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中心化的云计算和去中心化的区块链,究竟谁能代表未来?

2018-04-08
  前有Facebook因为剑桥分析公司窃取超过5000万用户的个人信息影响了英国脱欧和美国总统特朗普的当选,导致扎克伯格直接道歉。后有滴滴和Uber等公司利用大数据“杀熟”。一时之间,个人隐私的安全和大数据的滥用,让大众对数字巨无霸们的霸权和能力开始担心。云计算,刚刚开始快速成长,就遭到质疑。与此同时,区块链这种去中心化的,号称“没有中心化的机构去控制它,每一个人都知道其中在发生的事情”的新技术让所有人看到了完全“民主和安全”的希望。
  1.区块链向左,云计算向右
  云计算是分布式计算、并行计算、效用计算、网络存储、虚拟化、负载均衡、热备份冗余等传统计算机和网络技术发展融合的产物。许多云计算部署依赖于计算机集群的紧耦合的工作方式,但与网格计算,这种松耦合工作方式的体系结构、目的、工作方式大相径庭。云计算强调计算机集群像一台电脑一样工作。云计算服务除了提供计算服务外,还必然提供了存储服务。“云”是一个庞大的资源池,减少了冗余,提高了资源利用率,但是降低了可靠性。无论其提供的云计算技术优势有多强,都不可避免用户数据被“窃用”。
  区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。区块链的链式结构,加上分布式记账和共识机制等,决定数据难以被篡改。区块链是去中心化的技术,强调没有中心化的机构去控制它,每一个人都知道其中在发生的事情。但是以比特币为例,区块链体系过于强调“去中心”,反而影响其效率、成本与监管。比特币区块链体系要实现“去中心”,就需要大量外部计算机接入并共同运行(这成为“去中心”运行的基础条件),加入的计算机节点越多,在比特币的挖矿与转让需要全网广播、验证、分布式处理等的难度就越大,成本高,效率低。
  原来的中心化存储方式,一旦中心控制机构自身或者中心化机制被黑,账本就能被轻易修改,但是现在起码要攻破全网一半以上的节点或者算力。即便攻击得逞,参与者也会发现链出现问题,整条链相当于废了,黑客获得的资产没有任何价值,发起攻击得不偿失。区块链的分布式记账就是利用高冗余来保障安全性。云计算厂商普遍提供的容灾解决方案是“两地三中心”,比特币和以太坊则是每个节点都有一份,共计成百上千份,显然一点都不节省。
  区块链的乌托邦蓝图中,是一个“去中心”、去中介、民主公平、没有人为操控和腐败,安全稳定的“美好世界”。想象一下,没有Uber或者滴滴,而是用区块链版本的Uber或滴滴,这样实质上就是一个由其成员共有的协作组织。当有潜在的乘客希望租车,这个软件就会在区块链上搜索所有的车源,并将符合乘客要求的车源过滤后显示出来。区块链不会让出租车司机失业,而是会让Uber或者滴滴失业,并让出租车司机直接为顾客服务。
  区块链,去中心化,用冗余来保障高度安全性。云计算,中心化,用集中化减少冗余来提高效率。哪种方式才是未来?区块链的描绘的乌托邦,是否会实现?
  2.久分必合,合久必分背后的经济学
  计算机技术的发展经历了从大型主机,个人计算机,客户机/服务器的计算模式,到今天互联网计算模式和云计算兴起的演变。经历了一个中心化到去中心化,又到中心化这样一个“合久必分,分久必合”的过程。这个背后的经济驱动力是什么?
  毫无疑问,对最终用户而言,对电脑拥有自主权当然是最好的。但是这个“自主权”是有价格的。在大型机时代,个人用户是无法承担自己拥有电脑的成本,原始的云计算,交互式终端方式顺势而生。伴随着PC价格的大幅下降,CPU实际计算能力也高于软件需求,消费者迅速转向了PC。
  20世纪90年代后期,salesforce就率先在企业中引入了远程提供服务的概念。2002年,Amazon启用了AWS平台。2006年,云计算这一术语的出现,也并未获得快速的发展。从下图中可以看到,一个重要的因素就是需求并不强烈。PC模式下的计算能力够用了。
  2015年开始,大数据,机器学习和人工智能的出现,对存储和计算能力的需求呈指数级上升,CPU的实际能力无法跟上。电脑的价格不但不下降,还出现了上升。用户的选择很简单,对这样的计算机拥有这样的自主权成本太高,租用成了更经济的选择,云计算成为了首选。
  “久分必合,久合必分”计算机更迭趋势的背后,是两大因素的角力:软件算法的演进对计算需求的提升,硬件进步能否生产价格合理的计算和存储能力。最后,最终用户决定是否愿意为拥有这样的计算机自主权付费。
  3.ICT历史上的“去中心化”
  TCP/IP出现之前,搭建电信网络架构的基础是“电路交换”(circuitswitching),即通信双方或机器之间的连接必须提前建立,并在整个交换过程中都保持连接。为确保任意两个节点都能相互通信,电信服务提供商和设备制造商已经投资数十亿美元建立电信专线。任何连接都必须经过一个中心节点。
  TCP/IP颠覆了电路交换模式。新协议通过将信息数字化并分成极小的组(每组都包含地址信息)来传递信息。各小组的信息发送到网络中后,可以采取任意路径到达接收端。位于网络边缘的智能发送和接收节点能够拆分并重组各组信息,同时解读编码数据。现在已经没有必要建设私用专线或大规模基础设施了。理论上,TCP/IP创建了一个开源共享的公共网络,没有任何中央机构负责其维修和升级。
  TCP/IP通过极大的冗余,创造出一个“去中心化”的网络构架。当然,这种连接方式并不经济。现实中网络,这种理想的“去中心化”结构并未出现,仍然需要几个中心路由节点来支撑网络,中心节点配备一个容灾备份。
  通过冗余创造出来的安全性的成本是极高的。历经了几十年的演进,TCP/IP网络也最终只是实现了有限去中心化,因为理想化的无限冗余的成本实在太高了。如果给每个节点都配上一个100G的PON,理想的去中心化网络是有可能实现的,但用户选择了降低安全性和降低成本。
  4.区块链与云计算融合的未来
  毫无疑问区块链的技术在理论上的确可以创造一个彻底安全和民主的网络。但是用户对“安全”愿意支付的价格是有限的,除非存储和CPU的价格还能无限地下降,区块链会在一些高端领域,如金融行业,首先实现;但全民部署和万物互联全部区块链化只能是另外一个乌托邦式的梦想。
  单看区块链最简单的应用:分布式记账功能,每个用户都额外存储N-1个用户的数据,没有存储价格大幅下降的支持,账本的“绝对安全”的代价对普通用户而言,太高了。

  从TCP/IP网络取代电路域网络的历史可以预见,未来区块链和云计算会融合不可避免,小节点云化,重要节点区块链化。甚至会出现有限备份的场景,每个节点的数据不必在N-1个节点上备份,而仅仅在其中50%,甚至30%的节点上备份即可。

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