上一篇談到區塊鏈的五大技術創新,包括了隱私(Privacy)研究創新、Scalability創新、Security和Cryptography的創新、Flexibility創新,以及第五項共識演算法(Consensus Algorithm)的創新。

區塊鏈雖然在隱私安全,密碼學,經濟模型上都有跨領域的突破,我們認為最重要的創新應是在算法算力,特別是共識演算法的創新突破。相較之下,區塊鏈在其他領域方面的貢獻比較像是十分漂亮的跨領域結合與設計,當然這些也展現了不凡的系統功力與設計實力,但我們還是要特別強調其在共識演算法的突破才是讓區塊鏈被稱為「Trust Machine」,並且稱得上是實至名歸。關於Trust Machine,讀者可以參閱經濟學人雜誌2015 年10月31日的封面文章,講述區塊鏈即為Trust Machine。

金融業與Trust(區塊鏈的本質)息息相關。我在美國近1/4個世紀,在1/4個世紀前,美國人常常稱銀行是「Trust Company」。這是一個有趣的稱謂,可見銀行跟Trust是息息相關的。當然,過去1/4世紀來,發生了多次金融危機,漸漸美國人就不再稱銀行是「Trust Company」了,而「Bank」這個字更流行了。為何金融業與Trust息息相關?這要回到金錢的本質。之前人們發現若隨時攜帶全部財產在身上,並不方便。若各自放在家裡,一不安全,二缺乏公信力。一個人說他有多少財產在家裡,並不取信於人。所以就有了「Trust Company」應運而生。當您把您的財產,例如一塊金條,放在Trust Company,Trust Company會給您一個Receipt,即為錢。最早是有多少金條,Trust Company就發多少個Receipt,以維持公信力。這就像若您家裡有兩個兒子(這在古早時候,尤其是重要人力資產),但您不發您有兩個兒子的證明(Receipt),而發您自己有20個兒子的證明,希望大家需求人力時都到您這裏來,遲早會碰到週轉人力問題及公信力問題。但當今Trust Company是多發相當多的Receipt。量化寬鬆(Quantitative Easing)以來,更是如此,到當今連負利率政策都出臺了。難怪Trust Company這字越來越少聽到,而Bank及肥貓一詞越來越常聽到了。

講到共識演算法,就必須介紹著名的「拜占庭將軍問題」。這是Leslie Lamport在1982年提出的formulation。Leslie Lamport在2013年得到計算機科學領域最高榮譽──Turing Award。 他的獲獎原因特別值得一提:Leslie Lamport imposes 「clear, well-defined coherence on the seemingly chaotic behavior of distributed computing systems, in which several autonomous computers communicate with each other by passing messages.」 這正是Blockchain共識演算法及拜占庭將軍問題努力的目標。

如Wikipedia所述:拜占庭位於現在土耳其的伊斯坦堡,是東羅馬帝國的首都。由於當時拜占庭羅馬帝國國土遼闊,為了防禦目的,因此每個軍隊都分隔很遠,將軍與將軍之間只能靠信差傳消息。在戰爭的時候,拜占庭軍隊內所有將軍和副官必需達成一致的共識,決定是否有贏的機會才去攻打敵人的陣營。

但是,軍隊可能有叛徒和敵軍間諜,左右將軍們的決定,擾亂軍隊整體的秩序。在進行共識時,結果並不代表大多數人的意見。這時候,在已知有成員謀反的情況下,其餘忠誠的將軍在不受叛徒的影響下如何達成一致的協議,拜占庭問題就此形成。以上Wikipedia的描述應用在分布式計算上時,即是指不同的計算機透過訊息交換,嘗試達成共識;但有時候,系統上的Server Computer或Computer node可能因系統錯誤並交換錯的訊息,導致影響最終的系統一致性。拜占庭將軍問題就根據錯誤計算機的數量,尋找可能的解決辦法,這無法找到一個絕對的答案,但只可以用來驗證一個機制的有效程度。

跟比特幣論文發表同年(2008年)得到計算機科學領域最高榮譽圖靈獎(Turing Award)的Dr. Barbara Liskov,也對Consensus Protocol共識演算法做出重大貢獻。她1988年發表的Argus,也就是《Distributed programming in Argus》這篇論文,是一個值得Turing Award的成果。Dr. Leslie Lamport and Dr. Barbara Liskov對Byzantine fault tolerance, distributed computing, 以及Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT) 的貢獻,奠基了幾十年後Blockchain P2P Network及其Consensus Protocol。

最後,值得一提的是Dr. Liskov在Stanford的指導教授John McCarthy也得過Turing Award(1971)。師生前後登科,傳為美談。我有幸在Stanford上他們的課及演講,受教大師風範,讓我深覺做區塊鏈研究不能是比特幣炒手心態,必須蹲馬步練功,回到以上講述的幾十年技術的本質,做好研發,為這片土地深耕技術,才能真正紮根,否則一窩蜂心態容易被誤導,將有愧大師風範。

我們在本文解釋了區塊鏈的技術背景,分成五大面向討論:Privacy、Scalability、Security、Flexibility、Consensus Algorithm(區塊鏈上最重要的創新)。當我們解釋區塊鏈是怎麼來的,交代了區塊鏈的技術背景之後,後續文章中,將探討區塊鏈近幾年的興起背景。

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