加密经济的信任引擎

区块链需要成为世界计算机吗?

如果抛开区块链的概念，就字面意思理解“世界计算机”，那应该是一台全世界用户可以共同使用的计算机。在世界计算机中，我们应该可以搭建和部署自己的应用，由世界计算机帮我们执行；我们可以在世界计算机上保存各自的数据；不仅如此，应用之间还能够完美的协作，共同完成我们交待的任务。我很喜欢这个想法。

其实在区块链出现之前，我们已经拥有了这样的世界计算机，我们称呼它为“云计算”。云计算提供的服务可以被全世界的用户访问，通过这些服务我们可以搭建和部署自己的应用，保存应用数据；应用可以使用诸如 HTTP 这样的通讯协议和公开的 API 接口进行协作，共同完成某一个任务。这些年，云计算也没有停止进化的脚步，从 IaaS 到 PaaS 再到 FaaS，抽象层次越来越高，能力越来越强大，使用越来越方便。

如果要当作世界计算机来用，不得不说，区块链与云计算平台相比劣势明显：云计算平台可以支撑无限的吞吐量，可以提供完美的用户间隐私保护。但是我们知道，区块链之所以会有这些劣势，并不是由于设计的疏漏。恰恰相反，中本聪想请楚了 Ta 想要的是什么，在 Ta 看来，为了那个目标放弃一些东西是值得的。

世界计算机不应该是区块链的目标，设计者不应该被这个错误的目标误导，设计者必须有自己的权衡。

Ask the Right Question

如果跳出区块链的深井来观察，我们提出的问题不应该是“如何打造一台世界计算机”，也不应该是”如何解决区块链面临的性能和隐私两大难题“。区块链只是一种技术工具。我们可以清楚看到的是，人们想要的不是区块链，而是加密经济。作为 Nervos 的设计者，我们试图回答的是这样一个问题：

如何为未来的加密经济设计基础设施？

问题的答案可以是区块链，也可以不是区块链，但无论如何，它必须支持自我保障协议，这是加密经济的基础，同时也必须解决它在今天遇到的问题，比如交易性能，以及交易隐私 - 没错，我们依然要解决性能和隐私的问题，但问题的主体是加密经济，不是区块链这把在我们的工具箱中闪闪发亮的扳手。

维护这样一个跨越地域的自发市场运行的，不可能是受到地缘限制的传统制度，只能是在任何时间、任何空间都能够成立的普遍规律：数学、理性、博弈，等等。加密经济的大厦正是建立在密码学和博弈论之上，通过精心设计的自运行制度激励用户共同保障市场中各种协议（即合约）的执行，进而保证市场参与者的资产所有权和交易执行，维护市场的稳定运行。由于加密经济中的协议是由一种去中心化的机制，而非参与者以外的第三方来保证实施，我把它称为自我保障协议（Self Enforced Protocol）。

自我保障协议是加密经济的基础，也是一种前所未见的新物种。“古典”互联网所依赖的网络协议是一种乐观的协议，设计者总是假设参与方会遵循协议的规定，按照协议规定的步骤行动。而现实与理想截然相反，互联网协议的参与方往往无意甚至有意的不按照步骤行动，其后果就是协议的执行被任意的破坏和中止，遵循协议的参与者只能重试或是更换协作者。这一类协议打造的互联网是一个充满了不确定的网络，一个无法为数字经济提供原生支持的网络。

从架构的观点来看，将一个系统的整体功能分层或分解，交给不同的功能层或是功能组件去处理，是一种优于将所有功能都耦合在一个单体中的设计模式。我们甚至可以说解耦是所有复杂系统设计的核心。UNIX 的管道设计，在传统桌面软件和互联网服务都有应用的 Model/View/Controller 模式，插件架构的编辑器VIM都是很好的例子。互联网同样通过不同的网络协议实现数据传输、邮件递送等不同的功能，在这一组协议中也包括由 PKI（Public Key Infrastructure）和 TLS（Transport Layer Security）等与身份和加密有关的协议，它们共同构建了互联网的信任体系。

PKI 体系负责创造、管理、分配、使用、存储以及撤销数字证书，解决数字身份与物理身份对应的问题。数字证书颁发机构 (CA) 负责管理和发放数字证书，将用户/企业的身份与公开密钥链接在一起。数字证书颁发机构可以给其它数字证书中介机构颁发证书，形成层层相连的证书链。基于数字证书，互联网上的网站与网站之间，用户与网站之间，以及用户与用户之间可以建立安全保密的信息交换通道。比如说，当用户访问电商或者银行网站时，就是通过数字证书以及 HTTPS（HTTP over TLS）协议来建立安全链接。

这是一个分工协作的系统：PKI 只关心身份和数字证书的管理，数据的加密传输由 HTTPS 来完成。PKI 本身又是一个分层的架构，处于系统最底层的是根证书颁发机构，是整个信任链的起点，根证书颁发机构本身的数字证书被默认内置在浏览器等软件中，受到所有互联网用户的信任，这种信任通过证书链被层层传递上去，最终被注入这个体系中所有的互联网服务。根证书颁发机构只做证书管理这一件事情，它们不关心电商、游戏或是其他任何具体场景的业务逻辑，这些场景中发生的数据交互也不需要经过根证书颁发机构。根证书颁发机构为互联网创造信任，它们是整个互联网信任体系的“引擎”。之所以“引擎”两个字要加引号，是因为根证书颁发机构终究还是人来管理的企业而不是机器。

互联网建立了一个非常成功的信任网络，而且运转良好，没有遇到性能或是隐私的麻烦。究其原因，是因为互联网采用了一个分层和解耦的架构。这个古典信任网络唯一的问题，在于其可信等级还不够高，因为我们需要相信根证书颁发机构的实力和人品（根证书颁发机构发生的安全事故并不少）；在于它缺乏对自我保障协议的内在支持，我们无法在其中定制和实现能够自我保障执行的协议。我们需要解决这些问题。因此， 我们理想中的加密经济网络基础设施，同样应该是分层和解耦的架构，通过一组协议而不仅仅是一个协议来定义，对自我保障协议提供原生支持，并且有一个无需依赖任何第三方的信任链的根。

是时候让闪闪发亮的扳手登场了。

信任引擎

区块链是创造信任的机器，是一个不依赖任何第三方的由算法和经济激励维护的的网络。区块链刚好是我们想要的那个无需依赖任何第三方的信任链的根。

我们为 Nervos 网络打造的信任引擎叫做 CKB（Common Knowledge Base），共同知识库。这个名字源于我们对区块链的认识，在 CKB 白皮书的附录中有详细描述，这里不再赘述。CKB 位于 Nervos 网络的最底层（我们称为 Layer1），是一个全新设计的公有链协议，是 Nervos 网络信任链的根。在 CKB 之外，Nervos 还要定义 Layer1 与 Layer2 之间的信任传递协议，将 CKB 建立的信任传递到上层，保障 Layer2 DApp 的执行，保障整个 Nervos 加密经济的运行。这是一个类似 PKI 体系的分层信任网络，绝大部分的计算、存储、网络传输发生在 Layer2，只有在 Layer2 的运营节点作恶，产生信任问题时，用户才需要与 Layer1 交互，提交密码学证据给 CKB，CKB 根据证据和事先确定的规则进行仲裁，由此保障 Layer2 上协议的执行。Layer1 的目标是安全，Layer2 的目标是计算。

CKB 自身使用 PoW 共识，通过 PoW 将 CKB 与现实世界中的能量锚定。选择 PoW 是因为这是目前已知的最为可靠的开放网络共识协议。Nervos 网络由此形成一个树状的信任传递网络：

需要特别指出的是，这样的分层架构对 Layer1 会产生完全不同的要求，我们没有看到能满足这样要求的公有链设计。这样的目标和现状要求我们必须重新设计 Layer1。因此，CKB 与其他的公有链有着完全不同的设计目标，具体来说：我们希望尽可能的最小化 CKB 的职责，专注于安全的共识，为上层建筑创造信任，而不是最大化 CKB，让它能够支持各种通用的业务场景。正如 PKI 体系中的根证书颁发公司无需关心具体的应用场景。优美的设计产生于简单和平衡而不是叠加。

因此 CKB 只需要保留两个功能：一是简单安全的共识算法，二是支持 Layer1 与 Layer2 之间的信任传递协议。

我们的研究与工程团队正在设计和实现一个新的 PoW 共识，目标是在保证安全的前提下，尽可能的挖掘 PoW 的潜力，提高 CKB 的吞吐量，缩短交易确认时间。由于 Nervos 网络中的大部分交易将发生在 Layer2，我相信通过新的 PoW算法和对并行计算友好的 Cell 模型（见 Nervos 白皮书）所实现的性能可以支撑 Nervos 网络前期的需求。

为了支持 Layer1 与 Layer2 之间的信任传递，CKB 选择了以状态为中心的设计，提出了 Cell 模型这样一个不同于账户模型和 UTXO 模型的新状态模型。 Cell 模型是 UTXO 模型的最小自然扩展，将只关心数字的 UTXO 扩展为可以保存任意数据类型的 Cell。Cell 是实现 Layer1 和 Layer2 之间的信任传递协议的基础，因为我们必须有方法来保存状态，同时这个保存状态的方法应该是一个恰到好处的程度，不多不少(e.g. 我们不需要一个 KV 或是 SQL DB)。我们需要一个做状态验证的虚拟机，这个虚拟机不需要支持太多的场景，最好也是刚刚好。状态在 Layer2 上生成，在 Layer1 上记录和验证。

A Better World

加密经济网络是互联网发展到成熟的阶段的自然延伸。互联网经历了自己的 1.0和 2.0，成就了 GAFA（谷歌/苹果/脸书/亚马逊） 与 BATX（百度/阿里/腾讯/小米），也颠覆了我们的生活。发展到今天，互联网平台已经渡过了需要吸引用户和第三方合作伙伴的成长期，行业的增长天花板就在眼前，平台与平台参与者之间的关系从非零和博弈转向零和博弈，平台必须与第三方争抢用户和利润，即使所有人都知道，抑制了第三方的参与积极性也就抑制了创新。这是互联网模式的困境。

在这样无法创新的困境下，区块链和加密经济的出现也就成为了一种必然，我们正处于互联网下一次蜕变的起点。让我们仔细的思考加密经济需要什么，虚心的向古典互联网学习，创造我们所向往的美好世界。

作者：Jan，原文出自 Nervos talk：https://talk.nervos.org/t/topic/336。