區塊鏈公鏈“三元悖論”專題系列之去中心化（Decentralization）
京東智聯云云產品研發部潘熙之
圖片描述
圖片描述
二級標題
二級標題
二級標題
一、什麼是“去中心化”？
圖片描述
圖片描述
圖片描述
去中心化與分佈式架構的區別
二級標題
二級標題
二級標題
圖片描述
圖片描述
圖片描述
二級標題
二級標題
二級標題
三、我們在什麼情況下需要“去中心化”？
在實際場景中，通常有以下兩種典型場景，是可以用區塊鏈作為工具來進行“去中心化”的，一是該場景已有中心，我們想要去掉中心（或是降低中心化程度）；二是該場景沒有中心（或是沒有合適的中心），我們想通過一套工具去實現該場景下的統籌管理。
二級標題
二級標題
二級標題
四、區塊鏈系統“去中心化”技術的發展路徑？
去中心化技術是伴隨著互聯網應用一起發展的，從最早的Napster到BitTorrent，再到我們今天的區塊鏈系統，去中心化技術經歷了一代又一代的更新和變化，其中首先要提到的技術就是p2p網絡。
P2P網絡：P2P（Peer to Peer）網絡也稱對等網絡，是一種在對等者（Peer）之間分配任務和工作負載的分佈式應用架構，一般使用socket進行網絡編程；在P2P網絡中的節點既可以是服務端，也可以是客戶端，這就導致P2P網絡中的每個節點間都是相互平等的，這與區塊鏈系統“去中心化”的概念高度重合；所以，在區塊鏈系統中，P2P技術是實現去中心化特性中相當重要的一部分。
在區塊鏈系統的設計中，“去中心化”特性的最初目的是為了提升系統的生存能力，比如“去中心化“可以增加系統的彈性、容錯性，抵抗外部攻擊等；但當系統發展到了一定的程度，比如在解決了系統生存問題之後，區塊鏈系統就會進化出更多的東西，進入求發展的階段。
而在發展過程中，“去中心化“技術主要遇到的設計挑戰有以下幾個方面：
共識的達成：在一個“去中心化“的區塊鏈系統中，共識機制的改變（包括系統的治理方式，價值分配等）是需要基於系統參與者之間達成一致共識的情況下才能進行，如果不能達成共識，則任何系統參與者都可以另建一個社區、一條鏈；這就是共識機制的去中心化過程，也稱作區塊鏈公鏈系統的硬分叉過程。而滿足這種要求，則需要係統設計者在具體場景中，尋找到一個平衡點，以保證既能讓系統參與者產生一致的目標，又不用擔心自己在參與系統當中的付出與收穫是否公平。
容錯機制：當區塊鏈系統發展到一定階段後，隨著節點數量越來越多，肯定會出現一些錯誤節點，這些錯誤節點會向系統傳輸錯誤數據以乾擾系統的正常運行，這時就需要一套容錯機制來保證系統的正常運行；通常來說，區塊鏈系統去中心化的程度越高，可容納錯誤節點的能力也就越高；
帶寬門檻：對於每一個想要加入系統的節點來說，網絡帶寬的參與門檻越低，能加入系統的人就越多，也越有利於去中心化；而對於區塊鏈系統來說，去中心化程度越高，主動治理系統的付出就越少，反之就需要投入更多的精力去主動進行系統治理。
目前應對上述問題的具體方法主要分為兩類：一是通過修改共識機制的方式，使系統各節點間可以更高效的進行驗證（上一篇文章了我們介紹了通過改變共識機制提高TPS的方法），同時有助於提升系統的容錯性；二是通過零知識證明、同態加密、安全多方計算（MPC）等密碼學相關技術，使得節點間進行驗證的時候，不必驗證區塊的完整信息，而只需驗證區塊頭（PreHash、Hash、TimeStamp）及所使用的密碼學相關信息即可，大大降低了節點所需帶寬，同時有利於共識的達成。
圖片描述
圖片描述
圖片描述
混合共識（Hybrid Consensus）
零知識證明技術：零知識證明（Zero-Knowledge Proof）技術是一種基於概率的驗證方法，目的是讓證明者既能充分證明自己是某種權益的合法擁有者，又不需要洩露任何有用的額外信息（比如隱私信息等），最終實現在“給驗證者的知識為零“的情況下證明自己。
比較典型的一個例子是：假設A有兩個不同顏色的球，A的一個色盲朋友B不相信A的兩個球顏色不同，A如何才能讓B相信這是真的呢？利用零知識證明的辦法如下：
Step1:A把兩個球給B，B每隻手拿一個球，
Step2:A轉過身背對B，
Step3:B在A轉身後，進行一次“是否交換手中兩個球位置“的動作決定，動作決定之後B讓A轉過身，
Step4:A轉過身，B問A是否交換過球，
Step5:如果A回答錯誤，則B不相信；否則，重複100次實驗，如果A都回答正確，則B相信這兩個球是不同顏色的。
為什麼？如果兩個球顏色不一樣，那麼A每次都應該能分辨；如果兩個球顏色一樣，則不管B有沒有交換過，A都無法分辨，只能亂猜。這樣每次猜對的概率只有1/2，重複100次，都猜對的概率將小到可以忽略，所以A將必然會在過程中猜錯一次。
圖片描述
圖片描述
圖片描述
零知識證明（Zero-Knowledge Proof）
