分片渐行渐近,公链生死角逐

6 月 3 日,“2018 以太坊技术及应用大会”召开,以太坊创始人 Vitalik Buterin 发表主题为《Casper 与分片技术最新进展》的演讲。V 神在演讲中阐述了 Casper 和分片的技术流程,解释了如何在系统中成为验证者验证节点,并提出了验证节点的“四个不要”。网录科技作为以太坊网络大家庭的一员,现场展示了 Wanchain 的跨链创新及平台进展,并与诸多业界大伽深度探讨、共同畅想以太坊的生态合作及美好未来。

Sharding:给拥堵的以太坊做个 “切片”

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目前,在所有区块链协议中,每个节点都存储所有状态(账户余额,合同代码和存储等)并处理所有的交易。这提供了大量的安全性,但极大地限制了可扩展性:区块链不能处理比单个节点更多的事务。在很大程度上正因为如此,比特币被限制在每秒 3-7 个交易,以太坊到 7-15 等。为了能支持 Visa 等大型支付网络、纳斯达克等股票市场以及物联网等互联网网络,区块链网络就必须每秒处理数百万笔交易。

分片技术,是从传统数据库中启发而来的。具体来说,就是将区块中的数据分成很多不同的“片段”并分别存放在各个节点中,减少每个节点储存数据量的同时,也提高了系统的验证速度。分片技术被认为是更为长期且理论上可行的扩容方案,分片技术的优势显而易见,主要包括:提升交易速度,改善交易吞吐量,可减少单笔交易的处理量,降低交易费用。

以太坊的分片提案包含 100 个子链,帐户交易信息都是储存在子链上的。主链负责生成随机数,随机选择哪个验证者进入哪个分片、谁可以创立一个分区,并且保持验证节点的追踪。子链的责任比较简单,主要做交易处理,并且存储帐户 / 合约状态。假设一个节点能处理 N 个交易,那么主链能追踪 N 个分片,每个分片都能处理 N 个交易,所以系统一共能处理 N^2 个交易。

分片后的区块链结构包括两个主要的根:状态根 (state root) 以及交易群根,状态根代表了整个以太系统的根,这个系统被切分成大大小小的分片;交易群根包含了某特定区块里所有的交易群。每笔交易的收据只需通过这个交易群的多个默克尔根就可以轻松访问;数据存储在分布式共享内存中,其他分片可以看到,但是无法修改。

分片技术采用分而治之的方法,在不影响去中心化和透明度的情况下,通过改变网络验证的方式来增加吞吐量解决扩容的问题。当以太坊的吞吐量和处理能力得到改善和提升,这将给以太坊网络带来更多的应用程序和用户,促进以太坊网络的使用,从而吸引更多节点加入到网络中来,形成一个正向循环。

公链竞争:2018 是所有公链生死角逐关键之年

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区块链底层技术是行业发展的关键,目前各公链平台项目在系统状态、账本结构、共识算法、智能合约、资产登记、链下链上结合、跨链交易、价值传输、交易处理速度、可扩展及可兼容性上尚未形成明显优势的方案,诸多项目也在不同领域进行创新研究,公链平台项目进入一个明显的爆发期。公链平台项目的爆发式增长,势必带来区块链技术的不断升级,最终将结合实体经济,促进社会的发展。

世间本无完美事物,公链要解决的最关键问题是如何在去中心化和效率之间找到平衡,这不仅比拼技术,更考验系统整体设计能力。安全最大化,必然舍弃效率。比特币完全去中心化,全网所有节点共同记账,系统最安全,速度也最慢。反过来,一味追求效率,必然损害安全。

Coinmarketcap 上市场规模前五十的项目中,目前应用类项目不超过 10 个,Dapp (在其他公链上通过智能合约开发应用)类项目不超过 5 个,这些项目中好的垂直应用公链项目(针对某一垂直领域的公链)却获得不错的市场认可,其中 Ripple,IOTA,Steem 等都有非常好的市场表现。以太坊分片技术上线后,一些号称要超越以太坊的公有链速度上就没有优势,安全上特别是竞选超级节点的项目也没有了优势,因为理论上节点越多,意味着越安全,可以预见以太坊会成为区块链第一个杀手级底层基础型公有链。

分片技术将实现以太坊网络交易速度及可扩展性的飞跃,未来基于以太坊开发的项目会呈爆发式增长,随着应用的增长,其它大多数基础型公有链会逐渐失去占有份额、渐渐淡出视线,其价值最终归零。Wanchain 是一条基于以太坊底层协议开发、实现跨链交易的公有链,进而提供各种数字资产流通交易的平台,并给数字资产的金融市场提供一个存在无限可能的基础设施。2018 年 6 月 28 日世界区块链大会 (乌镇),网录科技发布 Wanchain 2.0 版本,将实现跨链功能、并对接以太坊网络。

随着以太坊的进一步崛起,大都会(Metropolis)和宁静阶段(Serenity)的到来,分片对以太坊越来越重要。如果以太坊要演化成新一代信息互联网的基础,必须要解决可拓展性问题。采用分片后的以太坊会如何发展,让我们拭目以待。

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