QuarkChain：利用「雙層鏈」，這家公司試圖解決區塊鏈擴容問題

動點科技 | ID：technode

目前，區塊鏈的吞吐能力普遍只有 10-30TPS 左右（有報道稱比特幣是 7TPS，以太坊是 20TPS 左右），相比之下，Visa 可處理 56000TPS 的交易，而支付寶在 2017 年 11 月更是實現了 200000 +TPS 交易峰值。顯然，區塊鏈正被低吞吐能力與低可擴展性所困擾，以至於其應用場景受到了極大的限制。

如何提高區塊鏈的吞吐量？業界其實也在不斷嘗試，比特幣甚至因為在擴容方案上出現分歧，而「分叉」產生了 Bitcoin Cash。目前，區塊鏈擴容方案大概有如下幾種：多區塊鏈、閃電網路分片等：

多區塊鏈，即是獨立運行多個區塊鏈 (例如，比特幣，萊特幣，比特幣現金，以太坊)，因此隨著區塊鏈數量的增加，總容量得到增強。但這樣做有幾個限制，如果兩個區塊鏈使用相同的共識演算法，則算力可能不平衡，並且會使其容易受到雙花攻擊（在數字化貨幣系統中，由於數據的可複製性，使得系統可能存在同一筆數字資產因不當操作被重複使用的情況，這便稱之為雙花），反向交易和戰略挖掘攻擊。同時， 多個區塊鏈的跨鏈交易也有諸多的限制，是區塊鏈未解決的難題之一。

閃電網路是另一種緩解區塊鏈可擴展性問題的方法。基本思想是固定的一組當事人之間的頻繁交易，直到所有各方都完成交易，然後，其中一方將只發布最終結果，而無需在鏈上生成多個交易記錄，因此鏈外 TPS 在理論上是無限的。然而，閃電網路只適用於固定的一組當事人之間頻繁的交易，而如果用戶的交易目標是隨機的並且交易行為偶爾發生的話，那麼就會導致低效率。 同時，透明度是另一個問題，一些鏈外解決方案依賴於受信任的第三方，如具有區塊鏈的特點的支付寶。這意味著我們將建立另一種中心化支付方式，而世界上已經有很多類似的支付方式。

分片則利用數據的水平分區從而把資料庫分成多個較小部分。這是中心化系統解決可擴展性問題的最常用方法之一，同時，也可以運用於去中心化的區塊鏈中。

總體來說，目前分片方案已經得到了越來越多業內人士的認可，其中就包括 QuarkChain。

什麼是 QuarkChain

據 QuarkChain 創始人周期介紹，QuarkChain 是一種可多次分片的雙層鏈區塊鏈，專為解決區塊鏈擴容問題而生。

「第一層為分片層，用於交易記賬; 第二層為一條根鏈，用於確認分片中的交易。在不影響根鏈的情況下，分片層的分片數目可以動態增加，從而來提高系統的整體吞吐量。」周期甚至表示 QuarkChain 可以實現每秒十萬級甚至更多的 (100,000+ TPS) 鏈上交易處理能力。

周期表示，相對於技術成熟的單鏈結構，雙鏈雖然在實現方式、共識機制上面可能並不成熟，但其優點卻在於它的前景非常廣闊，一旦在工程上能夠實現，將對區塊鏈技術帶來極大的突破，同時也將大大拓展區塊鏈的應用場景，「比如以太坊現在的吞吐量上不去，這就意味著那些需要高吞吐的應用在以太坊上的實現成本將非常非常高，而 QuarkChain 則有望解決這個問題。」

不過，QuarkChain 的雙鏈分片思路雖好，但市面上有類似思路的區塊鏈項目其實並不少，比如以太坊其實也在計劃利用雙鏈分片的技術對以太坊原有單鏈系統進行升級改造。QuarkChain 面臨著極大的競爭壓力。

對此，周期表示 QuarkChain 的優勢其實就是開發進程快，更有可能掌握市場先機。「由於以太坊的升級改造需要兼容現有系統，所以開發難度會比較大，以太坊方面曾甚至表示需要 3 到 5 年才能做出來。而我們則沒有這方面的約束，因此走得會比較快 。」周期表示目前 QuarkChain 的工程原型已經成型，目前正在進行相關的細節完善宮鎖，並計劃 18 年第四季度正式上線。

當然，除了沒有兼容原有系統的包袱之外，周期介紹他們之所以進展迅速其實還有另一個原因，那就是他們擁有高數據吞吐量的中心化系統的工作經驗。「我曾先後就職於 Facebook 與 Google，並從事高性能、大規模並發系統相關的工作，在中心化系統的研發方面有很多經驗，而這些經驗可以讓我們知道哪些中心化系統的技術可以移植到去中心化的區塊鏈上，哪些技術又是與去中心化系統絕不可兼容。」周期表示像他這樣擁有 Facebook 與 Google 這樣百萬級、千萬級吞吐量系統開發經驗的開發者，在區塊鏈圈子內其實並不多。

另外，「雖然雙鏈分片設計已經得到了業內普遍認可，但在具體實現方面，大家的方法則可能千差萬別。不同片之間如何交互，如何保證安全？在這些方面，我們其實也做了很多創新，跟其他人的雙層鏈思路並不一樣。」周期表示這也歸功於其在 Facebook 與 Google 的工作經驗。

除了高效，還要安全

在傳統區塊鏈中，安全與效率一直都是魚與熊掌不可兼得：越去中心化就越安全，但效率也越低；越中心化則效率越高，但安全性反而會變差。如何在保證安全的前提下還能提高系統效率，這是行業一大難題，對此，周期表示他們已經在跨鏈或者跨片方面做了很多工作，使得 QuarkChain 可以非常安全有效地支持各種交易。

「為了確保交易的安全性，QuarkChain 基於博弈論框架設計了一個用於激勵礦工工作併合 理分配算力的機制，其中至少 50% 的全網算力將分配到根鏈上，以防止可能的雙花及惡意挖礦等攻擊。」另外，周期表示目前區塊鏈內的礦機主要有兩種晶元，一種是 ASIC，一種是普通的 GPU，ASIC 晶元由於性能比較高，容易出現算力過於集中的中心化問題，這與區塊鏈的去中心化思想相違背，同時對系統安全也會造成威脅。對此，周期表示他們還將採用抗 ASIC 的演算法，防止算力過於集中。

周期表示上述措施可以保證主鏈上的安全，而在分片的安全性上，周期則表示他們將採用一種技術使得黑客要想攻擊分片，就必須同時攻擊主鏈。「這將大幅度提高攻擊成本，以至於黑客放棄攻擊。」周期如此表示。

如何防止代幣價格的大漲大跌

作為一個類似於比特幣與以太坊的平台，周期表示 QuarkChain 也必須通過發幣以激活鏈上各種交易的發生（不過，由於政策原因，QuarkChain 目前的發幣對象尚不包括中國和美國）。

不過，比特幣近來的大漲大跌卻讓人心有餘悸。對此，周期表示比特幣的大漲大跌主要是由其應用場景單一、定價機制脆弱，容易受到政策、市場等因素影響造成的。而要解決這個問題，周期認為方法其實也很簡單，「只要區塊鏈上能產生一些好的應用，併產生好的內容與收益，市場便會繁榮起來，此後，價格就不會受外界因素太大的影響。」為了說明這一點，周期甚至拿出了 2000 年左右的互聯網泡沫舉例稱：「互聯網泡沫的破滅就是因為當時這些公司雖然融了很多錢，但卻沒有產生好的應用，沒有取得好的現金流。」

「我認為只有在出現能夠解決現實問題的殺手級應用的時候，才會是區塊鏈真正爆發的時候。」周期如此強調。

至於 QuarkChain 的具體應用，周期表示由於項目還在初期階段，目前並不方便透露。但周期強調 QuarkChain 的願景是希望任何人在任何地點任何時間都能使用這項區塊鏈技術。

雖然在周期看來，即使是像 Google 和 Facebook 這樣的企業，他們內部到目前為止也並沒有什麼環節必須要用到區塊鏈技術，但周期表示應該著眼於未來。「區塊鏈的出現其實跟當年互聯網出現時一樣，誰也不知道會出現 Google 和 Facebook 這樣的巨頭。」

另外，周期也對區塊鏈技術的未來進行了預測：「對於未來，我認為市場上會出現幾個通用鏈，同時也會有一些針對垂直行業的專有鏈。」周期認為目前區塊鏈世界的百花齊放並不會長久。但與此同時，周期也認為市場很大，未來各個區塊鏈之間也並不一定要打個你死我活，只要適當地開拓未知市場、尋求差異化即可。「比如我看比特幣與以太坊，他們任何一方都不會因為對方而消失，因為他們都有自己的價值。」

最後，關於此前很多區塊鏈項目都是拿白皮書騙錢的現象，周期也曾見過，「我看過一些白皮書，非常難理解在技術上他們將如何實現他們設想。」為此，周期表示 QuarkChain 之所以靠譜，一個重要原因是他們先做了產品，然後再 ICO。

「我希望我們能成為區塊鏈行業的進步作出一份貢獻。」周期如此說。另外，值得一提的是，QuarkChain 目前大概具有 20 人的開發團隊。

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