有一些冷知识可能你并不知道：在中本聪发表比特币论文的数年之前，已经有人在探索工作量证明 （PoW） 机制了，来自于康奈尔大学 Emin Gün Sirer 教授所开发的 Karma 虚拟货币系统， 可能就是第一个运用了工作量证明机制的网络，它早于中本聪的白皮书近 7 年。而且，也应该只有学术圈的人才会注意到，在加密货币领域，除了中本聪的比特币白皮书之外，可能 Emin Gün Sirer 教授的「 自私挖矿 」策略，是被引用次数最多的论文。

Emin Gün Sirer 教授不仅是一名学术和研究人员，还是一位典型的极客。作为康奈尔大学的教授，他不仅从事加密货币、区块链、分布式系统的相关研究，更积极参与这些领域的实践。

Emin Gün Sirer 教授

在加密货币和区块链还没有成为「显学」的时候，他已经对区块链技术的未来充满信心，他说，「其实我们之前并不知道这个行业会引起如此多的关注。但我们很清楚的知道，应该留在在这个行业中，因为这不是个昙花一现的东西。加密货币和区块链并不是一件小事，这是计算的未来。」

比特币诞生之前的「虚拟货币系统」什么样？

Emin Gün Sirer 教授最早曾在 2002 年就推出了名为「Karma」的 虚拟货币系统。在那个时候，网络流行 P2P 下载工具，其中最著名的是 BitTorrent ，中国网民称之为「BT 下载」。BitTorrent 中最重要的特性是每个节点不仅可以下载文件，还需要付出自己的带宽上传文件，这样才可以帮助网络中每个节点达到更快的下载速度。但是由于一些吸血节点只下载不上传，所以导致网络堵塞。Emin Gün Sirer 教授说，Karma 系统设计之初就是希望通过 PoW 的机制，将每个参与者的实际工作量进行代币化，以此搭建一个可持续发展的系统。

Karma，一种 P2P 系统中的虚拟货币

可惜的是，在那个年代，美国社会在意恐怖主义活动和恐怖主义融资，推广 Karma 系统会面临各种各样的监管障碍，所以该系统一直未商业化。到了 2008 年，全球遭遇金融危机，群众对于当时的金融环境和金融机构充满了不信任，成为了比特币诞生的好时机。

在发明「Karma」这个虚拟货币系统并涉足加密货币领域之前，Emin Gün Sirer 教授曾在贝尔实验室工作。贝尔实验室的名字来源于电话的发明者亚历山大·贝尔，是一家著名的通讯技术研究机构，最初由美国电话电报公司（AT&T）成立。Emin Gün Sirer 教授在贝尔实验室负责搭建大型操作系统 Plan 9，与后来去了 Google 并发明了 Go 语言的 Rob Pike 等人一起工作 。

Plan 9 的吉祥物

在比特币诞生之前，Emin Gün Sirer 教授已经发表过几十篇关于分布式系统、操作系统和网络领域的学术论文，而他的学术生涯中很多时间都集中于研究分布式系统的各个细节。在这些研究中，他向链闻举了两个例子：一个是名为 SPIN 的系统，主要研究了如何在运转中的系统中进行安全的动态扩展，另一个是名为 Nexus 的系统，研究了如何使操作系统更安全。

和其他传统的学术研究者不同的是，他不仅只写纯学术论文，上述这些系统和 Karma 都不仅仅是存在于论文或理论中，而是他和团队一起开发过的真实可以运作的系统，有些至今还在维护或迭代。

目睹加密货币业成长的全过程

在比特币诞生之后，Emin Gün Sirer 教授迅速成为加密货币行业重要的学术研究者和支持者，其贡献更加直接。他不仅发表了众多关于加密货币体系的重要学术论文，还联合创立了 IC3 组织 ，希望能通过聚集更多高校的研究人员以推进加密货币、分布式系统、智能合约等技术的基础设施搭建。

IC3 全称为「The Initiative For CryptoCurrency & Contracts」，成立于 2010 年，是一个由 美国国家科学基金会 （The National Science Foundation） 资助的大型跨组织项目，不少负责人来自于康奈尔大学，后来不断有其他大学的教授和学者加入，目前涵盖了约 7 所大学、15 至 20 名教授和 100 多名研究生。

The Initiative For CryptoCurrency & Contracts

IC3 并不会聚焦在比特币、以太坊或者某个特定的代币，他们的主要目标是研究和探索计算机科学的。Emin Gün Sirer 教授介绍说，「我认为 IC3 最重要的贡献就是将区块链这个领域定义为计算机科学的一个分支。事实上，我们甚至可以说这个领域已经超越了计算机科学的范畴，形成了自己独有的领域。」

每年 IC3 都会组织几次活动，将这些业界顶尖的学者和研究人员聚在一起，以协调和开展工作。而且还会组织相关的行业会议，由 美国计算机协会 （ACM） 赞助，这是一个顶尖的计算机科学研究组织。

「我试图避免在加密货币中普遍存在的「邪教主义」，我一直公开批评任何与科学和优秀的工程学相矛盾的事物。不要把批评看成一种「不看好」。我对加密货币的投资远超过大多数人，我希望整个行业都能成功，并相信这个领域一定会成功。」—— Emin Gün Sirer 教授

在学术研究方面，Emin Gün Sirer 教授的研究方向涵盖了加密货币的很多方面。最著名的当然就上文所述的「 自私挖矿 」，该论文证明了对比特币发起攻击并不需要 51% 的算力，而且诚实节点的全网算力至少需要 67% 才能保证系统的绝对安全。他在论文中指出，如果矿工采用自私挖矿策略，那就可以比应有的方式挖到更多的比特币，比如说如果一个矿池拥有 20% 的算力，他们也许可以获得 22% 的回报。

简称为「自私挖矿」的论文

之后，Emin Gün Sirer 教授和团队把兴趣转向了如何安全保存加密货币的方案，提出了名为「 Covenants 」的系统，这种机制可以保障在资金被盗的情况下还可以取回。

他还研究过二层网络，并提出了名为「 Teechain 」的解决方案，类似于闪电网络，但是速度更快、体验更佳。「 Bitcoin-NG 」也是由他创立的项目，这是一个更快的比特币协议，而且已经在几个其他区块链中使用了，比如公链项目 Waves 和 Aethernity 等。

当然，分布式系统的共识机制一直都是 Emin Gün Sirer 教授的专业研究领域，直到近期，他才将自己一项研究的细节公开——全新的共识协议「 Avalanche 」。

为未来设计的第三代共识协议： Avalanche

这个全新的共识协议「 Avalanche 」最大的特点，是与目前区块链中广泛使用的中本聪工作量证明共识协议或者是经典的拜占庭容错类共识协议均不相同，由 Emin Gün Sirer 教授和他带领的团队发明。他们于 2018 年 5 月祭出了关于 「Avalanche」协议的论文，并在 2019 年上半年以「 Team Rocket 」的名义发布了更新版，论文题目为：《Scalable and Probabilistic Leaderless BFT Consensus through Metastability》 （通过亚稳态实现可扩展和概率性的无领导 BFT 共识） 。

「Team Rocket」由 Emin Gün Sirer 教授带领，链闻通过获得的各方信息猜测，成员有他的学生 Maofan Yin 、 Kevin Sekniqi 、 Robbert van Renesse 。链闻此前曾 采访和报道过该论文的作者、 Emin Gün Sirer 教授的学生 Maofan Yin。Maofan Yin 也是 Hotstuff 共识算法论文的第一作者，而 Facebook 推出的 Libra 项目所采用的 LibraBFT 共识算法则是基于 Hotstuff。

Emin Gün Sirer 教授称 Avalanche 为「第三代共识协议」，因为该协议相比上两代来说，不仅更去中心化，性能也非常惊人。

想了解 Avalanche 协议，不妨先从前两代共识协议开始。

如果梳理一下分布式系统在 45 年间的发展历程的话，可以简单的将这些共识算法分为两大类： 中本聪的工作量证明共识协议 （简称为中本聪共识） 或者是 经典的拜占庭容错类共识协议 （简称为 BFT 共识） 。BFT 共识每个节点都需要与其他所有节点进行通讯，而且是基于投票的，之后分布式系统才能做出决定。整个系统的沟通花费是随着节点数量呈平方级别上升的，在节点数量较少的前提之下速度很快，但是当扩张到成百上千甚至是上万的节点时，整个系统的沟通效率和速度就会急剧下降，所以 BFT 共识非常脆弱，虽然还是发展了很久。

中本聪正是看到了 BFT 共识的问题，认为这其实不是一个合适的共识协议，无法大规模应用，所以发明了工作量证明，让系统能通过最长链机制做出选择。但是中本聪共识会消耗太多的电力资源，对环境不太友好，网络中大部分的成本都付给了电力公司或者矿机制造商。

Avalanche 协议的学术论文

而 Avalanche 协议则可以让每个人都参与到共识决策，并且以一种更民主的形式进行。像比特币网络中，参与共识决策的就只有矿工，普通的用户是无法贡献算力保护网络的。但是在 Avalanche 协议中，允许几千到几百万的直接参与者加入，每个参与者都需要参与到整个共识的决策中，而且没有小组委员会选举，也没有任何的特权小组，每个人都是这个巨大的民主团体中的一员。

现在，已经有部分项目直接抄袭 Avalanche 协议。其中被以太坊创始人 Vitalik Buterin 揭露的是 IOTA 项目的 Coordicide 协议 。Vitalik Buterin 曾表示：「Coordicide 的核心协议看起来像是 Avalanche 协议的克隆。」

在看过 Coordicide 白皮书之后，Emin Gün Sirer 教授很直截了当的说，这就是一个完全抄袭 Avalanche 的协议，不过这也意味着是有人认可这个技术的，「他们不是唯一在抄袭我们白皮书和使用 Avalanche 协议的团队。其实我很欢迎这样的努力，很高兴看到他们知道哪些是更好的技术。他们也在尝试追赶潮流。但他们缺乏创造力和远见。」

AVA 平台能够做什么？

基于 Avalanche 协议之上的，就是 AVA 平台 （公众号：AVALabs） 。对于 AVA 的定位，Emin Gün Sirer 教授向链闻透露称：「我们设计 AVA 的初衷就不想与其他的加密货币竞争。我们并不关心比特币、以太坊、瑞波或者是恒星等项目。我们并不想和周围的那些好朋友竞争。我们正在考虑的是创建一个平台用来发行目前尚未流通在区块链上的新型资产，所以我们的目标是华尔街，特别是那些尚未被充分交易的金融资产。这些就是我们想要促进数字化的东西。」

加密货币行业的总市值历史最高也没到过 1 万亿美元，一个苹果公司的市值都已经远超过加密货币整个行业了，更不用说传统的企业债务市场至少有几万亿美元的市值。这些资产将会是 AVA 平台最重要的目标之一。

这类资产的一大特点是需要符合现有的合规框架，而且各地区对不同类资产的监管措施可能存在很多差异，所以区块链平台的系统设计应该为这些情况做好相应的准备。而现有的平台很少有考虑到这方面的需求。在 AVA 平台中，用户可以决定哪些节点可以储存与自己相关的数据，而且可以决定哪些节点可以参与和具体的规则是什么，这些规则就可以植入相应的白名单、黑名单、公民身份等条件，Emin Gün Sirer 教授表示，「我们有这种搭建这种法律或合规基础设施的技术能力。」如果能在合规的前提下让这些投资交易品数字化，提供合适的基础设施，那用户规模和市场规模将不可想象。

按照 Emin Gün Sirer 教授的说法， AVA 不仅可以为终端用户提供去中心化的金融平台，更能为商业机构提供一个合规且高性能的去中心化金融平台。