随着区块链技术的发展,大家对于区块链落地应用的呼声越来越高,也越来越迫切。特别是在去年加密货币投资市场火热、交易量暴增的时候,比特币
随着区块链技术的发展,大家对于区块链落地应用的呼声越来越高,也越来越迫切。特别是在去年加密货币投资市场火热、交易量暴增的时候,比特币和以太坊的性能问题逐渐凸显。
于是乎,在2018年,这个被称之为“公链元年”的特殊年份,如何更好地解决公链的性能问题,成了绝大多数公链项目关注和研究的焦点。譬如说ETH提出的Plasma扩容、EOS RAM扩容、Zilliqa的分片技术等,都可以算是今年的热门技术。
尽管对于这些技术创新的讨论非常火热,各个项目之间的竞争也很激烈,但似乎方案实际落地的进展并不那么顺利。
扩容问题由来已久,随交易量增加问题凸显
首先,区块扩容,从字面上理解就是增加区块的容量。从根本上来看,通常指得是系统处理高频业务量的能力。一般来说,扩容方案主要解决的问题包括:提升区块链系统的性能处理能力,降低使用区块链系统的交易/燃料费用,从而达到区块链技术的大规模落地应用。
那为什么说扩容问题由来已久呢?以比特币为例,我们回顾比特币的发展可以总结为三个阶段,开始是区块大小受限;第二阶段是网络拥堵出现,交易费用提高;第三个阶段则是问题突出,需求激增。
事实上,比特币刚刚出现的时候,它的区块大小并没有被刻意限制,最大可达32MB。但由于当时的比特币用户量和交易量都比较少,为了确保比特币网络的安全与稳定,将区块大小临时限制在了1MB。随着后来比特币受到越来越多人的追捧,用户量和交易量也越来越大,由交易速度受限引发的网络拥堵、交易费用升高等问题也就逐渐暴露。
不难发现,第一代公链最先关注的重点是在“去中心化”和“安全性”方面,交易速度和扩容则是放在第二位的,只是随着用户和交易量的逐渐扩大,问题和缺陷才愈发显现。
特别是当下,区块链技术进入3.0时代,大规模落地应用成为重要发展趋势,对于扩容问题的解决就更加迫切,这也随之成为众多公链项目差异化竞争的突破点之一。
主流公链扩容方案频出,大多未见成效
同样,这些问题也发生在“公链之王”以太坊身上,一直以来,吞吐能力就是以太坊的“软肋”,V神在多个场合也都曾强调,目前最核心的工作就是解决以太坊的扩容问题。
2017年8月Vitalik提出了一种扩容解决方案叫Plasma,Plasma主要是通过在以太坊主链上嵌套“子链”的方式来增加交易吞吐量,如此来降低主链的交易负荷。因为只有非常少的数据会落到主链上,而同时子链之间又能进行很多复杂的交互操作。据v神自己透露,Plasma的解决方案一旦实现,有可能让太坊区块链网络实现每秒交易处理量超过百万次。
此外,以太坊还陆续提出了多个扩容解决方案,比如提高gas值限制,EIP648、分片技术等等。整体来说,目前以太坊的扩容方案主要采用的还是分散式并行的模式,基本都需要在原有架构的基础上进行更改,以兼容现有的庞大架构。因此,对以太坊而言,这条扩容之路还要经过很多测试和探索。换句话说,百万级扩展还有待时日。
与此同时,另一边EOS更新迭代的脚步似乎也没有停止,与其他公链不同的是,在 EOS 网络上,类似创建账号、创建智能合约、转账等操作都需要用内存( RAM)来存储数据。也就是说,如果整个EOS网络系统要扩容,也就意味着RAM要进行扩容。
那么如何分配RAM就成了关键问题。值得注意的是,EOS系统内的RAM并非免费,而是需要用EOS来做抵押,并且早期RAM还设有64GB的上限,这样“与生俱来”的稀缺品属性,首先就决定了它有可能会被市场拿来炒作。
特别是在EOS DAWN 4.0时,RAM采用了Bancor算法,这个算法使得RAM的价格可以随市场需求波动,并与之成反比,也就是说:未出售的RAM数量越少,RAM的价格就越高。不出所料,如主网上线前期大家所猜测的,RAM一周左右时间就被投机者爆炒了10多倍,最高的时候1MB内存达8000美元。
显然,对于真正有Dapp开发需求的用户来说,这样的开发成本是相当高了,并且长期来看,也不利于EOS的生态发展。面对这种情形,虽然EOS又再次提出了对RAM进行扩容,即EOS每生产出一个区块,RAM增加1KB。尽管是一种缓慢扩容的方式,以避免RAM价格的大幅波动,但从主网上线后整个生态的治理发展来看,似乎也并不尽如人意。
正如前文所提到的,交易机制下的RAM,本身就存在很多隐患,未来一旦无法有效控制住投机,将会影响整个EOS的生态。而此前官方号称的拥有百万级交易速度的性能,目前来看也远远达不到。
后起之秀赶超之势,新兴项目能否弯道超车?
因此,可以发现,扩容确实是当下公链项目普遍面临的问题,并且不得不承认,想要解决这一问题非一朝一夕之事。庆幸的是,除了比特币、以太坊以及EOS之外,众多新兴公链也都早已经跑在扩容之争的赛道上,甚至有弯道超车之势。譬如说此前,QOS公链就发布了它们的完整架构以及QCP的跨链协议,引发了业界广泛关注。
根据官方公开的信息来看,团队在设计之初就做了扩容和提高TPS的充分考量,采用双层链+QCP跨链并行的模式,来提高公链的性能。如下图所示,QOS的底层公链专注于高TPS、以及支持生态中所有通证的原子性跨链交易。而上层业务链则专注于某一区块链业务的实现,可灵活地实现任意业务的智能合约,从而有效实现性能和容量同时扩展,以满足多场景生态,同时支持中高频业务。
这种架构看似跟以太坊Plasma的“子母链”有点相似,但不论从安全性、还是可操作性来说,QOS的双层链架构都有几个明显的优势:
首先,Plasma只能用来做资产交易,而在QOS的双层链架构中,却不止于此。QOS业务链以联盟链或私有链方式提供服务,使用拜占庭容错共识算法(BFT),基础链借鉴Tendermint共识协议,整体架构采用双链架构,使用中继协议,从而保证跨链通信机制的安全。能满足复杂智能合约逻辑在链上的计算,并基于跨连协议QCP实现链间通信。因此,除了可以交换数字资产的数据外,也可以交换其他消息,以便在其他区块链上进行合约调用,增加每条业务链之间的交互性。
其次,Plasma智能合约基本采用Solidity编写,而QOS因为基于Tendermint开发,相对来说可以支持多种语言实现合约逻辑。换句话说,这也使得构建不同场景和应用的每条业务链变得容易,对于开发者来说操作也更加灵活。
除了以上两点外,还有一个最直观的优势就是在时间周期上。以太坊子母链的衍生扩容,都需要在原来的架构上做大规模地调整,耗时长且无法预估。而QOS自设计之初,就是从双层链架构模型来考虑的,目前主网开发已基本完成,据官方消息透露,近期测试网就有可能上线。所以从时间周期来看,一旦QOS测试网运行起来,QOS“双层链+跨链并行”的扩容方式很可能就跑在以太坊之前。
当然,公链领域还有不少项目通过分片技术来解决扩容问题,比如Penta的PSG技术、Zilliqa的网络+交易分片技术等,也都带有一定的独创性和良好的性能优势,但对于是否能满足大规模的商业应用,目前都无法下定论。
既然区块链3.0时代的号角已经吹响,落地场景应用也初具雏形,到底是以太坊和EOS会继续称王,还是会有QOS这样的后来者弯道超车,想必时间会给出答案。
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