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从Web2.0到Web3.0：我们需要哪些技术改进

2019-08-01来源：原创作者：经济常识笔记栏目：新经济

1.Web1、Web2、Web3有什么不同?

Web1充当了20世纪90年代和21世纪初的互联网。那时，互联网是静态HTML页面的只读目录，用户与用户之间的互动是有限的。

Web2时代，也被称为读写网络，始于2004年左右，到2019年仍然是最相关的一代互联网。它由社交媒体网站、博客和在线社区组成，允许终端用户在任何时间、实时地相互协作。

与Web2相比，Web3更难定义，在很大程度上，这是因为Web3的时代还处于初级阶段。Web3领先的区块链网络Ethereum2015年才推出，在2019年，许多为终端用户提供实用Web3体验的技术仍在开发或改进中。

尽管如此，一些关键属性通常被认为属于互联网的新时代。例如，Web3的目标是在无中介的读写web中提供更以用户为中心的体验，技术允许个人在默认情况下控制数据隐私和数据所有权，Web3还引入了去中心化式互联网，在这种网络中，寻租第三方对用户交互和价值转移的控制较少。

本质上，Web3技术为P2P通信、支付、服务和市场提供了基础。区块链技术和加密货币在塑造当前Web3的发展和去中心化运动中发挥着重要作用。

2.Web3在2019年的采用状况

自2009年比特币推出世界上第一个区块链以来，区块链技术在几个关键领域得到了改进。截至2019年年中，Ethereum在区块链生态系统中创造了迄今为止最好的结果——最多的开发人员(25万到35万)、去中心化的应用程序(2200多个)和每月活跃用户(约14万)。尽管取得了这样的成功，Web3应用程序的采用仍然远远落后于Web2。对于Ethereum和其他区块链社区来说，Web3成为事实上的全球网络标准的目标仍然是一个难以实现的目标。

对于以太坊区块链生态系统来说，2019年最突出的技术挑战是什么?可以实施哪些解决方案来推动用户采用Web3？以下是需要考虑的三个主要领域。

3.提高可扩展性

3.1.挑战

缺乏可扩展性是以太坊区块链在2019年面临的最大限制之一。每当Ethereum区块链接收到更多的流量时，相关的成本(gas费)和完成交易的时间都会显著增加。最终，这阻碍了主流的采用。

截至2019年8月，以太坊主网每秒只能处理15到25笔交易(tps)。还有其他区块链可以处理更多的事务，但这通常是有代价的(即牺牲网络的去中心化性或安全性)。目前使用的大多数区块链仍然无法达到Web2/ fiat数据库技术提供的可扩展性水平。例如，Visa始终达到1700个tps，并声称能够处理高达56000个tps。对以太坊来说，近期目标是达到至少10万tps。

3.2.解决方案

尽管一些Ethereum可扩展性解决方案已经在主网上实现，但大多数解决方案要么处于研究阶段，要么正在各种测试网络上进行开发和测试。

第2层的可扩展性使得将事务移出链成为可能。总而言之，这带来了一系列好处(安全性、不变性、去中心化)，同时降低了成本。子链和状态通道是近年来在以太坊社区中开发和实施的两个最突出的第2层扩展解决方案。

等离子提供商之间的竞争是否会导致第2层的创新成为可扩展性解决方案

分片是另一种可扩展性解决方案，它是一种数据库分区，将较大的数据库分割为更小、更快、更容易管理的部分，称为数据切分。在Web2时代，分片可以非常简单，一个示例是基于每个用户的地理位置将与各种客户相关的信息放置在不同的服务器上。

然而，在区块链中实现分片是一个复杂得多的过程。传统的区块链要求所有节点都携带给定区块链的所有事务数据历史记录。虽然这使区块链变慢，但也使交易更加安全，并消除了重复消费的问题。另外，分片将允许节点仅使用区块链事务数据历史的一部分安全地处理事务，从而加快事务完成时间。

预计分片链在2020年的某些时候可用于以太坊主网，其中包括Serenity的第1阶段（以太坊2.0）。分片链不一定是一个即时的可扩展性解决方案。

在Ethereum之外，已经实现了分片。当Zilliqa在2019年1月推出其主网时，它成为第一个推出可运行分片区块链的项目。目前，Zilliqa区块链每秒能够处理2828个事务。

Ethereum 2.0在引入分片后的样子

这是Ethereum 2.0在引入分片后的样子

Beacon Chain预计将于2019年晚些时候推出，标志着Ethereum 主网将从工作证明(PoW)转向权益证明(PoS)，作为验证交易的手段。使用PoW，大约90%到95%的处理能力用于生成散列(随机数)。一旦生成了这些数字，它们就没有其他效用了。从计算的角度来看，这不仅造成PoW的浪费，而且还导致了其他问题，比如无法成功开采的加密货币矿商的交易验证成本更高，以及能源密集型硬件开采平台造成的严重环境污染。

几个主要的区块链项目(EOS、Tezos、Tron、Lisk等)已经实现了PoS，与PoW区块链相比，PoS区块链平均每秒的事务数更高。Ethereum切换到PoS可以立即为Ethereum区块链和在其上运行的Web3应用程序提供更大的可扩展性。Ethereum的PoS解决方案Casper CBC的研究自2014年起由Vlad Zamfir领导。PoS（第0阶段）以及分片（第1阶段）是Serenity路线图中不可或缺的特征。

4.解决数据隐私问题

4.1 挑战

Web2时代由于大规模的黑客攻击或依赖于出售敏感用户数据的商业模式而继续受到数据隐私问题的困扰，而Web3已经显示出了提高数据安全性的能力。尽管如此，新的挑战已经出现。

由于存储在公共区块链上的数据在区块探索者上是公开可见的，因此它很难像Web2时代经常发生的那样，被一个集中的实体商品化。然而，任何人只要知道另一个人的公共地址，就可以很容易地实时查看事务数据历史和总资产价值，这一现状导致了新的隐私问题。

是的，公共区块链能够支持私人交易，同时还能保持法规合规。但是，对于绝大多数选项，私有交易不是默认标准。例如，在以太坊区块链上，私人交易通常会带来比公共交易要高得多的gas费。

4.2 解决方案

AZTEC 协议是一个为金融机构提供一种进行私人以太坊交易手段的项目，AZTEC Protocol的零知识隐私协议已经在以太坊主网上。它使事务逻辑得到验证，同时通过结合同态加密和范围证明来保持值的加密。同态加密允许对加密的数字进行算术检查，就像它们没有加密一样。范围证明确保负数（在有限域中是大正数）不能破坏双花费检查。与AZTEC的标准交易成本为800000-900000gas。尽管这还在每笔ETH交易的平均gas费用(50万到10万美元)之内，但是随着将来对以太坊区块链的更新，私人交易将变得更加便宜。例如，如果执行EIP 1108，由AZTEC提供动力的私人交易的gas成本可能减少到30万或更低。

除了AZTEC之外，Ethereum上还有其他与之竞争的私有解决方案。一个例子是Zether，一个由斯坦福大学的一组研究人员开发的完全去中心化的、保密的支付机制。另一个是Ernst & Young开发的EY Ops Chain公共版。

AZTEC协议使用同态加密和范围证明来支持Ethereum上的私有事务