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

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

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)未來發(fā)展的核心保障。底層公鏈不僅構(gòu)建了區(qū)塊鏈項目“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)塊鏈項目業(yè)務(wù)應(yīng)用和運營效率的上層拓展。

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地的優(yōu)秀項目,一個關(guān)鍵判斷標準,就是看誰能率先解決這些基礎(chǔ)技術(shù)的問題。

作為一款實現(xiàn)每秒數(shù)萬次交易(TPS)的高吞吐量區(qū)塊鏈項目,QuarkChain是一個安全的、去中心化的、高吞吐能力的、可擴展的區(qū)塊鏈底層技術(shù)方案,它為下一代公有鏈提供了高可擴展性和高吞吐量的技術(shù)服務(wù)保障。

QuarkChain的愿景是將當前的TPS提高數(shù)千倍至數(shù)萬倍,同時保持安全和去中心化,推動區(qū)塊鏈在多個應(yīng)用場景全面開花。QuarkChain正在建設(shè)的網(wǎng)絡(luò)沒有擁堵,因此每個人都能負擔得起使用這個網(wǎng)絡(luò)低廉的費用,因此它天然適用于每個需要更高TPS的行業(yè)。最終,QuarkChain的目標是建立一個無縫平臺,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)和未來發(fā)展趨勢中去尋找答案。

公鏈的共識機制之爭——誰的底層架構(gòu)將支撐這個世界的運轉(zhuǎn)

以2009年中本聰?shù)谋忍貛耪撐臑閰^(qū)塊鏈的開端,如今快十年。而作為“創(chuàng)世幣”的比特幣,也早已承擔起了加密幣體系錨定幣的角色。但從嚴格意義上來講,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”從底層代碼來講其實是非常簡單的,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,不過也正因如此,比特幣沒有實現(xiàn)圖靈完備,只能支持簡單數(shù)據(jù)的傳輸,而且還存在速度慢、手續(xù)費高的一些問題。

相對于比特幣,以太坊最大的改進就是支持“圖靈完備”,它成為了一個可編程的區(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,開發(fā)者可以在以太坊上面搭建屬于自己的應(yīng)用,而這個特點,就是我們今天要討論的底層公鏈。

因為有了這一系列的改進,社區(qū)把比特幣稱為區(qū)塊鏈1.0,它主要實現(xiàn)了安全性和公平機制。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題,尤其是效率方面。如果在以太坊進行轉(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,甚至需要十幾個小時。所以,一款區(qū)塊鏈的養(yǎng)貓游戲就讓以太坊網(wǎng)絡(luò)造成了嚴重的擁堵。

由于大量的交易請求,每天以太幣的交易費急劇上升(2018年初,是六個月前的47倍)。(來源:etherscan.io)

既然有不完美,那就勢必會出現(xiàn)很多挑戰(zhàn)者來解決問題,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)的進展維度,我們不難發(fā)現(xiàn),這么多項目在公鏈上競爭的焦點,很大程度上還在于共識機制的爭議。

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

因為此每個公鏈項目所做的選擇,都是為了達到自己認為的理想平衡點,他們都在尋找效率和公平的平衡點。就目前的現(xiàn)狀而言,這場公鏈之爭是互相制衡的,沒有哪一方能占據(jù)絕對的統(tǒng)治地位,肯定會出現(xiàn)幾個最具比較優(yōu)勢的公鏈群雄割據(jù)的格局。

但從長遠來看,未來的世界,一定是建立在去中心化的趨勢中,誰能用自己的底層架構(gòu)支撐這個世界的運轉(zhuǎn),誰就能成為公鏈的領(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富寶藏。

而這其中,可能會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,成為崛起的獨角獸。但是在所有未來的未知中,已知的是公鏈將成為區(qū)塊鏈技術(shù)的長足的發(fā)展方向。

那我們?yōu)槭裁匆f,在諸多區(qū)塊鏈項目中,高性能點對點交易網(wǎng)絡(luò)的QuarkChain具有極大的價值和意義呢?QuarkChain的底層技術(shù)架構(gòu)能否如它所說,建立一個無縫平臺,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共識機制與底層技術(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

正如文章一開始所言,區(qū)塊鏈的擴容、高吞吐量、跨鏈已成為區(qū)塊鏈急需解決的底層技術(shù)問題。Quarkchain想要成為一個有成長潛力的區(qū)塊鏈項目,也必須解決這些問題,必須在效率和公平之間找到一個兼顧的平衡點。

首先從網(wǎng)絡(luò)容量擴展的角度來看,現(xiàn)有的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)在轉(zhuǎn)賬速度、出塊時間、吞吐能力、系統(tǒng)高并發(fā)、容錯性、穩(wěn)定性等方面仍被嚴重制約。解決可擴展性問題的一種方法是獨立運行多個區(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)萘康玫皆鰪姟?/p>

但這樣做有幾個限制,如果兩個區(qū)塊鏈使用相同的共識算法,則算力可能不平衡,并且會使其容易受到雙花攻擊,反向交易和戰(zhàn)略挖掘攻擊。擁有多個區(qū)塊鏈也將限制跨鏈交易,并進一步帶來安全問題。

就解決網(wǎng)絡(luò)容量擴展這一問題, QuarkChain包含一個有彈性的分片層,其中包含一系列分片。每個分片獨立處理所有事務(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)點達成共識,不同的共識機制會決定不同的出塊速度,也會對網(wǎng)絡(luò)擴容造成影響。這些共識機制各有特點,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)目可以動態(tài)增加,從而來提高系統(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事務(wù)的子集合,而根鏈則通過在根鏈中包含分區(qū)的區(qū)塊頭來確認分區(qū)。

QuarkChain第二層的根鏈(也叫主鏈),用于確認來自分片層的所有區(qū)塊。根鏈不處理任何交易(因為它不是經(jīng)濟高效的),根鏈具有足夠的算力支持來保證安全。QuarkChain區(qū)塊網(wǎng)絡(luò)也被設(shè)計為支持能夠動態(tài)增加分片。添加更多的分片很容易,而且很快,而用戶幾乎感覺不到這一點(如果在網(wǎng)絡(luò)堵塞之前添加了分片,用戶可能會感覺到交易的速度更快)。

跨分片交易的圖示:只要跨分片交易被根鏈確認,交易就可以輸出。

從分布式存儲的角度來看,區(qū)塊容量小很容易導致網(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?高昂的儲存成本該怎么降下來?這些問題都這極大地阻礙了去中心化,損害了區(qū)塊鏈的核心價值。

QuarkChain通過允許集群中的多個誠實節(jié)點作為完整節(jié)點運行來解決這個問題。群集中的每個節(jié)點只驗證一個子集。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證整個區(qū)塊鏈而不需要建立昂貴的超級節(jié)點。另外,如果其中一個節(jié)點在群集中崩潰,只要其余節(jié)點仍然能夠完全驗證任何塊,能提供全網(wǎng)的賬本,這個集群節(jié)點就可以繼續(xù)工作,從而實現(xiàn)集群的高可用性。

此外,為了鼓勵在網(wǎng)絡(luò)中形成這樣的集群,QuarkChain將激勵節(jié)點來回答關(guān)于隨機塊的信息(例如,隨機選擇的分片或根區(qū)塊鏈上的隨機塊的哈希信息作為問題)。這樣的問題將鼓勵節(jié)點存儲全網(wǎng)的賬本,因為短時間從網(wǎng)絡(luò)上按問題下載隨機塊來回答將是低效的。

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

QuarkChain網(wǎng)絡(luò)中的所有交易都受到全網(wǎng)50%算力的保護,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,可擴展和去中心三大重要特征。

QuarkChain的生態(tài)系統(tǒng)與執(zhí)行團隊

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

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

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

作為一個點對點系統(tǒng),利用經(jīng)濟手段產(chǎn)生積極的反饋可以促進系統(tǒng)的不斷發(fā)展。 代幣將是激勵社區(qū)持續(xù)為系統(tǒng)做出貢獻的激勵手段。

除了良好的底層技術(shù)和代幣激勵,任何一個前景再好的項目,沒有強有力的技術(shù)團隊去執(zhí)行,仍然都是紙上談兵。

QuarkChain的團隊由來自頂級科技公司(Facebook、Google)的技術(shù)人員和高等學府的教授組成,技術(shù)人員在集中式大型系統(tǒng)方面擁有豐富的經(jīng)驗。

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

在運營團隊方面,商業(yè)拓展負責人DuTing(杜挺,音譯)在產(chǎn)品管理領(lǐng)域建樹頗深,擔任Demo++孵化器創(chuàng)始人、六禾資本投委會成員,專注于區(qū)塊鏈產(chǎn)品與商業(yè)應(yīng)用。市場負責人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,負責商業(yè)合作和品牌策劃。綜合來看,團隊成員在區(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營經(jīng)驗。

從技術(shù)能力和運營能力兩個維度來看,QuarkChain都擁有足夠的實力去構(gòu)建一個高性能點對點交易網(wǎng)絡(luò),突破原有區(qū)塊鏈項目的諸多限制,真正實現(xiàn)區(qū)塊鏈的商業(yè)化應(yīng)用。

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