一文读懂去中心化基础设施：Web 3.0的基石

作者 | Sharanya Sahai

翻译 | malatang.eth

随着世界持续向 Web 3.0迈进，为了区块链技术的应用在区块链“创新者”之外的主流人群中得以普及，基础设施的去中心化将变得不可或缺，而目前只有 0.71%的世界人口使用区块链技术。去中心化技术的新应用场景不断涌现——无论是供应链管理（Scantrust）、气候变化（Klima）、出版（Mirror）、网赚（Axie Infinity）还是外援（乌克兰DAO）等等。尽管围绕个人对中心化权威（例如政府或大型 Web 2.0 平台）的挫败感和低信任度有不少的争论，但要想将用户迁移到 Web 3.0平台，仅仅意识形态方面的吸引力肯定是不够的，最终驱动用户迁移的必须是使用的便利性。这进一步强调了建立强大的去中心化基础设施的重要性，只有它才能让 Web 3.0 变成为开发人员和用户信任的可靠选择。

本文试图阐释以下内容：

一、什么是去中心化？

二、Web 3.0 和底层基础设施

三、去中心化基础设施相对于中心化产品的优势

四、解析基础架构堆栈

五、深入分析隐私和安全基础设施

六、去中心化产品的挑战

七、令人兴奋的主题

一 、区块链背景下的去中心化

区块链实现去中心化的想法，最早是随着比特币的诞生而出现的。比特币网络是开放的，任何人都可以连接。它还表现出了其他核心功能，例如透明度，任何人都可以随时对交易进行验证。在这样的网络中，连接到网络的机器称为“节点”。最终，网络由数千个节点组成，这些节点可以相互发送和接收资金。

让我们想象一个真实世界的例子来了解去中心化基础设施威力。去中心化的支付网络可以让人们相互连接并进行支付，而无需为此向中介支付高额费用。这种分布式支付网络将依赖区块链技术，没有指定的中央机构，生成交易的节点可以与网络分享交易信息，并直接获得报酬。所涉及的费用将只是传统支付解决方案的零头，而且结算可能会在几秒钟内发生，而今天的支付产品尤其是跨境支付会出现长时间的延迟。

二、 Web 3.0和底层基础架构

下图显示了组成 Web 3.0的各个层，由包括基础设施在内的区块链予以支撑。

支持Web 3.0的去中心化基础架构堆栈

三、 去中心化基础设施相对于中心化产品的优势

与中心化系统相比，去中心化基础设施有四个主要优势：

控制：去中心化基础设施的用户可以完全控制他们在区块链上的交互信息，不用从中心化实体获得许可，这些实体通常会有限制措施，例如利用用户数据为平台自身谋利，或封禁账号（比如推特）。

可组合性：高度可组合的系统，由去中心化基础设施支持的系统提供的组件可以以各种组合来选用和组装，以满足特定用户的需求。例如：根据所需的安全性/可扩展性级别，用户可以在 Solana（高吞吐量）或 Ethereum（高安全性）上搭建应用程序。

不变性：区块链技术的数据结构是只支持追加的。这意味着一旦数据存储，任何人都没有机会修改或更改数据。根据用户的需要，这可能是福音也可能是祸根！如果发生黑客攻击或意外交易，底层区块链上的数据无法回滚，因此无法检索交易前的状态。另一方面，区块链上的数据具有抗审查性，这对于在困境中存储重要信息而言可能非常重要。

安全性：去中心化基础设施不会有单点故障，这使得它难以被黑客入侵，因此与中心化产品不同，更不容易发生数据泄漏。例如：如果有人要破解比特币网络，它必须同时破解 50% 以上的为该网络提供算力的节点，这使得这样的举动实际上是不可能的。

四、解析基础架构堆栈

下面的框架用于进一步了解去中心化基础设施中的多个应用场景。

深度解析去中心化基础设施

基础设施堆栈在网络、计算、存储、安全、分析、治理和交易方面提供了类似乐高的工具，这些工具可任意组合，使应用程序能够跨多个应用场景来搭建，它所带来的无限可能性，远超Web 2.0 世界。

我们可以将基础设施开发分为两大类：

(1) Web 2.0 产品的替代品：包括企业在 Web 2.0 领域已经提供的基础设施和服务。例如：临时存储提供商 Filecoin 直接与亚马逊和谷歌等中心化云存储供应商竞争。去中心化供应商的成功，取决于他们能否以更优的成本和效率组合为用户提供替代方案，这两者目前都难以大规模实现，尤其是在与资金实力雄厚的巨头平台竞争时。

（2）Web 3.0 原生产品：Arweave 坚持去中心化的存储空间，提供现有云服务商不提供的永久存储。虽然该服务的价格要高很多，但它在非永久性存储无法很好服务的特定应用场景中就极为相用，例如法律合同、历史文物、无审查出版等。随着人们越来越重视可追溯的链上可见度，这类产品的应用将会不断增长。

虽然一些建立在去中心化基础设施上的应用程序将取代它们的前辈，但Web 3.0 的差异化特性如去中心化、自我主权身份、开放、公开、可组合后台，是否能最终超越Web 2.0，将取决于正在开发的各类具体应用程序。

为了简化比较，下表列出了 Web 2.0 和 Web 3.0 世界多个支柱的基础设施提供商的一些示例。

Web 2.0 和 Web 3.0 的基础设施提供商

五、深入分析隐私和安全基础设施

在基础设施堆栈中，隐私和安全提供商尤其有意思，因为它们对区块链的支持者（加密原生用户，Z 世代）和反对者（监管机构、保守派/传统）都至关重要。同一枚硬币的两面可以同时用于采用和禁止加密运动的论点。虽然支持者主张用户数据的完全隐私权及其储蓄/财富的安全，不需要中介或中心平台的介入，但持不同论点者认为，新兴技术的匿名性和脆弱性是引发非法活动的重要原因。

但是，去中心化应用程序可以满足这两类利益主体的需求，底层基础设施之间可以通过不同组合来满足不同的特定需要。在国家法律需要被遵守的同时，法律也必须随着技术的不断进步和社会发展而与时俱进。例如：印度、美国政府可以用区块链进行选举投票。该系统将“防篡改”，并投票记录提供可追溯性、匿名性和安全性，同时还保证最终结果的真实性；这看来好像是异想天开，但澳大利亚政府已经为此制定了一项计划，从较小的地方选举开始。

以下框架解释了隐私用途的细节。

Dapps和用户的隐私和安全解决方案

去中心化基础实施独特功能的一个有趣示例是NYM，它使用混合网络在发送方和接收方之间创建难以追踪的通信。可以使用该技术来确保所传输的敏感信息（例如患者的健康记录或公司内部团队之间的秘密消息）仅可供特定的人访问。另一方面，Aleo使用零知识密码学来满足企业对隐私和可编程性的需求。零知识密码学允许第三方验证交易的真实性，而无需透露交易的所有细节。简单而言，它允许用户以预设的方式在彼此之间转移价值，而无需披露导致价值转移的触发信息。

虽然上述产品为构建 Dapp（去中心化应用程序）奠定了可定制的基础，但更多的创新正在用户端领域产生，尤其是在最大程度地控制身份披露以及个人数据和财富的安全性方面。

越来越多的 Dapp 通过接受Certik、Open Zeppelin等受信任机构的审计或通过Forta利用威胁检测基础设施来获得用户的信任。由于Web 3.0的不可逆转性，事先发现漏洞就非常重要重要， Immunefi 和Hackerone等漏洞发现平台就获得了巨大的关注。

安全解决方案不仅限于软件。随着更多的人开始投资和使用区块链，为了确保用户交易的更高安全性，硬件钱包也被称为冷钱包，如Ledger和Trezor提供的那些，正越来越多地被使用。Civic和Self Key提供的身份验证产品使个人能够参与中心化市场交易，同时还允许机构参与者通过保留完全由用户控制的真实身份记录来管理去中心化金融生态系统中的风险。

大约 1850 万个价值约 1500 亿美元的比特币似乎在丢失或锁死的钱包中，诸如 Torus 和 Silence Laboratories 等密钥管理解决方案正提供独特的解决方案，以确保私钥永远不会暴露给恶意实体（浏览器恶意软件或网络钓鱼诈骗）。虽然 Torus 支持社交登录的多重签名，但 Silence Laboratories 一直在构建支持多模态证明的阈值签名方案，以实现真正的去中心化签名。

一些企业开发的产品支持通过社交关系来恢复私钥，或将私钥拆分，让用户在没有中心化实体帮助的情况下轻松恢复密钥。

六、 去中心化产品的挑战

最近，由基础设施堆栈驱动的 Web 3.0 革命在资本流动和优质人才方面吸引了大量资源，大型区块链基金推动了该领域的进一步发展。然而，下文所述的挑战仍然是解锁主流使用和接受度的关键。

维护 – Dapps 可能更难维护，因为发布到区块链的代码和数据更难修改。一旦部署，开发人员很难对其 Dapp（或 Dapp 存储的底层数据）进行更新，即使在旧版本中发现了错误或安全风险。

性能开销 – 存在巨大的性能开销，并且很难扩展。例如：为了达到以太坊所追求的安全性、完整性、透明度和可靠性水平，每个节点都运行和存储每笔交易。除此之外，工作量证明也需要时间。粗略计算，如将整个互联网上链，性能开销是目前标准算力的 1,000,000 倍。然而，已经出现了几种解决方案来解决这个问题，包括乐观和零知识 (zk) 汇总以及可扩展的第 1 层链，例如 Solana。

用户体验—当前去中心化世界的的体验对普通用户严重不友好。圈外人不仅很难与去中心化应用程序交互，只能在桌面端使用、点击次数过多、不吸引人的视觉效果等，让普通用户甚至都很难有欲望尝试去中心化应用程序，更不用说采用它们了。

网络拥塞和成本—大多数 Dapps 目前都建立在以太坊上，当一个应用程序使用太多计算资源时，以太坊会阻塞，从而导致交易验证的前置时间很长。此外，复杂的交易涉及高额费用，这使得常规交互上链的成本非常高。为了解决这个问题，像 Polygon 这样的解决方案如雨后春笋般涌现，它是以太坊上的第 2 层扩展解决方案，使开发人员能够构建应用程序，通过仅将最重要的数据放在以太坊网络上，以更低的成本实现更大的交易量汇总技术。汇总通过将大量传输处理整合到单个交易中，来提高网络的可扩展性。

七、令人兴奋的主题

今天的区块链可以类比互联网在1990 年代中期所处的位置，在优质的产品供应和随后大规模应用的推动下，其具有巨大的增长空间。随着Web 3.0 之旅的深入，下面这些颇具投资价值的主题将无比令人兴奋：

机构认可：比特币在很大程度上是机构对 Web 3.0 感兴趣的原因。尽管这种趋势可能会持续下去，但延展区块链运动的整体吸引力仍至关重要。机构的认可是一个渐进的过程，基础设施提供商将帮助他们理解和获得去中心化设施的好处，从而获得成功。例如：Conduit正在“赋能主流金融科技公司向最终客户提供 DeFi 产品，而无需从头开始自建一切”。

多链兼容性：区块链的未来将包括一个多链世界，其中包含服务于特定场景的各种区块链，因此需要顺滑的跨链资产转移。目前，跨链去中心化基础设施提供商的可用性远非最佳，这一痛点的解决方案可以获得巨大的成功。

改善用户体验：将下一波个人吸引到 Web 3.0 ，需要无缝和直观的工具来帮助非原生用户使用去中心化基础设施。简化用户体验，并提供与 Web 2.0 平台相结合的产品，是底层技术长期成功的关键。例如：西联汇款与 Coin.ph 的区块链平台合作，为其客户跨境汇款提供便利。

去中心化的基础设施构成了 Web 3.0 的基石，并将继续存在。虽然它可能面临一些阻碍大规模应用的变数，并且可能无法完全取代中心化础设施，但它正在推动新的探讨，并获得大量投资者的关注。各类企业开始意识到在他们的产品中加入某种形式的去中心化的重要性，并正在对这个春潮涌动的领域投入大量资源和精力。去中心化基础设施的长期前景是光明的，但由于政府限制、来自 Web 2.0 的竞争、投资者的过度投机以及仅有游戏、交易和娱乐的有限应用场景，它在中短期内会仍然有巨大波动。然而，这必定会激发更多层出不穷的创新，并为更便利的技术所赋能的未来提供充足动力！