QuarkChain如何破解區(qū)塊鏈”三角不可能”難題
,2018年的區(qū)塊鏈行業(yè)好不熱鬧。在資本的助力下,銀行、審計(jì)、游戲、供應(yīng)鏈、醫(yī)療、公證、版權(quán)、社交……各個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)先行者紛紛角力區(qū)塊鏈
產(chǎn)業(yè)巨頭布局、資本涌動(dòng)、連續(xù)創(chuàng)業(yè)者爭(zhēng)先入場(chǎng),2018年的區(qū)塊鏈行業(yè)好不熱鬧。在資本的助力下,銀行、審計(jì)、游戲、供應(yīng)鏈、醫(yī)療、公證、版權(quán)、社交……各個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)先行者紛紛角力區(qū)塊鏈,生怕在巨大的市場(chǎng)蛋糕前錯(cuò)失機(jī)會(huì)。
工行首個(gè)自主可控的區(qū)塊鏈平臺(tái)助力貴州扶貧;京東布局基于區(qū)塊鏈技術(shù)的供應(yīng)鏈;北大荒區(qū)塊鏈大米已經(jīng)推向市場(chǎng)。在各行各業(yè)的推動(dòng)下,區(qū)塊鏈應(yīng)用看似百花齊放。
雖然很多企業(yè)對(duì)外宣稱已經(jīng)在使用區(qū)塊鏈技術(shù),但如果認(rèn)真分析,當(dāng)前基于各種應(yīng)用場(chǎng)景的區(qū)塊鏈絕大部分還處于概念驗(yàn)證階段。從產(chǎn)品角度看,這些應(yīng)用離大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用還很遠(yuǎn),殺手級(jí)應(yīng)用仍未出現(xiàn)。這其中的一個(gè)瓶頸問(wèn)題是區(qū)塊鏈底層的“不可能三角”。
區(qū)塊鏈領(lǐng)域中,“三角不可能”是指承載著應(yīng)用的底層公鏈無(wú)法同時(shí)達(dá)到“高安全性”、“強(qiáng)去中心化”、以及“優(yōu)秀的可擴(kuò)展性”三種特質(zhì)。比如,目前的主流公鏈TPS(每秒交易處理量)都比較低,但是如果要提升TPS,似乎需要犧牲去中心化程度(因?yàn)闆](méi)有網(wǎng)絡(luò)愿意犧牲安全性)。
拿比特幣來(lái)說(shuō),雖然多年的運(yùn)行已經(jīng)證明了其優(yōu)秀的安全性,但目前每秒7筆的交易處理能力給用戶帶來(lái)了很大困擾。熱門的EOS為了提升系統(tǒng)性能和方便后期擴(kuò)展,采用超級(jí)節(jié)點(diǎn)方式來(lái)建立共識(shí),又引發(fā)了人們對(duì)其中心化的擔(dān)憂。
在QuarkChain創(chuàng)始人周期看來(lái),隨著區(qū)塊鏈行業(yè)規(guī)模的增長(zhǎng),全面參與商業(yè)活動(dòng)所需的存儲(chǔ),帶寬和計(jì)算能力的需求也隨之增加,因此可擴(kuò)展性和高性能成為下一代區(qū)塊鏈的關(guān)鍵問(wèn)題。
周期認(rèn)為:“不可能三角”問(wèn)題,是幾乎所有底層公鏈發(fā)展中不可回避的問(wèn)題,歸根結(jié)底要解決的問(wèn)題是“如何在不影響安全性和去中心化程度下提升區(qū)塊鏈吞吐量?“
EOS給出的方案是先建立21個(gè)提供服務(wù)超級(jí)節(jié)點(diǎn),解決了速度問(wèn)題。另外,為了消除大家對(duì)其中心化運(yùn)行的質(zhì)疑,EOS輔以采用了各種規(guī)則,比如節(jié)點(diǎn)淘汰制、投票等等機(jī)制。實(shí)際上,有業(yè)界專家認(rèn)為,這種機(jī)制過(guò)度依賴于人和制度,由于利益驅(qū)動(dòng),最近火熱的超級(jí)節(jié)點(diǎn)競(jìng)選也給EOS的穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了不確定性因素。
QuarkChain在破解“不可能三角”問(wèn)題方面,提出了與EOS不一樣的思路。QuarkChain將每個(gè)區(qū)塊的記賬和確認(rèn)功能分離,分別交由根鏈和分片層來(lái)處理。其中每條分片處理自己片上的交易,而根鏈則通過(guò)在根鏈區(qū)塊中打包分片的區(qū)塊頭來(lái)確認(rèn)分片中交易。QuarkChain采用分而治之的思想,從而在提高網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性的同時(shí)保證了安全性。
由于開發(fā)者有多年處理大量數(shù)據(jù)的經(jīng)驗(yàn),QuarkChain從一開始就是為了實(shí)現(xiàn)高吞吐量來(lái)設(shè)計(jì)的,QuarkChain的設(shè)計(jì)體現(xiàn)了以下重要的價(jià)值觀:可用性(快速,簡(jiǎn)單),去中心化(公眾可參與),安全(可靠)。QuarkChain的根鏈上將至少擁有50%的全網(wǎng)算力保障了網(wǎng)絡(luò)的安全性。另外,由于有眾多的分片QuarkChain比單鏈區(qū)塊鏈系統(tǒng)更分散,因此QuarkChain也是去中心化的。
下面詳細(xì)論述是如何做到的:
●大幅度提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐量
因?yàn)椴捎孟冗M(jìn)的分片技術(shù)來(lái)提高系統(tǒng)容量,這將大幅提升系統(tǒng)處理能力,以便每秒處理更多交易。
● 比單鏈區(qū)塊鏈系統(tǒng)更分散
隨著單鏈區(qū)塊鏈系統(tǒng)的算力增加,弱礦工的預(yù)期回報(bào)時(shí)間顯著增加,他們必須加入礦池以獲取收益。相對(duì)而言QuarkChain更加去中心化,因?yàn)檩^弱的礦工不需要加入礦池也可獲取獎(jiǎng)勵(lì)。
●防止雙花攻擊
QuarkChain網(wǎng)絡(luò)中的所有交易都受到至少全網(wǎng)50%算力的保護(hù),而雙花攻擊需要25%以上的全網(wǎng)算力。這雖然比跟單區(qū)塊鏈的50%算力小,但由于QuarkChain更加分散,惡意礦工在QuarkChain網(wǎng)絡(luò)中收集25%的全網(wǎng)算力是很困難的。
另外,QuarkChain通過(guò)允許集群中的多個(gè)誠(chéng)實(shí)節(jié)點(diǎn)共同作為完整節(jié)點(diǎn)運(yùn)行,避免中心化。群集中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)只驗(yàn)證全網(wǎng)賬本的一個(gè)子集。只要這些子集的聯(lián)合可覆蓋根鏈和分片,我們就可以相信它們完全可以驗(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)在集群中崩潰,其余節(jié)點(diǎn)仍然可能驗(yàn)證任何塊,只需要這個(gè)群集能有全網(wǎng)賬本賬本,這實(shí)際上提高了集群的高可用性。
面對(duì)強(qiáng)烈的市場(chǎng)需求,可擴(kuò)展性和高吞吐能力已經(jīng)成為底層鏈角力的方向。在這場(chǎng)技術(shù)競(jìng)技中,引入了全新的區(qū)塊鏈架構(gòu)設(shè)計(jì)的QuarkChain能否推動(dòng)區(qū)塊鏈進(jìn)入下一個(gè)時(shí)代,徹底解決區(qū)塊鏈安全性、去中心化、以及可擴(kuò)展性的“不可能三角”,讓我們一同期待。
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