MultiVAC的全分片架構設計和實現(xiàn)方案

近期，公鏈項目MultiVAC發(fā)布了分片技術方案中文版《MultiVAC全分片黃皮書：計算、存儲、傳輸全維度分片實現(xiàn)區(qū)塊鏈完全擴展性》。

該方案的英文原版早在2018年9月就已發(fā)布，本次發(fā)布了其中文修訂版。

擴展性是當前區(qū)塊鏈技術的主要瓶頸，主流公鏈的吞吐量遠遠無法滿足商業(yè)應用需求，如比特幣僅能支持每秒4-5筆交易，以太坊是每秒10筆。分片作為在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫領域的經典擴容方案，在并行化執(zhí)行方面表現(xiàn)優(yōu)異。但目前的區(qū)塊鏈分片技術仍不成熟，如分片項目zilliqa和Elastico等都僅對礦工進行分片，未解決存儲和傳輸瓶頸，無法實現(xiàn)整個系統(tǒng)的完全擴容。

該黃皮書具體描述了MultiVAC的全分片架構設計和實現(xiàn)方案，主要包括：

· 通過一個精妙的基于Merkle Root的分布式存儲和傳輸創(chuàng)新機制，使用極其精簡的數(shù)據(jù)就能對大數(shù)據(jù)集進行高效和安全地校驗、增量修改和跨片通訊，大幅度降低了賬本規(guī)模和網絡傳輸量，減輕了礦工的存儲負擔和傳輸負載，從而實現(xiàn)了存儲、傳輸、計算的分片；

· 在分片機制上用 PoS 機制抵御 Sybil 攻擊，使用可驗證隨機函數(shù) （VRF）將區(qū)塊鏈網絡劃分為若干“分片”并將礦工動態(tài)分配給分片，內部通過拜占庭共識族處理交易；網絡還可根據(jù)負載變化進行分裂增長。

據(jù)了解，MultiVAC的設計方案不同于現(xiàn)存幾乎所有的分片方案，這個全維度分片方案，既使得區(qū)塊鏈分片的并行化處理成為現(xiàn)實，實現(xiàn)了網絡性能的線性增長和無限拓展，又降低了礦工參與門檻，維護了區(qū)塊鏈去中心化的原始價值主張。

在2018年10月份進行的實驗室測試中，MultiVAC 在由 64 個分片、12800 個節(jié)點組成的網絡中達到了 30784 TPS，單分片處理能力超過 500 TPS；隨著節(jié)點數(shù)量和分片的增加，全網性能表現(xiàn)出優(yōu)異的線性增長。

MultiVAC CTO 應翔解釋到：

“公鏈擴容的瓶頸，不僅僅在于計算，更在于存儲和傳輸。假設有一個TPS可達到VISA水平（平均2000）的區(qū)塊鏈系統(tǒng)，每個礦工都存儲一份全賬本，那么每年這個賬本將增加23T（1T=1024G）的數(shù)據(jù)，并且隨時間線性增加。如果不對存儲和傳輸進行重新設計，這樣的負載無論對于整個區(qū)塊鏈網絡還是單個礦工節(jié)點，都是無法承受的。”

“而在MultiVAC中，礦工僅需要保存不到1G的數(shù)據(jù)，通過極其精簡的片內和跨片通訊，就能夠順暢地參與共識和挖礦。大量數(shù)據(jù)均由存儲節(jié)點保存，但數(shù)據(jù)存儲僅作為系統(tǒng)底層基礎設施服務被調用，如中國電信和美國AT&T一樣，存儲節(jié)點無法擅自對數(shù)據(jù)進行任何操作，關于數(shù)據(jù)的所有產生、修改、刪除等行為均由礦工共識達成?！?/p>

“這樣設計的好處有兩個，一是降低了礦工門檻，普通計算設備也能夠成為礦工，避免礦機化的控制風險；二是將出塊權力牢牢保留在普通用戶手中，不存在超級節(jié)點的中心化風險；這兩點都在提高容量和保證安全性的基礎上，維護了區(qū)塊鏈去中心化的核心價值?！?/p>

MultiVAC將于近期發(fā)布代號為“鳳凰”的首個測試網絡。

MultiVAC是專為大規(guī)模DApps設計的下一代高性能彈性區(qū)塊鏈平臺，目前已獲得包括IDG、Hashed、NGC在內的國際頂級機構的戰(zhàn)略投資，累計融資額超過1500萬美金。