在大多数情况下，大型企业会将员工分成数千个团队（即分片），每个团队的领导者（即验证者）负责向最高管理层（即主链）汇报。 如果来自不同团队的人需要合作（有时会发生），他们可以通过跨分片收据来实现。 如果有新员工加入公司，则可以对团队进行重新分区（即重新分片）。 这允许线性缩放。

事实上，一家初创公司成长为一家大型企业的过程与从以太坊 1.0 发展到以太坊 2.0 的过程惊人地相似。

由于以太坊一开始并不是建立在分片原理上的，所以需要七步才能达到目标（这有点像文字变形游戏）。 第一步计划于 2020 年 1 月 3 日进行。

同时，开发者还可以使用很多其他基于分片原理设计的区块链平台。 包括 Zilliqa 和 Quarkchain 在内的一些平台已经与 Chainlink 兼容。

在预言机领域，Chainlink 有以下两个特点：

1) 使用 Schnorr-threshold 签名以非常经济高效的方式快速达成共识。 链下版本只需要 16,000 gas。

2）我们前面讨论过，必须使用可信执行环境硬件来保证节点不能访问敏感数据。 现在你有了硬件，可以用它来做一些实际的计算工作，这样可以适当降低智能合约平台的计算负荷。

“通过 SGX 系统（Town Crier）和零知识证明等技术，预言机可以真正可靠和保密，因此预言机和智能合约之间的界限已经开始流动......我们的长期战略...... .是为了让预言机成为大多数智能合约使用的关键链下计算资源，我们认为实现这一点的方法是在预言机中进行链下计算以满足各种计算需求，然后将计算结果发送出去到智能合约。” Chainlink 白皮书，第 6.3 节（26 页）

唯一可行的解​​决方案是实时分析数据，而不是先存储数据。 在《全球云指数：2016-2021预测与白皮书》中，思科预测，到2021年，超过90%的数据将在没有存储的情况下进行实时分析。

也就是说，数据的本质是它只能存在很短的瞬间。 区块链的本质是不可篡改，所以两者不能像水和油一样混在一起。

解决方案是在链下分析原始数据，提取有意义的结果并将它们发送到区块链。 分片技术与可信执行环境的结合形成了一种新的计算架构，类似于云计算-雾计算-边缘计算的架构。

这里要注意：提高算力是好事，但这不是区块链的主要目的

Chainlink团队的Alex Coventry曾问过这样一个问题：“我们错过了多少合作互惠的机会，因为我们无法确定对方是否会兑现承诺？”

那么像Siacoin、IPFS这样的数据存储项目有潜力吗？ SONM 和 Golem 这样的去中心化计算项目呢？

Golem 和 SONM 也是如此。 即使采用了最有效的协议，在协调地理上不同的硬件协同工作时也会因小延迟而不可避免地受到惩罚。 因此，在其他条件相同的情况下以太坊智能合约最广泛的应用，中心化硬件仍然具有计算速度更快的优势。 然而，上述项目的核心价值主张是使用类似于Airbnb的模式来降低管理成本。

我们必须严格区分“社会可扩展性”和“计算可扩展性”，两者不能混淆。 我会在后面讨论“Magic Bus 和轻量级库”时详细解释这两个概念。

特点三：兼容法币

大多数主流企业并不将加密货币视为“真钱”。 此外，即使有人想交易加密货币，由于其价格的高波动性，实际上也很难做到。 我在上一篇文章的第 8 章和第 9 章中详细讨论了“价格波动问题”。 这些问题并不能完全抹杀加密货币的存在价值，因为加密货币也有很多法定货币所没有的优点。 我只是强调我们需要更多地了解主流企业的舒适区是什么。

PSD2 将于 2019 年 9 月 14 日生效。届时欧盟所有银行将全面遵守这一新规定。 换句话说，银行必须把所有的账户数据放在“前端”，并且能够通过API调用它。 经批准的第三方（即 Chainlink 节点）可以直接触发支付，而无需通过支付提供商。

随着这场开放式银行业革命的展开，Chainlink 将使智能合约能够与每一种主要的全球货币（美元、欧元、日元等）进行交互。

特点四：连接链下数据

Chainlink 一直致力于解决“预言机问题”，并于 2019 年 5 月 30 日成功启动主网。

Chainlink 在短短几个月内取得了很多成就。 Provable（前身为 Oraclize）在 Chainlink 节点上的成功终于平息了关于预言机是中心化还是去中心化的争论。

此外，甲骨文和谷歌都与 Chainlink 合作，将其 API 数据货币化，并形成良性循环，以抓住 Facebook 错失的市场机会。

对于现阶段在区块链发展史上的重要地位，Brad Huston总结得非常精辟：

“加密货币的最大问题是在加密货币、法定货币和大数据之间架起桥梁。 Chainlink 完美地弥合了三者之间的鸿沟，现在甚至可以说：‘桥梁已经建成。’”

魔法总线和轻量级库

让我们总结一下我们之前讨论的内容。 区块链的真正目的是降低建立信任的成本，实现“社会可扩展性”。

所以按照这个逻辑，以太坊2.0、Zilliqa等平台的主要应用场景应该是在B2B领域。 引用我之前一篇文章写的一句话：

“我的结论是：智能合约如果能够成功，首先会在B2B领域取得成功。”

私有区块链本质上是矛盾的，注定会失败。 导致了各占山头的现象，从而增加了社会成本，与B2B本身背道而驰，最终弄巧成拙。 “

在分片技术出现之前，即使是简单的游戏（即以太坊小猫）也无法在公链上顺畅运行，更不用说处理复杂的 B2B 合约，甚至改变业务的 DNA。 有了分片技术，一切就绪。

尽管如此，我们不能将以太坊 2.0 视为万能的平台。 刚才我们说了，虽然提高计算速度是好事，但这并不是以太坊2.0的真正目的。 而且我们之前也说过，因为区块链是不可变的，它不能很好的处理物联网大量转瞬即逝的实时数据。 也就是说，我们必须清醒地认识到，以太坊2.0不会取代传统的web 2.0。 相反，我们应该更好地利用以太坊 2.0 的真正优势：

“现在有一个新的想法，就是把以太坊主网看成是一个全球总线……我们用的是以太坊2.0主网，我们可以把各种业务资源看成是Slack上的工作组：它可以很容易地建立和整合和重组。贵公司的 SAP 库存管理系统、经销商的 JD Edwards ERP 系统和金融科技合作伙伴高达的区块链系统都可以无缝连接，无需为每个合作伙伴开发专用的基础设施。” ——约翰沃尔珀描述他理想中的“魔法巴士”

以太坊 2.0 应该是一个集成中心，而不是数据中心或计算中心。 应该是专门为存储B2B合同条款而建的一个库（说实话，就算有了分片技术，数据量也已经够大了）。

与其期望以太坊 2.0 成为一个万能的平台，不如将其发展成为一个“轻量级库”。

如果我们把刚才的金字塔模型重新排序，魔法总线的架构就很明显了：

Airbnb 式的共享数据存储和计算模式能否让管理成本低于目前主流的 Web2.0 模式，还需要时间来证明。 时间也会证明市场是否真的需要抗审查、抗宕机、安全保护和隐私保护等功能。 用户真的关心这些社会价值并愿意为之买单吗？ 他们认为这些只是锦上添花还是根本价值？

综上所述

无论是web2.0与web3.0的较量，还是加密货币与法币的较量，有一点是无可争辩的：

我们已经到了临界点，具有商业价值的智能合约时代已经到来。

事实上以太坊智能合约最广泛的应用，目前唯一的问题是时间问题，主要障碍已基本清除。

1、以太坊2.0什么时候完成这7个阶段正式发布？

2. Chainlink什么时候大规模应用可信执行环境？ 如果 Intel SGX 和 Town Crier 的合作失败，还有什么替代方案？ Chainlink 会与计划使用可信执行环境的其他区块链团队（例如 Dawn Song 的 Oasis Labs）进行沟通吗？

目前，生态系统中的主要技术问题已经解决，现在只需要招募一批热心的开发者来做“点点滴滴”的工作。

数字货币改变了商业的DNA，未来充满无限可能。

现在唯一阻碍我们的是我们自己的想象力。 未来是精彩的，那将是开发者的世界。 Dapps 已经势不可挡。 毫无疑问，我们已经找到了终极涅槃。