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Layer1的新以太坊,更好的以太坊?

  比特幣(Bitcoin)已成為圖騰,以太坊(Ethereum)是當(dāng)下改變互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行模式的區(qū)塊鏈基礎(chǔ)設(shè)施,但以太坊也會(huì)被改變。

  中本聰(Satoshi Nakamoto)2008年發(fā)明比特幣的時(shí)候,區(qū)塊鏈只是為了保證比特幣系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的技術(shù)手段。Vitalik Buterin 2013年創(chuàng)造以太坊,區(qū)塊鏈才真正獨(dú)立于比特幣,成為改變互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行模式的下一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

  區(qū)別于比特幣更多突出貨幣屬性,以太坊開始發(fā)展為新的數(shù)字網(wǎng)絡(luò),可以通過智能合約部署一系列應(yīng)用和交易的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

  但是,以太坊取得成功的同時(shí),種種缺陷也開始暴露:費(fèi)用高、效率低、偏離去中心化初衷等等。競(jìng)爭(zhēng)者們開始出現(xiàn),整體可以歸類為“替代”和“繼承和改良”兩種路線。

  1 以太坊的崛起

  比特幣誕生后,競(jìng)爭(zhēng)幣(AltCoin,Bitcoin alternative)大量涌現(xiàn)。它們通過修改甚至是直接套用開源的比特幣源代碼,使用比特幣同樣的區(qū)塊鏈技術(shù),創(chuàng)建了自己獨(dú)立的虛擬貨幣系統(tǒng)。

  絕大多數(shù)競(jìng)爭(zhēng)幣只是對(duì)比特幣的簡(jiǎn)單模仿,被稱之為山寨幣。而以太坊通過構(gòu)建了圖靈完備的以太坊虛擬機(jī),使得智能合約與去中心化應(yīng)用(Dapp)能夠在此區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中構(gòu)建和運(yùn)行,因而在眾多競(jìng)爭(zhēng)幣中脫穎而出,成為“第二代區(qū)塊鏈”的代表。

  以太坊的幾次爆炸式發(fā)展,都是智能合約在不同場(chǎng)景中的應(yīng)用。

  ICO(Initial Coin Offering、首次幣發(fā)行)是區(qū)塊鏈項(xiàng)目籌資的主要方式,以太坊本身就是于2014年7月以ICO方式籌措超過1800萬美元,用于項(xiàng)目的開發(fā)和部署。然而,以太坊上線后,就成為 ICO 的主要平臺(tái)。其ERC-20標(biāo)準(zhǔn)使得Token發(fā)行非常簡(jiǎn)單,2017年,大量區(qū)塊鏈項(xiàng)目運(yùn)用ERC-20標(biāo)準(zhǔn)發(fā)行Token籌集資金,掀起巨大泡沫的同時(shí),也是以太坊的智能合約第一次大規(guī)模應(yīng)用。

  DAO(Decentralized Autonomous Organization,即去中心化自治組織)是很多人的理想模式,而區(qū)塊鏈解決了人與人之間的信用問題,使DAO成為可能。目前,在以太坊生態(tài)中存在著大量的DAO組織,他們根據(jù)不同的理念和約定,組成不同的群體,豐富著以太坊的生態(tài)。

  DeFi(Decentralized Finance、去中心化金融)一直都被認(rèn)為是區(qū)塊鏈最有可能落地的領(lǐng)域,以太坊的智能合約能夠化身為自動(dòng)執(zhí)行的金融合同,托管資金,并根據(jù)約定的條件和特定事件自動(dòng)轉(zhuǎn)移資金。目前,DeFi是以太坊上最廣泛的應(yīng)用種類之一。

  加密貓等收藏類代幣曾經(jīng)短暫輝煌,而到了2021年,應(yīng)用以太坊ERC-721標(biāo)準(zhǔn)的NFT(Non-Fungible Token,即非同質(zhì)化代幣)成為最熱的項(xiàng)目,甚至破圈流行,并帶動(dòng)了元宇宙(Metaverse)概念的爆發(fā)。

  2 和以太坊競(jìng)爭(zhēng)的公鏈生態(tài)

  與比特幣類似,以太坊成為最大的區(qū)塊鏈操作平臺(tái)后,競(jìng)爭(zhēng)者也開始出現(xiàn),并且主要延續(xù)了“替代”“改良”兩種路線。

  一種路線是“以太坊的替代者”路線。例如波卡(Polkadot)、Solana、Dfinity,試圖建立新的共識(shí)機(jī)制,甚至有項(xiàng)目建立新的編程語(yǔ)言,解決吞吐量和效率,以及去中心化、跨鏈等問題。

  波卡主要是解決跨鏈問題:不同的區(qū)塊鏈,數(shù)據(jù)信息是不能互通的,為了打破這種數(shù)據(jù)孤立的狀態(tài),波卡試圖打造一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,讓所有接入此架構(gòu)的區(qū)塊鏈都能更好地完成互相之間的信息交互。其中,平行鏈主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的運(yùn)算和交易信息的處理。通過多條平行鏈,就可以完成區(qū)塊鏈的橫向擴(kuò)展,也就是解決區(qū)塊鏈的性能問題。

  轉(zhuǎn)接橋本質(zhì)上也是一種特殊的平行鏈,只不過它的職責(zé)還包括鏈接其他不同結(jié)構(gòu)的區(qū)塊鏈。中繼鏈?zhǔn)遣ǹ?Polkadot)的一個(gè)中心,最主要的功能是驗(yàn)證各個(gè)平行鏈給出來的區(qū)塊,并給出最終確定性的證明。波卡在擴(kuò)展性和費(fèi)用上目前相對(duì)以太坊有一定的優(yōu)勢(shì),但其基礎(chǔ)的構(gòu)建邏輯還是在以太坊的范疇之內(nèi)。

  Solana的目標(biāo)是成為高性能公鏈:最大的特點(diǎn)是主網(wǎng)采用的 PoH(Proof of History、工作歷史證明)機(jī)制,即允許每個(gè)節(jié)點(diǎn)生成本地的時(shí)間戳,無需等待整個(gè)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)來同步更新數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)狀態(tài),從而提高了整體效率。

  PoH加上基站拜占庭容錯(cuò)(Tower BFT)、渦輪機(jī)(區(qū)塊傳播協(xié)議)、海灣流(無內(nèi)存交易轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議)、海平面(并行智能合約)、管道(驗(yàn)證交易)、云散(水平擴(kuò)展賬戶數(shù)據(jù)庫(kù))、檔案(分布式賬本存儲(chǔ))多項(xiàng)創(chuàng)新,令Solana成為以太坊的強(qiáng)勁對(duì)手。

  3 “以太系”的形成

  “以太坊的替代者”確實(shí)有很多優(yōu)點(diǎn),但也有競(jìng)爭(zhēng)者采用“模仿或改變以太坊”方案而崛起。

  BSC(幣安智能鏈)采用PoSA(Proof of Stake Authority)共識(shí)算法,結(jié)合了委托權(quán)益證明(DPoS)和權(quán)威證明(PoA)機(jī)制的功能,建立在21個(gè)驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)上,秒級(jí)出塊時(shí)間能夠?yàn)镈eFi協(xié)議建立高速的基礎(chǔ)設(shè)施。BSC中的智能(smart)一詞則體現(xiàn)在智能合約相關(guān)的功能上:BSC支持智能合約編寫功能,兼容現(xiàn)有的以太坊虛擬機(jī)EVM(Ethereum Virtual Machine)以及其生態(tài)系統(tǒng)下的所有應(yīng)用和工具,開發(fā)人員可以輕松實(shí)現(xiàn)以太坊DApp的遷移和部署。

  得益于全球最大的加密貨幣交易所幣安所提供的資金、用戶等資源的扶持,BSC迅速吸引了大量用戶和亟待擴(kuò)展用戶群的項(xiàng)目方。

  2018年,Polygon團(tuán)隊(duì)開始在以太坊上創(chuàng)建Layer2解決方案,其目標(biāo)是降低以太坊的成本以及滿足可擴(kuò)展性的需求。和傳統(tǒng)的Layer2解決方案不同,Polygon將不同的擴(kuò)容方案結(jié)合在一起,如zkRollups、Optimistic Rollups、Validium等,實(shí)現(xiàn)一站式Layer2聚合。通過提供簡(jiǎn)單易用的Polygon SDK開發(fā)工具,極大地降低了開發(fā)門檻。

  2020年5月Polygon推出了Matic,它包含兩個(gè)組件:一組是PoS側(cè)鏈變體,稱之為“提交鏈”(commit chain),可以支持智能合約開發(fā),另一組是基于Plasma的入口匝道,用于路由以太坊到Matic側(cè)鏈交易。Polygon PoS鏈介于側(cè)鏈和純粹的二層擴(kuò)展解決方案之間,它繼承了主鏈的安全性,將批量交易打包在一起,并在將數(shù)據(jù)返回到主鏈之前對(duì)它們進(jìn)行批量確認(rèn)。

  目前Polygon匯集了DeFi、NFT、錢包、預(yù)言機(jī)、去中心化自治組織等應(yīng)用和基礎(chǔ)設(shè)施,其中包括DeFi借貸協(xié)議大戶Aave、去中心化交易所SushiSwap、自動(dòng)做市服務(wù)商Curve、鏈上聚合交易所1inch等;NFT項(xiàng)目包含全球最大的NFT數(shù)字藝術(shù)品交易所Opensea、NFT虛擬游戲Decentraland;預(yù)言機(jī)包括預(yù)言機(jī)龍頭項(xiàng)目Chainlink、AP13等;數(shù)字錢包則囊括了MetaMask、麥子錢包和Fortmatic等應(yīng)用。

  4 Layer2的問題在哪里

  Polygon等項(xiàng)目相對(duì)解決了以太坊的低效和高成本的問題。它們選擇的是Layer2擴(kuò)容方案:大部分交易都放在以太坊鏈下的Layer2協(xié)議里,通過打包匯總交易提交到以太坊網(wǎng)絡(luò)。以太坊Layer2方案依賴于以太坊的主網(wǎng)安全性,實(shí)際上進(jìn)一步加強(qiáng)了用戶對(duì)以太坊的依賴。更重要的是,除了使用量劇增造成的“擁堵”和費(fèi)用高,以太坊還像web2.0時(shí)代的主流平臺(tái)一樣,正憑借其生態(tài)優(yōu)勢(shì)逐漸“寡頭化”形成壟斷地位,而這背離了區(qū)塊鏈去中心化和社區(qū)參與的初衷。

  更依賴以太坊的Layer2方案不應(yīng)是加密世界的最佳選擇,Layer2在加強(qiáng)以太坊的“壟斷性”,而并沒有改變以太坊本身的缺陷。新的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)更快、更安全、更低成本、更注重隱私,及易于迎接加密市場(chǎng)的新機(jī)會(huì),如NFT和元宇宙。最重要的是:這個(gè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)屬于加密社區(qū)。

  目前,持有改變以太坊觀點(diǎn)的部分人們提出以下的主張:

  通過繼承以太坊,解決與以太坊、以太體系等不同區(qū)塊鏈之間兼容問題。通過跨鏈橋解決資產(chǎn)跨鏈問題。

  通過新的數(shù)學(xué)邏輯改進(jìn)共識(shí),提升網(wǎng)絡(luò)通信效率。

  構(gòu)建一個(gè)新的Layer1網(wǎng)絡(luò)而非Layer2網(wǎng)絡(luò), 在保證安全性的同時(shí)降低對(duì)以太坊主網(wǎng)的依賴程度,繼而避免中心化。

  通過繼承以太坊和盡量模塊化設(shè)計(jì),解決生態(tài)遷移和網(wǎng)絡(luò)升級(jí)的問題。

  沒有創(chuàng)始人、核心開發(fā)者,認(rèn)為最終應(yīng)通過DAO治理。

  5 在Layer1層面改變以太坊

  CUN是一條新的Layer1網(wǎng)絡(luò)。在共識(shí)機(jī)制方面,CUN選擇在第一階段(起源網(wǎng))采用具有準(zhǔn)入機(jī)制的PoA共識(shí),在第二階段(好望角網(wǎng))采用PoS+PoA的方式實(shí)現(xiàn)具有質(zhì)押投票機(jī)制的準(zhǔn)入共識(shí),在第三階段(新一代網(wǎng)),共識(shí)網(wǎng)絡(luò)將向PoS+PBFT共識(shí)轉(zhuǎn)變。

  網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)初期,CUN起源網(wǎng)是具有主網(wǎng)Coin的Layer 1網(wǎng)絡(luò),以PoA為準(zhǔn)入機(jī)制,通過選舉多個(gè)信任節(jié)點(diǎn)參與啟動(dòng)和維護(hù)網(wǎng)絡(luò),形成節(jié)點(diǎn)集合,節(jié)點(diǎn)需抵押部分CUNP,區(qū)塊收集、打包、共識(shí)與驗(yàn)證均由該集合中節(jié)點(diǎn)執(zhí)行。

  當(dāng)起源網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)規(guī)模與社區(qū)所持CUNP積累到可進(jìn)行質(zhì)押投票選舉時(shí),CUN將從起源網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入好望角網(wǎng)絡(luò)。好望角網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)向新一代網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的過渡網(wǎng)絡(luò),以PoA+PoS為準(zhǔn)入機(jī)制。

  好望角網(wǎng)絡(luò)一個(gè)不同點(diǎn)是引入PoS機(jī)制,該階段以PoS機(jī)制加入的節(jié)點(diǎn)為社區(qū)節(jié)點(diǎn)。該階段將增加大量社區(qū)節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò),及通過質(zhì)押激勵(lì)機(jī)制增加更多CUN生態(tài)長(zhǎng)期參與者。通過結(jié)合PoA+PoS共識(shí),在擴(kuò)大去中心化同時(shí),提升網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和高性能。

  CUN的新一代網(wǎng)絡(luò)和以太坊一樣以PoS為準(zhǔn)入機(jī)制,不過CUN提出在主鏈共識(shí)階段采用改進(jìn)PBFT類算法實(shí)現(xiàn)拜占庭容錯(cuò),并且在此階段實(shí)現(xiàn)DAO治理。

  “目前廣泛采用的PBFT共識(shí)協(xié)議的通信復(fù)雜度為O(n^2),而網(wǎng)絡(luò)發(fā)展后期節(jié)點(diǎn)數(shù)量會(huì)不斷增大,規(guī)模達(dá)到100以上后共識(shí)效率會(huì)成平方級(jí)下降。針對(duì)該問題,CUN將在過渡階段對(duì)BFT類共識(shí)進(jìn)行改進(jìn)以提升其擴(kuò)展性、安全性與性能!

  根據(jù)這個(gè)公式,當(dāng)節(jié)點(diǎn)數(shù)擴(kuò)展到N=84時(shí),PBFT通信次數(shù)將達(dá)到13944次,而三層PBFT通信次數(shù)為152次。目前,多層PBFT算法在1000個(gè)節(jié)點(diǎn)理論值上也能夠顯著提升主鏈共識(shí)效率,這個(gè)節(jié)點(diǎn)數(shù)量和Solana當(dāng)前數(shù)量相當(dāng)。

  值得注意的是,CUN是目前以太技術(shù)路線追隨者中少有提出在主鏈共識(shí)層進(jìn)行升級(jí)的網(wǎng)絡(luò),相對(duì)于作為以太坊過渡方案的Layer2方案,是一種Layer1方案的演進(jìn)。

  CUN社區(qū)的理想色彩有一些比特幣時(shí)代的特征,這些支持者中,有技術(shù)公司CTO、交易所從業(yè)者、大學(xué)教授、公益機(jī)構(gòu)、行業(yè)組織、社會(huì)學(xué)者,但他們沒有公開自己的身份,或許是不愿添加更多個(gè)人色彩。

  目前,還無法對(duì)這個(gè)新興網(wǎng)絡(luò)未來發(fā)展作出確切判斷,因?yàn)橛行⿻r(shí)候成功并非完全由技術(shù)決定,但我們希望改革者成功。比特幣也告訴我們,互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)該屬于社區(qū),而不是任何單一機(jī)構(gòu)或個(gè)體。