区块链伯仲社区，区块链本领专科问答后行者，中国区块链本领癖好者凑集地
作家：Preethi Kasireddy
起因：每日币吹
原文链接：http://www.puoke.com/sns/articleContent.php?id=63474
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毫无疑问区块链本领有辽阔的潜力。正在 2017 年里，人们高亢的热心为 ICO 募集了数百亿资金，大大选拔了加密钱币墟市的领域。
然而，另部分却没有失去渊博器重：区块链生存一些本领壁垒（technical barriers），这导致难以无效地将它利用到主流人群里。这些本领壁垒席卷：
1. 可扩充性的限制
2. 隐私损坏的限制
3. 空洞合约的大局化验证
4. 保存限制
5. 难以证实的共鸣体制
6. 空洞处置以及规范
7. 空洞开垦器械
8. 量子算计机的吓唬
9. ...还有
正在这篇文章里，我会一一阐述这些本领壁垒，并瓜分一些可行的束缚规划。
可扩充性的限制
现在私有链的共鸣协议都生存这样的限制：收集中的全节点到场者须要处置全数买卖。
为甚么会这样？由于区块链本体上是「去焦点化」——这意味着没有生存一其中心整体来损坏以及维持系统。取而代之，收集的每个节点都会处置每笔买卖并维持全状态副本，经过这种办法来损坏系统。
去焦点化共鸣体制的枢纽劣势是安全保险、政治中立以及抵当检查等。然而，这是以扩充性为价值换来的，由于去焦点化限制了区块链里全节点可处置买卖的数目。
本性上这带来了两个作用
1. 低吞吐量：区块链可处置买卖的数目十分有限
2. 迟缓的买卖速率：处置一个区块的时光很长。例如比特币的区块时光是 10 分钟，以太坊的区块时光约莫是 14 秒。正在顶峰期里破费的时光以至更长。相较之下，Square 以及 Visa 等办事的买卖是立即确认的。
所以，私有链须要正在低买卖吞吐量以及高焦点化之间做一个衡量。
换句话说，随着区块链巨细的推广，收集里全节点所需的保存、带宽以及算计才略也会推广。当到达某个时辰，就只要小量节点才华供给渊博资源来处置区块——这会带来焦点化告急。
正在其时，咱们会回到需信赖小量小节点的焦点化系统里。然而咱们想要的系统是：它既能每秒处置上千笔买卖，又能带来特定水准的去焦点化。
可扩充性的束缚规划
巴望状态下，咱们指望咱们妄图的区块链有着与比特币以及以太坊相近或更好的安全性，但同时又没有指望收集里每个节点都要处置逾越特定比率的买卖。换句话说，咱们须要一种体制，来限制验证买卖的节点数目（注：由于削减验证节点数目也许进步吞吐量），同时又保险收集里的每笔买卖都是合法可托。这听起来很轻易，但正在本领上很是容易。
可扩充性是平台走向乐成的一个辽阔闭塞。上面是一些分歧开垦团队在尽力争论的束缚规划。正在这一篇文章里我一经对于可扩充性束缚规划施行了精细先容，引荐专家赏玩。这边只做一个简略归纳。
链下买卖通道（off-chain payment channel）
该规划是正在链下利用微支拨通道收集处置大全体买卖。区块链只算作整理层来处置一系列买卖的最终整理，进而来削减下层区块链的负担。
这束缚了咱们前方议论的吞吐量课题，区块链可处置买卖的数目可选拔一个量级。除此之外，因为买卖都是正在支拨通道里处置的，无需等待区块确认，所以买卖速率课题也失去领会决，清除了时延。
Raiden Network 以及 Lightning Network 都是微支拨通道收集的实例。
分片（Sharding）
分片的思维是把区块链的大伙状态宰割成分歧的「片」，每全体状态都由分歧的节点保存以及处置。每个分片都只处置大伙状态的一小全体，所以也许做到并行处置。区块链分片就像传统数据库的分片一律，但还需极度思虑若何正在去焦点化的节点集中里维持安全性以及合法性。
链下算计（off-chain computation）
这个规划以及状态通道很如同，但合用范围更广。其主要思维是以一种安全可证的办法，正在链下处置一些正在链上施行价值很高的算计。把算计以及证实处置移到链下的独立协议里，也许进步买卖吞吐量。一个实例是以太坊的 TrueBit。
DAG
DAG 是有向无环图（Directed Acyclic Graph）的缩写，这是一种有极点以及边的图组织。DAG 也许保险从一个极点沿着多少边进步，最终没有能回到原点。由此咱们也许给极点施行拓扑排序。
一些 DAG 协议，如 IOTA 的 Tangle，丢弃了全部的线性区块概念，利用 DAG 数据组织来维持系统状态。为了保险收集安全，这些协议须要用某种新方式，使节点没有须要用线性办法处置每一笔买卖。
另一种 DAG 协议 SPECTRE protocol，利用了区块的 DAG 本领，也许并行挖矿，进而带来更大的吞吐量以及更快的买卖确认时光。
DAG 本领还处正在早期阶段。憨厚说，它们也生存一些须要被束缚的下层限制以及弊端。
隐私损坏的限制
区块链上的买卖并没有直接有关到你的身份，这看起来犹如是也许拥有隐私损坏的。每集体均可以匿名地天生钱包，并施行买卖。
然而，真相远没有这么简捷。
区块链本领的辽阔远景之一是化名（pseudonymity）的利用：买卖被纪录正在众人帐本里，不过它们又与由数字以及字母组成的地方维持有关。由于无需将可靠天下的身份信息有关到地方上，买卖的提议者犹如是弗成能被追踪的。
然而，这种设法是正确的。没有将化名有关到集体信息，这确切也许损坏隐私。然而只有有人建立了链接，则隐私就没有再是奇奥。一个例子是司法机构坦言他们正在考察时，也许判别比特币用户，对于他们施行反匿名（deanonymizing）。
这是怎样产生的呢？
商业网站的 Web Tracker 以及 cookies 会简单泄漏与买卖相干的信息。一切人，席卷当局、司法机媾和好心用户均可以运用这些信息。
其余，区块链平台（如以太坊）的用户与智能合约施行着繁复交互。智能合约的一切细节，席卷发送者以及采用者、买卖数据、施行的代码以及合约内部保存的状态，都是秘密。
大全体公司都没有会思虑把主要的商业数据上传区块链中，由于黑客、合作者以及其他非授权构造均可以简单看到这些信息。思虑一下：
电子疗养纪录是十分隐私以及敏锐的信息。
身份判别数据如身份证没有能正在智能合约上秘密。
证据办理如明码以及密钥都没有能放正在秘密以及没有安全的智能合约中。
金融文件如股权组织表或职工薪资都没有能秘密。
这样的例子没有胜列举
隐私损坏对付集体、构造以及企业来讲，都是一个本体寻衅。许多工钱区块链以及数字钱币耽溺，是由于这个去信赖以及抵当检查的系统能带来金融上的改革。冲撞的是，咱们正在利用的是一个秘密且轻易被追踪的帐本。
隐私损坏束缚规划
上面是一些分歧开垦团队在尽力完结的规划
Elliptic Curve Diffie-Hellman-Merkle (ECDHM) addresses
领会 ECDHM 地方以前，你须要领会 Diffie-Hellman 密钥调换，其面前的思维正在于两边之间建立一个共享的奇奥。正在秘密收集里，这也许被用于调换奇奥信息。
这是若何做到？
发送方以及领受方共享 ECDHM 地方，然后经过共享的奇奥将其转化成比特币地方。该比特币地方只会被拥有该奇奥的人分解。仅有秘密的货色只要可反复利用的 ECDHM 地方。所以，用户没有用耽心买卖会被追踪。
Conceptual diagram that illustrates the general idea of the key exchange by using colors instead of very large numbers (Source: https://en.wikipedia.org/wiki/Diffie%E2%80%93Hellman_key_exchange)
ECDHM 地方规划席卷 Peter Todd 提出的 Stealth Addresses，Justus Ranvier 提出的 BIP47 Reusable Payment Codes 以及 Justin Newton 提出的 BIP75 Out of Band Address Exchange。然而，没有一个规划失去理论利用。
混杂器（Mixer）
混杂器的思维是把买卖混到一个池里，出入平定由池中的公有帐本来纪录。当池中的资金被破费后，原始买卖就变得难以追踪了。查看区块链的人也许看到池的支拨金额以及收款人，不过没法追踪买卖的提议人。混杂器办事的一个例子是 CoinJoin。
Source: https://en.wikipedia.org/wiki/CoinJoin
没有幸的是，混杂器没有是一个切实的束缚规划。争论者也许决定 CoinJoin 里的买卖，他们证实，打击者只有破费 $32,000，就能以 90% 的乐成率判别买卖。并且，争论者还证实混杂器多少乎没法抵挡少女巫打击（Sybil attacks）以及推辞办事打击（Denial-of-Service attacks）。
另一个令人没有安的地点是，须要经过一个相对于焦点化的实体来维护混杂器的公有帐本，这意味着须要一个可托第三方来“混杂”买卖。
CoinJoin 没有是默认买卖方式，所以很少人到场到进混杂池里，这导致匿名集中十分小。正在人数少的集中里，也许很轻易确认买卖的起因。
另一种混杂器规划是 CoinShuffle，这是德国萨尔布吕肯大学争论团队妄图的去焦点化混杂协议。CoinShuffle 实验束缚 CoinJoin 里须要可托第三方来混杂买卖的课题。
门罗币（Menoro）
分歧于其他的盗窟币，门罗币没有是比特币的分叉，而是基于另一种协议 CryptoNote。门罗币的最大特点是环出面（Ring Signature）规划。
环出面是一种群出面，群里的每个出面者都拥有一对于私公钥对于。没有像传统的加密出面证实买卖是单个出面者用私钥签的，群出面证实买卖是群里的某集体出面的，但没有会显露全部是谁签的。
零学识证实（Zero-knowledge proofs）
零学识证实是指，正在没有揭示一定学识的状况下，证实者（prover）也许说服验证者（verifier）他们分解该学识。换句话说，零学识的输入是奇奥的，证实者没有会向验证者揭示一切学识。零学识证实也许被用正在隐私损坏规划里。例子席卷：
例子1：质询/反映比赛
正在算计机安全里，质询-反映认证（challenge-response authentication）是一个协议族。正在协议里，一方施行提问（“质询“），另一方给出正确的答案（”反映”）以取得授权。正在区块链里，这个“比赛”能被用于验证买卖。假设某一买卖利害法的，其他节点会留神到其作歹性。这就须要供给可验证的证实（verifiable proof），来阐明买卖利害法的。假设验证退步，则会孕育一个“质询”，要求买卖的提议人天生一个“反映”，来证实买卖是合法的。
这边有一个例子：假定只要 Bob 也许拜候某些资源（如他的车）。Alice 而今也想拜候它们（如开这辆车去杂货店）。Bob 提议一个质询，假定为“52w72y“。Alice 必需用一个字符串来反映 Bob 提议的质询。利用一个只要 Bob 以及 Alice 分解的算法，这是找到答案的仅有办法。其余，Bob 每次提议的质询都会没有一律。分解先前正确的反映，并没有能给 Alice 带来一切的劣势。
质询/反映比赛一经被利用正在区块链，如以太坊里了。然而，咱们须要相映的函数库以及器械，来使这一类的认证规划更轻易被利用。
例子2：zkSNARKs
zkSNARKs 究竟是甚么？让咱们来渐渐分化其定义：
zk=zero-knowledge（零学识）。没有须要信息自己的条件下，也许证实该信息生存。
SNARK：Succinct Non-interactive Adaptive ARgument of Knowledge
简明（Succinct）示意证实简明，也许被加紧验证。
非交互（Non-interactive）示意验证者没有须要以及证实者施行交互。取而代之，证实者会事先秘密它的证实，而验证者也许反省它的正确性。
符合性学识论证（Adaptive argument of knowledge）示意某些算计的证实。
即使我指望有一天也许写一篇文章先容 zkSNARKs，但这边我会跳过本领细节。zkSNARKs是一个的构建隐私损坏的组件，它令人震撼且拥有宏大远景，但有多少点须要留神
SNARKs 是资源聚集型的
SNARKs 能让用户证实他们拥有拜候某个奇奥的权力。但用户有责任维护奇奥，让它正在须要的时分能被拜候到。
SNARKs 须要一个煽动阶段，来打算须要证实的电路或运算。该阶段由一组可托整体事先施行。这没有仅意味着你须要信赖施行该煽动阶段的整体，还意味着没有顺应用 SNARKs 施行随便的运算，由于总须要一个打算阶段。
例子3：zkSNARKs + Zcash
Zcash 是基于 zk-SNARKs，拥有隐私损坏特征的加密钱币。正在 Zcash 所谓的“私密买卖（shielded transactions）”里，每一个被利用的币都带有一组匿名集中。私密买卖利用“私密地方（shielded addresses）”，它要求发送方或领受方天生一个零学识证实，以正在没有泄漏买卖信息的状况下，禁止其他人验证买卖。
Zcash transaction diagram
Zcash 无疑是一个值得存眷的乐趣项目。
例子4：zkSNARKs + Ethereum
正在以太坊下一个要进级的协议 Metropolis 里，开垦者将也许正在链上高效地验证 zk-SNARKs。
咱们也许正在支柱 SNARKs 的以太坊里做甚么呢？也许把某些合约变量被设为弗成见。奇奥信息也许与那些按照利用 SNARKs 的合约法则的用户保存正在一统，而没有是直接保存正在链上。每一组用户群自身都须要一个可托的煽动阶段，这会推广一些用于打算阶段的支出。但一旦电路被树立好，它就也许被随便数目的买卖利用。
正在支柱 SNARKs 的以太坊里，你没法把隐私与用户脱节，即做没有到自治性隐私（autonomous privacy）。因为以太坊的 SNARKs 依附用户正在链下维护密钥，所以假设没有这些用户，就没有地点也许找到这些奇奥。
例子5：zkSTARKs
ZK-SNARKs 有一个更年老更闪耀的同胞伯仲：ZK-STARKs，个中“T“示意”透明（transparent）“。ZK-STARKs 束缚了 ZK-SNARKs 的一个主要弊端：须要依附一个可托的煽动阶段。因为 ZK-STARKs 只依附哈希以及信息论，所以它更浅近；因为没有再利用椭圆曲线以及指数假定，面对于量子算计机时它尤其安全。
总而言之，即使正在上述的零学识证实隐私损坏规划的前沿争论中，咱们博得了惊人的前进，但仍然有许多处事须要去做。咱们须要对于零学识证实的函数库施行实证争论以及尝试检测，使其幼稚。咱们须要正在分歧公链上对于 zkSNARKs 以及 zkSTARKs 施行测验。正在可靠天下的场景里，Zcash 则须要正在扩充性上给出令人中意的利用案例。咱们离这些仍有很长的路要走。
代码混合（Code Obfuscation）
另一种隐私损坏体制是代码混合。该规划要找到一种办法来混合法式 P，混合器（obfuscator）会孕育第二个法式 O(P)=Q，使得正在给 P 以及 Q 不异的输时髦，孕育不异的输出。不过 Q 没有会揭示与 P 内部组织相干的一切信息。这使得咱们也许正在 Q 内部潜伏如明码以及身份证等的私密信息，但同时正在法式里利用这些信息。
虽然争论者一经证实全面的黑盒混合器是弗成能完结的，但弗成识别混合器（indistinguishability obfuscation）是也许完结的，这是一种概念上弱化的混合器。弗成识别混合器 O 的定义是，假设你利用两个整齐的法式 A 以及 B（如把不异值输入到 A 或 B 里去孕育不异的输入）算计失去 O(A)=P 以及 O(B)=Q，则正在没法投入法式 A 或 B 的状况下，则正在算计上区分 P 来自于 A 依然 B 是弗成行的。
迩来，争论者 Craig Gentry, Amit Sahai 等人告竣了弗成识别代码混合器。然而，该算法的算计支出十分高亢。
假设支出课题也许失去改善，则能带来辽阔的潜伏优点。
举个例子，假定以太坊的智能合约里有 Coinbase 的明码。则咱们也许写出这样一个法式：当智能合约满意了一定条件后，合约经过中间节点初始化与 Coinbase 的 HTTPS 会话，利用明码施行登录，然后施行买卖。因为合约里的信息被混合了，所以中间节点或区块链的其他到场者都没法改动发出的恳求以及猎取用户明码。
预言机（Oracle）
正在区块链天下里，预言机是指正在智能合约以及外部数据源之间传播动态的角色。它正在链上智能合约以及链下外部数据源之间充任数据的输送者。所以，一种损坏信息隐私性的方式是利用预言机从外部数据源中掏出隐私数据。
可托任施行境况（Trusted Execution Environments）
可托任施行境况（TEE）是位于主处置器里的一个安全区域。正在 TEE 里加载运行的代码以及数据会失去隐私性以及齐全性的损坏。TEE 也许与面向用户的操作系统并走运行，但比后者拥有更好的隐私性以及安全性。
Source: https://www.slideshare.net/JavierGonzlez49/operating-system-support-for-runtime-security-with-a-trusted-execution-environment-phd-thesis
空洞合约的大局化验证
智能合约的大局化验证仍然是一个未束缚的辽阔课题。开始，让咱们经过“大局化证实（formal proof）”来领会“大局化验证（formally verify）”的道理。正在数学上，“大局化证实”是一种数学证实，算计机也许经过根底的数学千米以及推理法则（inference rules）来证实它。
正在法式方面，大局化验证是一种判别法式是否能按预期运行的方式。全部的规约语言也许来形容输入以及输出之间的函数联系。也便是说，假设证实了对于法式的一个没有变式（invariant），则咱们应该证实证实确实实是没有变式。
榜样语言的一个例子是 Isabelle，它是一种通用证实协助，也许正在大局化语言里表达数学公式，还供给了器械正在逻辑运算上来证实这些公式。另一种榜样语言是 Coq，这是一种用来誊写数学定义、可施行算法以及定理的大局语言。
对付编码正在智能合约里的法式来讲，为甚么大局化验证十分主要？
一个缘由是智能合约是弗成逆的，这意味着一旦将它们摆设到主收集里，你就没法进级或改动它们。所以正在摆设以及利用智能合约以前，须要保险全部都没有会堕落。而且，智能合约是可秘密拜候的，保存正在智能合约里的实质对于一切人可见；每集体均可以挪用智能合约里的秘密方式。这带来了封闭性以及透明性，但也会排斥黑客打击智能合约。
不管你何等严慎束缚，写出一个没有 bug 以及全面可托的智能合约都是十分容易的。其余，正在以太坊上，因为 EVM 指令的妄图办法，验证 EVM 代码也很容易。所以正在以太坊上很难找到一种大局化验证的束缚规划。但不管若何，大局化验证都是一种削减 bug 以及打击的强无力目的。比起传统方式（如代码测试以及同业检查），它正在很大水准上也许保险正确性。咱们火急地须要一种更好的束缚规划。
保存限制
私有链上的大全体利用都须要束缚保存课题（如用户身份、金融信息等）
然而，正在私有链上保存信息意味着数据
被收集里的每一个全节点保存着
被无限期保存着，由于区块链数据只增没有减，且弗成逆。
正在去焦点化收集里，每一个全节点会保存越来越多的数据，所以数据保存带来了辽阔的支出。这将导致保存变为区块链利用的辽阔瓶颈。
保存束缚规划
上面先容一些项目，它们利用分歧的政策将数据宰割身分片（shard），并以去焦点化的方式将其保存正在到场节点里。这些方式的根底基础是没有让每个节点都保存一切数据，而是将数据分别后，保存正在一个节点集中里。一些工程实例：
Swarm：Swarm 是以太坊上的 p2p 文件瓜分协议。你能将法式代码以及数据保存正在主链之外的 swarm 节点里，这些节点与以太坊主链会维持连贯。你也许正在链上调换这些数据。
Storj：文件以及数据一结束会被分片以及加密，然后被分别并保存到多个节点里，每个节点只保存数据的一小全体。这是一种“散布式保存”。Storj 代币（SCJX）被用来支拨保存以及激发保存文件以及数据的节点。
IPFS：这是一种 p2p 超媒体（hypermedia）协议，它的特征是高吞吐量，基于实质寻址（content-addressed）的区块保存模子以及超链接。本体上，它能以一种长久化以及去焦点化的办法保存文件，同时还有史乘版本掌握以及削减不异文件副本的特征。
Decent：Decent 是一个去焦点化的实质瓜分平台，禁止用户正在没有可托第三方时上传以及瓜分它们的撰述（如视频、音乐以及电子书等）。保存实质的节点会被惩罚手续费，用户也许跳过中介，经济实惠地战斗到这些实质。
... 还有更多
难以证实的共鸣体制
区块链拥有”去信赖（trustless）“的特征。用户没有须要信赖一切人。无需信赖带来了自治、抵当检查、可靠性以及无需授权等一系列引人夺目的性子。
这种用来保险区块链没有易受打击者损坏的体制，被称为“共鸣协议”。对付比特币以及其他区块链来讲，共鸣协议并没有是一个新货色。正在 1992 年，Dwork 以及 Naor 就建立了第一个“处事量证实（proof-of-work）“系统，用来正在无需一切信赖的状况下拜候资源。这个系统被用来束缚废物邮件课题。Adam Back 以后正在 1997 年建立了名为 Hashcash 的如同系统。 正在 2003 年，Vishnumurthy 等人首次选择 proof-of-work 来损坏钱币，但其代币没有是算作通用钱币来利用，而是用于维护点对于点文件的买卖系统。
5 年后，中本聪（Nakamoto）用 proof-of-work 体制创造了一种有价值的钱币，即比特币。这种下层共鸣协议使得比特币成为第一个正在寰球利用的去焦点化帐本。
处事量证实（proof-of-work）共鸣
PoW 体制的思维是让课题很难明决，但验证很轻易。矿工须要利用算力来施行辽阔支出的算计，而比特币系统用比特币以及买卖费来惩罚给出答案的矿工。矿工拥有的算力越多，则他们正在共鸣上的“奉献”越大。
PoW 共鸣使得比特币成为第一个正在寰球利用的去焦点化帐本。它无需可托第三方就能束缚“双花”课题。然而，PoW 没有是完善的，仍然有许多人进行着争论以及开垦，试图去构建更切实的共鸣算法。
PoW 生存甚么课题呢？
1. 定制化硬件生存劣势
PoW 的误差是定制化硬件的利用。正在 2013，一种名为公用集成电路（application-specific integrated circuits, ASICs）的设施被妄图来异常挖比特币，也许将效用进步 10-50 倍。从其时起，利用普遍算计机的 CPU 以及 GPU 来挖矿便变得有利可图，挖矿的仅有方式是利用 ASIC 设施来挖。正在区块链里，每集体都应该能为收集的安全做奉献，而 ASIC 的呈现背叛了“去焦点化”的特征。
为了减缓这个课题，以太坊选用的 PoW 算法（Ethhash）是线性内存容易（sequentially memory-hard）的。算法被妄图成须要大度的内存以及带宽才华算出一个 nonce 值。即使是超高速算计机，也没法正在须要大度的内存以及带宽的条件下同时算计出多个 nonce 值。这削减了焦点化的告急，为节点建立一个平正合作的境况。
固然，这没有示意他日没有会呈现针对于以太坊的 ASIC。定制化硬件对于 PoW 算法仍然生存着辽阔的吓唬
2. 矿池焦点化
用户零丁挖矿时，收到区块惩罚的机缘是很小的。取而代之，他们都为矿池挖矿。矿池按比率给矿工延续的回报。矿池算力正在收集里占的权远大，大矿池所得回报的方差比简单矿工低很多。随着时光推移，小量矿池将掌握大全体收集，而焦点化的矿池掌握的算力随着时光又进一步推广。而今，前 5 个矿池拥有凑近 70% 的全网算力，这很吓人。
3. 节约电力
矿工消费大度电力来算计 PoW 课题，然而对付社会来讲，这些算计都是无价值的。根据 Digiconomist’s Bitcoin Energy Consumption Index 所示，现在比特币每年消费的电力约为 29.05TWh，约莫占寰球消费电力的 0.13%，逾越了 159 个国家。
利用 PoW 共鸣的私有链消费的电费都会越来越多。弗成延续的电力节约以及 PoW 算计支出没有利于私有链将领域扩充到成千上万的用户以及买卖。
共鸣的束缚规划
成心义的 PoW
一种束缚电力节约课题的方式是用 PoW 函数来束缚某些成心义的课题。例如，让矿工用算计资源去束缚容易的 AI 算法，而没有是束缚随机的 SHA256 课题。
Proof-of-stake
另一种束缚挖矿焦点化的课题是全面扔弃挖矿，正在共鸣里引入另一种体制来每个节点的奉献。这便是 PoS 要做的事。
没有像矿工利用算力，这边利用”权力（stake）“。如 Vitalik 所说，将“一单元算力一张票（one unit of CPU power, one vote）“变为“一块钱一张票（one currency unit, one vote）“。
PoS 清除了对于硬件的须要，所以没有再有硬件焦点化的课题。而且，矿工再也没有用消费大度电力来束缚 PoW 课题，PoS 本体上更节能。
然而，全国没有收费的午饭。PoS 算法也有自身的寻衅，它们席卷
1. Nothing-at-Stake Problem：正在 PoS 共鸣下，假设生存分叉（不管是由于不料或打击），节点最佳的政策都是同时“挖”每条链。节点没有须要消费算计资源，只须要利用自身的钱来投票。这意味着不管哪条链胜出，矿工都会失去惩罚。
2. Long-range attacks：假设矿工想正在 PoW 链里分叉，它得正在主链最新区块前多少个区块结束挖。矿工往回得越多，就越难追上主链，这须要逾越收集一半的算力才华做到。然而，正在 PoS 里，因为挖矿所需的货色仅仅权力，即钱，矿工也许从成千上万个块以前结束分叉。矿工也许简单天生成千上万的区块，而用户很难发明哪一条链才是“正确”的链。
3. Cartel formation：正在由经济激发处置的去焦点化系统里，一个可靠生存的告急是独特单干（coordinated efforts）以及寡头的呈现。就如以太坊争论者 Vlad Zamfir 所说，“数字钱币都很分散，挖矿的算力也是这样。正在”可靠天下“的墟市中，寡头合作是常态。比起大度相对于艰难的验证者，小量相对于宽绰的验证者之间的单干十分轻易。卡特尔（Cartel）的呈现是全面也许预期到的。”
为了也许无效地代替 PoW，咱们须要一种算法来束缚 nothing-at-stake 课题以及 long-range attake 课题，同时没有引入新的共谋告急。
一些团队，如 Tendermint 以及以太坊，正在束缚这个课题上一经博得了许多掘起。Tendermint 是经过妄图 PoS 共鸣引擎将传统的 BFT 算法利用到区块链里。然而，Tendermint 也有自身的弊端。一致，以太坊也正在 PoS 的完结上博得了很大的掘起，不过正在收集里仍没有运行。
没有像 PoW，PoS 未经检修且难以领会。为了领会各种妄图里的分歧衡量，须要进一步的争论以及测验。正因如许，咱们应该正在昔人的处事之上独特单干，争论出一个更无效、更快以及更安全的共鸣系统。
空洞处置以及规范
正在去焦点化的私有链，没有生存宗旨集权以及构造来做决议，这是无庸质疑的。正在另一方面，每集体都是办理者——这是一个全面去信赖、开垦且无需授权的系统——然而正在另一方面，又没有生存恐怕安全进级协议的方式，没有人担任维护协议规范。
正在维持区块链本领的去焦点化的同时，咱们仍然须要一个由生态里开垦者以及其他成员组成的构造，来对于新规范、个性以及进级完毕共鸣。若何正在没有焦点化构造（如以太坊基金会）的带领下完结这个目的，仍然是个未知数。
比如，以太坊现在的一定规范以及个性只由一两个开垦者来疏导以及决议。即使这个模式可行，但仍存出缺陷。个中之一是没有够效用——假设领头开垦者太忙，或多少天多少周内忘怀回应，则规范的推进就会堕入停止，没有管这个规范对于其他到场构建区块链的人来讲是何等主要。正在没有清爽引导下拟定规范，将带来杂乱，很难加紧即使地对于课题完毕共鸣。正在社区越大时，这种状况越重要。
另一种方式是全面封闭以及去焦点化区块链。然而，这会使得自治十分低效，将带来长远的危险。
咱们须要一种更好的方式。
Tezos 试图经过链上处置（on-chain governance）让区块链拥有进级协议的才略，但这仍是构思，还未被完结，也未被证实正当。
总之，处置区块链是一个辣手的课题。正在处置掌握权的分散以及散布之间做好衡量，这是维持繁华的枢纽住址。
空洞开垦器械
建造布满的开垦器械，这理论上是开垦者的责任，尤为是对付想高效告竣处事的开垦者来讲。
正在现在区块链生态系统里，开垦器械昭彰没法让人中意。即使是体味丰硕的开垦者，正在区块链之上开垦功能性协议或去焦点化利用也是一项艰巨的义务。
我从一个 Solidity 以及区块链开垦人员的角度，枚举了一些生态里空洞的器械
恐怕反省代码正确，且集成开垦智能合约以及区块链分解所需插件的 IDE。
有齐全文档，且轻易利用的构建器械以及编译器。
延续更新的 API 以及框架本领文档。
测试框架。以太坊里有一些可用的测试框架，如 Truffle，但咱们急需能供给更多选项以及测验的测试框架。我看到过许多智能合约未颠末测试，却存着数以万计的美元。正在一切状况下，空洞测试都没有是一个也许令人采用的挑选，尤为是与大额资金相干时。举例来讲，BAT 的代币出售合约里就没有测试套件，但它却正在 24 秒内募集了 3600 万美元。一切理性的人都邃晓，假设合约也许迁徙那么多钱，那它很大概会遭遇打击。
调试器械。调试 Solidity 代码就像正在阴郁隧道里蒙着眼睛追寻金子。正在开垦网站时，我也许利用调试器一行一行单程序试代码。不过 Solidity 开垦境况里没有一致的器械，这令人气馁。咱们急需一种也许隔断以及诊疗课题的易用功具。
日志器械。与上述不异。
量子算计机的吓唬
量子算计机是明码学以及加密钱币的潜伏吓唬之一。
即使量子算计机今朝只可束缚一定类别的课题，但这种状况没有会不断延续。量子算计机也许无效地攻破现在盛行的公钥算法，这听起来很可怕，但真相如许。
正在妄图区块链以及下层的加密算法时，咱们应该思虑怎样使它拥有抗量子的个性，这是很主要的。
抗量子束缚规划
正在我有限的认知里，后量子算法的争论有六个分歧的方向： Lattice-based cryptography, Multivariate cryptography, Hash-based cryptography, Code-based cryptography, Supersingular elliptic curve isogeny cryptography, 以及 Symmetric key quantum resistance systems（如 AES 以及 SNOW 3G）。
没有管最终规划是甚么，探寻一种抗量子的明码束缚规划都是咱们主要存眷的中心。
其他寻衅
咱们须要一种跨链通信的束缚规划，使得咱们能正在分歧链（如比特币、以太坊以及莱特币等）之间无缝施行通信以及转账。
咱们须要打造一套更好的密钥办理系统，让利用法式基于之上运行。
咱们须要更高效的出面规划以及明码系统，使得它们也许正在低运算资源的设施上运行，同时又保险安全性。
...还有
归纳
ICO 排斥了太多的留神力以及资金。与此同时，一些周身心参预束缚这些课题的争论者以及开垦人员却得没有到渊博的支柱。这没有是一件好事。
更令人遗恨的是，许多人，席卷一些范畴内有作用力的开垦人员以及首脑正在内，都由于金钱而挑选轻视这些课题。
正在接下来一年里，我的目的会
延续存眷这些课题
参预时光去思虑束缚规划
激动其他争论者以及开垦者做异样的处事
没有管现在的投资境况是否生存泡沫，我都是区块链犹豫的崇奉者。算作开垦者，咱们有责任参预精神去束缚这些课题，将区块链带向主流人群。同时咱们也须要投资者，来开采以及支柱这些处事。
文章揭晓只为瓜分区块链本领实质，版权归原作家一切，概念仅代表作家自己，毫不代表区块链伯仲响应其概念或阐明其形容。