巴位元加速器技術公開課 | 區塊鏈的擴充套件性與設計哲學
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Geekhub Global Online-Layer 2擴容周第四日的線上活動是由Nervos基金會聯合創始人呂國寧、Celer Network創始人董沫、知名區塊鏈科普專欄作家黃世亮、巴位元加速器聯合創始人胡夢迪進行主題為“ 區塊鏈的擴充套件性與設計哲學 ”的高峰對話。
以下為對話實錄：
1.如何看待雲端計算之間的投資回報率和效能的差別？
主持人胡夢迪：各位嘉賓老師，大家好，我是主持人Mandy。現在大家都在討論區塊鏈是什麼，區塊鏈技術到底怎麼做，但是很少有人會去討論區塊鏈底層的設計哲學，為什麼我們要這麼設計。
可以看到，區塊鏈出現之前，我們已經擁有了像雲端計算這樣標準網際網路架構的，它所提供的服務是所有人都能參與的，並且可以通過這些服務搭建、部署應用，儲存應用資料。並且，跟區塊鏈相比，雲端計算平臺優勢是非常明顯的，他們有無限的吞吐量，並且有完美的使用者間的隱私資料，那麼區塊鏈不管是吞吐量，還是安全隱私保護，都是不經濟和低效的，你們如何看待雲端計算之間的投資回報率和效能的差別。
Celer Network創始人董沫：實際上，區塊鏈和雲端計算是沒什麼關係的。雲端計算是一種中心化的記賬方式，區塊鏈則是在不信任的個體之間通過PoW或PoS等方法來創造信任。就計算能力和速度而言，區塊鏈根本無法和雲端計算相比，我們也不應該讓區塊鏈來做雲端計算擅長做的事情。
以前我一直覺得，只要區塊鏈平臺做的夠快、夠穩定、夠安全，各種應用就會在平臺上湧現。但實際上並非如此，作為一名區塊鏈從業者或前沿技術的研究者，我們不應該只關注技術本身，更應該思考這個行業的商業模式。做區塊鏈的不瞭解傳統行業，做傳統行業的不瞭解區塊鏈，我們需要更多的互動。區塊鏈平臺開發者應該承擔起尋找區塊鏈的應用場景和商業模式的責任。
Nervos基金會聯合創始人呂國寧：我非常認同董老師的說法。對區塊鏈平臺的開發者來說，雲端計算是類似於阿里雲、騰訊雲這樣的大型中心化平臺，一般的創業者已經沒有機會了。區塊鏈去中心化的特點，使之無法被大企業壟斷，更多的是依靠社群來維持。對平臺開發者來說，區塊鏈行業尚處早期，也就意味著有更多的機會。開發者要去理解區塊鏈的價值是什麼，如何放大這些價值。不要在區塊鏈平臺上去做能在雲平臺上做的事情，這樣和雲平臺去競爭是沒有優勢的。
我的建議是，用最簡單的方式，為使用者提供最好的入口，讓使用者感受不到背後是雲平臺還是區塊鏈平臺，就能享受到所需的服務或產品。從ROI來看，更多的是看場景，看有沒有抓住產品的特性，然後把服務的價值放大。
區塊鏈科普專欄作家黃世亮：主持人問的很好。我認為，雲端計算本質上是對頻寬、儲存、計算等資源的虛擬化和抽象化，因為商業競爭的關係，如今雲端計算提供的資源已是高度的定製化。利用雲端計算進行商業設計，是不需要考慮網路伺服器、儲存、作業系統等基礎或應用級的服務，雲端計算可為開發者提供眾多的智慧定製化服務。但其缺陷是必須由廠家來提供，如果阿里雲不提供這些服務，你有錢也買不到。
區塊鏈是一種利用共識來維護的分散式賬本，區塊鏈的本質是一種協議，是參與多方都要遵守的協議。這種協議是非常“笨”的，比如比特幣協議的更新（被稱為分叉），一年半載都發生不了一次。這也是我們在這裡討論為什麼分層設計的原因。雖然“笨”，但是有個好處：底層穩定，頂層可以無限創新。
2.什麼是加密經濟的基礎設施？
主持人胡夢迪：實際上，區塊鏈並不是人們想要的，加密經濟才是，區塊鏈只是一種技術工具。那麼對未來的加密經濟來說，如何為其設計基礎設施？能否講講你們的設計理念和設計哲學？
Celer Network創始人董沫：主持人問的非常好。我們可以看到，現在整個區塊鏈的應用架構是底層有個區塊鏈，然後在上面架構各種應用。這樣的結構會帶來很多問題，擴容性問題就是其中之一。底層的區塊鏈是有容量限制的，如果我們對區塊鏈的願景是要把整個人類的經濟學活動都放在區塊鏈上，一條底層公鏈的擴容能力是達不到要求的。
這也是Celer Network的一個設計理念，就是不要把區塊鏈當做居委會，不要把所有的transaction、智慧合約都放在區塊鏈上。而是讓區塊鏈扮演最高人民法院的角色，讓區塊鏈本身作為一種穩定的共識、價值的儲存，同時為上層提供基礎設施。比如在區塊鏈上進行經濟學體系的設計。擴容的功能應該放在第二層。
Celer Network希望將大量的transaction都放在第二層上。所謂第二層，就是在底層區塊鏈上增加一層分散式的網路/系統/平臺，其最初始的原型類似於閃電網路、雷電網路。之後就出現了類似於Celer Network的架構，其實現了智慧合約的鏈下擴容。第二層就逐漸形成了自己的生態和體系，其架構中不光有如何擴容這樣基礎的技術問題，還有第二層網路中的效能問題，以及如何快速讓開發者從已有的區塊鏈開發環境中轉移到第二層中，還有就是如何在第二層上設計一套完整的加密經濟學的理論或機制。
Nervos基金會聯合創始人呂國寧：我們可以圍繞區塊鏈展開很多想象，比如加密經濟學、區塊鏈的基礎設施，還有各種豐富的應用生態。有時候我們可以把原因和結果反過來考慮，如果沒有區塊鏈，還會不會產生基於密碼學的經濟生態？如果有了繁榮的加密經濟生態，那麼區塊鏈會在其中扮演什麼樣的角色？
這讓我想起了伊隆·馬斯克提出的“第一性原理”，我們要的不是區塊鏈，而是加密經濟生態。只要能用技術手段去支撐這個生態，至於它是不是區塊鏈並不重要。這個生態由區塊鏈部分和非區塊鏈部分共同支撐。
區塊鏈這部分，所有區塊鏈的主鏈，以比特幣、以太坊為例，大家試圖在一條鏈上徹底地解決效能和可拓展性問題，以支撐加密經濟生態。但是這非常困難。所以，我們在考慮能不能通過分層的方式，通過不同層次的分工來解決不同的問題。
layer2面向業務、場景、效能，需要要考慮服務使用者、場景以及如何連結layer1。nervous的技術切入點是layer1這一層，因為現在有很多layer2的方案在做嘗試，這些嘗試都需要layer1的支援，並且他們也希望layer1提供儘可能低的門檻，有更低的成本、更加的安全。nervous做的就是layer1 for layer2的方案。
區塊鏈科普專欄作家黃世亮：大家在講開拓以比特幣背後技術為支撐的市場潛力時，往往突出強調了區塊鏈。但其實區塊鏈技術只是比特幣背後眾多技術之一，比特幣技術包括區塊鏈、工作量證明、點對點網路和加密技術。
技術層面，我想象中的加密數字貨幣的基礎設施應該都是由這四大技術支撐而建立起來的。最大的爭議可能是工作量證明是否應該納入基礎設施建設的範圍。現在眾多區塊鏈產品幾乎將這一技術掃地出門，轉而尋找像PoS這樣的變種。很多人看到了PoS的成功，於是就用共識機制來取代工作量證明，他們認為工作量證明只不過是共識機制的一種。但我認為，工作量證明才是真正的資本主義和自由市場經濟，這是最有前景，最有經濟發展潛力的。
架構層面，我想象中的加密數字貨幣的基礎設施是由一條無限可擴充套件的底層主鏈，配合可以搭建無窮商業創新業務的二層網路。所有的業務共享一條主鏈上的使用者，這樣才能形成最大的網路效應，也可以保證長尾業務的使用者量。第二層網路的設計並不一定使用區塊鏈，我覺得這不重要，重要的是第二層網路是真正繼第一層網路來設計的，第一層網路是基於區塊鏈、工作量證明、點對點網路和加密技術就夠了。
和這種架構設計相沖突的思想（這也是現在的主流設計思想）是，獨立設計各種鏈，各種鏈非常多，各種鏈都佔有部分市場，而所有這些鏈的頂端會存在一種特殊的鏈，比如跨鏈，這也是現在加密數字貨幣經濟的現狀。我認為這是沒有網路效應的，也不適合長尾經濟。
3.分層架構相比所有功能耦合的架構有哪些優勢？
主持人胡夢迪：跟區塊鏈目前的發展趨勢相似，網際網路也是分層解耦的。分層架構相比所有功能耦合的架構有哪些優勢呢？
Celer Network創始人董沫：其實網際網路分層和任意一個計算機分層架構都是同樣的原因，有句話是這樣說的：軟體開發中遇到的所有問題，都可以通過增加一層抽象而得以解決。
整個計算機、網際網路的發展歷史就是如此，計算機剛出現的時候是一個超級龐大的硬體，然後出現了作業系統、軟體。網際網路一開始只有一些簡單的硬體，然後有了網路路由的問題，所以出現了路由層，然後就是未來解決與計算機互動的問題，傳輸層就出現了。
區塊鏈分層架構的核心思想和以上所述的分層架構是一樣的，我們有了底層的共識機制智後，再去解決別的問題。分層後的各個層，也是可以獨立運作的。比如說，公鏈體系應該是一個非常穩定的共治體系，長期內越來越穩定，最終達到近似於全民共治的程度。
目前第二層的設計是為了解決區塊鏈底層在有了基礎共識之後的其他問題，比如擴容、隱私等問題。這些問題都可以利用layer2的哲學思想（不一定涉及到全網的共識）來設計，使單層可以獨立運作。
Nervos基金會聯合創始人呂國寧：對於工程師來說，複雜的問題，一般是用分層的方法去解決。這也是很樸素的思想。關鍵在於如何去思考不同層之間的協議，並使協議保持高效和開放。
區塊鏈科普專欄作家黃世亮：分層的最大優勢就是分工，層和層之間是獨立的，每一層負責自己的事情，不需要管別的層。這種分層式設計可以保證設計簡潔的前提下，完成更復雜的產品，完善更復雜的生態。分層的另一個優勢是可擴充套件性，只要設計好層與層之間的介面通訊，每一層都是獨立設計的，維護和擴充套件都是各層獨立的事情，不會影響到別的層。
簡單來說，分層的優勢就是：1.降低複雜度，上層不需要關注下層2.提供靈活性3.層與層之間的依賴性更小，也就是耦合度更小。
4.區塊鏈的layer1和layer2
主持人胡夢迪：大家已經迫不及待想要聽layer2相關的乾貨了，閃電可以先給大家科普下區塊鏈的layer1和layer2嗎？以及現在nervos和Celer network在學術和工程的前沿，可以講講layer2有哪些新進展和突破嗎？
區塊鏈科普專欄作家黃世亮：區塊鏈分層的最大用例是比特幣的可擴充套件性的大討論，因為區塊鏈看起來是不可擴充套件的技術或者說擴充套件非常困難。想要容納50億使用者來使用比特幣，看起來是不可能的。另外，比特幣區塊鏈的功能是極度單一的，就只有收發交易。比特幣的創業者們希望增加更多的功能，但比特幣的主鏈設計非常難改，所以提出，用分層的方法來實現其他功能。
第一層指的是比特幣、以太坊等主鏈，第二層指的是以第一層的技術為基礎，設計出來的區塊鏈產品或技術。這需要與另一個概念區分：分級。有的產品是為了分擔第一層的任務而設計的，最典型的是比特幣的閃電網路，它的設計目標是分擔比特幣主鏈的交易業務，我認為把它定義為分級更為準確。
Celer Network創始人董沫：技術方面，celer network推動了鏈下智慧合約的發展，使得layer2上的效能達到理論最優狀態。業界目前在研究，如何在layer2上設計一套完整的經濟激勵機制，使layer2的網路在去信任的情況下，仍然是安全且具不失活性。
我們提出了一個最新的理論叫layer2 2.0，即第二層網路的2.0架構，就是將技術碎片融合起來成為一個完整的解決方案。在該使用layer2 狀態通道的時候使用狀態通道，在另外的場景比如需要更開放的智慧合約下，可使用側鏈的手段。
layer2還有一些問題要去解決的，比如，如何去比較完備地解決layer2網路中的狀態可用性，如果在layer2類似於側鏈的架構中，如果提出block的人跑了，那你怎麼辦？或者提出block的人不把資料交給大家，那怎麼辦？這些都是學界和業界共同要去探討的問題。
Nervos基金會聯合創始人呂國寧：我來談一下layer1的一些情況，現階段的layer1主要還是一些正在執行的主網路，這些網路有個共同點是layer1先於layer2出現。可能是歷史侷限性的原因，layer1沒有考慮到對未來可能出現的layer2的鏈下拓展方案做優化。不管是比特幣還是以太坊，還是一些新的主網路，他們的設計目標都是to C、to DApp的，他們需要使用者直接在他們的主網上進行互動。所以，現在layer2的方案不管是plasma，還是state channel，都需要解決如何讓layer2錨定或接入到現有的layer1當中的問題。
nervos在考慮能否設計一條layer1百分百支援layer2。這意味著layer1的層次上不去承載業務，只專注於提供layer2所需的功能。我們設計layer1的方法學是做減法，在參考現有的主網的layer1架構的基礎之上，儘可能減少他的職責，把一些除了layer2必要的支撐功能之外，儘可能移除其他的功能。當layer1的職責變得簡單和單一後，它的安全、經濟模型等優化空間就會變得非常大，然後從這個角度去設計layer1到layer2的經濟模型。
當然，layer1的設計思想不僅要考慮layer2的需求，還要考慮如何去優化面向未來的設計。layer1負責的是信任，layer2負責的是應用。信任這一層，未來還會有更多的方案出來。layer1面向未來的效能拓展也是一個比較大的挑戰，這就意味著如果layer1上引入了更好的共識，而不影響layer2的生態。
5.Layer2 的 TPS 量級會不會受制於 Layer1 的效能？
主持人胡夢迪：剛剛呂老師講到的，layer1負責信用，layer2負責應用。那麼Layer2 的 TPS 量級會不會受制於 Layer1 的效能？
Celer Network創始人董沫：layer2是個相對封閉的系統，它是在layer1上開通了channel/側鏈，後來大量的transaction都會在layer2上進行。只要所有的transaction仍然是在側鏈或鏈下（狀態通道）進行的，transaction是不會受到layer1的影響。
值得我們注意的是，在整個layer2的系統中，核心的哲學理念是layer1像是一個保駕護航的人，一直保衛著layer2的安全。保護的能力與layer2的擴容能力是息息相關的，如果layer1不夠強大，那麼對layer2來說就會有更大的風險。比如說，我們在和layer2系統互動的時候，要通過開channel或把錢放到側鏈上，進入layer2的過程當中的速度是和layer1的TPS是息息相關的，從layer2回到layer1的也是如此。純粹的layer2的互動中，並不涉及第一層的transaction但是在開通或關閉整個layer2的過程中，還是會受到layer1的影響。
區塊鏈科普專欄作家黃世亮：我的答案是肯定的。這是顯而易見的，不證自明的。Layer2可以優化，甚至為了為了配合layer2而對layer1進行改善，但Layer1的效能都必然制約layer2。
6.Layer 1和Layer 2如何做到在效能、隱私的權衡？
主持人胡夢迪：剛剛幾個老師對layer1對layer2的限制和激勵的思考維度很多，非常精彩。我們再來談談安全和隱私：如果我們把layer1跟layer2結合就需要建立更多的信任。從設計的角度出發，如何增加攻擊者的成本同時保護隱私？如何做到Layer 1和Layer 2在效能、隱私的權衡？
Celer Network創始人董沫：layer2的一個核心要點是系統能保持去中心化的信任體系，同時，layer2有一個天生的優勢是隱私性比layer1更高。layer1上所有的人都能看到transaction，但是在layer2上只有相關的人才能看到相關的transaction。很多layer2的架構都會存在流動性鎖定的問題。
Nervos基金會聯合創始人呂國寧：要實現隱私保護，就要犧牲效能。layer1的作用主要是保證layer2的安全和去中心化，layer2主要是用來搭建場景。所以，隱私和效能的權衡需要layer2的實現者根據場景和需求來權衡，layer1不考慮隱私的問題
7.Layer 2 面對的挑戰和瓶頸
主持人胡夢迪：Layer2有望給區塊鏈世界帶來網際網路速度，因此我們都很關注目前layer2的情況，但鏡子都會有兩面，能說說目前Layer 2 面對的挑戰和瓶頸嗎？
區塊鏈科普專欄作家黃世亮：Layer2我更傾向於認為這是一個業務層，其主要挑戰和瓶頸就是layer1能否穩定，在不穩定的layer1協議上是無法架構出豐富多彩的layer2業務的。layer1搞定了，layer2隨便搞。
8.如何看待以太坊擴充套件性層面的進展與效果？
主持人胡夢迪：你們如何看待以太坊擴充套件性層面的進展與效果，包括layer1的分片、Plasma、雷電、Capser？相比之下，自己的競爭優勢有哪些？
Celer Network創始人董沫：我主要說說plasma和raiden吧，plasma和raiden都是以太坊中的擴容架構，plasma主要是側鏈的架構，實現了token在側鏈上的傳輸，它只專注於價值傳輸。Raiden是以太坊上的支付通道，類似於比特幣上的閃電網路，它同樣只專注於價值傳輸，但其演算法遠遠沒有達到最優效能。Celer實現了廣義的狀態通道，實現了鏈下智慧合約的功能。
9.介紹一些優質的讀物、連結和來源唄
主持人胡夢迪：閃電是在區塊鏈領域知識儲備非常淵博，也是很多人的入門導師。可以給大家介紹一些優質的讀物、連結和來源嗎？
區塊鏈科普專欄作家黃世亮：目前加密數字貨幣和區塊鏈世界是沒有成體系的知識，沒有人整理成了嚴謹的教材，所以只能自己從源頭出發搞懂這些。比特幣白皮書，以太坊白皮書，位元股白皮書，EOS白皮書，閃電網路白皮書，側鏈元素白皮書，《精通比特幣》。我覺得能夠真正搞懂這些後，剩下的google和baidu，帶著問題上戰場，可以消除絕大多數問題。另外，還有一個很令人討厭的事，那就是最好得學會英語，這是困難的。
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往期課程回顧：
1. 公開課
演講者：Coogan Brennan（Consensys， Ethereum Foundation）
2. AMA
演講者：John Adler（Consensys Plasma Researcher）
3. 公開課
演講者：董沫（Celer Network創始人）
4. 公開課
演講者：呂國寧（Nervos基金會聯合創始人）
5. Panel
演講者：Celer Network創始人董沫、Nervos基金會聯合創始人呂國寧、閃電黃世亮、巴位元加速器聯合創始人胡夢迪
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