11月4日，「鏈客Talk」邀請 HPB芯鏈合伙人 Jason 來到鏈客直播間，給大家分享了「軟硬體公鏈方案突破區塊鏈性能困局」這一話題。
大白|鏈客：歡迎HPB芯鏈合伙人Jason來到鏈客Talk，首先有請Jason介紹一下自己和HPB項目吧？
Jason:大家好，我是HPB芯鏈合伙人Jason，很高興今天來到鏈客Talk和朋友們聊聊公鏈話題以及HPB區塊鏈技術上的探索與創新。
我在軟體行業摸爬滾打了10來年，曾任職中軟，華騰，高偉達睿民金融事業線高管，先後帶領團隊參與了多家銀行的新核心系統上線工作，實施上線了票據、徵信，融資供應鏈等關鍵系統。
我16年開始追隨創始人汪曉明從事鏈圈探索，17年正式加入HPB項目團隊，主要負責運營，產品線。
在此期間推動和完成了HPB主鏈應用層DAPP基礎設施的建設，以及構建早期的運營基礎，並積極推動目前HPB的運營升級和重構工作。
HPB芯鏈，通俗的講，就是通過結合軟硬晶片加速的極致性能和軟體層面的算法優化，打造了一個高TPS平臺，在區塊鏈公鏈領域打造了創新的硬體區塊鏈高速公路。
從專業的角度來說：HPB芯鏈是一種採用全新的軟硬體深度融合的體系架構的公鏈，結合硬體晶片加速引擎（BOE）和區塊鏈底層平臺，實現了分布式性能的擴張，構建了一個硬體晶片驅動的高性能公鏈。
HPB芯鏈並且致力於打造一個容易使用的，高性能的區塊鏈平臺，並且致力於服務實體經濟，推動產融結合。
大白|鏈客：我們了解到HPB芯鏈是唯一主打軟硬體結合的公鏈，請問公鏈這樣設計的初衷是什麼？以及有哪些技術優越性？
Jason：在區塊鏈技術中存在這麼一個不可能三角關係，即高效率、去中心化與安全性三者不可兼得。這個概念最早由巴比特創始人長鋏提出來，當前仍然沒有一個完美的解決方案能夠破解不可能三角問題。
HPB的設計初衷就是希望能夠藉助軟硬體相結合的公鏈解決方案，突破區塊鏈性能困局，最大可能地突破「不可能三角問題」的限制。值得欣慰的是，實踐證明軟硬體相結合的解決方案具有很大的可行性與發展潛力，能夠大幅提升基礎公鏈性能，同時在去中心化和安全性方面，做到了很好的兼顧。HPB芯鏈是全球首創的軟硬體深度結合的公鏈。當前主要有這些技術優越性：
1.HPB芯鏈的TPS可以穩定在5000左右，交易速度快，交易gas費用低。
2.遍布全球的100多個高性能節點，共同運行和維護著HPB完全去中心化的網絡。
3.軟硬體結合的雙重解決方案能夠更好地保護HPB網絡的數據和系統安全。
4.為HPB網絡提供加速的BOE硬體加速晶片與設備完全自主設計研發，全球首創。
5.BOE硬體內置隨機數生成器，在生成每個區塊的同時生成一個隨機數。HPB硬體隨機數是真正的鏈上真隨機數，能夠為各種區塊鏈應用提供隨機數據來源服務。
6.HPB智能合約平臺支持多種程式語言, 降低了開發者使用門檻，開發者能夠基於HPB輕鬆編寫和調用智能合約。
7.HPB是以太坊平行世界，HPB能夠完美兼容ETH的虛擬機和智能合約，提供相同的API功能。
8.HPB採用PoP共識算法，在提升效率的同時，最大程度地保證了網絡公平公正，候選節點每200區塊競選一輪，成為高性能節點。
大白|鏈客：相信很多技術人員對HPB的BOE硬體加速引擎很感興趣，這是個很極客的創造，您可以詳細介紹一下HPB硬體晶片的技術架構和特點嗎？
Jason：HPB芯鏈獨創的BOE技術即區塊鏈加速引擎，包括BOE硬體、BOE固件、以及與之匹配的體系軟體。
通過結合CPU串行能力和FPGA/ASIC晶片的並行處理能力，實現高性能和高並發計算加速，將本來佔用CPU運算資源的各種與網絡通信及計算相關的功能通過一顆片外的晶片獨立實現，以降低CPU負擔，實現加速的功能。
BOE硬體可以實現數據加密，確保高性能節點出塊的不可預測性，並支持加密虛擬機。BOE硬體打造了一個兼容性的網絡，以提升網絡性能及安全性。
HPB芯鏈自主研發的BOE硬體加速引擎，是內嵌ECDSA模塊和硬體隨機數生成器的高度兼容的定製硬體晶片。
BOE硬體的組成要素有：
TCP/IP卸載引擎（TOE），高速優化乙太網系統的吞吐量
MAC模塊，處理從乙太網電纜傳輸的數據包
橢圓曲線數字籤名算法（ECDSA）模塊，執行高速籤名驗證，該模塊對創建每秒能生成大量電子籤名的系統至關重要
硬體隨機數生成器，生成隨機數以保護交易，提高加密通道的安全性和可靠性
大白|鏈客：公鏈安全問題是用戶非常關心的，HPB在安全這塊是如何提供技術保障的？可以介紹下嗎？
Jason：HPB致力於為用戶提供安全可信任的區塊鏈基礎設施服務。HPB成立於2017年，2018年主鏈上線，並經過了知名安全設計公司」知道創宇「的審計。
HPB主網已經平穩的運行了2年，沒有發生過一起重大安全事故，用事實證明了HPB的安全性和穩定性。這也說明，軟硬體結合的雙重解決方案的確能夠更好地保護HPB網絡的數據和系統安全。BOE增強了數據完整性，提供了更高的網絡安全性，並使區塊鏈的速度得到提升。
硬體籤名驗證不僅有助於提高速度和釋放計算能力，還有助於提高安全性。即使黑客篡改我們的原始碼，如果沒有對我們的硬體進行成功的並發攻擊，我們的系統也不會被黑客入侵。
大白|鏈客：那麼從軟體設計和共識算法層面來說，HPB又有哪些創新和自己的特色呢？
Jason：HPB採用了分層網絡架構設計。為了適應BOE技術的要求，同時儘可能地提升TPS，以及保證網絡的公平公正，HPB的PoP共識算法採用了高效的雙層選舉機制，即外層選舉和內層選舉。
外層選舉：採用節點貢獻值評價指標，從眾多候選節點中選出高性能節點
內層選舉：基於hash隊列匿名投票機制，在每次區塊生成時，計算高性能節點生成區塊的優先級，優先級高的高性能節點享有優先生成區塊的權利。
高性能節點間全連接，高性能節點只從候選節點接收交易，互相之間不轉發交易只轉發區塊數據。每個高性能節點與部分候選節點動態連接，每個高性能節點連接的候選節點數量越多，交易入塊的平均時間越短。候選節點與候選節點之間部分動態連接，候選節點只有在跟所有高性能節點連接都斷開時，才會向其它候選節點轉發交易。每個輕節點與2-3個候選節點動態連接。
在整個共識算法設計中，HPB的共識算法的輕量級消息交換機制使其在共識效率上遠高於其他共識算法，同時在安全性，隱私性方面也做了較大幅度的提升。
大白|鏈客：據悉HPB的硬體隨機數是HPB的特色產品，您可以給我們介紹一下嗎？HPB是如何做到真隨機數的？有何特點？
Jason：隨機數抽獎，是具體的產品，未來感興趣的老鐵可以聯繫官方了解，正好我也來仔細講解下。
HPB硬體隨機數是一種基於硬體隨機種子與區塊鏈共識算法的高效多方隨機數生產方案，該方案允許多個隨機數生產者參與，並在一定周期內共同生成隨機數。具體生成過程是這樣的，HPB的BOE硬體上配置有隨機數種子生成器，通過BOE硬體自身的電壓、溫度、電流、網速等物理隨機特性產生的硬體隨機數種子，提交至區塊內，並通過區塊鏈共識算法，將多個隨機種子按照固定規則任意組織排列，生成最終隨機數。
HPB硬體隨機數既有傳統硬體隨機數的不可控、不可預知等優點，又具有可驗證、不可偽造、不可否認等特點。在HPB網絡每生成一個區塊的同時，同步生成一個隨機數。HPB硬體隨機數能夠為DApp提供隨機數據源服務。HPB為開發者提供了隨機數讀取接口，開發者可以自由調用HPB硬體隨機數，集成到DApp相應功能中。硬體隨機數產品，是固化到底層鏈上的，提供了豐富的接口，大家可以來仔細了解。
大白|鏈客：HPB硬體真隨機數在區塊鏈領域有哪些應用場景？您能給我們介紹一下具體的案例嗎？
Jason：HPB芯鏈硬體隨機數具有廣泛的應用場景，包括私鑰的生成，POS算法的節點選舉，DApps的隨機抽樣、抽獎、抽籤等功能。
基於硬體隨機數生成私鑰，不可預測，無法破解，能夠最大程度保障加密資產的安全。通過隨機數選舉出的POS記帳節點，更能保證公平合理分配記帳權和記帳獎勵，確保記帳結果的準確性。而對於DApps的抽樣、抽獎、抽籤等功能場景，結合了硬體隨機數，可以完全避免人為幹預，確保結果的隨機與公平。
鏈客社區是最有極客範的社區，人才濟濟，為了HPB會重點推動和鏈客社區的合作，推動區塊鏈技術的發展，並會結合硬體隨機數產品展開一系列的相關合作。
大白|鏈客：接下來的一個問題是大家目前比較關注的以太坊2.0。在公鏈賽道以太坊一家獨大，而且以太坊2.0呼之欲出，請問你怎麼看待當前公鏈競爭格局，以及HPB如何應對以太坊2.0的衝擊？
Jason：當前的公鏈競爭格局可以用「一超多強「來概括，以太坊無疑是超級巨頭和行業標杆，引領著整個區塊鏈行業的發展。其他各條公鏈各有特色，包括HPB在內，也在快速發展與迭代中，仍然具有巨大的發展潛力。以太坊2.0即將推出，也會伴隨很多前沿創新和技術上的突破，值得期待。以太坊2.0不僅將以太坊升級到更高的水平，也會鞭策其他公鏈更快地進化，以跟上發展趨勢，不被淘汰。
HPB也會因以太坊2.0的推出而共同受益，因為HPB和以太坊並不是純粹的競爭關係，HPB在設計之初就制定了與以太坊兼容的發展戰略，HPB是以太坊天然的合作夥伴。
HPB支持以太坊虛擬機、智能合約，提供相同的api功能，HPB和以太坊具有相通的帳戶體系。HPB是以太坊的平行世界，甚至未來基於成熟的跨鏈技術，通過相同的帳戶架構體系。HPB和以太坊能夠實現無縫連接，DApp可以在以太坊和HPB上共同運行，用戶可以在兩條公鏈自由轉換。
大白|鏈客：HPB兼容以太坊的虛擬機，智能合約，API接口，您能給我們介紹一下具體的案例嗎？
Jason：HPB兼容以太坊的技術架構體系，提供相同的虛擬機、智能合約、以及API功能，HPB對以太坊開發者非常友好，以太坊開發者在HPB上開發基本零門檻。同時，HPB智能合約平臺支持多種程式語言,使用方便。
當開發者在以太坊上開發DApp遇到性能瓶頸，交易擁堵，gas費用過高等情況，他可以迅速改變策略，快速在HPB上進行程序的開發、部署和調試。以太坊普通用戶使用HPB也很方便，他在以太坊上的地址帳號，只要將私鑰導入HPB的錢包，就能生成對應的專屬HPB帳號，在HPB主網實現自由轉帳。
HPB和以太坊是採用了相同的ECC橢圓曲線加密算法，只是ChianID不同。大家也可以通俗的理解，可以把HPB當做ETH的高性能側鏈，目前Metamask也支持接入HPB主鏈，並且可以通過remix編寫合約，連接Metamask發布合約到HPB主網。
相關的Metamask配置如下（適用於8.1及以上版本）：
1、打開Metamask，點擊Networks，選擇CustomRPC
2、請參考如下配置
Network Name: HPB MainNetWork
New RPC URL:https://node.hpb.io
ChainID: 0x10d (8.1以下版本填寫269)
Symbol: HPB
BlockExplorer URL :https://hpbscan.org
其次，咱們社區開發者很多，相關的HPB資料我這裡也給一下：
英文wikihttps://github.com/hpb-project/wiki/wiki
中文wikihttps://github.com/hpb-project/wiki/wiki/HPB-Wiki-%E4%B8%AD%E6%96%87%E9%A6%96%E9%A1%B5
rpcapi 英文https://github.com/hpb-project/wiki/wiki/JSON-RPC-API-Index
rpcapi 中文https://github.com/hpb-project/wiki/wiki/JSON-RPC-API-%E7%B4%A2%E5%BC%95
JavaSdkhttps://github.com/hpb-project/web3-hpb
大白|鏈客：可以和大家講講HPB的最新進展和計劃嗎？以及HPB未來的發展方向是怎麼樣？
Jason：HPB作為一個3年以上的老牌公鏈，穿越牛熊。我們一直認為公鏈是一場馬拉松，不能等，只能往前跑，需要堅持。所以HPB會堅定的走下去，實現區塊鏈理想，也希望社區多給些時間和鼓勵。
HPB有很多獨特的特色產品，例如:HPB的硬體真隨機數產品，能夠為DeFi、NFT提供可靠的隨機數據來源。已有隨機數研發和服務技術團隊Random hubhttps://randomhub.io/，宣布將採用HPB的硬體隨機數作為重要的隨機源。
HPB社區團隊開發的去中心化交易所MyTrade已經推出內測版本，目前在社區進行定向邀請測試，這個階段開放了高性能dex的功能體驗和測試。該dex結合了uniswap和unitrade的產品設計經驗，並加入了創新元素，具有自己的特色和良好體驗。同時，產品基於HPB主鏈搭建，因此兼具兼具高性能，高交易速度，低gas費用等優勢。未來在正式上線後會重點進行跨鏈技術的突破，希望能和以太坊上的資產進行自由兌換和進出，這樣有利於HPB生態的高速發展和繁榮，同時也能讓以太坊上的用戶體驗到高性能Dex優勢。
同時，HPB將重點推進HPB2.0的升級迭代，基於軟硬體結合的特有屬性，利用硬體加速和硬體安全的信任機制，推出面向隱私數據的區塊鏈計算平臺。並且，將探索具體零知識證明算法的硬體加速，以實現零知識在區塊鏈隱私計算與安全計算領域的大規模應用。相關的原型產品，隱私支付已經設計完畢，未來會開放beta版本給社區體驗。
HPB也一直致力於發展開發者生態，提供成熟易用的開發工具，完善規範的開發文檔，組織教育培訓活動，提供資金支持。
我們也會加強對生態項目的支持，為DeFi、NFT、Dao等去中心化應用提供高性能主鏈基礎設施的同時，完善隨機數產品和周邊工具服務，對優質的生態項目進行獎勵或投資。
期待後續會重點和鏈客社區進行落地合作，邀請鏈客社區優秀開發人才，基於HPB主網開發高性能應用，我們也會對參與的開發者給予獎勵。