Web 3.0 的基石：去中心化基础设施

摘 要

本文对作为 Web 3.0 的基石的去中心化基础设施堆栈做了深入的阐述。详细对比了它与中心化产品的优势，分析它的具体用例，指出了它面临的挑战，并展望了它令人振奋的未来发展。去中心化的基础设施构成并将持续成为 Web 3.0 的基石。虽然它目前在大规模应用上面临了一些挑战，也可能不会完全取代中心化基础设施，但它正在推动新的对话并获得大量投资者的兴趣。它的未来具有无限潜力。

世界继续转向 Web 3.0 ，而目前全世界只有 0.71%² 的人在使用区块链技术，去中心化的基础设施堆栈将有助于确保主流大众而不仅仅是区块链 "创新者"¹加入 Web 3.0 的世界。无论是供应链管理（Scantrust）、气候变化（Klima）、内容发布（Mirror）、创收（Axie Infinity）还是海外援助（乌克兰DAO）等等，去中心化技术的新用例不断出现。抛开围绕着个人对中心化权威机构（如政府或大型 Web 2.0 捍卫者）的挫败感和低信任度展开的辩论，大部分人选择投入 Web 3.0 是出于功利的目的，而不是出于意识形态的转变。这进一步说明了建立去中心化的基础设施堆栈的重要性，它为 Web 3.0 提供动力，使其成为一个可靠的替代方案，获得开发者和用户的信任。

本文试图和大家详细阐述以下内容：

I. 什么是去中心化？

II. Web 3.0 和底层基础设施堆栈

III. 去中心化基础设施相较于中心化产品的优势

IV.解构基础设施堆栈

V. 隐私和安全基础设施的深入分析

VI. 去中心化产品的挑战

VII. 令人振奋的未来主题

区块链背景下的去中心化

区块链所实现的去中心化的理念最先是随着比特币的问世而为人所知。比特币网络是开放的，因此任何人都可以连接。它还表现出其他关键特征，如透明度，即任何人都可以在需要时验证交易。在这样一个网络中，连接到网络的机器被称为“节点”。最终，存在一个有成千上万个节点的网络，它们可以相互发送和接收资金。

让我们想象一个现实世界的例子来理解去中心化基础设施的力量。一个去中心化的支付网络可以使人们相互连接并进行支付，而无需为此向中介机构支付高额手续费。这种分布式支付网络将依靠区块链技术，没有指定的中央机构，产生交易的节点可以与网络共享并直接获得报酬。所涉及的费用将是传统支付解决方案的一小部分，而且结算可能会在几秒钟内发生，与之相比，今天的支付产品，尤其是跨境支付，则会出现长时间的延迟。

II. Web 3.0和底层基础设施堆栈

下图描绘了构成 Web 3.0 的各个层面，由包括基础设施堆栈在内的区块链驱动⁷

由 Web 3.0 支持的去中心化基础设施堆栈

III. 去中心化基础设施相较于中心化产品的优势

与中心化系统相比，去中心化基础设施堆栈有四个主要优势：

可控制：去中心化基础设施堆栈的用户可以完全控制他们在区块链上的交互，因为不需要寻求中心化实体的许可，而这些中心化实体往往会制造使用障碍，如利用他们的数据为自己谋利或阻止对他们的应用程序的访问（例如twitter）。

可组合性： 一个高度可组合的系统，如由去中心化基础设施驱动的系统，提供了可供选择及组装各种组合的组件，以满足特定的用户需求。例如：根据所需的安全性或可扩展性的级别，用户可以选择在 Solana（高吞吐量）或 Ethereum（高安全性）上建立一个应用程序。

不可篡改性：区块链技术的数据结构是只适用于增加。这意味着，一旦数据被存储，任何人都没有机会修改或改动数据。这一点是利是弊取决于用户需求。如果发生黑客攻击或意外交易，底层区块链上的数据不能被逆转，因此不可能检索到交易前的状态。另一方面，区块链上的数据是抗审查的，这对于在发生灾难时存储重要信息而言可能非常重要。

安全性：去中心化的基础设施没有单点故障，这使它很难被黑客入侵，因此它不像中心化的产品那样容易发生数据泄露。比如说。如果有人要黑掉比特币网络，就必须同时黑掉该网络50%以上的节点，这就使得这种“大工程”几乎没有实现的可能。

IV. 解构基础设施堆栈

下面的表格框架是用来进一步了解去中心化的基础设施堆栈中的多种用例

去中心化的基础设施堆栈深入研究

基础设施堆栈在网络、计算、存储、安全、分析、治理和交易方面提供了类似乐高的支柱，这些都是可组合的，足以使应用程序能够跨多个用例构建，通常超出 Web 2.0 世界的可能性范围。

我们可以把基础设施的发展归为两大类:

(1)  Web 2.0 产品的替代方案：这包括 Web 2.0 领域的公司已经提供的基础设施/服务。例如，临时存储供应商 Filecoin 与亚马逊及谷歌等中心化云存储供应商直接竞争。去中心化供应商的成功取决于他们在成本/效率的基础上为用户提供卓越的可替代方案的能力，但这两者都难以大规模实现，尤其是在与拥有大量可支配资本的巨头竞争时。

(2) Web 3.0 原生产品：坚持去中心化的存储空间 Arweave 提供永久存储，这是现有的 Web 2.0 的产品所不具备的。虽然该服务产品的价格明显较高，但它对于那些非永久存储所不能满足的特定用例来说尤为重要，如法律合同、遗留文物、免审查出版等。随着世界向可追踪的链上可见性发展，这种服务产品的效用只会越来越大。

一些建立在去中心化基础设施上的应用程序将取代它们的前辈，但是Web 3.0 特性的优越性体现在去中心化、自我主权身份、开放、公共、可组合的后端，需要这些特性的Web 3.0应用程序类型会优于Web 2.0。

为了简化比较，以下是 Web 2.0 和 Web 3.0 世界中多个支柱的基础设施提供商的一些示例。

跨 Web 2.0 和 Web 3.0 的基础设施提供商

V. 隐私和安全基础设施的深入分析

在基础设施堆栈中，鉴于隐私和安全供应商在区块链的存在中对支持者（加密货币原生用户、Z世代）和反对者（监管者、保守派/传统）都很重要，他们看起来特别有趣。任何事物都具有两面性，因此对于加密货币运动的应用还是消除存在一定的争论。支持者主张用户数据的完全隐私以及需要保障他们的储蓄/财富的安全，（采用加密货币）就没有不必要的中间机构或中央机构；而反对者则认为新生技术的匿名性和脆弱性是促成非法活动的一个严重原因。

但主要的推论是去中心化应用程序可以满足这两个利益相关者的需求，其中底层堆栈可互换用于满足定制的用例。这是在遵守国家法律的情况下发生的，而国家法律也必须随着技术和社会发展的变化而变化。比如说。印度/美国政府可以使用区块链进行选举投票。该系统将是“防篡改”的，为投票记录提供可追溯性、匿名性和安全性，同时也保证了最终结果的完整性；虽然设想这样的场景可能比较困难，但澳大利亚政府已经制定了这样的计划，从小型地方选举开始⁴。

可以用以下表格框架来详细解释隐私提供的细节

针对 Dapp 和用户的隐私及安全解决方案

去中心化堆栈提供独特功能的一个有趣的例子是 NYM ，它使用混合网络在发送方和接收方之间创建难以追踪的通信。敏感信息（例如患者的健康记录或公司内部团队之间的秘密信息）可以使用该技术来确保所传达的信息仅可供所需方访问。另一方面， Aleo 使用零知识密码学来满足企业对隐私和可编程性的需求。零知识密码学允许第三方验证交易的真实性，而不透露关于交易的所有细节。简而言之，它允许用户以预先定义的方式在彼此之间转移价值，而不披露导致价值转移的输入。

当上述规定为开发Dapp（去中心化应用程序）建立了一个可定制的基础，其他创新也在用户端发生，以确保最大程度地控制身份披露以及个人数据和财富的安全性。

越来越多的 Dapp 通过Certik、Open Zeppelin 等受信任机构的审计或通过 Forta 使用威胁检测基础设施来获得用户信任。由于找出 Web 3.0 的不可撤销特性而产生漏洞非常重要，Immunefi 和 Hackerone 等漏洞发现平台获得了巨大的关注。

安全解决方案不仅仅局限于软件，随着个人开始过渡到以有意义的方式投资和使用区块链，为了确保用户交易的高度安全性，越来越多人开始使用如 Ledger 和 Trezor 提供的硬件钱包（也被成为冷钱包）。Civic 和 Self Key 的身份验证产品使个人能够参与许可市场，同时也使机构参与者能够通过保持完全由用户控制的真实身份记录来管理去中心化金融生态系统的风险。

大约 1850 万个价值约 1500 亿美元的比特币似乎丢失了，或者在钱包中无法找回，诸如 Torus 和 Silence Laboratories 等密钥管理解决方案正在提供独特的解决方案，以确保私钥永远不会暴露给恶意实体（浏览器恶意软件或网络钓鱼诈骗）。虽然 Torus 支持社交登录的多重签名，但 Silence Laboratories 一直在构建支持多模态证明的阈值签名方案，以实现真正的去中心化签名。

VI. 去中心化产品的挑战

最近，由其基础设施堆栈驱动的 Web 3.0 革命在资本流动和优质人才方面吸引了大量资源，一些大型区块链专用基金推动了该领域的进一步发展。然而，下文详述的挑战仍然是其解锁主流应用和接受度的关键。

维护⁵ – Dapp 可能更难维护，因为发布到区块链的代码和数据更难修改。一旦部署，开发人员很难对其 Dapp（或 Dapp 存储的底层数据）进行更新——即使在旧版本中发现了错误或安全风险。

性能开销⁵ – 存在巨大的性能开销，并且很难扩展。例如：为了达到以太坊所追求的安全性、完整性、透明度和可靠性水平，每个节点都运行和存储每笔交易。除此之外，工作量证明也需要时间。粗略计算的开销是目前标准计算的 1,000,000 倍。然而，已经出现了几种解决方案来解决这个问题，包括 optimistic 扩容 （op）和零知识扩容 (zk)， 以及可扩展 Layer 1 解决方案，如 Solana 。

用户体验——当前去中心化产品的用户体验非常糟糕。不仅外行人很难与去中心化应用程序交互；而且仅限电脑端使用、多重检查、不吸引人的视觉效果等特点，都使用户没兴趣尝试去中心化应用程序，更不用说去应用它们了。

网络拥塞和成本——目前大多数 Dapp 都建立在以太坊上，当一个应用程序使用太多计算资源时，以太坊就会出现拥堵，导致交易被验证的时间很长。此外，复杂的交易涉及高额费用，这使得常规交互上链的成本非常高。为了解决这个问题，像 Polygon 这样的解决方案如雨后春笋般涌现，它是以太坊上的 Layer 2 扩展解决方案，使开发人员能够构建应用程序，通过仅将最重要的数据放在以太坊网络上，以更低的成本实现更大的交易量。扩容技术通过将大量的交易处理整合到单笔交易中来提高可扩展性。

VII. 令人振奋的未来主题

受益于卓越的产品供应和对这些产品的采用，今天的区块链跟 1990 年代中期互联网所处的位置一样，有巨大的发展空间。随着我们深入 Web 3.0 之旅，以下是我个人感到特别兴奋的几个最具投资价值的主题：

机构参与：比特币在很大程度上是机构对 Web 3.0 感兴趣的原因。尽管这种趋势可能会持续下去，但扩大区块链运动的整体吸引力至关重要。机构应用区块链是一个渐进的过程，那些帮助机构理解和获得去中心化堆栈的好处的基础设施供应商将会获得成功。例如：Conduit 正在“使主流金融科技公司能够向其最终客户提供 DeFi 产品，而无需从头开始构建一切”。⁶

多链兼容性：区块链的未来将包括一个多链世界，不同的区块链服务于定制的用例，因此需要流畅的跨链转移。目前，跨链去中心化基础设施提供商的可用性远非最佳，这一痛点的解决方案可以创造巨大的成果。

改善用户体验：吸引下一波人进入 Web 3.0 需要流畅又直观的工具，来帮助非加密原生的用户使用去中心化的基础设施堆栈。简化用户体验并提供与 Web 2.0 平台的相结合的产品是底层技术长期成功的关键。比如，西联公司与 Coin.ph 的区块链平台合作，为其客户提供便利的跨境汇款。

去中心化的基础设施构成并将持续成为 Web 3.0 的基石。虽然它可能会面临一些阻碍大规模应用的变化，也可能不会完全取代中心化基础设施，但它正在推动新的对话并获得大量投资者的兴趣。各个组织开始意识到在他们的产品中加入某种形式的去中心化的重要性，并且正在为这个动态领域分配大量的资源和空间。虽然去中心化基础设施的长期前景是光明的，但由于政府的限制、来自 Web 2.0 的竞争、投资者的过度投机以及仅限于游戏、交易和娱乐的用例，它在中短期内会出现巨大波动。然而，这反过来又会刺激创新的机会，并为一个更便捷的科技化的未来提供动力！

部分参考文献：

1. Diffusion of Innovation Theory, Rogers 1971

2. 45 Blockchain Statistics & Facts That Will Make You Think: The Dawn of Hypercapitalism, I. Mitic 2022

3. [Tens of billions worth of Bitcoin have been locked by people who forgot their key.](https://www.nytimes.com/2021/01/13/business/tens-of-billions-worth-of-bitcoin-have-been-locked-by-people-who-forgot-their-key.html#:~:text=the main story-,Tens of billions worth of Bitcoin have been,people who forgot their key.&text=Of the existing 18.5 million,the cryptocurrency data firm Chainalysis.)

4. Charted: Blockchain use in governments, Charlene Chin

5. Stage of Evolution vs Internet: Where are cryptocurrencies at?, Ledger Blog 2021

6. The Next Wave of Crypto/Fintech Convergence, Mike Giampapa 2022

7. A simple guide to the Web3 stack, Coinbase Blog 2022