区块链的去中心化陷阱

（区块链存储结构）

以主流公链ETH（以太坊）为例，区块头存储的主要数据包括父区块头的哈希值、当前区块交易相关的默克尔树根节点哈希值、区块难度价值和矿工。地址、区块高度、Gas 上限、Gas 费用、时间戳、Nonce 值等。块体中存储的数据包括交易记录表和叔块，由矿工打包。

基于区块链的特性，每一笔交易都可追溯，每笔交易地址都是唯一透明的。

从技术上讲，区块链上区块中已经确认的数据将永久存储在链上，是不可变的。当矿工或超级节点使用共识算法完成出块时，会通过 P2P 协议向全网广播（P2P 协议是一种分布式网络协议，比区块链技术出现得更早）。，块数据将被更新。该机制实现了去中心化的分布式数据记录，通过共识算法保证恶意节点无法篡改信息。

去中心化是区块链技术的一个重要指标，代表了区块链的开放性和不受人为操纵的难度。因此，完全去中心化是早期区块链参与者的绝对信念。根据开放程度，区块链大致可以分为三类：

（区块链的分类和特点）

共识算法是区块链建立去中心化信任的基础。目前主流的公链共识算法分为三类，分别是PoW、PoS和DPoS。PoH作为一种新的共识算法，最近备受关注，而PooI验证池和PBFT是联盟链和私有链中比较常见的共识算法。

1) PoW 算法：Proofof Work，Proof of Work，基于算力消耗的共识机制，比特币和以太坊1.0 采用PoW 算法。以比特币为例，不断进行SHA256计算，最终满足给定数量前导0的哈希值的节点有权出块，其他节点的计算无效。PoW 算法的原理决定了链上的大部分算力都会被浪费掉区块链高度越高越好吗，不会产生实际效果。资源浪费率极高，没有根本的改善方法。

2) PoS 算法：ProofOf Stake，Proof of Stake，以太坊2.0 采用该算法，并引入币龄概念。持有的币越多，获得区块的概率就越高，算法减少了计算量，从而以一定程度的去中心化为代价提高了TPS。

3) DPoS 算法：Delegated Proof of Stake，Delegated Proof of Stake，每个节点质押手中的代币，投票选出最有能力、最有信誉的节点出块。以EOS区块链为例，全网投票创建21个超级节点，21个超级节点轮流出块。该算法可以大大提高TPS，但去中心化程度进一步降低。

PoW共识算法保证数据不可篡改的核心是很难有人控制全网51%以上的算力作恶。如果他们有这个能力，挖比特币来获得奖励是一个更好的选择。PoS 算法和 DPoS 共识算法的核心是拥有大量币的节点不倾向于作恶，而是更愿意维护环境以获取收益。

4) PooI 验证池：PooI 验证池是在传统分布式共识技术的基础上建立，辅以数据验证机制，是区块链中广泛使用的共识机制。

池验证池可以在不依赖令牌的情况下工作。在成熟的分布式共识算法（Pasox、Raft）的基础上，可以实现秒级共识验证，更适合多方参与的多中心商业模式。但是，Pool 验证池也存在一些不足。例如，共识机制所能达到的去中心化程度不如 PoW 机制。

5) PBFT：PracticalByzantine Fault Tolerance，实用拜占庭容错算法，是共识节点少时使用的共识算法，常用于联盟链。PBFT 系统中的一个节点将被视为主节点，其他节点为子节点。系统中的所有节点都会相互通信，最终目标是每个人都可以根据少数服从多数的原则对数据达成共识。

6) PoH：Proof of History，历史证明算法，旨在通过将时间本身编码到区块链中来减少网络节点处理区块的负载。PoH 使用创新的分片时钟，将时间和状态解耦。简单的说，全局时间链与各个区块的时间链分离，状态的更新不再需要全局时间同步。PoH 通过引入称为信标链的时间源为分片架构提供全局时钟。每个分片都有自己独立的时钟系统，该系统会周期性地将自己的时钟与全局时钟同步。PoH 还引入了可验证延迟函数（VDF）来验证分片和全局时钟之间的同步，以解决信任问题。PoH解决了时间的挑战，

区块链网络中有一个“不可能三角”：可扩展性、去中心化和安全性，即无论采用何种共识机制，都不能同时兼顾可扩展性、安全性、去中心化。集中这三个要求。当系统追求高TPS时，必然会牺牲一些安全性或导致系统过于中心化。以联盟链为例，虽然实现了低能耗高性能，但导致系统过于中心化。

（区块链的不可能三角）

目前主流的公链更注重去中心化和安全性，但以牺牲执行效率为代价。比如比特币采用PoW共识机制，每秒处理7笔交易，每笔交易的确认时间近1小时；以太坊每秒可以处理约 20 笔交易，每笔交易的确认时间约为 4 到 8 分钟。这种机制实现了足够的安全性和去中和化的需要。至于中心化组织，Visa官方透露，2020年VisaNet网络将处理总计2040亿笔交易，相当于平均每秒处理6469笔交易，而支付宝在高峰期每秒处理数十万笔交易。因此，中心化系统也有它的优势区块链高度越高越好吗，

笔者认为，高度去中心化的理想是区块链的应用陷阱；区块链要想在复杂的商业应用中得到更广泛的应用，就必须摒弃对去中心化的执念，因为在真实的应用场景中，换句话说，高度去中心化除了浪费大量资源外，没有任何实际意义和低效率。主要原因是：

由于可支配的物理资源，大多数节点只能是没有记账功能的轻量级节点，而具有记账功能的节点仍将是“中心化的”——集中在少数人或组织手中。比如在比特币或者以太坊中，出块权基本被几大矿池垄断。

区块链节点集中在少数“有钱人”手中后，这意味着依靠海量节点实现高度去中心化的理想面临破产。同时也意味着大量“穷人”在区块链上完全没有话语权，只能被动地选择信任他人（记账节点），这与普通人的情况并无本质区别。集中系统中的人。

当一个区块链老板（个人或组织）控制的节点数量在整个链上成为相对或绝对的优势地位时，这个老板在区块链的各个方面也拥有非常高的话语权；如果这条链恰好非常重要，那么这个大佬完全有可能会主动寻求相应的政治地位，这可能会主动引发区块链生态与政治体系的矛盾。

同时，如果代币无法补偿节点成本，节点将面临亏损，长期亏损将迫使节点退出。因此，无论区块链如何追求去中心化，当节点数量增加到一定数量时，节点数量必然会面临滞胀。.

实现“邪恶”的手段可以是政策、意识形态胁迫、产业链控制、垄断节点、暴力（直接控制区块链的组织和个人）等中的一种或多种。

综上所述，区块链的去中心化概念实际上是一个陷阱，而不是一个信念。我们应该跳过这个陷阱，更多地关注不可篡改、永久性、可公开溯源的特性，让区块链技术拥有更广阔的应用前景。放弃去中心化的负担后，区块链的经典结构将变成由少量参与共识节点（授权节点）和一定数量的只读节点（公共节点）组成。在资源冗余有限的前提下，实现应用场景所需的更高处理能力。这个区块链非常类似于 N+M 类型的多节点中心化系统，如下图所示：

(N+M型集中式系统)

在N+M型中心化系统中，N个写入节点对应区块链的共识节点，M个对应普通公共节点。因此，牺牲一定程度的去中心化而追求性能的区块链网络，其拓扑结构也无限接近于这样的中心化系统。它们之间的核心区别在于，中心化系统通常使用 RDMS 或 NoSQL 数据库进行数据存储，而区块链使用链式数据存储。

对于RDMS或NoSQL数据库，授权管理员可以添加、修改、删除相应的业务数据；而拥有管理员权限的技术人员甚至可以不经过业务系统修改所有业务数据。由于各种原因，此类功能可能会被滥用。但是区块链没有这种威胁，因为区块链没有管理员的角色，也不会有管理员权限。由于链上存储，区块链上的任何历史区块都不能被修改。如果要修改某个历史区块，则需要从修改后的区块中重新生成（或伪造）整个后续区块链数据。对于去中心化程度较低的区块链，在技术上是可行的，但考虑到所有共识节点都是授权的，大部分节点同时作恶的可能性不大。对于一个企业来说，如果大部分掌握该业务的个人或组织都改变了“颜色”，那么任何技术手段都是徒劳的。

通常，中心化系统对历史数据有一定的存储期限，超过期限的数据可能会被清除或转移到离线系统进行存储。区块链将保存完整的历史数据。当然，一些轻量级节点也可能甩掉历史的包袱，只在某个区块之后才同步数据，因为太“远”的历史数据使用率真的不高。.

无论是中心化系统还是区块链系统，对于普通人来说基本没有区别，因为通常情况下，普通人是没有办法修改业务数据的。

与中心化系统相比，区块链系统升级难度更大，每次升级都面临分叉问题，在适应快速变化的业务方面表现不佳。在这方面，中心化系统远远优于区块链。

通过以上分析，我们可以大致总结出区块链可能的应用场景：业务逻辑相对固定，对数据不变性、永久性、公共可追溯性等特性中的一项或多项要求较高。. 这样的应用场景其实并不常见。通过拆分大的应用场景，可以发现很多应用中的一些小场景都有这样的需求或者潜在的需求。因此，我们有理由相信，区块链单独承担大规模应用的前景至少目前还不是很明朗，更有可能与中心化系统集成，作为整体解决方案的一部分，以联盟链或私链方式成为大规模应用场景的支撑技术之一。甚至在区块链头上的热光环消失之前，区块链往往可以在整体技术方案中占据C位。