發(fā)展公鏈的急迫性不言而喻,區(qū)塊鏈的擴(kuò)容、高吞吐量、跨鏈已成為區(qū)塊鏈急需解決的底層技術(shù)問(wèn)題

很少有人意識(shí)到,如果沒(méi)有強(qiáng)大的底層技術(shù)支撐,區(qū)塊鏈整個(gè)行業(yè)距離應(yīng)用層的真正蓬勃發(fā)展仍將有很遙遠(yuǎn)的距離。

作為區(qū)塊鏈發(fā)展的前提基礎(chǔ)——公鏈,一直是區(qū)塊鏈行業(yè)未來(lái)發(fā)展的核心保障。底層公鏈不僅構(gòu)建了區(qū)塊鏈項(xiàng)目“底層公鏈 → 解決方案 →去中心化應(yīng)用 → 行業(yè)應(yīng)用”的發(fā)展邏輯,更支撐起了區(qū)塊鏈項(xiàng)目業(yè)務(wù)應(yīng)用和運(yùn)營(yíng)效率的上層拓展。

發(fā)展公鏈的急迫性不言而喻,區(qū)塊鏈的擴(kuò)容、高吞吐量、跨鏈已成為區(qū)塊鏈急需解決的底層技術(shù)問(wèn)題。在眼花繚亂的區(qū)塊鏈的賽道上,要尋找出真正有潛力和腳踏實(shí)地的優(yōu)秀項(xiàng)目,一個(gè)關(guān)鍵判斷標(biāo)準(zhǔn),就是看誰(shuí)能率先解決這些基礎(chǔ)技術(shù)的問(wèn)題。

作為一款實(shí)現(xiàn)每秒數(shù)萬(wàn)次交易(TPS)的高吞吐量區(qū)塊鏈項(xiàng)目,QuarkChain是一個(gè)安全的、去中心化的、高吞吐能力的、可擴(kuò)展的區(qū)塊鏈底層技術(shù)方案,它為下一代公有鏈提供了高可擴(kuò)展性和高吞吐量的技術(shù)服務(wù)保障。

QuarkChain的愿景是將當(dāng)前的TPS提高數(shù)千倍至數(shù)萬(wàn)倍,同時(shí)保持安全和去中心化,推動(dòng)區(qū)塊鏈在多個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景全面開(kāi)花。QuarkChain正在建設(shè)的網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有擁堵,因此每個(gè)人都能負(fù)擔(dān)得起使用這個(gè)網(wǎng)絡(luò)低廉的費(fèi)用,因此它天然適用于每個(gè)需要更高TPS的行業(yè)。最終,QuarkChain的目標(biāo)是建立一個(gè)無(wú)縫平臺(tái),以支持分布式社交媒體、高頻交易、物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、游戲和金融支付。

但要真正理解QuarkChain 的價(jià)值和意義,我們還必須深入?yún)^(qū)塊鏈發(fā)展的歷史脈絡(luò)和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)中去尋找答案。

公鏈的共識(shí)機(jī)制之爭(zhēng)——誰(shuí)的底層架構(gòu)將支撐這個(gè)世界的運(yùn)轉(zhuǎn)

以2009年中本聰?shù)谋忍貛耪撐臑閰^(qū)塊鏈的開(kāi)端,如今快十年。而作為“創(chuàng)世幣”的比特幣,也早已承擔(dān)起了加密幣體系錨定幣的角色。但從嚴(yán)格意義上來(lái)講,很難把比特幣歸結(jié)到底層公鏈的范疇。

比特幣的“去中心化思維”從底層代碼來(lái)講其實(shí)是非常簡(jiǎn)單的,它僅由256條指令組成,這些腳本有著極大的公平和穩(wěn)定性,不過(guò)也正因如此,比特幣沒(méi)有實(shí)現(xiàn)圖靈完備,只能支持簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)的傳輸,而且還存在速度慢、手續(xù)費(fèi)高的一些問(wèn)題。

相對(duì)于比特幣,以太坊最大的改進(jìn)就是支持“圖靈完備”,它成為了一個(gè)可編程的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

以太坊搭建了一套比較完善的底層系統(tǒng),就像電腦的windows系統(tǒng)一樣,開(kāi)發(fā)者可以在以太坊上面搭建屬于自己的應(yīng)用,而這個(gè)特點(diǎn),就是我們今天要討論的底層公鏈。

因?yàn)橛辛诉@一系列的改進(jìn),社區(qū)把比特幣稱為區(qū)塊鏈1.0,它主要實(shí)現(xiàn)了安全性和公平機(jī)制。把以太坊稱為區(qū)塊鏈2.0,它作為智能合約和去中心化應(yīng)用的平臺(tái)為區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)提供了更廣泛的應(yīng)用空間。

可即便如此,以太坊還是存在一些問(wèn)題,尤其是效率方面。如果在以太坊進(jìn)行轉(zhuǎn)賬交易,需要15秒到幾十分鐘才能完成,倘若遇到以太坊網(wǎng)絡(luò)擁堵,甚至需要十幾個(gè)小時(shí)。所以,一款區(qū)塊鏈的養(yǎng)貓游戲就讓以太坊網(wǎng)絡(luò)造成了嚴(yán)重的擁堵。

由于大量的交易請(qǐng)求,每天以太幣的交易費(fèi)急劇上升(2018年初,是六個(gè)月前的47倍)。(來(lái)源:etherscan.io)

既然有不完美,那就勢(shì)必會(huì)出現(xiàn)很多挑戰(zhàn)者來(lái)解決問(wèn)題,這些挑戰(zhàn)者聲稱要取代以太坊,就必須比以太坊更快、更便宜。

回顧溯源,審視區(qū)塊鏈技術(shù)的進(jìn)展維度,我們不難發(fā)現(xiàn),這么多項(xiàng)目在公鏈上競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn),很大程度上還在于共識(shí)機(jī)制的爭(zhēng)議。

比特幣實(shí)現(xiàn)了完全的公平,卻極大地犧牲了效率。而之后其它項(xiàng)目的機(jī)制雖然提升了效率,卻在不同程度上犧牲了公平性。畢竟沒(méi)有任何一件事能做到絕對(duì)的完美,任何一種共識(shí)機(jī)制,都有理由被挑戰(zhàn)和質(zhì)疑。

因?yàn)榇嗣總€(gè)公鏈項(xiàng)目所做的選擇,都是為了達(dá)到自己認(rèn)為的理想平衡點(diǎn),他們都在尋找效率和公平的平衡點(diǎn)。就目前的現(xiàn)狀而言,這場(chǎng)公鏈之爭(zhēng)是互相制衡的,沒(méi)有哪一方能占據(jù)絕對(duì)的統(tǒng)治地位,肯定會(huì)出現(xiàn)幾個(gè)最具比較優(yōu)勢(shì)的公鏈群雄割據(jù)的格局。

但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,未來(lái)的世界,一定是建立在去中心化的趨勢(shì)中,誰(shuí)能用自己的底層架構(gòu)支撐這個(gè)世界的運(yùn)轉(zhuǎn),誰(shuí)就能成為公鏈的領(lǐng)袖,他不僅能積累海量的用戶,還能挖掘到世界上最大的財(cái)富寶藏。

而這其中,可能會(huì)誕生一家蘋果或谷歌這樣的巨頭,也有可能突然殺出一匹黑馬,成為崛起的獨(dú)角獸。但是在所有未來(lái)的未知中,已知的是公鏈將成為區(qū)塊鏈技術(shù)的長(zhǎng)足的發(fā)展方向。

那我們?yōu)槭裁匆f(shuō),在諸多區(qū)塊鏈項(xiàng)目中,高性能點(diǎn)對(duì)點(diǎn)交易網(wǎng)絡(luò)的QuarkChain具有極大的價(jià)值和意義呢?QuarkChain的底層技術(shù)架構(gòu)能否如它所說(shuō),建立一個(gè)無(wú)縫平臺(tái),以支持分布式社交媒體、高頻交易、物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、游戲和金融支付。

我們繼續(xù)從Quarkchain共識(shí)機(jī)制與底層技術(shù)核心中去尋找答案。

Quarkchain的彈性分片層技術(shù)——效率與公平的平衡點(diǎn)

正如文章一開(kāi)始所言,區(qū)塊鏈的擴(kuò)容、高吞吐量、跨鏈已成為區(qū)塊鏈急需解決的底層技術(shù)問(wèn)題。Quarkchain想要成為一個(gè)有成長(zhǎng)潛力的區(qū)塊鏈項(xiàng)目,也必須解決這些問(wèn)題,必須在效率和公平之間找到一個(gè)兼顧的平衡點(diǎn)。

首先從網(wǎng)絡(luò)容量擴(kuò)展的角度來(lái)看,現(xiàn)有的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)在轉(zhuǎn)賬速度、出塊時(shí)間、吞吐能力、系統(tǒng)高并發(fā)、容錯(cuò)性、穩(wěn)定性等方面仍被嚴(yán)重制約。解決可擴(kuò)展性問(wèn)題的一種方法是獨(dú)立運(yùn)行多個(gè)區(qū)塊鏈(例如,比特幣,萊特幣,比特幣現(xiàn)金,以太坊),因此隨著區(qū)塊鏈數(shù)量的增加,總?cè)萘康玫皆鰪?qiáng)。

但這樣做有幾個(gè)限制,如果兩個(gè)區(qū)塊鏈?zhǔn)褂孟嗤墓沧R(shí)算法,則算力可能不平衡,并且會(huì)使其容易受到雙花攻擊,反向交易和戰(zhàn)略挖掘攻擊。擁有多個(gè)區(qū)塊鏈也將限制跨鏈交易,并進(jìn)一步帶來(lái)安全問(wèn)題。

就解決網(wǎng)絡(luò)容量擴(kuò)展這一問(wèn)題, QuarkChain包含一個(gè)有彈性的分片層,其中包含一系列分片。每個(gè)分片獨(dú)立處理所有事務(wù)的子集。因此,隨著分片數(shù)量的增加,分片層可以同時(shí)處理更多的事務(wù)。其結(jié)果是系統(tǒng)容量隨著分片數(shù)量的增加而增加。

然后從吞吐量上來(lái)看,現(xiàn)在的區(qū)塊鏈系統(tǒng)中,任何轉(zhuǎn)賬都需要網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)達(dá)成共識(shí),不同的共識(shí)機(jī)制會(huì)決定不同的出塊速度,也會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容造成影響。這些共識(shí)機(jī)制各有特點(diǎn),但都尚不完善。

QuarkChain可多次分片的雙層鏈結(jié)構(gòu)能夠提高系統(tǒng)的整體吞吐量和出塊速度。QuarkChain由兩層區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)組成,第一層為分片層(可以理解為子鏈層),用于交易記賬;第二層為一條根鏈,用于確認(rèn)分片中的交易。在不影響根鏈的情況下,分片層的分片數(shù)目可以動(dòng)態(tài)增加,從而來(lái)提高系統(tǒng)的整體吞吐量和出塊速度。

QuarkChain的兩層區(qū)塊鏈的示意圖。其中每條分片處理一個(gè)事務(wù)的子集合,而根鏈則通過(guò)在根鏈中包含分區(qū)的區(qū)塊頭來(lái)確認(rèn)分區(qū)。

QuarkChain第二層的根鏈(也叫主鏈),用于確認(rèn)來(lái)自分片層的所有區(qū)塊。根鏈不處理任何交易(因?yàn)樗皇墙?jīng)濟(jì)高效的),根鏈具有足夠的算力支持來(lái)保證安全。QuarkChain區(qū)塊網(wǎng)絡(luò)也被設(shè)計(jì)為支持能夠動(dòng)態(tài)增加分片。添加更多的分片很容易,而且很快,而用戶幾乎感覺(jué)不到這一點(diǎn)(如果在網(wǎng)絡(luò)堵塞之前添加了分片,用戶可能會(huì)感覺(jué)到交易的速度更快)。

跨分片交易的圖示:只要跨分片交易被根鏈確認(rèn),交易就可以輸出。

從分布式存儲(chǔ)的角度來(lái)看,區(qū)塊容量小很容易導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁堵,那么大量的區(qū)塊數(shù)據(jù)應(yīng)該存到哪里?該如何存儲(chǔ)?高昂的儲(chǔ)存成本該怎么降下來(lái)?這些問(wèn)題都這極大地阻礙了去中心化,損害了區(qū)塊鏈的核心價(jià)值。

QuarkChain通過(guò)允許集群中的多個(gè)誠(chéng)實(shí)節(jié)點(diǎn)作為完整節(jié)點(diǎn)運(yùn)行來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。群集中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)只驗(yàn)證一個(gè)子集。只要它們的子集的聯(lián)合覆蓋根鏈和分片,我們就可以證明它們能夠完全驗(yàn)證整個(gè)區(qū)塊鏈而不需要建立昂貴的超級(jí)節(jié)點(diǎn)。另外,如果其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)在群集中崩潰,只要其余節(jié)點(diǎn)仍然能夠完全驗(yàn)證任何塊,能提供全網(wǎng)的賬本,這個(gè)集群節(jié)點(diǎn)就可以繼續(xù)工作,從而實(shí)現(xiàn)集群的高可用性。

此外,為了鼓勵(lì)在網(wǎng)絡(luò)中形成這樣的集群,QuarkChain將激勵(lì)節(jié)點(diǎn)來(lái)回答關(guān)于隨機(jī)塊的信息(例如,隨機(jī)選擇的分片或根區(qū)塊鏈上的隨機(jī)塊的哈希信息作為問(wèn)題)。這樣的問(wèn)題將鼓勵(lì)節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)全網(wǎng)的賬本,因?yàn)槎虝r(shí)間從網(wǎng)絡(luò)上按問(wèn)題下載隨機(jī)塊來(lái)回答將是低效的。

最后從安全性來(lái)看,頻發(fā)的黑客事件已經(jīng)成為整個(gè)區(qū)塊鏈行業(yè)揮之不去的陰影,公鏈本身的安全性是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。

QuarkChain網(wǎng)絡(luò)中的所有交易都受到全網(wǎng)50%算力的保護(hù),而雙花攻擊需要至少25%的全網(wǎng)算力。這雖然比單根區(qū)塊鏈的50%小,但由于QuarkChain的礦工更加分散,惡意礦工在QuarkChain網(wǎng)絡(luò)中得到25%的全網(wǎng)算力是很困難的。

QuarkChain兼顧安全,可擴(kuò)展和去中心三大重要特征。

QuarkChain的生態(tài)系統(tǒng)與執(zhí)行團(tuán)隊(duì)

QuarkChain的主要目標(biāo)是解決目前的區(qū)塊鏈系統(tǒng)的可擴(kuò)展性問(wèn)題,并最終建立起用底層架構(gòu)技術(shù)支撐應(yīng)用場(chǎng)景的無(wú)縫平臺(tái)。其中,QuarkChain關(guān)鍵應(yīng)用場(chǎng)景將集中在金融科技領(lǐng)域和游戲產(chǎn)業(yè)。

在這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)里,QuarkChain的代幣將扮演非常重要的角色,它體現(xiàn)QuarkChain的價(jià)值。

與以太坊類似,QuarkChain上的每筆交易都需要支付交易費(fèi)用。由于QuarkChain具有強(qiáng)大的事務(wù)處理能力,交易費(fèi)用將非常低。交易費(fèi)用只能由代幣支付。 QuarkChain還將支持智能合約,合約也需要QuarkChain代幣來(lái)調(diào)用。

作為一個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)系統(tǒng),利用經(jīng)濟(jì)手段產(chǎn)生積極的反饋可以促進(jìn)系統(tǒng)的不斷發(fā)展。 代幣將是激勵(lì)社區(qū)持續(xù)為系統(tǒng)做出貢獻(xiàn)的激勵(lì)手段。

除了良好的底層技術(shù)和代幣激勵(lì),任何一個(gè)前景再好的項(xiàng)目,沒(méi)有強(qiáng)有力的技術(shù)團(tuán)隊(duì)去執(zhí)行,仍然都是紙上談兵。

QuarkChain的團(tuán)隊(duì)由來(lái)自頂級(jí)科技公司(Facebook、Google)的技術(shù)人員和高等學(xué)府的教授組成,技術(shù)人員在集中式大型系統(tǒng)方面擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)。

創(chuàng)始人ZhouQi(周期,音譯)是佐治亞理工學(xué)院博士,他專注于高性能系統(tǒng)。曾就職于google公司,有著長(zhǎng)達(dá)15年的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)。其余研究人員也均來(lái)自于弗吉尼亞理工大學(xué)、喬治亞理工學(xué)院等國(guó)際知名院校,擁有多年的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)。

在運(yùn)營(yíng)團(tuán)隊(duì)方面,商業(yè)拓展負(fù)責(zé)人DuTing(杜挺,音譯)在產(chǎn)品管理領(lǐng)域建樹(shù)頗深,擔(dān)任Demo++孵化器創(chuàng)始人、六禾資本投委會(huì)成員,專注于區(qū)塊鏈產(chǎn)品與商業(yè)應(yīng)用。市場(chǎng)負(fù)責(zé)人Authurine Xiang(向亞貞,音譯)具有金融、咨詢與技術(shù)背景,在華爾街與硅谷擁有六年工作經(jīng)驗(yàn),負(fù)責(zé)商業(yè)合作和品牌策劃。綜合來(lái)看,團(tuán)隊(duì)成員在區(qū)塊鏈、金融管理、互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品等方面積累了豐富的運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)。

從技術(shù)能力和運(yùn)營(yíng)能力兩個(gè)維度來(lái)看,QuarkChain都擁有足夠的實(shí)力去構(gòu)建一個(gè)高性能點(diǎn)對(duì)點(diǎn)交易網(wǎng)絡(luò),突破原有區(qū)塊鏈項(xiàng)目的諸多限制,真正實(shí)現(xiàn)區(qū)塊鏈的商業(yè)化應(yīng)用。

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