译文｜RCast 35：给货币加上类型
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《RCast 35 一个非典型性货币》译文原文网址：https://blog.rchain.coop/blog...
译者：莫给机狂Atticbee=============================
译者摘要：RCast是RChain合作社的一个播客，每周一次。一般是Greg和其他技术人员的访谈，主题一般是对RChain的技术的解释和深入探讨。从RCast可以学习到很多区块链的前沿的内容，可扩展性、安全性等等。从这个系列也可以看出Greg对区块链技术研究的深入程度。
根据译者的总结，这次讲座的几个重要结论：
· 货币可以有类型吗？结论是可以。无类型的货币类似void*指针，有类型的货币是类型转换后的指针，或者是加了使用限制的货币。这种“带了类型”的货币，或者说加了使用限制的货币，未来可以有很多有趣的玩法，带来很多可能；
· 并发系统用图灵机模型来分析、验证是很不合适的，不可避免会陷入状态空间的指数爆炸，Rho演算则可以；
· 基于图灵机的合约之间没法度量相似性，但Rho演算可以，所以可以建立起基于合约行为的搜索系统；
· 以太坊的合约，或者所有基于图灵机模型的合约，你都没法判断、约束合约的行为，Rho演算可以。
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以下是正文：
Greg: 今天我想谈谈一个非常奇怪的想法，它会让许多人感到奇怪，希望我可以激发这个思路，然后进入更高技术深度的探讨。我们的想法是从编程概念的角度来思考货币（资本，货币）。从计算角度来看，货币是无类型的 ，而这个属性恰恰是它采用的最大理由。如果你回到资本的起源，这个无类型的特性就是为什么它首先被采用的原因：你可以将钱转换成任何东西，任何东西都可以转化为金钱。就这样子。
大家在市场上用贝壳进行交易，然后送货物上门—— 几捆干草、若干桶鱼、几桶啤酒等等，这样子做要比送这些货物运到市场再进行交换更高效。如果没卖掉，你还得将一大堆的东西拉回来，其中一些会坏掉。通过符号形式进行价值交换，将这个交换映射回商品和服务的交付，效率会高的多。
这种高效率已扩展到基于电子和互联网的市场，深刻的影响着我们的生活。但因为任何听这个播客的人都是在货币产生之后诞生的，所以他们很难想象货币产生之前的非常不便的交易场景。
如果我们从计算或计算的角度来看这个问题，事情会变得更加清晰。这种将任何货物转化为金钱再将金钱转化成货物的能力，对应的其实就是对某种东西设定价格。有一句古老的格言：每样货物、每个人都有自己的价格。这个格言其实就是指我们可以为某个东西设定价格。正因为我们可以为某种东西设定价格，我们可以奇迹般地将水变成葡萄酒：我们有水的价格，同时也有有葡萄酒的价格。这是这个属性的本质。
如果我们是C或C ++程序员，那么这个特性在类型级别是void *。如果我有一个指向任何类型的数据类型的指针，我总是可以将它转换为void *，然后我得到一个指针，它指向一样东西，但是没有任何类型信息。在像C和C ++这样的语言中，这就是所谓的向上类型转换。我丢掉了类型信息，这意味着我要走向类型层次结构的顶端，这意味着我的信息越来越少。相反，当我在类型层次结构中向下走时，我获得了信息。
如果我对一个void *指针进行类型转换然后进行一些操作，例如：序列化数据并将其通过一个信道传输到另一个地方然后反序列化。现在我想弄清楚指针指向的是什么类型的东西。向下类型转换就是声称这个void *指针指向一个特定的东西，比如一个指向整数的指针，或者指向一个结构的指针。
这种向下转换是不安全的：由于我们丢失了所有类型信息，我们不知道指针指向的是否真的是我们判断的那种东西，除非进行一些额外的检查。在像Javascript这样的语言中，这相当于说我得到的是一个对象。这样做我们就到了类型结构树的最顶端。在Java中，就是说，我有一个对象，但我忘记了所有类型信息。一旦我丢失了，或者忘记了这些信息，想要恢复过来，那这些信息就必须在这个信道之外额外提供。这就是个问题，事情可能会因为这样出岔子。额外提供信息就是说，我需要另外一个辅助信道来传输信息类型。
信息量很大吧，这听起来有道理吗？
Isaac: 是的，当然。我真的很喜欢这个钱/货币与类型转换/类型信息的类比。从本质上讲，这对应于你可以使用什么货币去换取任何东西。这是一个非常棒的思路。
Greg: 很高兴引起了你的共鸣。这是这些最大优点和最大弱点的取舍之一。货币的最大优点在于它允许我们转换为任何可以设置价格的东西，但是牺牲的是没有客观的估值体系。没有一个我们一致认可的标准，使我们能够对事物的估值进行客观评估。
我们经常可以看到这种情况的发生。由于这种货币的特性，董事会可以通过一种方式评估CEO，而股东则以不同的方式评价CEO。没有客观的评价准则，所以只能让法庭来决定。法庭的裁决也是基于某种社会评判准则，但这种准则也不具备客观性。
如果您按照这个类比进入编程世界，我们就会知道问题所在：缺乏类型安全性。无论你何时缺乏类型安全性，你都会遇到这种“这个对象不是你认为的那样”的错误。你以为是水，但实际上是葡萄酒。
Isaac: 我觉得这个没多大问题啊。
Greg: 哈，如果你是开发者，那就不爽了。这是C++或Javascript程序中许多运行期错误的根源，因为在这些语言中你没有类型安全。即使在强类型语言Haskell中，也有一些方式可以绕过类型安全性，这样结果就会变得悲惨。这种用牺牲类型安全来换取便捷性是很不明智的。
所以问题是：我们可以为货币添加类型安全吗？我们可以创造一个带类型的货币的概念吗？在区块链世界中，它是一个尚待探索的领域。我们正在研究各种不同的金融工具，因为区块链带来了很多可能性。现在我们可以对用软件实现一个货币，人们开始意识到货币不是上帝赐予的东西，而是人类的一项发明。我们可以探索它在未来的可以用来扮演什么角色。
我们是否有另外的方式来配置、组织货币体系，以便它可以更好地完成现有的任务，或者可以发掘出它新的使用方式？这是区块链能做的最奇妙的事情之一。2015年，我与Vlad_（译者注：以太坊Casper协议之父，RChain董事会成员）_以及另一个区块链研究者坐在一起进行视频访谈。他们在讨论如何设计金融工具来达到某些效果。令我震惊的是，通过区块链，即使是小孩也可以用设计游戏同样的方式来设计金融工具。把人类活动游戏化是小孩的第二天性，就像对我们大多数人来说，能够管理银行账户也是第二天性（好吧，至少对我们中的一些人来说是） 。
这种貌似高阶的能力——能够设计货币和金融工具，以便让一些活动游戏化，只是人们第二天性而已。他们一生都在这样做。今天的从来没有在互联网发明之前生活过的孩子们，不用教就能学会用手机使用谷歌、谷歌地图或其他数百种服务，这就是一种第二天性，与生俱来的。这是一个非常好的机会，可以设计一些现在的货币所缺失的东西，特别是，一个“有类型”的货币会是什么样子？“无类型”的货币和 “有类型”货币之间的最大区别在于是否能够约束或限制货币可以交换的对象。
Isaac: 这完全有道理。
Greg: 有些市场就是这样有交换对象的限制的。比如外汇交易是成对的：“我可以用美元换成日元，或者用欧元换成里拉”。这些兑换对里面，交易对象天然就是受限的。所以“加上限制的货币”不是一个凭空想象的东西。
我们知道即使在当今的金融市场中，某些金融工具也是带有限制的：你只能把钱转化为特定的东西。现在我们希望把这个概念通用化，用在日常生活中。这不是一个凭空想象的东西。
我们可以鱼与熊掌兼得吗？是否存在某种极简的模型，我们可以从本质出发构建出一个货币，同时这个货币只有一种东西可以兑换？
我们来设想一个交易场景，当我们处于交易中时，只有一样东西可以用于交换。我们去市场，如果没有这个东西（无论是贝壳还是比特币），我们就无法进行交易。
有趣的是，这正契合Rho演算的观点。Rho演算中，如果我们要做一个交易，这是一个Comm事件_（译者注：Rho演算的基本演算规则）_，那么只有一样东西可以交换，那就是代码。Pi演算也是如此：只有一样东西可以交换，这就是名字。但Pi演算做不到的是将名字和进程关联起来。
但事实上，你可以建立这种名字和进程的关联的。Davide Sangiorgi提出一个“高阶Pi演算”的演算法，使得你也可以把过程进行传输。然后他证明这个高阶Pi演算可以完整的转化为普通的Pi演算。的确，你可以通过这种方式建立名字与行为的关联，但在Rho演算中，这种关联是直接的，不用通过这种方式间接转换。
正是这种直接的关联让我们可以约束交易的对象。我在1999年从Pi演算的角度来看了货币的这个特点。到2002年，我看到了Rho微积分，就把这些概念串起来了。在1999年，我看着这个，我想，“噢，天哪，如果我在公开场合谈论这个思路，经济学家们会喷我“你对经济学、交易行为这些一无所知”。计算机科学家也会喷我：“你到底想做什么？”
然后我想最好还是保持沉默，即使我认为这是一个非常重要的想法。它使我们对货币产生了很多疑问。从某种意义上说，Rho演算是为了这个想法而产生的，这就是我提供这些历史背景的原因。
下一个重要的节点是LADL和名字空间逻辑。大约在2002 - 2003年，Caires和Cardelli开始关注空间逻辑。他们认为空间逻辑使人们能够了解程序的结构。例如可以有公式用来来检查一个进程是否由两个并行进程组成。
有一个著名的定理，它是关于互模拟与Hennessy-Milne逻辑之间关系的最重要的定理之一：空间行为逻辑是Hennessy-Milner逻辑的精细化。对于那些不了解背景的人来说，Henness-Milner逻辑是一种模态逻辑：除了“True”与“False”，否定、推断、以及不动点运算之外，您还可以研究一段程序的演化（运行）。
（译者注：互模拟（bisimulation）是个理论计算机机科学中的概念，指两个状态转换系统之间的二元关系，表明这两个系统行为类似。参见：en.wikipedia.org/wiki/B ）
在Pi演算或Rho演算的情况下，一段程序的演化仅通过comm事件发生。你可以推断某个特定输入/输出组合是否可能，或者是否一定会发生。一个comm事件要么通过输出，要么通过输入，只能通过其中一条路径离开当前状态。无论这个进程是什么，它都必须做通过这个IO事件才能演化（运行）。
这就是Hennessy Milner逻辑。这个逻辑有一个特性：两个进程P和Q互模拟（即进程代数中的“等价”），当且仅当对于任意公式T，进程P满足T和进程Q符合T同时发生。_（译者注，原文公式用P来代表，和进程P重合带来了歧义，这里换成别的符号）_
这是一个漂亮的定理，Hennessy-Milner逻辑清晰地表达了互模拟。
Isaac: 嗯，公式将非互相似的过程区别开了。
Greg: 完全正确！现在你可以做各种疯狂，怪异，有趣的事情。一个例子: 假设我们对所有的Hennessy-Milner公式们进行了定义良好的排序。接下来你可以用它来构建出两个进程之间的距离：顺序遍历这个有序的公式列表，直到到达第一个两个进程不满足的公式为止。那个距离，这个无限列表中，这两个进程满足的前部子序列长度，度量了它们相隔多远。你可以用这些信息做各种有趣，疯狂的事情。这可能是另一个RCast的主题。
(__译者注：星云链吹嘘的合约的搜索，其实基于图灵机模型的合约是做不到，因为你没法把虚拟机代码当作字符串一样来搜索。字符串之间有定义良好的距离函数，可以所以可以进行搜索和匹配，但是这一点代码做不到。但是RChain中这个能力是能做到的。上面说的这个距离度量了两个合约的相似性)
空间逻辑增加了结构信息。对于Pi演算或Rho演算的这种交错执行的语义，互模拟并不区分并发执行和交错执行。这意味着每个并行运行的代码组合都可以转换成一个巨大的总和项，对应所有可能的IO交错执行的序列。（译者注：比如a,b,c,d 4个进程，交错执行下会有很多可能的序列，比如a->b->c->d，a->c->b->d, d->a->c->b等等，但是都可以用a|b|c|d来表达）使用Hennessy-Milner逻辑，您无法通判断进程内部是这样一个的总和项，还是并发执行的“|”项。
关于这个并发执行的“|”的重要之处正是这种表现力——你用一个“|”符号替换了所有可能交错执行序列的总和，不然就会指数爆炸。所以P|Q代表了所有P和Q交错执行的可能途径的合集。过程演算的表现力的很大一部分，就是克服了这种指数爆炸，这就是为什么它们比状态机计算模型要优越。_（译者注：状态机就是现有的绝大多数区块链项目的图灵机计算模型，每条虚拟机指令表达了虚拟机状态的转换规则）_
我从这来之不易的经历中意识到：如果你试图在并发系统中用状态机来建模，那么这种交错执行会导致指数爆炸，最终让模拟器瘫痪。然而，如果有了并发的“|”符号后，你却可以在代数层面操作。只要你保持在代数层面操作，你就不必展开所有可能的交错执行序列。你可以以轻而易举的做到这一点。结果就是，用这个思路，您可以在计算方面做的更多的牛逼的东西。在很多方面，Rholang的力量的本源正是处于这个。很多牛逼的东西隐藏在我们正在做的项目中，我们还没有时间来谈论。_（译者注：并发状态下合约的形式化验证，基于图灵机的都很难做，正因为这个状态指数爆炸问题。但是RChain没这个问题。）_
我会在很快把这个发现回到“带类型的”货币这个主题上。但在此之前，我必须提供一些背景信息。空间逻辑类似X透视仪：他们可以看到你的进程里有一个“|”符号，这会使得上述的互模拟特征定理失效。但是如果你添加一个和“|”符号的等价关系对应的观察结果集， 那么所有IO事件实际上都是所有可能的观察结果集，它本质上是一个可交换的幺半群或者类似的概念。这样可以继续使得这个定理成立。
能够看到你做了一个结合律操作，交换律的操作，所有这些都能重现你需要的观察结果，以便重新建立起公式和互模拟之间的对应关系。这种对应关系保持下来了。这非常重要，因为到目前为止，所有过程等价性都是通过互模拟来实现的。_（译者注：这两段太理论，可以不管。本质上是说即使加了并发的“|”符号，互模拟特征定理照样成立）_
Isaac: 你有关于你提到的结果的链接吗？
Greg: 是的。我们可以把它放在链接中。这意味着如果你研究互模拟，那就是你需要学习的全部内容。对于像我这样拥有一个小脑袋的人来说，知道我可以抛开并发计算等价性的一堆概念，只需关注这一点，而其他的都是这一点的特例，这是一个巨大的进步。我可以让我的大脑清楚些。
因为现在我们有了对一个过程结构进行X射线透视的能力。在这里，我隐含的地引用了Curry-Howard。每当我说公式（Formulae）时，我也会说类型。如果我设计出一个对象为行为的公式系统，那么在Caires的体系_（译者注：这里指高阶Pi演算）_里，对于传输的名字的结构并没有太多阐述，因为它们是互不相关的。在Pi演算中，名字与过程的行为之间没有关系。但Rho演算完全不同。
Isaac：（Rho演算中名字和过程）有非常紧密的关联
Greg: 没错。现在让我们谈谈我们可以做的一些有趣的事情。一旦我有了一个对行为的类型系统，我就已经有了一个对名字的类型系统。现在让我们假设我不允许解引用发生_（译者注：解引用即deference，在Rho演算中就是把名字转换为进程或者程序的操作）_。我可以用构造性，或者否定性两种办法作为限制解引用 的方式。我们可以使用类型系统来限制解引用（即将名称重新转换为进程）发生，因为解引用是唯一可以创建新名字的方法。
这在Rho演算中是显而易见的。本质上，解引用在功能上和与反引号在Lisp中相同，或者和带前缀的逗号在基于Lisp的宏系统中执行相同。拼接到一个括号内的表达式，是一些可以被计算的表达式。这是允许你构造新名称的唯一机制。
这意味着，如果我想拥有一个固定总量的名字的供应，换句话说，固定的货币供应量， 通过设置这个限制：不允许解引用，那么就相当于你永远不能传递给我一个“铸币”的行为，我不允许将“铸币”实例化。
前面我们在几个理论中绕了这么多，但就我们面前的系统——Rho演算而言，只是如此一个简单的想法，我们已经能够实现控制货币的供应。
我们也可以要求货币总量应该不断减少，或者要求货币总量应该存在平衡。如果我们开始将货币的类型作为名字空间，比如说我们有来自红色名字空间的名字和来自蓝色名字空间的名字，我们还可以要求，如果你从红色命名空间发起交易，那么你就必须要在蓝色的名字空间结束交易。
你可以根据货币的使用场景创建各种平衡的Perrin风格的行为_（译者注：这里不知道Perrin指的是哪一个，可能是研究区块链/数字货币法律和合约的专家Courtney Rogers Perrin ）_，这可以让你在类型级别来创建类似外汇交易的金融工具。最终的结果是，在一个社区里你完成了货币的分配：你从一个特定的货币分配开始，如果如果您铸造新的货币，最终会得到另一个不同的指定的货币分配。
这就像配平化学方程式一样。你永远不会创建任何元素。你总是只是改变元素的打包方式。在盐的例子中，你不是在制造钠元素或者氯气元素，它们只是在一起被包装成氯化钠，然后你就得到了盐。
所有这类涉及到货币的打包和分配的行为，都可以用命名空间清晰的表达。这绝对值得深入研究。现在RChain已经接近主网，我现在提出这一点的一部分动机是接触青少年社区并跟他们说：“嘿，这里有一大堆没人想到过的玩具。” 如果考虑将货币作为我们的社会协调技术之一，那RChain将为大家提供一个从所未见的将行为来游戏化的工具集。
我正在阅读Yuval Noah Harari的一系列书籍。他一次又一次地指出，智人与其他物种的区别在于我们的超级能力来自于他们之间的协调。我觉得我们必须强化这种协调能力来应对气候变化。令人惊讶的幸运是，就在我们需要升级这个协调能力的时候，这个牛逼的协调工具箱子恰好被我们打开了。这真是很奇怪。
Isaac: 有点宿命论的味道
Greg: 通常情况下，你总是可以在需要时找到所需的东西。需求是发明之母。你的头脑会变得专注：“天啊，我现在真的需要这个东西。”我觉得这（RChain）就是一个功能非常丰富的协调工具箱。
另一点是艺术是漫长的，生命是短暂的。我已经能够实现这一想法。我敢肯定，如果继续研究这个东西，我会不断提出越来越多的有趣的金融工具和用例。
Vlad和那个区块链研究员正在做的事情让我受到了很大启发，他们已经非常深入的了解了如何使用金融工具将人类行为游戏化。我很想和一个区块链经济机制感兴趣的人谈谈，如果他们拥有这个工具箱，他们会用来做什么？他们能做做出什么？你如果是这个兴趣者，有什么想法呢？
Isaac: 当然可以。你所说的本质上是一种限制你的钱的使用方式的能力。这是一个通用的概念，你可以用它来做任何事情。我非常有兴趣想看看有人会用这个点子来完成什么。
Greg: 是的。回到我们在开始提到的一点：这意味着您可以分析财务行为、交易行为的结构来进行估值。这种估值的概念是算法的形式得出的，而不再是由主观的社会共识来主导。
这不是一个魔术，这里没有一个反重力机器，不是从帽子里拉出一只兔子。直接基于估值体系的社会共识异常复杂，而基于交易行为本身的设计之上的社会共识要简单的多，这种复杂性会慢慢转移。如果每个人都遵守了游戏规则（交易行为的规则），那么估值就变得客观了。
Isaac: 这让我想起了区块链，因为这基本上就是你正在做的事情。我们不再寄希望于相信人们会按照他们说的去做。现在我们把所有的都转换成可以执行和验证的代码，并确保它将以我们期望的方式运行。
Greg: 完全正确。我可能不应该在公开场合说这个，但我会去参加这些以太坊会议，人们会说，“现在我们可以看一下代码，看看它到底会做什么。” 但我会犹豫，因为这个说法不对。确定一段代码是否会调用某个特定的子程序，这本身是个很难的停机问题。除非你有别的东西来确保这不会发生。
可以通过代码审核来说明我说的这个观点。Dao经过代码审核，但内部却有各种各样的漏洞。所有仅仅查看代码是不够的。
另一方面，人们长期以来一直认为，“好吧，任何验证到这个地步就做不下去了。” 不，不是这样的。有两个不同的表现力：语言本身的表现力，可验证的属性_（译者注：“属性”这里指形式化验证的属性，比如一段代码无论怎样执行，都不会让余额变成负数，这就是一个“属性”）_也有表现力，然后中间有个最佳点，在那个时候你同时可以在语言上获得有趣的表达力，也在程序的可以验证的属性集合上获得有趣的表达力。这时就足够涵盖大量的交易行为了。
如果人们真的想在数学上看到这一点，在Caires的“Pi演算的逻辑中的空间行为属性”中，他为Pi演算找出了一类模型检查会终止的公式_（译者注：模型检查会终止，表示不会受到停机问题的困扰，会在确定时间内判断某个属性是否成立，即形式验证能够在确定时间内给出答案）_。这是一个非常重要的经典公式。但你可以进一步改变它。你可以增加公式的能力，只要你同时相应地限制你的进程的能力，这实际上就是把你的脚本语言限制在一些更容易处理的级别上，来换得更有趣的可以验证的公式。_（译者注：可以对脚本语言施加限制来换取更多的可以形式验证的 属性集）_
这个思路会使得以太坊会议上的这些人所宣称的直觉（你可以查看代码弄懂它的行为）变得真正可行。他们只想通过人眼检查来做到这一点，这是永远不可能的。但是他们追求的目标，却是绝对可能的，通过类型信息可以做到这一点。如果我们使用这些概念来设计金融工具和数字货币，这是一个可行的方式，或者至少到目前为止，这似乎是最有效和最在数学层面可以掌控的方法。
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