黏菌网络、随机图中心性与Solana主网的拓扑图 ——另一视角看待Solana的中心化与去中心化

近日，Vitalik和MakerDao创始人Rune，对MakerDAO终局计划中的新链方案，发生一次争论

Rune向MakerDAO社区提议采用Solana/Cosmos方案部署新链 Vitalik对此不以为然，用在二级市场抛售500枚 $MKR的行动，向加密市场和社区表达自己的态度

加密行业和社区里的很多人对Rune的这一提议，也感到困惑和不解，尽管后续他进行了一些额外解释

尤其是采用Solana作为新链备选方案的想法，招来了更多和更大的反对声音 大家不理解目的是实现MakerDAO协议完全去中心化的终局计划，为什么要选择这个有着中心化标签（Solana背负的十字烙印）的公链作为新链方案

本文将努力避免陷入加密世界意识形态和政治正确讨论的话语体系，而选择从黏菌网络、随机图中心性与Solana主网的拓扑图等角度去理解去中心化和中心化、去理解Rune的提议

1.黏菌网络：资源冗余下的去中心化 Vs 资源稀缺下的中心化

加密世界的很多人，包括之前的我在内，对去中心化有一种痴迷和臆想：去中心化是正义的，是合乎自然的；中心化是罪恶的，是违反自然的

那我们就先从观察自然开始，去理解中心化和去中心化 而最适合我们观察的对象之一，就是既有中心化结构又有去中心化结构两种形态的黏菌

黏菌（slime molds）是一类微生物，通常被归类为真菌类生物。然而，与传统的真菌不同，黏菌在某些阶段具有细胞单一的原生质体结构（去中心化），而不是多细胞的真菌体（中心化）。

黏菌的生活循环包括两个主要阶段：营养阶段和生殖阶段

--营养阶段：在这个阶段，黏菌以单细胞的形式存在，并通过吸收有机物质（如细菌、藻类、真菌等）来获得营养。它们在寻找食物的过程中表现出一种独特的移动行为，通常以胞浆流动或伸缩性的运动方式前进

--生殖阶段：当黏菌的环境条件恶化或资源枯竭时，它们会进入生殖阶段。在这个阶段，许多单细胞的黏菌会聚集在一起，形成一个多核的大型细胞体，通常称为“子实体”或“堆积体”。这个堆积体最终会分裂成多个孢子，这些孢子会传播到新的环境中，开始新的生命周期

简单来说，在资源冗余的情况下，黏菌网络中的每一个单细胞都是单独的个体，以去中心化的形式协作生存；而在资源稀缺的情况下，黏菌网络中的单细胞会特化为特定的功能细胞，以中心化的形式协作生存

去中心化与去中心化两种都是自然结构，它们只是黏菌网络对外在资源分布情况的一种自适应，只不过中心化系统以整体效率为优先目标，而去中心化系统则以个体公平为优先目标

而加密世界中的区块链主网各种各样的去中心化与中心化架构，在我看来，也是一种对外在资源分布的一种自适应，只不过黏菌网络需要的是水和糖分，而区块链主网需要的是资金、用户和开发者

在整个加密世界资金、用户和开发者等资源并不是均匀分布的，而是呈现典型的幂律分布，比特币生态和以太坊生态几乎垄断了80%以上的资源 对于比特币和以太坊网络而言，冗余的去中心化带来的安全和去信任的网络特性以及公平叙事，比效率、可扩展性和高TPS重要许多，所以它们的去中心化程度高于其他L1 公链们

而作为后来者其他L1 公链们，为适应资金、用户和开发者资源稀缺的外部环境，主动选择在网络结构设计上追求效率、可扩展性和高TPS，如Solana等 其实这个去中心化与中心化的自适应过程，不仅发生在比特币和以太坊网络与其他L1 公链们之间，也发生在比特币和以太坊网络的内部

在比特币和以太坊的主网上线之初，区块空间、区块奖励资源极度冗余，主网的去中心化程度很高，出块在节点之间分布较为均匀

但随着时间的流逝，越来越来的节点和算力，加入比特币和以太网主网的区块空间和区块奖励竞争，于是矿池开始出现，比特币和以太网的中心化程度愈来愈高

比特币主网甚至出现单个矿池拥有算力超过31%的情况

而以太坊社区，现在正在为Lido单一实体控制staking权益超过30%而争吵

小结一下，通过观察黏菌网络，我们可以发现这样一个基本事实：去中心化与中心化都是网络/系统对外部资源约束一种自适应，它们都是自然的

2.随机图的中心性：节点连接其他节点的概率决定去中心化程度

随机图中心性（Random Graph Centrality）是一种用于分析网络中节点的重要性的度量方式，通常用于研究随机图模型中节点的行为

它与传统的网络中心性度量方法（如度中心性、介数中心性和紧密中心性）不同，因为它更多地关注了节点在随机图模型中的位置和影响力

在随机图模型中，网络的拓扑结构通常是随机生成的，节点和边的连接是随机的。这种模型可以用来研究一些实际网络中的性质，例如社交网络、生物网络或互联网拓扑结构

现在我们使用随机图模型来简单分析一下加密世界去中心化与中心化

加密行业中大家心目中理想的去中心化网络，是均匀分布的随机网络，没有中心节点，每个节点都与相同数量的其他节点相连接，它的度中心性为1

但这种均匀分布的随机网络，在随机图模型中生成概率非常非常小，以下是随机图模型的Python代码： https://mirror.xyz/0x99B10bed6b630a1d60109b28dd2373696A79917C/HkVZvMlGDTY5WG1SV6HHsk0N2CN-2n7Crnm2w6JyPx8…………

在将随机图实例的数量设置为10000，节点数量设置为50，边生成概率为0.2的情况下，我跑了5次代码，50个节点的平均度中心性为~0.2，无限逼近于设定的边生成概率

也就是说，在某种意义上，边生成概率设定极大影响着网络的去中心化/中心化程度 在Solana的系统概念中，边生成概率恰好对应着Fanout（扇出）这个概念 Solana在新近部署的主网1.14版本中，为了增强主网的稳定和可扩展性，调整了Fanout（扇出）的机制

小结一下：

----度中心化为1的理想去中心化网络，在自然随机情况下出现的概率极低

----在自然随机情况下，网络的去中心化程度是由边生成概率决定的，边生成概率越趋近于1，随机生成网络的平均去中心化程度越高

3.Solana主网的拓扑图：分层与扇出

Solana的自我描述为：Solana是一条使用全新开发语言Rust的公链，具有高度的可拓展性和性能，其设计目标是实现高TPS（每秒交易处理量）、使用Rust编程语言、低gas费用以及出色的可扩展性来弥补甚至取代以太坊的缺点和地位

提炼一下为两个重点：

--高可扩展性。如黏菌网络，这是Solana对资金、用户、开发者稀缺环境的一种自适应，是一种追求效率的生存策略

--以太坊挑战者。一种常见的市场营销技巧；

Solana的高TPS（每秒交易处理量）、使用Rust编程语言、低gas费用特性，都是为了提升系统的效率，以同其它L1s竞争加密生态中比特币和以太坊剩下的稀缺资源

当然，Solana以上的特性产生自它的网络结构

Solana的共识机制使用Tower BFT，结合了PoH（证明时间的历史）时钟以及Gulf Stream的概念

Solana的传播引擎是Turbine，它由Erasure Batch Construction & Transmission（纠删码批处理的构建与传输）和Turbine Path（Turbine路径）两部分组成 其中的Turbine Path（Turbine路径），可视为Solana主网的拓扑图，1.14版本的拓扑架构见附图

Solana主网的拓扑图的典型特征是分层与扇出

在Tx传播网络中，Solana主网会将节点分成若干层，由Leader节点作为初识发送节点，其余节点会按照扇出设定的参数i向下一层的i个节点发送Tx

因此按照上推随机图模型的分析，Solana主网的去中心化程度是动态变化的，网络节点的平均度中心性无限接近于现在的扇出参数设定3

4.总结

--去中心化和中心化是系统/网络对外部环境资源约束的一种自适应。脱离外在环境约束，谈论去中心化与中心化没有意义

--由于现在区块奖励和区块空间的高度稀缺，比特币与以太坊的主网内部生态，也呈现出一种中心化的结构

--随机图模型告诉我们，主网节点与其他节点连接概率越趋近1，去中心化程度越高

--Solana主网的去中心化/中心化程度是动态变化的，是可以调整的，但Solana所处的资源稀缺小环境不支持它去追求去中心化

--Rune选择Solana作为新链的备选方案，一是Solana原生支持节点Staking而以太坊L2尚不支持，二是Solana网络的去中心化/中心化程度可调整，MakerDAO完全可以设置一个高去中心化程度参数，以满足新链去中心化治理的需求