可扩展性的权衡：为什么“以太坊杀手级应用”还没有出现
最近我在Reddit和Telegram上看到很多加密爱好者做出如下评论：
“比特币很慢，也很贵。现在有很多新的币种，新的币好多了。它们速度快，价格也便宜。”
或者非常火的CryptoKitties的评论：
“以太坊连CryptoKitties都处理不了，你还怎么指望它是Web3.0？”
或是关于Blockchain X是如何扭转局面的：
“<加入币代号>是老大，它每秒可以处理60,000笔交易，没有费用，可以做智能合约。”
流行的观点是，目前的市值领导者还不够好，新项目提供了更好的功能或者替代架构（Tangle，Hashgraph），这些新架构将定义一个新的标准，并将区块链的性能提升到一个新高度。
尽管我不排除比特币在未来几年会走下神坛的可能性，或者未来前五名可能会发生根本性的变化，但我相信当一个项目宣称自己是一个全能的解决方案时，我们需要保持怀疑的态度并在得出结论之前进行严格的调查。
没有能解决所有问题的银弹
“Touka Koutan” （等価交換）是一个日文短语，翻译成“等价交换”。没有什么东西是免费的，总是会有权衡。
以下是Vitalik Buterin描述的可扩展性的三难局面：
＊译文：
这听起来像是有什么可扩展性的难题。这个三难局面是什么，我们可以突破它吗？
三难要求区块链系统最多只能有下面三个属性中的其中两个：
去中心化（定义为系统能够在每个参与者只能访问O(c)个资源的情况下运行，那就是一个定期使用的笔记本电脑或者一个小型的VPS）
可扩展性（定义为能够处理O(n) > O(c)笔交易）
安全性（定义为可以抵御高达O(n)个资源的攻击者）
一个声称已经解决了这个三难局面的区块链要不就是扭曲了物理定律（非常不可能），要不就是它发现了一个突破性的方法，可以解决过去十年来困扰顶级数学家和计算机科学家的区块链可扩展性问题。
虽然这不是不可能，但一个更可信的解释是，区块链或牺牲了去中心化，或牺牲了安全性，或两者都牺牲了。
区块链和加密货币的特点是什么？
区块链和加密货币的特点是什么呢？
在我的出道博文“关于区块链的胡言乱语”中，我提供了以下区块链的定义：
区块链是一个数据库，可以在一组互相不信任的个人之间共享，不需要一个中央方来维护数据库的状态。
Google词典定义的加密货币：
一种数字货币，使用加密技术来调节货币单位的产生和验证资金的转移，独立于一个中央银行来运作。
请注意，这两个定义（区块链和加密货币）都强调了独立于中央方的需要。
（半）中心化币种的情况
Ripple
XRP声称是“最快和最具可扩展性的数字资产，能够在全球任何地方实时进行全球支付”。他们夸耀说：“XRP 24小时一直处理每秒2400次的交易1500次，并可扩展到与Visa相同的吞吐量。”
然而，让我们来比较一下XRP的节点数和以太坊及比特币的：
全球425个Ripple节点｜https://xrpcharts.ripple.com/#/topology
11,690个比特币节点 | https://bitnodes.earn.com/
32,383个以太坊节点｜https://www.ethernodes.org/network/1
再者，Ripple可以随时冻结用户的资金。
Ripple也许很快，但它也是能多中心化就多中心化。
Masternode币
Masternode是一个完整的加密货币节点，可以在其区块链网络中执行额外的功能，例如：
参与治理和投票
即时交易
私人交易。
它被用在像DASH和PIVX这些加密货币中。
想要运行一个masternode，你需要提供一定数量的加密货币作为抵押品（像股权证明里的股权）来阻止恶意行为。作为回报，你可以定期获得加密货币支付。
上述的功能是很棒，但是：
一个DASH masternode要价1, 000 DASH（$1,000,000美元）
一个PIVX masternode要价10, 000 PIVX（约$110, 000美元）
价格高昂的入场券转化为一定程度的中心化，如前所述，打破了去中心化的要求。
为了保持去中心化，个人加入以及对网络贡献的门槛要低。这直接关系到“为了增加区块大小的比特币内战”。
许可或私有区块链
我将完全跳过这一类，因为根据定义，这就是一个中心化的设置。你可以在这里找到一个我强烈推荐的公共与私有区块链的比较。
我还要强调，一个声称在测试网络中实现大量交易的区块链并不意味着它在部署为公共区块链时性能会一起转化。
零／超低交易费用
如果一个币声称没有交易费用呢？
为了保证网络安全，需要验证创建新区块和维护网络的实体。
为什么这些实体会支持网络而不是试图攻击它呢？
这里需要有一个激励的方法，让他们诚实地做这个任务，而不用去对网络耍心眼。那个激励的方法就是交易费用和区块奖励。由于区块奖励正在慢慢减少（比如在比特币中区块奖励减半），矿工的动力与交易费直接相关。
不可能有一个真正去中心化的网络收取0交易费，因为这样就没有动力去维持它。
那些只收超低交易费用的币呢？
我将用以太坊的一个例子来反驳这个论点：
一次以太转移需要花费21, 000gas。比如说你希望你的交易能够得到快速确认，所以在咨询ethgasstation.info之后你把gas价格定为50Gwei/gas，结果总交易费为0.00105以太。
如果你在2018年1月13日完成交易(Ξ1=$1,400)，则需要$1.47。
如果你在2017年1月15日完成交易(Ξ1=$10)，只需要 $0.01。
当以本币计价时（总是Ξ1=Ξ1），交易费用（以计算方法保持不变）为常数。币的价格上涨了多倍，这意味着以法定货币计价时交易费用会增加多倍。
当讨论如果以$Z/币计算，X币有$Y的交易费时，请考虑如果Z变成100*Z，Y会变成多少。
推论：大多数声称比比特币或以太币便宜的币，因为它们的交易量非常少，所以只能这样做。
币的价格和交易量的增加与币的交易费的增加正相关。
共识算法
比特币和以太坊都使用工作量证明（PoW），这是自加密货币以来使用虽广泛的共识算法。如果你不熟悉工作量证明和共识算法，我推荐你去看我之前的两篇文章[1][2].
为了解决PoW的缺陷，已经有许多尝试的替代{Something}证明，最有名的是股权证明（PoS）。
以Bitshares或Steem为例，他们都使用代理股权证明（DPoS）作为共识算法（不要与Cardano的DPoS算法混淆）。
把DPoS想成是代议制民主。不是直接就某个问题（区块）进行投票，而是将你的投票权委托给信任的“代表”，他们将使用这一权力为群众做出决定（开采一个区块）。这又可以减少开销，并可以实现更高的事务吞吐量。但是，由于只有少数几个代表掌握着大多数人的决策权力，权力是腐败的，所以它没有那么去中心化。
DPoS有一些有效的用例：例如，Steemit是一个成功的平台，尽管它在自己的区块链上运行，但其性能可与传统的Web服务器相媲美。 它的大部分价值转移都是微型交易，所以为了实现如此高的可扩展性和性能，牺牲去中心化和安全性是公平的权衡。
但是，对于存储大量价值的加密货币或处理必须由第三方信任的智能合约的平台，使用完全去中心化的PoW链要安全得多。
在Loom Network，我们认为像这样的区块链最好由应用程序特定的侧链来实现，其安全性由主链维护。
Tangle或Hashgraph呢？
Tangle
IOTA使用与区块链完全不同的系统，基于有向无环图（DAG），称为Tangle。
从本质上来说，这个Tangle的交易没有时间戳（这意味这你不能在它们上面做依靠X在Y之前发生的复杂的智能合约），它们通过引用两个先前确认的交易来解决双重支出问题。
https://iota.org/IOTA_Whitepaper.pdf pg.10
在MIT研究人员发现IOTA创建的卷曲哈希函数中存在严重漏洞之前，这看起来特别有希望。 此外，IOTA基金会（如Ripple）过去也冻结了用户的资金。
另外，由于这是一个无交易费的系统，正如前面所讨论的那样，就没有动力来运行一个完整的节点。
Hashgraph
Hashgraph也是一个比较新的概念，深入了解请参阅这里：https://hackernoon.com/demystifying-hashgraph-benefits-and-challenges-d605e5c0cee5
但是，正如Hashgraph团队在他们的Telegram频道中所说的那样，目前它只能部署在一个许可的（Permissioned）网络中。 这又违反了去中心化的要求，因为它是私人的; 但是，它可能在企业环境中有一个有效的用例。 知道它是否会进入公共网络还为时尚早。
总结
我之前的论点是针对社区驱动区块链的政治和合理设计。
我不相信XRP，Masternode币和私有区块链应该被唾弃或避免。 每一个都有它自己的用例。
然而，它们本质上更为集中化，不应该被误认为是一个真正去中心化的，不可能被审查和不可阻挡的加密货币。
关于新的实验算法和网络拓扑结构，我真的希望他们能够维持他们声称可以实现的可扩展性，而不会最终牺牲去中心化或安全性。
直到它们证明了自己的规模之前，对这些平台过于兴奋（并宣布它们是“以太坊杀手”）还为时尚早。
更多阅读：
去中心化的意义：https://medium.com/@VitalikButerin/the-meaning-of-decentralization-a0c92b76a274
区块链不会扩展，至少今天不行，但还有希望：https://hackernoon.com/blockchains-dont-scale-not-today-at-least-but-there-s-hope-2cb43946551a
在容错协议中的权衡：https://twitter.com/VladZamfir/status/942271978798534657