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火星专栏 | 曹锋博士谈公链:区块链开启价值互联网,如何让大规模区块链应用成为可能?

曹锋

发布时间: 2018-04-10

关键字:公链,曹锋,火星专栏

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从比特币到以太坊,区块链公链生态一直在进化, 2018年也是公链角逐的关键年,区块链的技术之争归根到底,就是公链的底层技术之争——公链的优化、安全、与效率之争,让我们来浅谈一下“区块链开启了价值互联网,如何让大规模的区块链应用成为可能?”。

许多人对区块链有一些误解。区块链的发展历程跟整个互联网的发展历程类似,也不断地受到质疑和政策上的影响,例如2008年,在政策的影响下,很多国内的互联网企业将业务转移到海外,以寻求更好发展。互联网的三个核心问题是:“我们为什么要上网?在互联网可以干什么?如何随时随地上网?”借此,由这三个核心问题来展开关于区块链和公链的讨论:

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区块链开启了价值互联网

区块链就是价值互联网,信息互联网和价值互联网的本质区别是什么?在信息互联网里,信用主要来源于第三方中介,如银行、证券公司等大型机构。基于第三方中介的信任,我们才相信和使用它们提供的服务。但在区块链里,我们不再需要相信任何一个组织或者机构了,只要相信区块链平台本身即可,这就是区块链自身优势带来的巨大价值,其创新所承载的意义延伸,远远超出了加密货币本身,并让人们能没有中立中央机构背书的情况下进行互相合作,简单地说,它就是一台创造信任的机器!

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回顾整个区块链的发展历程,从2009年比特币刚开始出现到2016年,区块链的飞速发展也主要体现在联盟链和以太坊两个方面。2017年,ICO热潮使得以太坊得到了飞速发展,就此再来看看公链。公链是基于以太坊还是独立的个人,是判断公链特质的一个重要特征。绝大多数没有深入进行区块链技术研究的人,总认为现在的区块链会立即带来一个闪耀的下一个互联网黄金时代。但实际上,现在的区块链技术还只是处于老式电话机状态,尽管它的可行性已经被证明,但它离大规模的应用还有很长一段距离!

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即便我们经常在新闻中看到,某某区块链的交易速度已经达到每秒10笔甚至每秒100万笔。事实上,交易速度是联盟链和共有链最大的区别。每秒10万笔甚至100万笔交易的速度往往是联盟链在一个非常局限环境下所取得的。而基于PBFT的算法在公有链环境下根本没办法运行,因为它的节点数一旦超过20就几乎很难达成共识了。由此,它更适合联盟链的场景,即便在上面做一些改造,也难以达到大规模的共识。

POW算法

作为主修算法的计算机科学博士,同时经过两三年的联盟链实践,深刻认识到:POW算法是真正可以在公有链中跑数万个节点的算法。尽管POW算法消耗算力,但它节省通讯开销,而真通讯开销会阻碍整个共识的达成,而分享并不等于共识。

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在联盟链中,大部分时候大家在分享数据:一个主节点把数据做出来以后,被被动地同步到其他节点上,而其他节点并没有及时给出反馈,所以这并不是共识的过程。这也是分布式数据库和区块链的差别。

早在2015年IBM就把区块链上升到了IBM的全球战略。当时IBM内部最大技术问题争议是区块链跟分布式数据库本质上有什么区别,这是大规模共识问题! 现在所有分布式数据库,只是被动共识,而非主动共识,不需要得到所有人的同意,就能把数据写入数据库。但在区块链里是不一样的,记录必须得到绝大多数人的同意,才能被真正地写入数据库。

为什么我们要开始做PCHAIN?

过去两年,我们也做了很多的尝试,比如国内的第一个区块链的原型系统,这个系统于2016年9月7号完成了国内的第一批交易;2017年3月15号产品发布后,随即就有八家银行与我们签约,一个月内交易额接达到了1亿元。这个产品从联盟链的角度来说是非常成功的,它的成功也让我们产生了一个初心:除了联盟链以外,我们还要做一个中国人自己的公有链。

大家都知道区块链的去中心化性能和安全特点,但这些问题目前很难实现,以下是简单数据论证。下图中左边是比特币每天的交易量,右边是以太坊每天的交易量,大概是每天30万笔交易,但实际上一个中型的网站每一秒所需支持的交易量是10万笔,这中间差了28800倍,这里面存在巨大的创新空间。

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从整个区块链的发展历程来看,我们也要深入底层来对区块链进行整体认识。开始特币是为了完成一个转币的过程,用一个三元组方式支持from,to和value。但现在绝大多数的多链创新,都还只是集中在转币上。以太坊的成功是基于转币的想法,提出了智能合约。从底层来看,智能合约其实还只是一个转移,相对于原来代币转移的三元组,扩充到了一个五元组,即from、smart contract、value、function和data。所以在以太坊的区块链里,代币转移和智能合约的元组是混搭在一个区块链区块里,然后打包再形成下一个区块的。这也是以太坊底层相对于比特币底层的不同之处。

如果大家看过PCHAIN的建议书,就会发现里面有一个很重要的特性,即跨链问题。抽象地来讲,跨链问题主要是两部分:一部分是链A,另一部分是链B。如果把这两个链进行混搭,你会发现链A和链B,按照转移的类型又会分为两种,一种是代币转移,这里用Tx-t来表示,另外一种是智能合约的调用,这里用Tx-s来表示。

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围绕着不同的转移以及链A和链B的区别,从语义上有四种排列组合,第一种是在A链和B链上做代币转移,其对应的意义是代币交换。很多分布式交易所,本质上就是在做代币交换。第二种即PCHAIN的核心:在A链上做代币转移,在B链上做智能合约扩,实际上就是对所有的非原生代币做智能合约支持。

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第三种组合是在A链上做智能合约扩,在B链上引发代币转移。这种技术在很多场景有应用,当某一个合约条件满足的时候,会触发代币转移。从这个角度来看,以前在比特币上做的转移,并没有完成所有的事情。只有在两个链上做转移,这件事情才算是真正完成了。这种组合也恰恰是PCHAIN需要支持的核心功能之一。

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上图,PCHAIN中间是一条主链,旁边有侧链,这也是相对于其他已有的主链策略最大的不同:它是全世界第一个支持EVM的原生多链系统,才能让大规模的区块链应用成为可能。以下也是PCHAIN的四个主要技术特征:

  • 世界上第一个支持EVM的原生多链;
  • 统一的知识图谱;
  • 通过smart data完成从智能合约到智能数据的跨越;
  • 非原生代币智能合约的调用。

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PCHAIN的团队也是由非常资深的编程开发人员和科学家所构成的。我们有拥有20年编程经验的开发人员,他独立完成过30万行代码的开发,并完成过整套底层通讯协议的开发。还有一位全国最好的做数据库底层开发者之一,15年专注于数据库底层的查询、优化及索引,有着非常丰富的底层数据库优化经验。我们有世界顶级的科学家,其中有千人计划,新加坡总统奖获得者,他们长期在各大研究院、大学里研究科学计算。

作为源自中国的国际公有链PCHAIN一直致力于研究,自启动以来短短数月,已经英国、法国、德国、意大利、韩国、俄罗斯、泰国、印度等国社区开发者的密切关注,未来将使大规模区块链应用成为可能,让人们像访问互联网一样随时随地访问区块链。


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