提前交卷的第三代公链：Algorand的非典型去中心化之路

今年对区块链行业来说注定是关键的一年。我们不仅需要迎接 Facebook 等巨头的进军，另一方面，以太坊之后的第三代公链，包括 Algorand、Polkadot、Nervos、Conflux 等等，也陆续到了主网上线的时候。公链作为这个行业最重要的基础设施，17年这波大钱几乎全部砸进了这个赛道里。现在，到了检验成果的时候了。

Algorand 是目前第一个交卷的项目。他们即将在本月 19 号——也就是明天——正式上线主网。随同主网一起上线的，还有一个长达 5 年的代币拍卖计划：通过一种荷兰式拍卖的方式，Algorand 将把 POS 系统的原生代币 Alog 有计划地分发出去。这一拍卖将在合规平台 Coinlist 上进行，用户需要通过 KYC 才能参与。

不同于 POW 通过挖矿散币，纯 POS 系统的安全性很大程度上取决于代币的初始发行状况。如果 token 的初始发行足够分散，持币用户足够去中心化，那么系统就会更安全。为此，Algorand 的创始人、图灵奖得主 Micali 教授相信，荷兰式拍卖是一种比ICO、IEO更合适的 token 发行方式。同时，这种发行方式背后，也是 Micali 试图用 Alogrand 来实现金融民主化的第一次尝试。

这显然也是一次大胆又富有创造性的尝试：长达 5 年的持续性拍卖，每月 2 期，月目标为 5000 万 Algos，90% 保底可退机制。其中，90% 保底可退机制无疑是一个设计亮点，参与拍卖的用户在拍卖一年后有一次退款机会，根据当初拍卖价格的不同，最高可退回 90% 的原始金额。这个特别的拍卖方式让 token 的发行过程充满了博弈，退款机制让投资安全性得到保证的同时，也可能会产生大量潜在的二级市场套利空间：比如在拍卖结束后，在 token 价格下降的时候买入，然后一年后选择按拍卖原价退款。

荷兰式拍卖机制本身就不同寻常。一般拍卖价格都是从低往高了拍，而荷兰式恰好相反，价格将从高到低进行。在价格下降的过程中，你可以参与竞拍购币，当价格下降到当前拍卖池总金额刚好够把当天所有的代币买下时，拍卖结束。

举个例子：假设某天共出售100个 ALGO 代币。10美元起拍，小李在5美元的时候，出价50美金，买10个。之后价格继续下降，小王在2美元的时候出价40美金，买20个。之后价格继续下降，当价格降到1美元，小明又出价了10美金买10个。这时拍卖池里已经有了100美金，而拍卖价格降到了1美金，刚好是100个 ALGO 的价格。当天拍卖结束，小李获得了50个 ALGO，小王获得了40个 ALGO，而小明获得了10个 ALGO。尽管小李是在5美金的时候出的价，但他最终的成交价实际为1美金。

POS 类项目已经上线的本身就不多，Cosmos 算一个，但 Cosmos 的代币发行模式非常简单，只是沿用了最初的私募发行。鉴于代币发行对 POS 项目非常重要，同时业内不少人提出了包括 Lockdrop 等最新的发行机制，在这样的背景下，Algorand 作为一个纯 POS 的明星项目，此次富有创造性的使用了长达 5 年的荷兰式拍卖 90% 的退还保本机制来散币，不难想象，如果这种方式取得了不错的反响，它将对不少后来上线的 POS 项目产生重要的影响。至少 POS 的明星项目都会考虑沿袭这一发行方式。

除了代币发行机制的不同，Algorand 在许多方面都自成一派。你能很明显地感觉到它跟其他公链项目的差异。尽管每个项目的出发点以及他们所讲的故事都有很大的不同，但第三代公链面对的核心母题都是一样的，即：在保证去中心化和安全性的基础上，尽可能的扩展区块链的性能。ETH 2.0 从 POW 转 POS 其实也是这样。

相较而言，Algorand 在面对这个命题的时候采用了一种不太一样的设计：它尽可能抛弃了中本聪为比特币引入的富有创造力的激励机制，更多的回归到了 Micali 自己所熟悉的密码学体系内，试图用 VRF 自选举的机制来挣脱不可能三角的束缚。

去年十月份橙皮书曾经就这一设计思路采访过 Micali，这次主网上线在即，我们有机会再次跟 Micali 教授与 Algorand 首席科学家陈婧博士一起坐下来，聊聊关于Alogrand 上线前我们所关心的一些问题。

Algorand 究竟想要完成什么样的使命？第一版上线的主网会有智能合约吗？悬而未决的激励问题又将如何解决？为什么采用荷兰式拍卖来做代币的初始发行？作为一名普通的韭菜，我应该参与 Algo 的拍卖吗？

看完下面的访谈，这些大家所关心的问题，有的或许能获得一些答案，但有些问题还是需要你自行判断（比如是否应该参与拍卖）。

1

The Democratization of Finance 金融的民主化

橙皮书：第三代公链每个项目的思路显然都非常不同，各自在解决不同的问题，并且各自认为自己正在解决的问题是最重要的。对于 Algorand 来说，你的愿景是什么？你觉得什么样的问题对当前公链而言是最重要的？针对这个问题，Algorand 给出了什么样的解决方案？你觉得 Algorand 能帮助人们完成什么样的、之前无法做到的事情？

Micali：我最想要的其实是 Democratized Finance，用 Algorand 去实现金融的民主化。拿我们这次的荷兰式拍卖来说，这是 Algorand 上的第一个应用，这也是我最想要的一个应用。如果在传统的拍卖方式下，你需要所有参与者都聚集在同一个房间里，但我们把拍卖过程放到了链上，同时这个链又是真正可扩展的，那么全世界的人就都可以参与进来。

对我个人来说，这就是我做 Algorand 最初的动力和热情所在。当然了，也有很多人说想在 Algorand 上做游戏做 DAPP，这些都可以，但我个人最想要的就是最开始的拍卖应用，它代表了金融的民主化。

我们现在这个世界的金融系统，对普通人来说并不是那么友好的，它不是平等的，不是每个人都可以自由接入的。哪怕是很多很老的金融产品和服务，它们也不是民主化的。我们想要那些更复杂、更精细的金融应用对普通人来说也是平等、可自由接入的服务，因为只有这样，你才能去 elevate everybody（帮助提升人们），让每个人一起分享金融的可能性。

Algorand 在技术上的优点是去除了很多挖矿的成本，因为 Algorand 不会分叉，是真正可扩展的，同时又是去中心化的，所以我们可以负担得起平等的对待每个人，让每个人都能公平的参与到系统中。

橙皮书：这个拍卖是在链上进行的？那这次拍卖为什么还要和 Coinlist 合作，还需要 KYC？

Micali：是的。这其实是因为你没办法一开始就达到去中心化，去中心化需要一个过程。我们去想 Algorand 这个系统最初始的状态——一开始是没有人有 Algo 代币的，你想要找人买代币，肯定是用法币去买。但我们没办法把法币放到区块链上，所以一开始你需要一个像 Coinlist 这样的角色，它接受你的法币，然后给你登记授权，让你能够参与竞拍。最终所有人的竞拍都会上链，你可以在链上实时看到还剩下多少代币可以拍到。当每个人都有 Algo 代币的时候，我们就不需要 Coinlist 这样的角色了，比如你想做一个房产的荷兰式拍卖，直接在链上用 Algo 代币拍就可以了。

橙皮书：为什么选择在链上进行荷兰式拍卖这样的方式？为什么不是 ICO 或者 IEO，或者类似 Lockdrop 这样的方式？

Micali：荷兰式拍卖把定价权完全交给了市场。不是像ICO这样，定一个固定的价格。一个币究竟多少钱是合理的？没人知道。Algo 的价格不是由我来决定的，我也没有兴趣给它定价，Algo 是由市场里所有人决定的。

这也是我们想要把金融民主化的一个例子。因为你想平等的对待系统里的每个参与者。每个用户进入到一个新的生态里，他会关心自己有没有被平等对待，而且是从一开始就受到平等对待。我们也希望系统从第一天开始就是去中心化的。

第一天是什么时候呢？就是你第一次买代币的时候。在荷兰式拍卖竞拍结束后，每个人都是付相同的价格来购买 token，相对是比较公平的。不是所有的拍卖方式都符合这样的要求，荷兰式拍卖恰好是这样，所以我们就选择了这种拍卖方式。

Coinlist 的另一个作用是为我们提供一个 refund 的政策。这个政策是说，假设一年后你不想要 Algo，你可以找我们退还 90% 的钱（成交价格大于 1 美元的情况下）。当你想退货的时候，总得有人知道你是谁，对吧？所以需要 Coinlist 来做 KYC。by the way，如果你买一辆车的话，一年后你想退回90%，你觉得可能吗？

在区块链系统里，你不仅想要公平的对待用户，同时你也想要让用户感觉到这种对待是公平的。把荷兰式拍卖放到链上可以做到这一点。如果不放到链上，当然你也可以打电话跟你用户说，现在实时竞拍的价格是怎么样的，可能这样也是公平的，但他们怎么感知到这一点呢？我认为没有办法。

橙皮书：我很好奇一点，我所看到的很多项目，包括比特币和以太坊，它们其实都是由草根发起的，中本聪我们不知道他／她是谁，但比特币周围的大部分人都是普通人，以太坊也是如此，Vitalik 只是一个非常聪明的小孩。如果区块链是一场自下而上的革命，你们（在我看来）是站在顶端的精英，为什么你们会想要来做这件事？

Micali：我不认为自己站在金字塔顶端，当然，我们是受过比较好的教育，你可以说我们是精英，但我觉得这正是我们的责任去 elevate everybody。责任往往是伴随你的能力而来的。

真正关键的问题是，我们之前一直缺少这样的技术去帮助所有人。如果按以往的机制，你想要为人们做一件事，只能先去和一小部分人沟通，再让这小部分人去和剩下的其他人沟通，那么这小部分人肯定会比其他人更有优势，他们将拥有更大的权利。这样对所有人就不是平等的。

如果你去看互联网，它就是一件非常民主化的工具。今天信息在互联网上以非常便宜的速度流动，那是信息民主化的结果。信息能够自由流动，但是价值和货币还没办法自由流动，因为交易的成本、交易的摩擦还很高。对富人来说，交换价值的时候可以接受付出一部分这样的成本，来免去一些交易的摩擦，但是对穷人来说，这是不可能的。当我要交换的价值很少的时候，交易的成本大于价值，那么价值传输过去可能在半路上就消耗殆尽了，我也就无法交换价值了。

我们需要的是一个更有效率的价值流通和交换方式，这不止是支付的问题，也是像我刚才所说的涉及到更精密更复杂的金融服务的问题。这些更精密的金融服务现在大部分是通过中介商来完成的，当你的价格很低的时候，这些中介商根本没有意愿来为你服务，他们会叫你走开，因为他们只会把时间留给那些高净值的客户。

所以，对一个真正可以扩展的区块链来说，它能把交易的成本降低，这些事就成为可能。

比特币每产生一个区块，你手上的币其实都是在通胀的。我们很少人能够真正理解通胀，因为我们所受的教育本来就没有意图让我们理解通胀这件事。通胀的原因，是比特币账本后面每次要新加上一个区块，就有人需要为矿工支付一次成本，这是交易的成本。

Algorand 降低这个成本的方式，首先是降低参与的成本：不需要争破头去解决数学谜题、不需要参与矿机军备竞赛，所以你可以用更低的成本去参与 Algorand 系统的 Money Trust。

但是 Money Trust 只是一方面，你还想要民主化其他更复杂的金融产品和金融工具——比如说借贷，借贷是一个非常基本的经济组件。想象一下，你想开个饭店，一开始又没有足够的钱，那就需要去借钱来启动这项生意。当借贷的成本很高时，意味着借贷的利息很高，如果我们能通过区块链降低借贷的成本，那么也许就能鼓励更多人以自己能负担得起的利率来借贷，启动自己的饭店生意。这就是我想做的事。

橙皮书：所以你觉得 DeFi 在以太坊上面临的问题是，链本身太贵了？

Micali：对，一方面是太贵了，同时速度又太慢了，这两件事合起来时显然会更糟。它的成本和交易摩擦摆在那，无法让更多人平等地享受到复杂精细的金融服务。

橙皮书：我还是想回到刚才的那个问题：如果区块链是自下而上的运动，Vitalik 这样的人显然看起来是更亲民的，更贴近社区的。你是否会担心，作为精英阶层，你们怎样去跟一个去中心化的社区形成联系？精英在这方面还有优势吗？

Micali：我认为重要的不是一个系统是否由普通人发起，而是这个系统能否真正为普通人服务（work for common people）。

几个月之前我遇到了一个叫 Greg 的以太坊核心开发者，他说他对以太坊非常忠实，你们的技术很有意思，但我是不会离开以太坊的。于是我反问他，Greg，你觉得你应该忠诚于以太坊，还是应该忠诚于去中心化？后来 Greg 加入了 Algorand，因为他们一直在说 Casper is coming，Casper is coming，但是 Casper nerver coming。Greg 想加入 Algorand，因为他关心协议最终能否为普通人提供服务。

我觉得最好的一点是，我们是在做一个不需要许可的开源协议。每个人都可以自由选择，最终真正 work 的协议就会跑出来。

2

关于大学节点

橙皮书：为什么选择和大学合作，让他们是作为 Algorand 的首批节点？

Micali：Algorand 很多事需要让社区来投票，但初始时我们还没有这样一个社区，怎么办？所以我们觉得，初始阶段和大学一起合作是好主意，让大学帮我们做很多投票的决定，比如经济模型的决定，协议技术升级的决定等等，这个链是不会走偏的。因为大学是：1、非营利组织，2、有很多经济学专家，3、有很多技术专家，4、大学是国际化的，MIT 接受任何国家的学生。

这四个优点，决定了他们是很好的节点人选。全世界各地的大学，包括北京大学和清华大学，现在很多都是我们的节点。以后 Algorand 社区的成员越来越多，节点的数量也会越来越多。

橙皮书：大学是作为 Algorand 网络里的 Relay 节点？它们需要负责什么样的工作？

陈婧：Algorand 节点有两种，Relay Node（中继节点）和 Non-Relay Node（非中继节点）。Relay 节点执行重复数据删除，签名检查和其他验证步骤，最终向其他节点重新传播有效消息。Relay 节点一般不参与出块，在当前阶段也没有激励，非 Relay 的节点就是参与网络选举的节点，任何人都可以下载客户端来跑。

橙皮书：没有激励的话，大学为什么愿意来做 Algorand 的节点？

陈婧：大学的诉求其实是希望有比较好的 research 方面的合作。这是我们双方合作比较重要的利益共识。因为我们在做很多区块链方面的 研究，大学也很感兴趣。除此之外，我们也会给大学捐一些 Algo 的 token，但是因为政策监管等一系列原因，这些 token 都是要好几年之后才能给到的，所以更多还是 research 的合作。

3

关于智能合约

橙皮书：Algorand 这次上线是没有智能合约功能的，对吧？没有智能合约怎么让开发者来做金融这方面的应用呢？

陈婧：主要是用 layer2 的方式来做，layer1 上每一个交易都会有一个 data domain，这部分的数据放进去是不会被系统 parse 掉的，你可以把数据写进交易里 mutisig（多重签名）的方式来开发应用。

橙皮书：把数据放到 layer1 的交易里，那应用的业务逻辑要放到哪？

陈婧：业务逻辑放到自己的 APP 上。

橙皮书：相当于是中心化和去中心化混合在一起的开发方式？

陈婧：对。这其实是我们在设计上的一个考虑。我们认为，智能合约完全用 layer1 来做的话，它的开销会增长得很快。最开始我们只想把最关键的东西做到 layer1，比如原子性。

很多 layer1 的智能合约之所以设计得很复杂就是为了保证原子性，两个人执行一个操作，操作要么发生要么不发生，不存在其他可能，这样来保证双方权益不会受损。所以我们把 layer1 的原子性做好，其他的很多东西都可以通过 layer2 的方式来解决，比如两个人之间谁应该付给谁多少钱、怎样去做签名，这些东西用 layer2 完全都可以做的。

橙皮书：那如果 layer2 出了纠纷怎么办？怎么解决这个纠纷？

陈婧：这个就是 layer2 的 APP 自己去解决的问题。比如说 layer2 可以有 Exchagne，可以有几个人组成的 escrow，只不过这些 escrow 最需要的东西是原子性，所以我们把这部分做到 layer1 上。

我们的思路是这样：一开始 layer1 先做最关键的特性，后面 layer1 会逐渐长出更多的新特性，相当于从 layer2 上慢慢同步到 layer1。很多东西放 layer2，后面挪到 layer1 上，然后 layer1 有了更多的特性，layer2 就能释放更多的能力，做更多的事，这样逐步去迭代。

这种方式的好处是，这样我们能比较好的去理解 layer1 应该怎样去建立。比如 layer2 上可能会慢慢出现很多高价值的、非常流行的、重要的应用，这些应用的共性是什么，我们把它抽象出来，反哺到 layer1 的设计上。

橙皮书：相当于是慢慢根据应用的需求，再去考虑怎样改进 layer1 的设计？

陈婧：没错。

4

关于激励机制

橙皮书：Algorand 一开始出来的时候就对激励问题有一个很不一样的看法，觉得应该尽量少用。现在主网上线，激励机制是怎么设计的？比如对于节点的激励是什么？

陈婧：目前对节点是没有激励的。第一步的激励就是 reward token holder 而已。我们一直在强调，第一步的考虑是把 token 分散出去，所以第一步的激励设计是针对早期的 token holder。

不管一个用户是把自己标记成在线还是下线的状态，他在系统里受到的激励都是一样的，按照持有 token 的比例来发放。也就是说，不管出不出块，甚至不管是否参与了出块选举，得到的奖励都一样。

因为早期持币者的数量相对是比较少的，早期的 reward rate 会比较高，后面随着持币者增多，这个 rate 就会逐渐降低。目前的激励主要就是针对早期的参与者。

下一步我们增加激励机制的时候，就会把涉及到节点的激励增加进去。Algorand 有两种节点，Relay 节点的主要成本是网络通信成本。

如果去看任何一个区块链系统的成本，它的 cost 会产生在哪些方面？

无非就是计算、存储和网络通信。具体来说每个系统都不太一样。比如像比特币，成本主要集中在计算上，所以比特币最主要的激励也给到了计算上。Algorand 因为计算量的要求特别低，所以计算不会给特别的激励。

存储方面，以太坊是有涉及到的，它的所有状态都存到 layer1，状态爆炸的问题也很严重。以太坊在存储上的激励设计是比较怪的，它在你释放空间的时候会给你奖励，这样一来大家会在上面做套利，比如当 eth 价格比较低的时候去买一个比较大的空间，但是也不用，等到 eth 价格升高的时候再把空间退回去拿奖励。这样的结果就是空间被浪费，同时对系统负荷比较高。

存储方面的开销，Algorand 可以通过技术来解决，我今天在现场也稍微提了一下我们的 VAULT 系统，这个系统主要就是用来帮助新用户加入 Algorand 系统时减少存储开销。

另外 Algorand 也会通过使用“聚合签名”等方法来压缩节点签名所需的存储量，所以存储暂时不会是大问题。而且，未来网络里是会有 Archive Node（归档节点）来负责存储所有信息，你对历史数据的查询也可以通过这些 Archive 节点完成。而有些节点则会变成一个纯粹的参与方，不涉及信息存储。

VAULT 的另一个作用是让 Algorand 系统不需要信任这些 Archive 节点，因为这些节点给你存储信息的时候会给出一个证明，你只要看证明就可以了。无论这个节点是善意的还是恶意的，它都没有办法去误导别的节点接受分叉，唯一可以作恶的方式就是不干活，不回应其他节点发给它的请求，只要保证在 Algorand 系统存在足够多的善意节点愿意干活就足够了。

所以存储对我们也不是问题，我们也觉得没有很大的必要去设计专门的激励机制。

总结来说，计算和存储这两方面都可以通过技术方式解决，网络通信就成了 Algorand 唯一的瓶颈。所以在下一步会加入的激励机制就是针对 Relay 节点在网络通信开销方面的 reward。再后面，可能还会对比如 Block Proposer、Voting 这些行为去做激励。

5

关于成本与安全性

橙皮书：之前很多区块链系统可能在潜意识里给了我们一个感觉，即：系统的成本越高，安全性似乎也就越高。比如比特币耗掉那么多的电，那么要攻破它的成本就越高，网络的安全性也就越高。Algorand 刚才聊下来，计算、存储和网络通信这三方面相对都没有太多的成本，但它的安全性又是很高的？这似乎给人一种很反直觉的感受？

陈婧：Algorand 是采用了很不一样的设计方式。比特币是有一种很强的成本和安全性的 trade off，它要保证 10 分钟生成一个块，安全性足够高。Algorand 既然不需要用 trade off 的方式来保证系统的安全性，成本和安全性没有必然影响，那么低成本在我看来不应该就是一件好事吗？

橙皮书：这肯定是好事。或者说，一个系统的安全性，像一个城堡，城墙越高，城堡越安全，城墙像是城堡的某一种消耗，如果这个消耗很低，是不是很容易被攻克？

陈婧：我觉得你是在谈论一个熵的问题。系统的熵越大，你就越不容易被预测。所谓的注入随机性，就是为系统注入更大的熵，来保证系统的不可预测性，以此来保证安全性。我们用 VRF 自选举的方式，某种程度上是为系统增加熵，用信息的复杂度来保证系统的安全性。

橙皮书：那么 POW 是从外界引用能量的方式来增大系统的熵吗？

陈婧：POW 其实没有增大系统的熵，它是用消耗能量的方式保证安全性。就像你说的，消耗某一种资源来修建城墙，城墙越高，城堡越安全。你也可以不消耗资源，而是改用随机的方式，有点像用打游击战的方式，让你自己变得很难被预测，这样来保证系统的安全。所以注入随机性和POW，这是两种不同的方式。

橙皮书：那如果在 Alogrand 的协议已经确定的情况下，这个系统有什么样的变量会影响它的安全性？比如说，它的安全性是不是只取决于系统参与的人数、好人或者坏人所占的比重？如果我要攻破这个系统，我需要怎么做？

陈婧：唯一的方法是控制足够多的 token。当然，如果你能攻破密码伪造签名的话，这个系统肯定会被攻破。或者你如果有很多很多的 hash，Algorand 系统的设计是允许攻击者有 10 的 40 次方的 hash 数量，在这样的情况下去设计系统的参数，让它达到安全性的要求。10 的 40 次方是什么概念呢，大概相当于你需要上亿年的时间才能做完这么多次的哈希计算。

橙皮书：所以币的分散对 POS 系统非常关键。

陈婧：对，基本假设就是大部分的 token 掌握在诚实节点手上。

橙皮书：这个诚实节点的要求，要比比特币 50% 的要求来得更高？

陈婧：理论值是三分之二诚实节点，在实际的系统设计中，比如主网中，我们可能会要求 80% 是诚实节点，因为这样你对选举委员会的规模和数量要求就可以降低，这样整个系统的效率、速度就会更优。会有一个权衡。

（完）