一. 引言

在密碼學(xué)貨幣的世界里师枣，很少有詞語像“去中心化”一樣，既令人心潮澎湃歪今，引發(fā)經(jīng)久不衰的傳播嚎幸，同時(shí)又那么困惑。一方面寄猩，去中心化被當(dāng)成區(qū)塊鏈（尤其是工作量證明系統(tǒng)）最重要的成果嫉晶；另一方面，也有人認(rèn)為工作量證明并沒有（甚至是不可能）實(shí)現(xiàn)去中心化田篇，因?yàn)槌霈F(xiàn)了大型礦池和強(qiáng)勢的挖礦設(shè)備制造商替废。

本文第二部分將探討現(xiàn)有文獻(xiàn)中對“去中心化”概念的探討；第三部分將提出我認(rèn)為的“去中心化”概念泊柬；第四部分將討論“去中心化”與“免信任（trustlessness）”之間的關(guān)聯(lián)椎镣；第五部分將給出全文的結(jié)論。

二. 文獻(xiàn)

Vitalik 在文章 The Meaning of Decentralization ¹ 中提到兽赁，我們至少應(yīng)從三個(gè)層面判斷一個(gè)系統(tǒng)的屬性：架構(gòu)層（由多少計(jì)算機(jī)組成状答，可以容忍多少節(jié)點(diǎn)崩潰）、政治層（有多少人實(shí)際上控制這個(gè)系統(tǒng)）以及邏輯層（整個(gè)系統(tǒng)像一個(gè)單點(diǎn)還是一個(gè)集群）刀崖。Vitalik 認(rèn)為如此方可涵蓋各式各樣的系統(tǒng)（如法律系統(tǒng)惊科、公司）。此外亮钦，他還舉出了去中心化會帶來的幾大優(yōu)點(diǎn)：容錯(cuò)性馆截、抗攻擊性、抗勾結(jié)性蜂莉。但是蜡娶，為使這種定義成為一種有指導(dǎo)意義的學(xué)說混卵，我們必須追問幾個(gè)問題：（1）不同層面的去中心化定義是否足夠清晰；舉例而言翎蹈，究竟應(yīng)當(dāng)以礦池的數(shù)量還是以參與治理的團(tuán)體數(shù)量來評判政治層的去中心化呢淮菠？（2）不同層面的去中心化是否明確導(dǎo)向可欲價(jià)值的實(shí)現(xiàn)；比如荤堪，架構(gòu)層的去中心化會必然產(chǎn)生出抗攻擊性嗎合陵，邏輯層的去中心化會產(chǎn)生什么價(jià)值，還是基本沒有價(jià)值呢澄阳？（Vitalik 其實(shí)回答了這個(gè)問題拥知。他認(rèn)為多數(shù)情況下邏輯層的中心化是好事，但也有人認(rèn)為碎赢，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境較差等條件下低剔，邏輯層的去中心化是好事。）

Chris Dixon 的文章 Why decentralization matters ² 亦是常常被引用的一篇文章肮塞，在該文中襟齿，Chris 認(rèn)為去中心化的價(jià)值在于以之為基礎(chǔ)的創(chuàng)新活動不會被武斷地遏止，在此枕赵，Chris 并沒有明確定義“去中心化”（他甚至把維基百科也當(dāng)成是去中心化的例子猜欺，因?yàn)槠渲械膬?nèi)容生產(chǎn)不是被有意組織起來的，而是自然生發(fā)出來的）拷窜，但是可以意識到开皿，要實(shí)現(xiàn)他的目標(biāo)，Vitalik 意義上的架構(gòu)層和政治層去中心化是必需的篮昧。

Tonny Sheng 是另外一位集中討論“去中心化”含義的作者 ³ 赋荆。他尤為反對使用節(jié)點(diǎn)數(shù)量來衡量去中心化程度，他認(rèn)為包括上述兩位作者在內(nèi)懊昨，許多人對“去中心化”一詞的探討是有意義的窄潭，但仍沒有解決根本的問題。他認(rèn)為酵颁，最好還是別用“去中心化”這樣模糊的詞語了狈孔，應(yīng)該使用別的詞以更清楚地描述“抗審查性”。

我相信讀者已經(jīng)意識到了材义，上述幾位作者的探討基本上沒有涉及系統(tǒng)中不同節(jié)點(diǎn)的差別（Tonny Sheng 本來是最應(yīng)該討論這一點(diǎn)的作者均抽，因?yàn)樗接懙陌咐?EOS）。雖然這只是視角的選擇其掂，但我更愿意從節(jié)點(diǎn)開始分析油挥，而不是概覽整個(gè)系統(tǒng)。此外，上述幾位作者的結(jié)論實(shí)踐意義稍弱：我們并不能從中知道深寥，為了讓一個(gè)系統(tǒng)變得更加去中心化攘乒，我們可以做哪些改進(jìn)工作。

三. ”去中心化“與系統(tǒng)的壽命

一如所有的寫作者都是站在前人的肩膀上惋鹅，我在本節(jié)中寫下的觀念受到了 StopAndDecrypt ⁴ 和 Nervos 首席架構(gòu)師则酝、杰出的區(qū)塊鏈工程師 Jan ⁵ 的啟發(fā)，尤其是后者闰集。我可以毫不猶豫地承認(rèn)：這些原創(chuàng)觀念的貢獻(xiàn)應(yīng)歸功于 Jan沽讹，我只是把它寫下來而已。

迄今為止武鲁，大多數(shù)文獻(xiàn)都在討論分布式共識機(jī)制的意義爽雄、礦池對系統(tǒng)安全性的影響等，但鮮少有人討論過這樣一個(gè)問題：有壽命的節(jié)點(diǎn)沐鼠，如何可能組成一個(gè)永生的系統(tǒng)挚瘟？一個(gè)區(qū)塊鏈系統(tǒng)固然能對外部攻擊有一定防御能力，但內(nèi)部的潰敗呢饲梭？如果這個(gè)系統(tǒng)并不能長期存續(xù)乘盖，所謂的價(jià)值儲存豈不也是泡影憔涉？

1. 背景

并不是所有類型的節(jié)點(diǎn)都對分布式系統(tǒng)的健康和存續(xù)有意義：輕節(jié)點(diǎn)只從全節(jié)點(diǎn)處獲取信息，對系統(tǒng)沒有貢獻(xiàn)；全節(jié)點(diǎn)（保存了所有鏈數(shù)據(jù)并獨(dú)立完成所有驗(yàn)證工作的節(jié)點(diǎn)）則通過驗(yàn)證工作構(gòu)筑了對無效交易和無效區(qū)塊的防線藤违。全節(jié)點(diǎn)可以是或者不是出塊節(jié)點(diǎn)浪腐，出塊節(jié)點(diǎn)（尤其是礦池）對網(wǎng)絡(luò)的貢獻(xiàn)與全節(jié)點(diǎn)的貢獻(xiàn)不是同一種。

但是议街，人們必須投入計(jì)算機(jī)資源才能部署全節(jié)點(diǎn)璧榄，在當(dāng)前的語境下特漩，這些資源包括：計(jì)算能力（廣義上的計(jì)算能力，而不是 Hashrate骨杂，用于驗(yàn)證）涂身、硬盤搓蚪、網(wǎng)絡(luò)帶寬以及內(nèi)存。并且悴能，此種投入不是一次性的投入，而是在鏈生長的過程中冯凹，不斷變化的持續(xù)投入炒嘲。舉例而言，去年今日摸吠，運(yùn)行全節(jié)點(diǎn)需要占用的內(nèi)存寸痢，與今日需要占用的未必相同；去年一年產(chǎn)生的鏈數(shù)據(jù)大小道逗，與今年產(chǎn)生的鏈數(shù)據(jù)大小未必相同献烦。絕大多數(shù)情況下，上述四種資源要求中至少有一項(xiàng)會因區(qū)塊鏈的普及而提高吏夯，比如因待打包的交易增多而產(chǎn)生更高的內(nèi)存占用即横；增加區(qū)塊大小也會要求更多帶寬噪生。

那么問題來了东囚，如果有某些項(xiàng)的要求提高得太快页藻，會出現(xiàn)什么情況呢？無法滿足要求的計(jì)算機(jī)會發(fā)現(xiàn)自己無法同步最新區(qū)塊璃吧，或者經(jīng)常性地落后于最新區(qū)塊废境，最后死亡——從網(wǎng)絡(luò)中消失爷辙。節(jié)點(diǎn)是有壽命的朦促。運(yùn)營者主動退出务冕、無法再滿足資源要求，乃至硬件損壞臊旭，都可以是節(jié)點(diǎn)死亡的原因箩退。

2. 定義及其解釋

因此，我在這里提供一種“去中心化”的定義：當(dāng)某個(gè)區(qū)塊鏈系統(tǒng)在運(yùn)行中的某個(gè)時(shí)間段內(nèi)產(chǎn)生的所有資源要求增量滋戳，均低于技術(shù)發(fā)展所產(chǎn)生的資源增量啥刻，則這個(gè)系統(tǒng)具備“去中心化”屬性可帽。舉例來說，若某年的技術(shù)進(jìn)步使硬盤空間可以增加 120MB蓄拣，網(wǎng)絡(luò)帶寬增加了10MB/S努隙，計(jì)算能力上升了 1GHz剃法，內(nèi)存增加了 20 MB路鹰；與此同時(shí)，若某區(qū)塊鏈系統(tǒng)在該年中產(chǎn)生的鏈數(shù)據(jù)小于 120MB优构，帶寬要求上升了 5MB/S雁竞，計(jì)算能力要求增加不到 1GHz拧额，內(nèi)存占用的增量小于 10MB侥锦；那么德挣，該系統(tǒng)是去中心化的。符合去中心化定義的系統(tǒng)必定能夠：假設(shè)人們的偏好不變番挺，隨時(shí)間推移擁有越來越多的全節(jié)點(diǎn)屯掖，因?yàn)槿?jié)點(diǎn)的相對成本變得越來越低贴铜。而不符合該定義的系統(tǒng)，將在鏈自然生長的過程中加速全節(jié)點(diǎn)死亡赶熟。

此處需要解釋的是：

1. 不需要考慮全節(jié)點(diǎn)初始化需要的資源數(shù)量陷嘴，因?yàn)橹灰谠隽可蠞M足條件灾挨，“去中心化”與其價(jià)值追求（即網(wǎng)絡(luò)中擁有更多全節(jié)點(diǎn)）之間的關(guān)系便不會被打破；
2. 也許有人會認(rèn)為地技，可以使用“資源投入與個(gè)人收入占比一定的條件下產(chǎn)生的資源增量”來代替“技術(shù)發(fā)展產(chǎn)生的資源增量”秒拔，我認(rèn)為這樣替代也是合適的，只不過計(jì)量上可能稍微復(fù)雜一些作谚；之所以使用“技術(shù)發(fā)展產(chǎn)生的資源增量”庵芭，是因?yàn)橄氲搅四柖伤海绱艘粊砘崆埃晒┑馁Y源增量便不難計(jì)量匾竿；
3. 使用“小于”而不是“低于其 1/2”并沒有特別明確的理由搂橙，換言之，可以把它視為一個(gè)心態(tài)問題——我并不介意有工程師對此要求更嚴(yán)苛一些苔巨；只要滿足“小于”這個(gè)條件废离，上述價(jià)值便可產(chǎn)生出來蜻韭；
4. 之所以假設(shè)人們的偏好不變，是為了這個(gè)定義的實(shí)用性：毫無疑問闺魏，如果人們的偏好會改變（這當(dāng)然是實(shí)情）俯画，達(dá)成上述價(jià)值所需的條件（即所需資源的增量與實(shí)際產(chǎn)生的資源增量之間的關(guān)系）會變得更嚴(yán)或者更松艰垂，但我認(rèn)為一位工程師實(shí)在沒有理由斷定人們的偏好會往哪個(gè)方向變動，即便可以預(yù)期這樣一個(gè)系統(tǒng)會促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展因而改變?nèi)藗兊钠妹湓酰膊皇且粋€(gè)理論上的理由胰柑；再說一遍柬讨，我并不介意有些人對此要求更高一些；
5. 我同樣不懷疑谷遂，這樣的定義忽略了許多細(xì)節(jié)卖鲤，比如，也許集晚，內(nèi)存也許不僅有大小的區(qū)別区匣，還有類型的區(qū)別（我不懂硬件）亏钩，但添加這些條件不會改變其中的邏輯：所需資源增量小于可供資源增量；這也是為什么我認(rèn)為可以提出這個(gè)定義蛤签；
6. 終極而言栅哀，考慮全節(jié)點(diǎn)而不考慮出塊節(jié)點(diǎn)留拾，是因?yàn)槿?jié)點(diǎn)才對網(wǎng)絡(luò)安全性有決定意義，是全節(jié)點(diǎn)的存在約束了出塊節(jié)點(diǎn)的行為沦偎，而不是相反竞帽，具體緣由可見 Jan 的雄文 Don't Trust. Verify. ⁵ 屹篓；顯然，只有 100 份賬本的貨幣妄荔，和擁有 1000 份賬本的谍肤，即便名義上是同一種荒揣，實(shí)際上也不是同一種。

3. 該定義的不可消除性

眾所周知恳蹲，現(xiàn)在有工程師開始考慮全節(jié)點(diǎn)的激勵(lì)問題。當(dāng)前贺奠，在比特幣和以太坊網(wǎng)絡(luò)中儡率，運(yùn)行全節(jié)點(diǎn)是沒有直接收益的以清；雖然部署全節(jié)點(diǎn)是應(yīng)用開發(fā)和服務(wù)提供商業(yè)務(wù)中的一環(huán)，但在大多數(shù)情況下箕肃，運(yùn)行全節(jié)點(diǎn)是自發(fā)行為勺像，沒有收益错森。但全節(jié)點(diǎn)又確實(shí)是有意義的涩维，因此有人設(shè)想為運(yùn)行全節(jié)點(diǎn)提供經(jīng)濟(jì)激勵(lì)，來增加全節(jié)點(diǎn)數(shù)量蜗侈，提升網(wǎng)絡(luò)安全性（相應(yīng)地睡蟋，本文提出的“去中心化”概念要求會變低甚至不再存在戳杀，因?yàn)椴辉僖蕾囎园l(fā)的部署行為）。

此類激勵(lì)措施分為兩類：第一類是將激勵(lì)措施內(nèi)置于共識協(xié)議層隔缀，即在區(qū)塊鏈系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)模型中明確引入對全節(jié)點(diǎn)的激勵(lì)猾瘸；第二類是提供工具，讓全節(jié)點(diǎn)可以收取服務(wù)費(fèi)（比如對輕節(jié)點(diǎn)）仔蝌。第二類激勵(lì)與當(dāng)前的狀態(tài)區(qū)別不大——當(dāng)前的礦池也是這樣做的：運(yùn)行全節(jié)點(diǎn)荒吏，向礦工收費(fèi)绰更。

在此我想挑戰(zhàn)一下第一類激勵(lì)措施背后的觀念锡宋，我認(rèn)為這并不能解決問題执俩。因?yàn)椋?strong>一旦要為運(yùn)行全節(jié)點(diǎn)提供激勵(lì)，就免不了要?jiǎng)?chuàng)建一套新的賬本尝丐，用來度量衡奥、記錄全節(jié)點(diǎn)的貢獻(xiàn)并分發(fā)收益矮固，這一套賬本也需要傳輸、計(jì)算和存儲盹兢，那么讓誰來存儲和計(jì)算這份賬本呢绎秒？即便你可以說尼摹，就讓這些全節(jié)點(diǎn)自己來承擔(dān)唄，他們也確實(shí)需要投入額外的資源辆童，這部分額外的資源又是沒有得到定價(jià)的把鉴；換言之，你要給礦工的貢獻(xiàn)定價(jià)场晶，就會出現(xiàn)驗(yàn)證礦工工作量的全節(jié)點(diǎn)不能得到獎(jiǎng)勵(lì)诗轻，在此基礎(chǔ)上再給全節(jié)點(diǎn)的貢獻(xiàn)定價(jià)揭北，又會出現(xiàn)一些驗(yàn)證全節(jié)點(diǎn)貢獻(xiàn)的驗(yàn)證者不能得到獎(jiǎng)勵(lì)搔体，如此而已，不可窮盡劝术。

邏輯上來說是如此呆奕，經(jīng)濟(jì)上來說則需要進(jìn)一步的論證：如果說所有賬本寫入操作（即出塊）的資源提供者都必須是全節(jié)點(diǎn)梁钾，那么可以認(rèn)為驗(yàn)證工作也不再是一個(gè)沒有得到定價(jià)的資源——它變成了出塊節(jié)點(diǎn)為了防止別人侵占自己的利益而付出的費(fèi)用陈轿，即出塊節(jié)點(diǎn)為了從事相關(guān)業(yè)務(wù)必須付出的成本。但有兩點(diǎn)使得上述狀態(tài)不可能實(shí)現(xiàn)：（1）我們無法直接為驗(yàn)證工作定價(jià)蛾娶，我們只能給驗(yàn)證工作投入的資源支付報(bào)酬蛔琅；然而一旦確定要為這部分資源支付峻呛，這部分資源的投入者就（在另一套賬本中）被轉(zhuǎn)化為出塊節(jié)點(diǎn)钩述，而對有效投入的驗(yàn)證工作仍舊得不到支付——在早期的工作量證明系統(tǒng)中，每個(gè)出塊節(jié)點(diǎn)都是驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)职恳，但當(dāng)出塊者發(fā)現(xiàn)驗(yàn)證工作無利可圖之后放钦，礦池模式就自然而然出現(xiàn)了，礦工可以無需部署全節(jié)點(diǎn)褂策、無需再驗(yàn)證斤寂，而將這部分工作交給礦池層——一旦但在新賬本上礦池層出現(xiàn)邢锯，問題就一模一樣地回來了：誰來約束出塊節(jié)點(diǎn)呢搀别？或者說歇父，光是礦池之間的相互約束足夠嗎榜苫？在新賬本中沒有得到支付的驗(yàn)證工作，難道是沒有意義的嗎媳荒？（2）可以考慮在協(xié)議層做出嚴(yán)格的限制钳枕，阻礙礦池層的出現(xiàn)赏壹，然而一旦這樣做蝌借，就意味著整個(gè)網(wǎng)絡(luò)要付出高昂的通信費(fèi)用，這是一種幾乎無法擴(kuò)展的方案菩佑。

綜上自晰，我在此證明的是：一個(gè)公共賬本系統(tǒng)中總會有一部分資源是沒有得到系統(tǒng)本身的定價(jià)的，試圖為其定價(jià)會要求投入另一些不能得到系統(tǒng)定價(jià)的資源稍坯，因此一樣會存在未得到支付的資源提供者缀磕，一樣會面臨所需資源增加的問題，一樣會存在“中心化”與“去中心化”的區(qū)別，一樣要面對鏈生長對這部分節(jié)點(diǎn)的影響問題袜蚕。

總而言之糟把，我認(rèn)為“去中心化”是公鏈中一個(gè)不可取消的元概念，內(nèi)在的原因是出塊和驗(yàn)證在公共賬本系統(tǒng)中的不同角色牲剃；而這個(gè)概念捕捉的是節(jié)點(diǎn)壽命與公鏈存續(xù)之間的關(guān)系遣疯。因?yàn)楣?jié)點(diǎn)是有壽命的凿傅，一個(gè)公鏈系統(tǒng)必須是去中心化的缠犀，否則便會不斷枯萎。就像個(gè)體與自身所處文化的關(guān)系一樣聪舒，個(gè)體毫無疑問為文化的生發(fā)和延續(xù)做出了貢獻(xiàn)辨液，而文化若不斷使個(gè)體的處境變得更加艱難，這種文化早晚會崩潰箱残。有肉身的個(gè)體能組成長生的文化滔迈，在于文化真的能讓他們過得更好。

四. “去中心化”與“免信任”的關(guān)系

“免信任”是“去中心化”的必要條件被辑。

免信任的含義是：在任何時(shí)刻燎悍，驗(yàn)證系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)的形式正確性（correctness）無需對某個(gè)有形實(shí)體的信任，而只需要對某一系列抽象規(guī)則的知識盼理。這些規(guī)則為判定 correctness 確定了一些不依賴于對第三方信任的標(biāo)準(zhǔn)谈山。此外，因關(guān)鍵的歷史事件而產(chǎn)生的區(qū)塊檢查點(diǎn)（如創(chuàng)世塊以及 The DAO 硬分叉）與“系統(tǒng)是否免信任”無關(guān)宏怔。這些檢查點(diǎn)只是協(xié)助人們選擇他們愿意選擇的鏈奏路，而不影響系統(tǒng)的屬性。至于如何將檢查點(diǎn)的存在及其意義公示出來則更像是一個(gè)治理問題臊诊。換言之思劳，免信任回答的不是“你在哪條鏈上”的問題，而是“你所在的這條鏈（不管叫什么）是否具有一種可獨(dú)立完成所有驗(yàn)證工作的屬性”的問題妨猩。

因此潜叛，如果一個(gè)系統(tǒng)不是免信任的，那么人們不需要也不會（有的時(shí)候也許不被允許）去運(yùn)行全節(jié)點(diǎn)壶硅，討論“系統(tǒng)是不是去中心化”也就沒意義了威兜。而一個(gè)系統(tǒng)即便實(shí)現(xiàn)了免信任，也未必就實(shí)現(xiàn)了去中心化庐椒。

五. 結(jié)論

我認(rèn)為椒舵，一個(gè)具有實(shí)踐意義的“去中心化”概念回答的不是一個(gè)系統(tǒng)在功能提供方面的問題，而是一個(gè)免信任的系統(tǒng)與外在于這個(gè)系統(tǒng)的其它資源供應(yīng)系統(tǒng)之間的關(guān)系問題约谈。符合該定義的系統(tǒng)可預(yù)期擁有更多全節(jié)點(diǎn)笔宿，最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)本身的長期存續(xù)犁钟。

此外，我在本文的推論中大量運(yùn)用了我在合約經(jīng)濟(jì)學(xué)（或者說新制度經(jīng)濟(jì)學(xué)泼橘，名雖不同涝动，實(shí)則一也）中學(xué)習(xí)到的思維方式，即在人與人的交互行為中炬灭，重要的是他們?yōu)閷?shí)現(xiàn)合作所使用的合約形式醋粟，該合約必須能夠方便度量和判質(zhì)。如果有些推論讓人難以理解重归，或許是因?yàn)樽x者還不熟悉這種思維方式米愿。而我要說的是，該方法在分布式系統(tǒng)的分析中還有大量用武之地鼻吮，值得我們?nèi)プ鲆恍┕ぷ饔叮驗(yàn)楹苌儆腥艘庾R到，點(diǎn)對點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)是一種特殊的合約形式椎木，這種合約的特點(diǎn)是我們在做解決方案時(shí)必須予以關(guān)注的违柏。