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            章鱼竞猜下载-原创Nervos:链外扩容+Layer2才是区块链的未来(上)

            admin 2019-05-31 292人围观 ,发现0个评论

            5月14日晚,暗码极客约请到了Nervos的联合创始人兼COO吕国宁先生做客“暗码极客大咖直播间”章鱼竞猜下载-原创Nervos:链外扩容+Layer2才是区块链的未来(上),为咱们具体叙述了Nervos的链外扩容与Layer 2规划。吕国宁先生曾是全球最大以太坊钱包imToken的CTO。

            以下为吕国宁先生的共享全文。

            十分感谢暗码极客的约请,也十分感谢能在这儿跟咱们共享。这次过来首要是想跟咱们聊一聊在曩昔近一年的时间里,Nervos从立项到现在获得的一些开展,以及更进一步地跟咱们评论区块链链外扩容的一些相关论题。

            我会侧重跟咱们评论三个点:

            1、从头回忆Nervos依据分层架构规划的链外扩容计划;

            2、跟咱们介绍一下,Nervos依据分层的架构规划所派生出的一套规划方法学;

            3、介绍Nervos在链外扩容这方面获得的几个技能特色。

            分层架构下的链外扩容计划

            现在区块链的开展都面临着一个一同的问题,便是可扩展性的问题,整个行业界一直在尝试用许多的方法去处理这个问题。

            比如说现在咱们观察到区块链的功用瓶颈是一致算法不行高效,那么要不要去挑选一个更高效的一致算法,所以就有了PoS 以及PoS 的变种一致算法。

            还有一些项目方觉得选用链式数据存储的方法来存储区块,选用最常见的胜出方式不行高效,所以有些团队期望换用别的一种更高效的拓扑数据结构,让网络能够并行的去处理更多的买卖,所以就有了DAG 计划。

            别的有团队以为区块链的中心问题是单线程,这种处理方法的功率太低了,不行高效,能不能够把买卖的处理并行起来,把处理的一切的节点分红若干个组,然后每个组并行的去处理买卖,所以有了Sharding 技能。

            以上,不论是用更好的一致算法,仍是DAG 计划,仍是Sharding,在咱们看来,都能够概括为链上扩容计划。所谓的链上扩容计划,都是依据咱们对现有的链的功用觉得不行,期望能做出一条更强的链。然后在做更强链的方向根底之上所派生出的技能。

            在咱们看来,一切的链上扩容计划,不论是DAG、Sharding,仍是换一种新的一致算法,背面想要在一条链上去处理功用问题,都需求做出一些其他方面的退让。

            比如说你换用一种PoS 一致算法,或许会要在网络的去中心化,乃至安全性方面做一些退让,假如你运用了Sharding ,它其实带来了必定完结方面的杂乱度,而这种完结的杂乱度,在实际的场景傍边其实并没有经过充沛的验证,所以它还需求在工程方面做一些调整。

            咱们其实一直在问自己一个问题,咱们需求做一条更强的链吗?或者说区块链的终极方针是咱们去比较谁能把链做的更强吗?假如用一条链能够处理一切的问题,那么这条链会不会变得十分杂乱和臃肿?

            在考虑这些问题的时分,咱们觉得下一代的区块链假如朝着这种杂乱、臃肿的乃至比较难以工程完结和验证的方向去开展的话,那它不是咱们的寻求方针,咱们以为未来的区块链其实更大的时机在于链外扩容,所以咱们提出了分层的计划。

            这儿刺进比较风趣的一个观念,依据区块链的去中心化的分布式体系,假如它想要寻求功用,它永久也不能追上中心化体系,这个说法叫做没有一致算法能比没有一致算法的一致算法更快。

            什么意思呢?假如你想在去中心化的体系中得到最快的功用,最好的方法是不要一致。

            一个Permission less 的区块链网络,节点之间无需信赖,节点能够自在参加或退出,它的中心是要到达一个全球一致,而且这个一致人人可见,节点之间需求相互交互传递和验证数据,而这些每一个过程加在一同,它的功率永久不会超越中心化的体系,所以区块链作为一个去中心化的体系,它只或许比中心化的体系更慢,而且你还需求让这套体系去做更多更杂乱的工作,从咱们的了解上来说,它很难在工程上面能够追平中心化体系。

            依据分层思维的规划方法学

            下面咱们来共享Nervos 依据分层思维规划区块链的方法学。因为上述原因,咱们以为单方面寻求一条链的功用的提高是有问题的,咱们其实应该把这个问题反过来想,假如区块链自身就很慢,这个一致便是有本钱,它便是一件比较杂乱的工作,那么咱们应该承受现实,全球一致又慢又贵,所以全球一致就变成了一种稀缺的资源,咱们应该用一种更奇妙的方法去运用这种稀缺的资源,把它的价值扩大。

            只需咱们经过工程手法把区块链带来的价值扩大出来,那么咱们就能够让区块链去服务到更多的人和更多的体系,所以咱们能够不用去考虑功用,更多去考虑怎样把区块链的价值扩大。

            因而,咱们挑选了链外扩容的思路,把比较杂乱的核算使命放到链外去做,然后把数据的验证和实在需求全球一致的操作放到链上,剩余核算的部分悉数放到链外,这是咱们在规划分层的一个基本思路。

            Nervos 规划的起点不是为了做出一条更强的链,它的方针是去完结一个丰厚的加密经济生态,而且通曩昔咱们的区块链,为这个加密经济生态供给底层的根底设施服务。

            依据咱们的规划思维,Nervos 所承当的人物是一个加密经济生态的底层,也便是咱们所说的Layer 1 ,Layer 1 只需求重视安全和去中心化;功用和用户体会、以及满意各类商业场景的运用需求的部分放到Layer 2 去做。

            经过Layer 1 供给安全和信赖来维护区块链运用的安全性,也便是说Layer 1 能把自己的信赖传递到Layer 2 上。

            假如咱们以为分层是未来区块链开展的一个重要方向,咱们就要考虑怎样去规划这个网络,在考虑规划这个网络的时分,咱们更多要去考虑未来上层网络上的Layer 2 的运用,他们会对底层发生怎样的需求,然后咱们经过充沛的考虑这些运用对底层的需求,再去规划一个底层的网络,去充沛的支撑上层的体系。

            Layer 2 的特色是它不需求运用大局一致,经过一个部分一致,它就能够到达一个十分高的功用。所以Layer 章鱼竞猜下载-原创Nervos:链外扩容+Layer2才是区块链的未来(上)1 的中心显然是不应该重视功用,因为Layer 2 才应该去重视功用。所以Layer 1 的中心是去确保能为Layer 1 的上层协议参加者供给一道防地,它愈加应该关怀的是安全性和去中心化,所以Layer 1 需求完结的是最大规模的一个一致协议。

            Layer 1 需求去验证Layer 2 向Layer 1 提交的状况,所以Layer 1这一层需求一个强壮的可编程才干的虚拟机,去支撑各种状况的验证和逻辑,这意味着,在Layer 1 这一层需求有一个灵敏强壮的编程模型去支撑Layer 2 提交的各种暗码学的依据,然后去完结验证。

            因为Layer 2 是不断的开展的,所以咱们需求让Layer 1 确保必定的灵敏性,这样它能够灵敏地去支撑各种不同类型的暗码学原语,这样才干够让Layer 1 一直去承当作为Layer 2 法院的这样一个人物。

            当咱们再把Layer 1 和Layer 2 放在一同合力考虑的时分,咱们会发现咱们必需求针对Layer 1 去规划一个合理的经济模型,而且需求考虑这个网络中每一个参加方的价值和利益对齐,才干确保这个网络持久安全可靠的运转。所以在考虑怎么去规划咱们的网络的时分,咱们总结出了四个要害点:

            1、Layer 1 供给一个最大规模的安全的一致;

            2、灵敏的可编程模型;

            3、能够灵敏的支撑最新的暗码学原理的加密算法;

            4、针对其间的Layer 1 去规划一个匹配的经济模型。

            以上谈到了Nervos 依据分层架构的体系,接下来我想介绍曩昔一年咱们在Nervos 开发傍边,针对Layer 1 咱们在技能上获得的一些成果。

            技能开展:Cell Model

            第一个我想介绍Nervos 的技能特色叫做Cell 模型,它的中文意思是细胞。所以Cell 模型用中文说便是细胞模型。

            咱们的网络是一个分层网络,它有Layer 1 和Layer 2,咱们首要Focus 在Layer 1 这一层,在Nervos 傍边Layer 1 这一层,它的姓名叫做CKB。在CKB 中咱们引进了Cell 模型的规划,这是因为咱们去支撑 Layer 2 的时分,必定要有才干去存储来自于Layer 2 提交到Layer 1 上的各式各样类型的数据,以及在存储数据的时分对这个数据进行验证,而且为这个验证的成果到达大局一致,所以咱们需求Cell 模型具有十分强的才干。

            假如了解比特币底层协议和完结的朋友,必定知道比特币底层的账本模型是依据一种数据类型,叫做UTXO,而一个UTXO 就代表着一个比特币财物当时的状况。Cell 模型其实跟UTXO 模型有许多当地是比较挨近的,咱们一般说Cell 模型是对UTXO 模型泛化的规划。

            比特币网络中一个UTXO 只要两个部分,第一个部分是记载UTXO (未花费的买卖输出)的数额是多少,别的它还有一个部分叫做Lock,这个代表了谁能够去花费这个UTXO。

            所以比特币的底层是由UTXO 的调集去构建的,当网络中的节点收到一笔新的买卖的时分,节点只需求去验证这笔买卖傍边要被花费掉的那笔比特币是不是存在于这个UTXO 调集傍边,假如是的话,就证明这个比特章鱼竞猜下载-原创Nervos:链外扩容+Layer2才是区块链的未来(上)币没有被两次花费。

            比特币的网络有一个问题,便是它只支撑一种财物,它没有方法在比特币的网络上原生的去支撑用户的自界说财物。

            可是当你要去规划一个Layer 1 的时分,它十分重要的才干,便是除了这个网络的原生代币财物之外,你还有必要答运用户能够发行自界说的财物,而且网络的安全性要去一同维护这个网络的原生财物和用户的自界说财物。

            所以咱们在考虑做Cell 模型规划的时分,要去考虑它怎么去除了支撑原生财物的一同,还要去支撑用户自界说的财物,而且这个整个财物模型是遭到矿工算力的维护的。

            一个Cell 代表着用户的一份财物,这一份财物有自己的标识,也有自己的状况、而且也能够存储相关于这个财物的事务逻辑,一同咱们还做到了财物的界说和财物的状况别离,也便是说,每一个Cell 能够单纯的只存储它的状况,而且能够把它环绕这个状况的事务逻辑存到别的一个Cell 傍边去。

            而ERC20 的这种记账方法,其实是对单一用户的单一财物,把它映射到了Layer 2上,这是十分不友好的。

            经过财物的逻辑和状况别离这种机制的规划,咱们能够让用户经过自己的Cell 去存储自己的财物的状况,一同能够让多个用户的财物指向同一个逻辑,这就完结了一种能够自界说用户的财物发行。这就完结了能够让用户在Layer 1 发行一种自界说资金财物,而且让这个财物能够涣散存储在用户手中这样一种方式。

            每一个用户能够用自己的Cell 去存储自己的财物,这带来的优点是用户和用户的财物之间相互是阻隔的,这会对Layer 1 怎么把一个用户的财物都映射到Layer 2 供给了一个十分大的便当性,假如咱们了解以太坊的ERC 20 Token 就知道,一个以太坊的ERC 20 合约,其实便是一个第三方记账人,它经过一个合约去坚持了一切用户的一切的财物的状况。

            而这个要害特性完全是由Cell 的底层规划的灵敏性带来的!

            Cell 模型让每个用户在自己的Cell 傍边存储了用户自己的财物,而且每个用户关于章鱼竞猜下载-原创Nervos:链外扩容+Layer2才是区块链的未来(上)相同一个财物在每个用户的Cell 中相互阻隔,完结了状况和逻辑别离的这样规划,最大极限地供给了一种财物操作的灵敏性。而这样一种灵敏性是实在的由内而外去Support Layer 2 的,这是Layer 2 中最要害的一个特性。

            技能开展:CKB-VM

            下面我想跟咱们介绍一下Nervos CKB 的VM (虚拟机)规划。

            在Nervos CKB 这一层, 咱们不只规划了依据Cell 的账本模型,咱们还规划了一个全新的VM ,在规划CKB VM 之前,咱们发现许多区块链项目并不会用实在的CPU 指令去规划自己的虚拟机,比如说咱们知道的以太坊下一代虚拟机,会用WebAssembly 去完结。

            咱们觉得运用带有高档言语特性支撑的虚拟机,尽管能够在虚拟机层面上供给更多的便当,可是这些便当其实也都是有一些价值的。

            比如说任何一个功用杂乱的带有高档言语特性的虚拟机,不论它多么的灵敏,它都不可防止地会在规划层面上引进一些语义的束缚,而且为了在功用上面做到一个比较好的优化,它会在不同的言语之间去引进一些相同的语义,这样比较简单优化,可是这样一来,这个虚拟机自身的灵敏性就会遭到一些约束。

            咱们在做Layer 1 虚拟机选型的时分,以为灵敏性是一个十分重要的特性,咱们不期望让虚拟机因为寻求高档体系而去失掉一些灵敏性。与此一同,一个带有高档言语支撑功用的虚拟机,一般也会去支撑一些高档的数据结构和算法,而这样做最终会导致一个问题,这个虚拟时机简单倾向于某一类型的运用开发,这也是咱们在考虑虚拟机对高档数据类型支撑的时分看到的一个问题,所以咱们期望虚拟机自身的数据结构或者是算法能够坚持最大的兼容性。

            还有一个清楚明了的特性是,一切项目虚拟机的完结最终都要在冯诺依曼CPU 的架构之下才干运转,不论你是X86 仍是ARM,一切高档虚拟机的这些特性,最终都要映射到现代冯诺依曼体系架构下CPU 汇编指令去履行。

            所以咱们在想咱们的Layer 1,为什么要去寻求完结一个高档言语功用支撑的虚拟机,而不是经过实在CPU 指令集构建的虚拟机?

            假如运用实在的CPU 指令集来构建咱们的虚拟机,咱们能够添加静态验证,也章鱼竞猜下载-原创Nervos:链外扩容+Layer2才是区块链的未来(上)能够添加高档的数据结构,或者是加密算法支撑,在不丢掉这些高档特性的一同,咱们还能够最大化这个VM 的灵敏性,经过实在的CPU 指令集,能够最大极限的坚持开发者运用这个虚拟机去写出程序的或许性。

            运用依据CPU 指令集完结的虚拟机,还有一些在灵敏性之外的其他优势。

            第一个优势是安稳性。

            与一般是软蛇女件完结的VM 指令集比较,硬件指令集显得十分安稳,咱们在做Layer 1 的时分,安稳性也是咱们考虑的一个十分重要的特性,所以硬件指令机的安稳性跟咱们的需求十分符合。

            第二个优势是运转期的透明性。

            依据CPU 指令集完结的虚拟机,它在程序履行期间,能够十分便利地依据虚拟机的仓库指针来获取仓库空间的运用状况,然后咱们能够比较简单的去剖析这个虚拟机内部程序运转的状况,乃至能够让这个状况更具可变性。

            第三个优势是能够准确的去核算运转时的开支。

            因章鱼竞猜下载-原创Nervos:链外扩容+Layer2才是区块链的未来(上)为虚拟机里边跑的是实在的CPU 指令集,所以每一个指令履行器的塞口数量是固定的,咱们能够依据塞口数量来准确的测量出每一步核算所需求的实在的硬件开支,这个在经济模型和核算买卖履行和验证的费率的时分,是一个十分重要的特性。

            经过适度的优化,也能够在一些履行加密暗码学和加密原语的核算上,引进一些即时编译,即Just In Time(JIT)的特性,这些特性也能够十分便利地让虚拟机能够在签名验证等这些比较杂乱的核算场景下,做到一个十分好的优化。

            所以Nervos 在虚拟机这一层,就运用了RISC-V 指令集完结了咱们的虚拟机。

            别的有必要提一下,因为Cell 模型对恣意类型数据存储的支撑,再加上虚拟机的协作,咱们能够去支撑丰厚类型的加密原语!

            咱们能够把暗码学的函数,经过C 言语编译成能够在虚拟机上履行的一段代码,然后再把这段代码存在Cell 里,之后能够在虚拟机里去经过指令去调用Cell 里的这段代码,然后把它放到内存中去履行。

            依据这种方式,咱们能够不断的为体系添加新的暗码原语,而不需求做Hard Fork,因为不论是比特币仍是以太坊,假如你想要添加一种新的暗码学的功用支撑,就有必要做一次Hard Fork,可是在咱们的体系上这是不必要的。

            这是咱们所说的Crypto Friendly,你能够十分便利的去添加新的暗码学原语。因为Layer 1 在分层架构中所扮演的重要人物便是去验证各种Layer 2 提交过来的暗码学依据。这些暗码学依据会涉及到各种加密算法。曩昔有一个比较通行的做法,便是把虚拟机里暗码学的支撑经过一个op_code,直接硬编码在虚拟机傍边,然后经过底层去完结。

            因为Cell 模型的这个特色,咱们能够不添加任何的op_code, 仅仅把新的暗码学功用编译好了今后,放到一个Cell 里,咱们虚拟机立刻就能够调用,咱们觉得这样能够最大极限的防止未来的体系需求硬分叉去添加新功用、新的暗码学功用的状况,这关于咱们来说是一个十分重要的特性,也是咱们的虚拟机带来的一个十分重要的特性。

            暗码极客是一群来自前阿里、蚂蚁金服的技能人员与阿里创业帮一同建议的区块链技能创投社群,也是杭州最大的区块链技能创业社群,截止5月,社群技能人员超越2000位,社群成员超越8万,孵化协作阿里系区块链技能项目超越30个。扫描二维码参加咱们。

            声明:该文观念仅代表作者自己,搜狐号系信息发布渠道,搜狐仅供给信息存储空间服务。
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