多鏈是區塊鏈未來的進化方向

摘要：從比特幣到以太坊，區塊鏈公鏈生態一直在進化。最開始中本聰只想設計一個可信記賬的賬簿，幾年之後Vtalik創造性的將預言機與區塊鏈結合。在區塊鏈行業生態當中，一個能夠滿足商業需求、高效的區塊鏈公共應用平台是必不可少，並佔有極其重要的地位。COSMOS是延續側鏈思路而提出的多鏈系統，將中本聰的PoW共識演算法替換為Jae Know的Tendermint共識演算法。和COSMOS類似的多鏈機制家族（TON，aelf，EKT等）正在吹響摧毀上一代線性單鏈生態的號角… …

【Ethereum為什麼逐漸會被淘汰】

以太坊之上有三種應用。第一類是金融應用，為用戶提供更強大的用他們的錢管理和參與合約的方法。包括子貨幣，金融衍生品，對沖合約，儲蓄錢包，遺囑，甚至一些種類的全面的僱傭合約。第二類是半金融應用，這裡有錢的存在但也有很重的非金錢的方面，一個完美的例子是為解決計算問題而設的自我強制懸賞。最後，還有在線投票和去中心化治理這樣的完全的非金融應用。

從Ethereum誕生的那一天起，就偏離的Vitalik Buterin的初衷，他原先想設計的是一個可以用來計算一切的分散式圖靈完備機器，一個去中心化的應用平台，一個解決金融/財務紛爭的預言機。

而ETH沒有scalability的架構，難以進行資源隔離。從以往經驗來看，ETH在代幣發售之時就經歷了數次大面積擁堵，cryptokitties的流行就能夠阻塞整個ETH網路的轉賬，隨著區塊鏈技術更加廣泛的應用，線性處理壓力正在面臨超出其設計容量的風險。隨著鏈上DAPP運行壓力的增大，區塊鏈社區逐漸逃離Ethereum是一個相對明顯的趨勢。

【EOS是Ethereum的良好接班人嗎？】

在區塊鏈行業生態當中，一個能夠滿足商業需求、高效的區塊鏈公共應用平台是必不可少，並佔有極其重要的地位。Ethereum的興起以及在2017年的爆發性增長，為我們提供了一個絕佳的參考範例。

然而，不得不承認的是，整個區塊鏈行業還處於一個在初期完善基礎架構的階段，現階段阻礙區塊鏈大規模應用的最大障礙存在於技術上。Ethereum的機制以及運行效率，很難支持一個龐大的去中心化商業應用生態。

在這樣的情況下，我們判斷，雖然以太坊極其成功地普及了鏈上智能合約的技術並建立了包含各類區塊鏈應用和 ERC-20 代幣的龐大生態，但它遠未發展為能夠滿足現實商業需求的應用平台。限制它商業發展的阻礙存在於其技術機制。

為什麼我們認為 EOS 有潛力成為一個更為完善的區塊鏈公共應用平台？因為 EOS 能夠解決Ethereum一些顯而易見的問題。EOS 的 DPOS 共識演算法和石墨烯底層工具組能夠滿足每秒上萬次，甚至每秒上百萬次交易請求的企業級應用需求。

另外，EOS 的跨鏈交互和虛擬機獨立架構都有許多可圈可點的機制。比如 EOS 設置的以太虛擬機（EVM），能夠支持現有在以太坊運行的智能合約。現存在於以太坊的區塊鏈應用，通過添加少量適配，就能夠在 EOS 系統上運行。

可以預見，在 2018 年 6 月 1 日 EOS 代幣分髮結束，並推出 1.0 版本網路之後，整個區塊鏈行業將迎來嶄新的商業應用浪潮。

【連接公鏈的協議Polkadot】

Polkadot是由原以太坊主要核心開發者推出的公有鏈。Polkadot 使開發者和企業能夠利用其協議建立區塊鏈，即平行鏈（parachain）。只要這些平行鏈建立在Polkadot的基礎之上，它們將共享同樣的權威證明（PoA）共識。由於該類型共識嵌於 Polkadot 中，平行鏈開發者可以專註於各自區塊鏈的特異性。所有平行鏈都和一種被稱為中繼鏈（relay chain）的通用區塊鏈無縫連接，後者扮演連接所有平行鏈的角色。

Polkadot的論文開頭提到，目前區塊鏈系統無法伸縮的原因是：把共識系統中的一致性和有效性綁定的太死了，Polkadot是個異構的多鏈框架，可以從根本上解決這個問題。Polkadot是一條中繼鏈連接多條平行鏈的系統，中繼鏈負責一致性，平行鏈負責有效性。這個平行鏈不一定是條鏈，也可以是其他類型的系統，由收集人管理。中繼鏈是Polkadot的主權益代幣鏈。某條中繼鏈還可以是另一條中繼鏈的平行鏈，這樣就可以形成多級嵌套關係，達到真正的可伸縮性。比如1條中繼鏈管10條平行鏈，那麼10套這樣的中繼鏈再配一條上層中繼鏈，就可以連接100條平行鏈。

總體來說，Polkadot是一個由多條區塊鏈，異構組成的區塊鏈集合。Polkadot主要的目的是將現在各自獨立的區塊鏈連接起來。通過Polkadot，不同區塊鏈之間可以進行通信和數據的傳遞。

【COSMOS的跨主鏈進化論】

Cosmos的目標是Internet of Blockchains，也就是要打造區塊鏈互聯網，首要解決的問題是區塊鏈間的交互性問題，實現無需信任的數字貨幣跨鏈交易，摒棄第三方中心化交易所。

Cosmos把一個涵蓋眾多獨立區塊鏈的網路命名為」空間」。空間在Tendermint Core支持下運行，是一個類似實用拜占庭容錯的安全共識引擎。Cosmos把第一個空間叫做」Cosmos Hub」（Cosmos中心）。Cosmos中心是一種多資產權益證明加密貨幣網路，它通過簡單的管理機制來實現網路的改動與更新。Tendermint Core的拜占庭容錯共識演算法，非常適合用來擴展權益證明機制下的公共區塊鏈。兼具高性能、一致性等特點，而且在其嚴格的分叉責任制保證下，能夠防止懷有惡意的參與者做出不當操作。此外，Cosmos中心還可以通過連接其他空間來實現擴展。

Cosmos網路的中心及各個空間可以通過區塊鏈間通信（IBC）協議進行溝通，這種協議就是針對區塊鏈的虛擬用戶數據報協議（UDP）或者傳輸控制協議（TCP）。代幣可以安全快速地從一個空間傳遞到另一個空間，兩者之間無需體現匯兌流動性。相反，空間內部所有代幣的轉移都會通過Cosmos 中心，它會記錄每個空間所持有的代幣總量。這個中心會將每個空間與其他故障空間隔離開。因為每個人都將新空間連接到Cosmos中心，所以空間今後也可以兼容新的區塊鏈技術。

【什麼是EKT？】

到目前為止，這些區塊鏈已經暴露了各種缺陷，包括總能量低效、功能不佳或受限、並且缺乏成熟的管理機制。為了擴大比特幣交易吞吐量，已經研發了許多諸如隔離見證（Segregated-Witness）和BitcoinNG 這樣的解決方案，為了提升Ethereum的性能，也有雷電網路、Polkadot等跨鏈項目，但是這些垂直擴展方案都因單一物理機容量而受到限制，不然就得損害其可審核性這一特性。而EKT是DPoS+Paxos 的共識機制，這樣的治理結構則是代幣持有人的委託票選，被委派的節點必須擁有來自其他節點的利益相關方的投票才能參與治理決策，這一機製為EKT區塊鏈網路的高效治理提供了保障。

EKT是一個去中心化雲計算區塊鏈網路，具有高性能、資源隔離特性以及更完善的治理和發展結構。在EKT的網路中，節點根據類型進行劃分，專業化記賬節點（全節點）能夠運行在伺服器集群之上，提高整個區塊鏈網路性能；「多主鏈」結構，有效實現資源隔離、「一鏈一場景」；設立代幣持有人的委託票選制度，保障網路高效治理及良性發展。

EKT 在設計智能合約之處就考慮到了現有智能合約的缺陷，比如上手難度大、與業務無關操作較多等。目前大部分公鏈提供的智能合約都是基於 KV 進行數據的存儲，沒有對上層的智能合約提供可靠易用的 SDK，門檻很高，上手難度大。通過 EKT 提供的 AWM 智能合約開發語言和 AWM VM 虛擬機，以及 DApp 默認的 DPoS+Paxos 的共識機制，開發者可以只關心業務邏輯，進行基本的學習就可以快速上手。我們可以說，EKT 的設計原理十分符合區塊鏈公共平台的商業運行邏輯，而它的核心技術機制經過了很大程度的實踐證實，代表了區塊鏈技術的進步。

【聲勢浩大的TON】

作為一款主打隱私安全的加密即時通訊應用，Telegram採用端對端加密，所有內容不會通過其伺服器；它的私密聊天功能可以在用戶退出登錄時自動刪除聊天記錄。這些特點使得Telegram搖身一變成為幣圈最受歡迎的通訊工具之一。而宣布將加入支付功能的Telegram，即被業內譽為是區塊鏈界的「微信」。TON即是他們即將基於現有Telegram生態上開發的多鏈項目。該項目因為其強大而富有號召力的創始人Pavel Durov治理，以及廣大的用戶群，募資已達幾十億美金。

TON 區塊鏈解決交易性能障礙的方案——其稱之為「無限分片（ Infinite Sharding Paradigm）」。TON項目方認為，在結構上TON區塊鏈和EOS、PolkaDot 項目有著相似之處，但卻要比後兩者更為複雜。按照白皮書的分類，TON是目前唯一一種「混合同質多樣化「的區塊鏈系統（Mixed heterogeneous-homogeneous systems），據其解釋，即為其已開發了擁有數個不同類型的區塊鏈，但它們遵循同樣的協議規則。作為對比，TON項目方認為EOS和PolkaDot是第四代區塊鏈的象徵：多鏈設置、PoS的激勵機制、鬆散耦合的結構及有智能合約的技術支持。

對於TON裡面的工作鏈而言，在TON項目中的數量最高能達到2的32次方，其實際負責鏈上的交易處理，特別是加入了智能合約自執行的交易。具體來說，不同的工作鏈在處理交易的過程中承擔著不同的角色，這意味著對於不同形式的賬戶地址、不同的交易形式、不同的智能合約虛擬機甚至不同的虛擬貨幣結算方式都有著不同的工作鏈對應處理，實現在不同的工作鏈中統一的交互標準，彼此交流無礙。

儘管有著諸多光環加身，區塊鏈社區還是對此項目初期如此高的估值感到難以適應。因為它本質上還是一個和EKT幾乎相同的多鏈生態，未來在性能上是否真能做到領先，還是一個未知數。

【平穩發展的aelf】

aelf是一個去中心化雲計算區塊鏈網路，具有高性能、資源隔離特性以及更完善的治理和發展結構。在?lf的網路中，節點根據類型進行劃分，專業化記賬節點（全節點）能夠運行在伺服器集群之上，提高整個區塊鏈網路性能；「主鏈+多側鏈」結構，有效實現資源隔離、「一鏈一場景」；設立代幣持有人的委託票選制度，保障網路高效治理及良性發展。

aelf拋棄了「一鏈治所有」的傳統方案，採用「一鏈一合約」的新方案重新設計了一個保障每個合約都能正常運行的公鏈。這一創新極大程度上簡化了架構，降低了數據處理壓力，確保一條鏈上流量激增不會影響到另一條鏈的效率，在鏈上進行的任何業務都不會收到其他業務干擾，有效實現了資源隔離。

大體來說，aelf所採用的「一鏈一合約，一鏈一場景」的多鏈方案，與EKT和TON並無二致，此文將不再贅述。

【結語】

截至2018年3月底，GitHub上的項目數超過9萬，另據coinmarketcap數據顯示，目前已有token種類達到1578個，總市值超過3000億美元。但是在區塊鏈項目數量呈現加速上升態勢的同時，後續沒有相應的配套措施，導致現在大部分的區塊鏈項目之間無法互聯互通。 第一代區塊鏈僅僅擁有區塊賬簿（比特幣），第二代區塊鏈在區塊賬簿的基礎上加了預言機（以太坊），但是第二代在區塊鏈得到廣泛應用的今天，其暴露出來的性能瓶頸以及拓展難題正在逐漸引發社區的不滿。顯而易見，第三代區塊鏈的多鏈生態會逐漸普及，和COSMOS類似的多鏈家族（TON，EKT、aelf，等）正在吹響摧毀上一代線性單鏈生態的號角。

在這場區塊鏈大浪潮下，公鏈作為區塊鏈世界的基礎設施，一直受到核心開發者的重視。作為投資的角度，長期來看，多鏈作為下一代公鏈的代表，值得關注。

End

參考閱讀：

20170708 Vitalik給R3提供的跨鏈技術報告

20171123 Cosmos驗證人介紹

20171220 區塊鏈混戰：「aelf」劍指EOS和以太坊

20180109 深度解析：區塊鏈跨鏈技術

20180123 科普 | 簡述Polkadot和區塊鏈互聯網

20180220 Telegram項目創新概念解析與技術架構

Vitalik Buterin  《Chain Interoperaability》

《Ethereum whitepaper》

《EOS whitepaper》

《Polkadot whitepaper》

《EKT whitepaper》

《TON whitepaper》

《aelf whitepaper》

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