CKB，版本控制与区块链演进

from Jan

我是 Linus 的粉丝。他创造了一个随处可见的开源操作系统，与人合著了一本我非常喜欢的书，还建立了一个几乎每个开发者每天都在使用的分布式版本控制系统。

我在见到 Git 的那一刻就开始用上了 Git，并被它的速度和优雅所吸引。开发者用版本控制系统[1]来管理源代码，这样他们就可以随时掌握代码的更新情况，与朋友和同事共享修改，在出现新错误时回滚到之前没有 bug 的版本等等。Git 让生活变得更加有趣，我希望 CKB 也可以做到这一点。

我们在创建 CKB 和 Cell 模型的过程受到了 Git 的启发。Git 的出现是出于 Linus 对 Linux 内核开发方便的渴望，人们无论何时想要组织一些东西，从注释到博客文章，到图片，都可以使用它。它是一个具有极好历史跟踪功能支持的知识库。

Git 知识库被称为「存储库（repository）」，在内部维护着一个不可变的只可追加的对象数据库（想起来了吗？）。Git 中的基本存储单元是Blob（二进制大对象)，它是一个包含人们存储在存储库中数据的对象，就像 CKB 中的一个 Cell 一样。Git 会为每个文件的每个版本都创建一个 blob 对象。每当创建一个新文件时，都将创建一个新的 blob。每当修改现有文件时，都要创建一个具有新内容的 blob，而不需要修改旧的 blob（是不是听起来很熟悉？）。每个 blob 都会被哈希，并且该 blob 哈希会被用作引用 blob 的标识符。工作了几个小时之后，您创建了一些新文件并修改了一些现有文件，然后将所有更改提交到存储库中，将新的提交同步给同事们，便收工了。

一个提交是 Git 中的基本历史点，存储库历史由一系列提交组成，这些提交包括从存储库的起源到最近的更新。提交是某个特定时间的存储库版本，包括版本元数据，如作者、时间戳、上一个提交和对 blob tree 的引用。就像区块头通过写下矿机地址、时间戳、父块哈希和交易 merkle tree 的根来为区块链的每次更新保存元数据一样。您和您的同事们通过扩展 git 存储库的历史来获得报酬，就像矿工通过扩展区块的历史来获得区块奖励一样。

Git 存储库也可以有 Fork。人们在不同的分支上工作，但是哪个分支是「正确的」是由存储库维护者决定的，而不是通过共识。Git 是一个没有共识的分布式系统，依赖于特殊的点对点通信（如 ssh 或电子邮件）进行数据交换。

Git 和区块链之间有着相似之处，这也意味着我们应该更谨慎地将 Git 的想法融入到区块链中，而不应该将相互冲突的设计选择引入到区块链中，这样区块链或智能合约开发者就可以享受到 Git 的一些已被证明的优点。这就是 CKB 内在的真实样子：一个拥有真正的 p2p 网络、全球共识和增强 blob 的唯一大型 Git 库，由一群匿名者不断进行更新。

Git 和 CKB 的核心都是数据对象（blob/cell）和哈希引用。哈希引用是一个对象的固有名称，是你可以挥舞的魔杖，提取出数据的价值。如果你知道一个对象的名字，你就可以通过引用它，从而获得它的力量。在 CKB 上，智能合约的代码和用户数据是分离的，所以哈希引用可以让你直接命名一段代码或用户数据，让它们成为系统中的一级对象[2]。这种精细的颗粒度创造了一个灵活而强大的编程模式。下面是一些例子。

因为 cell 是可引用的存储单元，所以在 CKB 上重用代码/数据很容易。假设在 cell0xbeef#1（交易0xbeef的输出1）中存储了一些共享代码/数据，要重用它，首先需要加载 cell0xbeef#1作为交易依赖项（cell_deps），然后使用ckb_load_cell_data系统调用从它那里读取数据，如默认的锁定脚本所示。一旦将 cell0xbeef#1中的数据加载到 VM 内存中，那么就可以根据您的需要[3]，将其视为代码或数据使用。通过这种方式，CKB 就类似于一个代码和数据共享库，供运行在上面的智能合约使用。如果我们能通过组合现有的安全乐高积木来构建一个智能合约[4]，是不是很酷？而不需要从 GitHub 上的某个地方复制代码，并且一次又一次地部署相同的代码，这既浪费了时间，也浪费了链上的空间。一项对以太坊合约[5][6]的分析中表明，95%~99%的合约都是重复的。

在上面的代码/数据重用例子中，你不需要担心有人修改存储在依赖 cell 中的代码/数据，因为 cell 是不可变的，也就是说，没有人有办法修改它。但是如果依赖 cell 的所有者直接将其从 CKB 中删除呢？那会不会让我的智能合约无法使用呢？

在 Ethereum 上的确是这样的。如果你在这个领域待的时间足够长，你可能会知道 2017 年关于 2.8 亿美元的意外事故[7]。整个悲剧是由 Ethereum 上一个智能合约的意外删除引发的，这个合约被许多其他智能合约使用。这次删除导致所有依赖它的智能合约都功能失调，所有存储在这些智能合约中的资产都被冻结。

而在 CKB 上，这样的意外并不会造成什么影响，因为任何保存代码副本的人（例如那些运行全节点或复杂的轻客户端）都可以在链上再次部署相同的代码，代码哈希的引用仍然有效。我们只需使用新的依赖 cell 来构造交易即可。没有人会因此受到损失，一切都仍将正常运转。

实际上，我们甚至可以有意地利用这一点来实现代码的「先使用后部署」。假设您想使用一个新的自定义锁定脚本（智能合约）来保护你的 cell。与通常的先部署后使用流程不同，您可以在不进行部署的情况下使用它。只需要将新的锁定脚本（代码实现）的代码哈希放入 cell lock（代码使用）中，那么这些 cell 就会被新的 lock 保护，且立即生效。

实际锁定脚本代码的部署可以延迟到您想要解锁这些 cell 之时。如果想要解锁，首先需要在链上部署脚本代码，然后像往常一样发送另一个交易来解锁这些 cell。在 cell 被解锁之后，您可以删除部署的代码并索回被占用的 CKByte，以减少不必要的存储成本。先使用后部署的额外好处是更好的隐私性：在你解锁之前，没有人知道这个新锁的逻辑是什么。

在了解了 CKB 和 Git 之间的相似性及其优点之后，我们来探讨一个更有趣的问题：如果 CKB 是一个 git 库，我们可以用 CKB 来管理 CKB 的代码吗？

是的！这就是为什么一些 CKB 核心功能，如交易签名验证[8]和Nervos DAO[9]都是以智能合约形式实现的原因。以交易签名验证为例——这是几乎所有区块链的核心功能，并且是用原生语言硬编码的（比如比特币中用 C 语言编写，go-ethereum 中用 Go 语言编写）。

为了升级区块链，人们必须在大多数节点上分发和部署新的软件版本（软/硬分叉），这需要大量的协调工作。对于 CKB 来说，交易签名验证可以和其它智能合约一样，通过在链上部署新版本来进行升级。这让 CKB 具备了 Tezos[10]提出的长期可升级性。

我们还可以做到更好。在 CKB 上，每个用户都拥有自己的数据，所以一份合约更像是用户和 CKB 之间的两方协议，个人可以做出独立的选择。如果你通过代码哈希[11]来使用合约，这意味着「我同意了这个特定版本的合约」。你不必担心有一天开发者会升级合约代码，因为新合约的代码哈希是不一样的，你的 lock/type 仍然会引用旧的合约而不是新的合约。新版本部署后，会与系统中的旧版本共存。如果您通过其代码哈希使用系统合约，那么新版本对您不会造成影响，您可以自主决定是否升级。如果答案是 yes，那么你可以更新所有 cell 以使用新版本。如果是 no，则什么都不需要做，继续使用旧版本。

这对那些可能不经常在线的持有者来说是一个友好的保证，因为他们可以保证在创建时附加在他们 cell 上的合约不会被更改。人们的资产将始终按照他们锁定时指定的方式进行锁定。这是对 SoV 用户的终极保证，也是 CKB 资产不同于其它区块链上资产的原因。这和比特币通过「只遵循软分叉」的方式来为持有者提供保障是一样的。唯一的缺点是，当进行安全升级时，您需要承担「太晚」的风险。因此，为了方便起见，有些人可能还是喜欢一直使用最新的版本，因为他们相信开发团队，不需要操心去审核合约和手动升级，在这种情况下，他们会使用type id[12]来引用合约。大致来说，type id就类似于 Git 中的HEAD，一个可更新的引用总是指向当前的版本。通过提供这两种选项（通过代码哈希引用和 type id 引用）我们将选择合适升级策略的权利还给了用户。有选择总是好的。我们可以有不同的选择，没有人会被强迫升级。

从长远来看，CKB 将越来越抽象化、模块化，更多的核心功能将会在链上智能合约中被提取和实现。在其完整的形态下，我们应该可以无需通过软/硬分叉就能升级 CKB。这其中缺失的一环是，我们，即社区如何决定升级系统合约与否，或者说 CKB 的治理模式是什么？更准确地说，是我们如何决定升级一个系统合约的type id。

今天，CKB 使用的是和比特币一样的链下治理模式，我们仍然依赖于软/硬分叉。为了让使用其type id引用的人启用新版本的系统脚本，需要硬分叉来更新type id引用以指向最新版本，因为代码 cell 是被一个可解锁的 lock 锁定(https://explorer.nervos.org/address/ckb1qgqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqhzeqga，检查一下它的代码哈希)。不使用核心团队控制的多签签名锁是一个有意的选择，因为系统脚本的升级应该遵循社区制定的治理决策。

正如我们在定位白皮书中所说的那样，虽然目前有很多有趣的建议，但我们还没有看到一个切实可行的治理模式。一旦我们找到了合适的治理模式，我们就可以用「治理锁」来代替不可解锁的锁，让系统智能合约在征得社区同意的情况下进行升级，比如投票的结果。在此之前，我们会暂时坚持不完善的链下治理模式，但 CKB 治理和演进的脊梁已经存在。

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编译者/作者：Nervos

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