公鏈性能和去中心化的矛盾,「初鏈TrueChain」嘗試利用混合共識解決

2020-12-25 36kr

目前有大量公鏈項目針對區塊鏈的基礎設施做開發。類似項目包括專注公鏈開發的項目eOS、Dfinity、TrustNote、Achain、IFMChain、本體;還有針對特定行業的公鏈,比如電商行業的CyberMiles、文娛行業的IPTChain、ENT;專注開發跨鏈的DAPP開發平臺的有ArcBlock、Hero Node,類似項目降低了開發DAPP的門檻;還有將公鏈模塊化的NULS,希望讓開發者更容易定製自己公鏈。

然而,底層公鏈的性能、穩定性、資源消耗問題等是公鏈逃不開的問題,各公鏈解決方式不同,TrustNote想通過採用有向無環圖這種新的數據結構解決、IFMChain嘗試通過改變打塊機制解決、Achain想通過多鏈並行的方式解決、超腦鏈Ultrain想創新共識機制。本文要介紹的初鏈TrueChain,也採用了跟大多數公鏈不同的共識機制,稱為混合共識機制。

據初鏈CTO張劍南介紹,在數字廣告等領域,存在區塊鏈商業應用需求,但基礎設施尚未完善,眾多行業的應用需要一個給商業應提供基礎設施的底層公鏈,因此團隊開始著手開發通用型公鏈。

初鏈團隊認為,在主流共識設計領域中,PoW共識可以實現大規模的去中心化,節點數目有公認的可擴展性(Scalability),但在性能上有明顯的瓶頸。而以PBFT為代表的拜佔庭容錯協議雖然在一定條件下可以有較高的性能,但是它們通常被設計於私有場合使用,即所有節點需要在協議開始前知道相互的身份(公鑰等),並且節點不能自由出入網絡。

目前行業的主要問題就是要解決性能與安全/去中心化之間的矛盾,初鏈採用的解決方法是使用混合共識機制,將兩者的優點結合起來。

大致來說,就是用PFBT來快速更新帳本;用PoW來驗證交易,輔助PBFT的成員變動。進入初鏈網絡的交易一般會同時進入兩層:一層是PBFT共識層被寫入帳本,這層預計有數十個節點,更新速度快;另一層更像監督層,使用PoW共識機制,負責驗證交易,節點可以自由加入或退出,通過貢獻算力來爭奪交易驗證權。即使當PBFT自身的安全假設失效(例如超過一定數目的成員節點被攻擊者操縱),也可以通過PoW 鏈進行恢復。

張劍南解釋, PBFT保證了帳本速度,而PoW保證了網絡的開放和安全性。這就平衡了性能與安全之間的矛盾。PBFT 通過貢獻伺服器的網絡資源獲得獲得進入PBFT共識層的資格。一旦監督層發現有交易不一致,就能利用PoW鏈重啟PBFT並且通過追溯發現PBFT裡面 的「壞節點」對其進行懲罰,比如將其免除資格和扣除獎勵。

初鏈認為,混合共識(Hybrid Consensus)是目前看來同時滿足性能要求和公鏈要求的幾個最具有前景的設計方案之一。自提出至今,它在學術界已經有了比較紮實的理論基礎,同時有比較強的可實施性。此外,更重要的一點是,混合共識的安全假設和協議性質有明確的數學定義,比起其他的許多更加激進的方案來說更加穩妥可控。

正如PoW、PoS和PBFT這三大主流共識機制,都經過了嚴謹的數學計算和學術論證,有明確的安全邊界。這裡的「安全邊界」指使用者可以明確知道在何種情況下,公鏈是安全的、何種攻擊能成功。

在生態建設上,節點主要是依靠企業等伺服器資源比較多的機構,生態最重要還是鏈上有足夠多的DAPP合作夥伴。 初鏈有數位合作夥伴,包括歐洲廣告公司Joors等國內外的數字廣告公司、閃鏈(互助保障),以及數家國內的遊戲和廣告公司。

初鏈3月已經內部部署了3個節點的網絡並開始了部分的合約設計及測試,將在4月上線僅包含PBFT的測試網絡,後續將部署完整的混合共識協議,預計可以實現和測試網絡無縫對接,。張劍南表示,在共識上,團隊接下來將重點解決幾個問題:

1.     改善和優化現有的共識算法;

2.     網絡請求和數據交換,做到鏈外交互的同時保證安全性;

3.     混合共識節點激勵問題;

4.     研究穩妥可靠的分片策略以進一步提升協議的吞吐性能;

5.     更完善的隱私保護,初鏈未來會在零知識證明方面做探索。

初鏈已經完成了基石輪融資。團隊接近20人,分為研究團隊、工程團隊和產品團隊。研究團隊主要負責設 計共識機制,工程團隊負責完善基礎設施,產品團隊主要是設計面對C端用戶的產品。張劍南介紹,初鏈目前的相關 產品包括,上述提到的初鏈測試網絡Fabricated TrueChain、初鏈混合共識TRUE Consensus、全節點TRUE Node、輕錢包TRUE Wallet、區塊鏈瀏覽器TrueScan、面向企業客戶的合約全生命周期的管理工具Steller。

白皮書介紹,初鏈創始人程小永是連續創業者,林大亮曾負責「百度百科」運營。CTO張劍南是TopHacker Group創始人,初鏈研究和工程團隊來自清華大學、牛津大學等研究機構和Red Hat、阿里巴巴、Google等企業初鏈美國公司負責人兼全球法務和GR James Cooper是West California Law School的法學教授。

我是36氪作者盧曉明,關注金融、區塊鏈和旅遊,項目尋求報導或交流請加微信lohiuming,煩請備註姓名、單位、職務和事由。

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