基于區(qū)塊鏈分片項(xiàng)目的幾大主要分歧點(diǎn)及看法探討

以太坊創(chuàng)始人V神在今年6月份寫了一篇《？》，分析了一下這三個(gè)對(duì)于以太坊2.0來說非常關(guān)鍵的技術(shù)。

被寄予厚望的以太坊2.0在第一階段PoS和信標(biāo)鏈，第二階段將完成1024分片的部署，在第三階段計(jì)劃實(shí)現(xiàn)片間通信。片間通信有點(diǎn)類似于跨鏈，解決同一類問題?？珂溸@個(gè)概念炒了這么久，引人注目的明星項(xiàng)目 Cosmos 和 Polkadot 現(xiàn)在也并沒有把鏈間通信的技術(shù)展現(xiàn)在人們眼前?，F(xiàn)在都在理論階段，誰也不知道具體實(shí)現(xiàn)出來是什么樣子。

那分片現(xiàn)在怎么樣了？

雖然沒有跨鏈那樣的高關(guān)注度，分片賽道的項(xiàng)目其實(shí)也有很多，包括 Harmony、Near Protocol、ETH2.0，還有 Elrond 等等都是比較主流的分片項(xiàng)目。區(qū)塊律動(dòng) BlockBeats 與 Harmony 的 CTO 蘭榮堅(jiān)聊了聊，針對(duì)現(xiàn)在分片賽道上幾大主要的分歧點(diǎn)，包括共識(shí)算法、片間通信、伸縮性這幾方面，蘭榮堅(jiān)也分享了他對(duì)這些主流分片項(xiàng)目的看法。

共識(shí)算法

在分片項(xiàng)目里，共識(shí)算法主要有三類：PoW 共識(shí)，比如夸克鏈；PBFT 拜占庭容錯(cuò)共識(shí)，比如 Harmony；還有前兩種混合共識(shí)，比如 Near Protocol 與 ETH2.0，換句話說，Near 與 ETH2.0 在一般情況下，使用的是最長鏈共識(shí)，每隔一段時(shí)間就會(huì)使用 BFT 共識(shí)來設(shè)置一個(gè)檢查點(diǎn)。

但在 Harmony 的 CTO 蘭榮堅(jiān)看來，這種共識(shí)一般情況下，不能保證及時(shí)確認(rèn)，需要等待一段時(shí)間才能確認(rèn)，效率不高。而且不能保證出塊穩(wěn)定，有分叉的風(fēng)險(xiǎn)。

而 Harmony 使用 FBFT 共識(shí)，這種改良版的拜占庭容錯(cuò)共識(shí)最大的優(yōu)勢(shì)，就是區(qū)塊的及時(shí)確認(rèn)，可以保證穩(wěn)定性。而且在 FBFT 共識(shí)下，不會(huì)依賴區(qū)塊生產(chǎn)者，因?yàn)橐坏┏鰤K者出現(xiàn)問題，可以馬上被換掉，減少網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)險(xiǎn)。

但 Harmony 的共識(shí)也不是完美的，蘭榮堅(jiān)表示，雖然有問題的出塊者可以被限制，但是出塊者的權(quán)力依舊很大，還是要基于拜占庭共識(shí)的基礎(chǔ)，也就是要相信 2/3 的節(jié)點(diǎn)都是誠信的。

片間通信

片間通信也分為兩類：一類是代幣的轉(zhuǎn)移；一類是智能合約的跨片通信。

在代幣的轉(zhuǎn)移上，Harmony 使用的解決方法，與 ETH2.0 和 Near Protocol 的方法都一樣，蘭榮堅(jiān)稱之為」收據(jù)證明「。從片 A 發(fā)一個(gè)代幣到片 B 的過程是這樣的：先把代幣從片 A 提取出來，生成一個(gè)收據(jù)，把這個(gè)收據(jù)發(fā)送給片 B，片 B 驗(yàn)證了這個(gè)收據(jù)，就可以接受代幣。

在蘭榮堅(jiān)看來，現(xiàn)在最難的就是智能合約在片間的互操作，也就是說，片 A 的智能合約，如何去改片 B 上智能合約的數(shù)據(jù)，比較難實(shí)現(xiàn)。因?yàn)闊o法保證兩個(gè)片間的一致性。而這個(gè)問題，ETH2.0 和 Near Protocol 也沒有很好的解決方法。

這在部署 DApp 的時(shí)候也會(huì)成為比較難解決的問題，當(dāng) DApp 過大，需要部署在多個(gè)分片上的時(shí)候，用戶從片 A 切換到片 B 的過程很復(fù)雜，不好實(shí)現(xiàn)。

伸縮性

在分片數(shù)量的考慮上，Harmony 與其他項(xiàng)目都不一樣。ETH2.0 會(huì)直接推出 1024 個(gè)分片，而 Elrond 的分片數(shù)量不是固定，可以隨意增加或者減少。蘭榮堅(jiān)并不認(rèn)可 ETH2.0 和 Elrond 的方法，認(rèn)為并不太安全。

他覺得分片不需要很多，因?yàn)槊總€(gè)分片都需要節(jié)點(diǎn)，成本極大，有些分片根本用不到，造成浪費(fèi)。而隨意增加分片數(shù)量會(huì)引起網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定，容易被攻擊。

在交談中，蘭榮堅(jiān)不僅與區(qū)塊律動(dòng) BlockBeats 聊了現(xiàn)在分片的現(xiàn)狀，也對(duì) Harmony 最近受到社區(qū)關(guān)注的話題做了回應(yīng)，包括與 Coinbase 的熟人關(guān)系，與 Elrond 的糾紛，以及未來的計(jì)劃。

下面是采訪全文

問：現(xiàn)在主流的分片項(xiàng)目都在做狀態(tài)分片，而不是網(wǎng)絡(luò)分片或者交易分片，狀態(tài)分片的優(yōu)勢(shì)是什么？

蘭榮堅(jiān)：每個(gè)節(jié)點(diǎn)需要存儲(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)量非常大，普通節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)積累到一定程度后，不能再承受大數(shù)據(jù)量。不使用狀態(tài)分片的話，容易產(chǎn)生中心化的問題。

而且，沒有狀態(tài)分片，不能達(dá)到無限擴(kuò)展。只有網(wǎng)絡(luò)和交易分片的話，理論上不能真正并行處理這些區(qū)塊，擴(kuò)展性非常有限。

問：現(xiàn)在分片項(xiàng)目的共識(shí)算法可以分為幾類？

蘭榮堅(jiān)：共識(shí)算法現(xiàn)在可以分為三種：一種是 PoW，比如 Zilliqa 和夸克鏈，這兩個(gè) PoW 共識(shí)的用法也不太一樣；第二種就是 PBFT，也就是 Harmony 使用的共識(shí)算法類型；第三種是前兩種的混合共識(shí)，也就是說，在一般情況下使用 PoW 的最長鏈共識(shí)，每隔一段時(shí)間設(shè)立一個(gè)檢查點(diǎn)，來保證最終性。ETH2.0 和 Near Protocol 就是使用的混合共識(shí)。

問：每種共識(shí)算法的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？

蘭榮堅(jiān)：混合算法并不能保證區(qū)塊的及時(shí)確認(rèn)，需要等待一段時(shí)間才能確認(rèn)，而且最長鏈共識(shí)容易產(chǎn)生分叉。

而 Harmony 使用的 FBFT 拜占庭容錯(cuò)共識(shí)，最大的優(yōu)勢(shì)就是區(qū)塊確認(rèn)，將來我們可以做到 5 秒出塊，5 秒確認(rèn)。區(qū)塊確認(rèn)時(shí)間要遠(yuǎn)少于最長鏈共識(shí)。

同時(shí)，F(xiàn)BFT 共識(shí)不會(huì)像普通的 PBFT 共識(shí)一樣依賴出塊者。按照一般的拜占庭共識(shí)，出塊者如果出現(xiàn)問題的話，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)都會(huì)受到影響。Harmony 的節(jié)點(diǎn)要求不高，穩(wěn)定性也不高，但是在 FBFT 下，如果出塊者出現(xiàn)問題，可以快速切換到下一個(gè)出塊者。整個(gè)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)比例大大減少。

雖然可以快速切換掉有問題的出塊者，出塊者的權(quán)利依舊很大，必須要相信 2/3 的節(jié)點(diǎn)的誠信的，對(duì)共識(shí)的要求很高。

問：片間通信現(xiàn)在是不是依舊很難實(shí)現(xiàn)？

蘭榮堅(jiān)：片間通信分兩種：一種是普通的片間代幣轉(zhuǎn)移，一種是智能合約的片間通信。

代幣轉(zhuǎn)移比較好實(shí)現(xiàn)，Harmony 和 ETH2.0、Near Protocol 在這個(gè)問題上使用了類似的解決方法，就是」收據(jù)證明「。從片 A 發(fā)一個(gè)代幣到片 B 的過程是這樣的：先把代幣從片 A 提取出來，生成一個(gè)收據(jù)，把這個(gè)收據(jù)發(fā)送給片 B，片 B 驗(yàn)證了這個(gè)收據(jù)，就可以接受代幣。

而智能合約的片間通信也有難度之分，如果只是簡單的讀取數(shù)據(jù)，是比較容易實(shí)現(xiàn)的，只要保證數(shù)據(jù)是一致的就可以。但是，難實(shí)現(xiàn)的是智能合約的片間互操作性，比如用戶在片 A 的智能合約，想要去改片 B 的智能合約的數(shù)據(jù)，很難實(shí)現(xiàn)，因?yàn)椴荒鼙ＷC數(shù)據(jù)的一致性。這個(gè)問題 ETH2.0 和 Near Protocol 現(xiàn)在也沒有解決。

問：Harmony 和 ETH2.0 使用的信標(biāo)鏈，與 Polkadot 的中繼鏈邏輯相似，會(huì)不會(huì)有中心化問題？

蘭榮堅(jiān)：信標(biāo)鏈中心化的問題，確實(shí)會(huì)有，因?yàn)樗械姆制家褂眯艠?biāo)鏈的服務(wù)。但是信標(biāo)鏈其實(shí)也是一個(gè)分片，每個(gè)分片都是同構(gòu)的，節(jié)點(diǎn)數(shù)量、共識(shí)算法、安全性等等方面都是一樣的。每個(gè)分片的資源和權(quán)力也都是一樣的。

信標(biāo)鏈上節(jié)點(diǎn)的選取也和其他分片一樣，都是從一個(gè)池子里選出來，沒有任何區(qū)別。信標(biāo)鏈與其他分片相比，只不過是功能多了一些。

問：ETH2.0 上有 1024 個(gè)分片，Elrond 上的分片數(shù)量可以隨意增加或減少。您如何看 ETH2.0 和 Elrond 在分片伸縮性上的設(shè)計(jì)？

蘭榮堅(jiān)：自動(dòng)增加或者減少分片，在安全性上有折扣。因?yàn)槿绻锰囟ㄋ惴ㄈヒ?guī)定應(yīng)該有多少分片的話，攻擊者可以按照這個(gè)算法讓網(wǎng)絡(luò)去增加或者減少分片，網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性收到影響。

ETH2.0 有 1024 個(gè)分片，沒有必要這么多。每個(gè)分片都要有很多節(jié)點(diǎn)去支持，成本很大。如果分片還沒有人用的話，白白浪費(fèi)。

Harmony 的分片數(shù)量設(shè)計(jì)以實(shí)用為主，先預(yù)測(cè)應(yīng)用大概需要多少 TPS，然后預(yù)測(cè)需要幾個(gè)分片可以滿足。如果需要增加分片數(shù)量的話，社區(qū)會(huì)進(jìn)行投票，不會(huì)輕易地做改變。

問：在分片上部署 DApp 會(huì)遇到哪些問題？

蘭榮堅(jiān)：當(dāng)一個(gè) DApp 過大的時(shí)候，會(huì)部署在多個(gè)分片上，用戶從一個(gè)分片，切換到另一個(gè)分片上，這中間的通信成本很高。就像是玩游戲，用戶從一個(gè)服務(wù)器，切換到另一個(gè)服務(wù)器的過程，比較復(fù)雜。

問：目前這些分片項(xiàng)目，除了 Harmony，您還比較看好哪個(gè)項(xiàng)目？

蘭榮堅(jiān)：目前看來，Near Protocol 還是挺不錯(cuò)的。我們跟 Near 團(tuán)隊(duì)有過交流，他們學(xué)習(xí)了很多技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)非常復(fù)雜。

但是他們開發(fā)進(jìn)度不會(huì)太快，目前所有分片項(xiàng)目中，Harmony 的開發(fā)進(jìn)度是最快的，ETH2.0 起碼還要一兩年，Near 設(shè)計(jì)的安全性很高，很難實(shí)現(xiàn)，而且會(huì)影響性能。

問：上周 Coinbase 公布有可能會(huì)上線的項(xiàng)目中有 Harmony，但是社區(qū)中有一些傳言，說 Harmony 與 Coinbase 有熟人關(guān)系，是這樣嗎？

蘭榮堅(jiān)：因?yàn)榇蠹叶荚诠韫?，地方很小，所以?a target="_blank">區(qū)塊鏈的這些人也都互相認(rèn)識(shí)。Harmony 團(tuán)隊(duì)成員的朋友是在 Coinbase 做實(shí)習(xí)生，沒有熟人關(guān)系。而且美國公司審核很嚴(yán)格，不可能靠關(guān)系上線。

但我們對(duì)上線 Coinbase 還是有信心的，Coinbase 的審核部門專門來公司與我們聊過，他們最重要的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，就是項(xiàng)目一定要去中心化。所以 Harmony 是很有信心的。

問：Harmony 與 Elrond 之前似乎有些糾紛，您對(duì) Elrond 這個(gè)項(xiàng)目如何評(píng)價(jià)？

蘭榮堅(jiān)：Elrond 的白皮書并不出彩，就是學(xué)習(xí)現(xiàn)有的解決方案，而且他們改過白皮書，有抄襲 Harmony 的嫌疑。他們最開始共識(shí)類似 Algorand，最新的共識(shí)換成了 PoS，在學(xué)習(xí)我們。

問：Harmony 后續(xù)的計(jì)劃是什么呢？除了新上線的 BitMax 交易所，后續(xù)有沒有新的上大型交易所有計(jì)劃？

蘭榮堅(jiān)：今年主網(wǎng) V1 上線后，讓合作方的產(chǎn)品上鏈，最近剛剛收購宣布參與收購數(shù)字藏品創(chuàng)業(yè)公司 Quidd，未來會(huì)進(jìn)軍游戲 NFT 行業(yè)。

今年 6 月幣安已經(jīng)上線我們的代幣，這個(gè)是一個(gè)起點(diǎn)，去中心化是 Hamrony 一個(gè)核心的理想，讓全世界大部分人持有我們的代幣是這個(gè)去中心化表現(xiàn)形式和實(shí)現(xiàn)途徑，那么作為項(xiàng)目本身，我們必須為用戶提供簡易的購買和交易代幣的路徑，包括選擇可靠的交易所 List 我們的代幣，所以我們選擇和 BitMax 合作。我們相信依靠 BitMax 的用戶基礎(chǔ)以及 BitMax 挑選項(xiàng)目的嚴(yán)格要求及眼光，能夠讓更多人持有我們的 One，對(duì)于我們是意義重大的。

未來還會(huì)有上國內(nèi)主流交易所的計(jì)劃，但現(xiàn)在還不能公布。