Understanding Decentralization | Cardano Explorer (cexplorer.io)
在区块链技术领域，去中心化是其基石。 然而，它常常被神话和误解所笼罩。 这个概念虽然至关重要，但并不像看起来那么简单。 衡量去中心化或比较不同的区块链提出了复杂的挑战。 本文旨在揭开这些复杂性的神秘面纱。 通过使用说明性图像，我们将深入研究去中心化的基本原理，从而更清楚地了解区块链技术的这一整体特征。 加入我们，踏上这段启发性的旅程。
区块链是一个分布式、去中心化的网络
术语“去中心化”是指没有中央控制点的网络、系统和应用程序。 这一概念是点对点 (P2P) 网络的关键，在该网络中，节点绕过中介直接共享数据。
在区块链行业中，“去中心化”一词经常被宽松地使用。 它最初仅指网络架构，但区块链项目的特征不仅仅如此。 它们包括项目管理、维护源代码的团队、治理和网络共识的资源分配。
让我们首先关注网络架构。
分布式网络分布范围广，有多个节点用于数据处理和存储。 这种分布提高了效率、可靠性、可用性、完整性和安全性。
下图展示了一个分布式网络。 每个节点由个人操作，运行一个对点对点通信至关重要的网络客户端。 在网络中，每个节点拥有相等的权力。 在去中心化的背景下，我们可以认为网络中有 8 个具有平等地位的实体。
节点协作来扩散和验证交易。 他们可以执行许多其他任务。 每个用户都可以利用点对点通信模型直接相互交互。
分布式网络可以是分散的（没有中央权威）或集中控制的。
在下图中，您可以看到与之前相同的分布式网络，有 8 个节点。 不同之处在于，所有节点都由单个实体 Alice 控制（红色箭头表示对节点的控制）。 网络在效率、数据可用性和鲁棒性方面可以具有非常相似的特征，但它是中心化的，这会影响数据完整性、安全性等。
Alice可以决定关闭所有节点，从而关闭整个网络。 她还可以更改数据，因为她可以单独控制数据。
去中心化网络缺乏中央权威。 去中心化的核心是网络共识，即节点用于就定期更改账本状态达成一致的规则。 没有任何一个实体控制网络，确保民主运行。 任何人都可以自由加入或离开网络。
该网络不是由单一的中央机构决定，而是由一组相互共享权力的实体决定。 去中心化网络需要防范 Sybil 攻击，我们将在稍后讨论。 电力分配必须以拥有昂贵的资源为基础。 对于像比特币这样的 PoW 网络，它是 ASIC 硬件和电力的组合，而对于像卡尔达诺或以太坊这样的 PoS 网络，它分别是 ADA 和 ETH 硬币。
这会造成系统不平衡，因为实体通常不同。 那些拥有更多财富、有能力获得更多昂贵资源的人，在去中心化网络中拥有更强大的地位。
下图展示了一个分布式网络，其去中心化程度由每个人持有的 PoS 币数量决定。
拥有宝贵资源的实体可以在不操作节点的情况下控制分布式网络，这可能看起来很矛盾。 在许多网络中，这些资源所有者可以委托他们的资源，从而增强另一个节点的权力。
与普遍看法相反，去中心化并不是通过分布式网络中的节点数量来衡量的。 相反，它是由昂贵资源在其持有者之间的分配和管理决定的，例如他们的委托选择。 在分布式网络中，某些节点具有更重要的意义并拥有生成新块的特权。
术语“分布式”是指节点地理分布，以提高效率、可用性和可靠性。 虽然任何人都应该有能力通过他们的节点为网络做出贡献，但这并不能显着增强网络的去中心化。 “去中心化”一词侧重于控制权的缺失，需要决策权的分配。 去中心化不是由节点所有权决定的，而是由对昂贵资源的拥有决定的。
女巫攻击
区块链网络是开放的，允许任何人运行多个节点。 然而，它们并不是天生就能免受 Sybil 攻击。 为了抵制这些，权力下放必须基于拥有稀缺/昂贵的资源，代表财富损失风险。 这确保了资源所有者的承诺和诚实。
当一个实体创建多个虚假身份以获取对网络的控制权时，就会发生女巫攻击。 攻击者的目的是影响决策、操纵数据或破坏网络。 去中心化不应仅仅基于节点运行能力，因为单个实体可以廉价地运行多个节点。
考虑一个网络，其中每个连接的节点都有权生成新块并获得奖励。 为了增加奖励机会，一个人可能会经营多个客户。 女巫攻击者可以利用这一点，以低成本运行多个节点，以获得相对于诚实参与者的不公平优势。 下图描述了 Sybil 攻击者操作五个节点的场景。 如果一个实体对区块生产或治理拥有多数控制权，则网络就是中心化的。
分布式网络属性不会显着影响去中心化。 虽然节点保护数据并验证交易，但如果运营商不拥有昂贵的资源，它们就无法直接参与共识或治理。
大多数节点只是数据的消费者，主要是新块的消费者。 如果不拥有昂贵的资源，他们就无法参与数据（区块）的生产。
区块的生产由拥有昂贵资源的人控制。 他们确定将产生新块的节点。 这种设计可以防止 Sybil 攻击。
该图像显示，只有 Alice、Bob、Carol 和 Dave 拥有一定数量的宝贵资源。 鲍勃拥有最多，而戴夫拥有最少。 因此，这四个可以产生新的区块。 Eve、Frank、Grace 和 Heidi 缺乏这种资源，他们的节点仅消耗新块。 请注意，Sybyl 攻击无法在此网络上执行。 Sybyl 攻击者的位置与 Eve 相同，即他的节点只是新区块的被动消费者。
要攻击该网络，需要获取昂贵的资源。 这可以通过直接购买来完成，从而冒着财富的风险。 或者，他们可以通过欺诈手段间接获得它，例如窃取 PoS 代币或控制大型矿业公司的哈希率。 然而，这些间接方法通常更加复杂。
对去中心化网络的控制
在网络中，控制取决于昂贵资源的所有者，而不是节点运营商。 该资源可能由大量人拥有，但分布式网络中只有少数节点对于区块生产至关重要。 因此，尽管网络拥有数千个节点，但只有少数节点积极参与网络共识，其余的都是被动的数据消费者。
如果某个被动节点突然变得不可用，甚至所有被动节点都变得不可用，那么对网络共识几乎不会产生影响。 然而，反之则不然。 如果一半的活跃节点突然变得不可用，网络可能无法达成网络共识。
从去中心化的角度来看，重要的是资源所有者以及他们对哪些节点对网络至关重要的决定。 资源所有者可以使用他们的资源进行区块生产，但这通常需要大量资源。 更常见的是，他们将资源委托给另一个实体，该实体操作积极参与网络共识的节点，即生成块。
该图显示了一个去中心化网络。 只有 Alice、Bob、Carol 和 Dave 的节点才会生成区块。 鲍勃和卡罗尔拥有这一昂贵资源的一小部分。 所有其他人都是积极的共识参与者。 他们将资源委托给运行区块生成节点的操作员之一（蓝色箭头显示资源委托）。 请注意，在所有代表中，只有 Olivia、Rupert 和 Wendy 操作其被动节点（仅消耗新块）。
卡尔达诺的 ADA 或比特币的哈希率可能是一种昂贵的资源。 在比特币的场景中，你会发现一个 ASIC 矿机和一个电源，而不是硬币。 比特币和卡尔达诺的工作原理基本相似。
这就是典型的区块链网络的去中心化。 我们来总结一下。 16 个实体参与去中心化，但只有 14 个实体拥有昂贵的资源。 Alice 和 Dave 运行区块生成节点，但不拥有昂贵的资源。 分布式网络中有 7 个节点，但只有 4 个节点产生区块。 3个节点只消耗新块。 事实上，不同参与者的数量和比例会有所不同。
网络的委托人通常多于出块节点。 有些网络，比如比特币，拥有大量节点，但只有一小部分积极生成区块（比特币大约只有 20 个矿池，其中 2 个占主导地位）。 相反，在像卡尔达诺这样的网络中，大多数节点都参与区块的生产。 卡尔达诺有数千个矿池。 有些质押池运营商运行多个水池。
治理
为了充分理解去中心化的复杂性，我们必须考虑团队的角色。 到目前为止，我们已经讨论了区块生产控制，这取决于委托人（质押者或矿工）和区块生产节点。 活跃参与者定期就账本状态更改达成一致，主要是根据客户定义的规则添加新的区块。
了解谁控制着规则很重要。 这通常是启动区块链的团队。 这通常是首先发布客户端的同一团队。
该图展示了一个团队发布了三个客户端版本的场景。 运营商可以自由选择在其节点上安装哪个版本的客户端，从而确定他们将采用哪些协议规则以及将在整个分布式网络中主要执行哪些协议规则。
在去中心化网络中，团队对规则的控制权有限。 客户端的所有版本（可能还有替代版本）都是公开可用的。 团队无法（不应该）控制操作员在其节点上安装哪个版本的客户端。
一个广泛流传的神话是，当一个团队有一位可见的领导者时，他可以改变网络规则甚至关闭网络。 然而，如果不拥有必要数量的资源，就不可能改变货币政策等协议的关键特征。
在团队、社区和节点运营者之间没有争议的情况下，倾向于安装最新的客户端版本。 此版本应保持关键规则不变，仅引入最细微的更改（错误修复、小改进）或最认可的升级。
如果发生规则争议，宝贵资源的所有者拥有最大的影响力。
资源持有者将其资源委托给节点操作员，节点操作员负责选择要安装的版本。 如果委托者不同意运营商的版本选择，他们可以选择将资源委托到其他地方。 因此，运营商必须仔细考虑其版本选择，并牢记委托人的偏好。
该图展示了一个场景，两个团队（Alpha 和 Omega）分别发布一个具有不同且不兼容的协议规则的客户端。 运行出块节点的三名运营商选择 Alpha 版本，另外三名运营商选择 Omega 版本。 资源所有者将决定要执行的规则。 在这种特殊情况下，大多数昂贵的资源都投票给 Omega 版本。
在大多数现有网络中，通常只有一个客户端占上风。 多个团队开发替代客户端版本的情况并不常见，而且当他们这样做时，这个版本通常只代表少数。 这在以太坊的例子中很明显。
同一团队制作的不同版本通常会引起争议。 团队内的某个派系可能会创建源代码分支并修改规则，使其与原始版本不兼容。 这个新版本可能会被强制执行，但它需要昂贵资源的所有者的支持。 为了让新版本获胜，大多数昂贵的资源必须支持它。
就像区块的生产一样，网络由昂贵资源的所有者管理。 这对于女巫攻击来说至关重要。 如果新版本的采用是由运行特定版本客户端的节点数量决定的，那么能够以廉价方式分配多个 IP 地址的 Sybil 攻击者就可能决定网络规则。 治理需要防范 Sybil 攻击。 诚实的行为必须通过潜在的财富损失来强制执行。
结论
权力下放很大程度上取决于昂贵资源的分配。 只有那些委托的人才能影响网络中可行的出块节点（池）的数量。 为了探讨去中心化，首先要检查拥有某种资源的个体数量、鲸鱼在其中的分布情况以及他们的资源管理。 特别是，资源委派给多少个池非常重要。 一些矿池可能占据主导地位，这是一种不良现象。
网络中被动节点的数量对于去中心化来说并不像出块节点的数量那么重要。 昂贵资源的分配对于治理也至关重要，即维护大多数资源持有者商定的规则。 运行的网络不是由团队或首席执行官决定，而是主要由资源所有者决定。 多个替代客户的可用性是有益的，尽管还不是常态。