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VTChain:打造多链混合、共识兼容的区块链企业应

- 编辑:广西快乐十分 -

VTChain:打造多链混合、共识兼容的区块链企业应

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初链是全球最早的混合共识公链,设计和实现初链混合共识协议,将PBFT和POW共识结合在一起。初链解决了区块链领域最重要的问题之一: 去中心化和性能的矛盾。

自2009年中本聪提出“Peer-to-Peer Electronic Cash System-Bitcoin”以来,区块链行业终于在2017年迎来井喷式发展,各种区块链项目层出不穷,不少商业巨头也将目光转向区块链行业,企图将企业应用建立在区块链网络。

“用户体验至上”的初链产品体系让用户和企业能够快速便捷发布和管理智能合约的全生命周期,包括Steller – 初链合约全生命周期管理平台,Dapp Warehouse – 初链去中心化应用仓库,TrueScan Explorer和初链钱包等。

VTChain正是在这样的环境背景下诞生的区块链企业应用黑马项目。

初链主创之一,也是带领初链全球技术团队的CTO Eric Zhang日前携同核心技术团队中的几位成员,在刚落成的初链旧金山办公室,与大家说明初链近期的技术进程。

区块链的快速发展,促使越来越多的行业关注并开始进入区块链产品研发,但目前的区块链应用仍存在以下瓶颈难以突破:

Eric: 初链主要创始人之一,CTO,工信部中国软件行业协会区块链人才标准专委会专家,毕业于牛津大学计算机系

1、交易规模和速度限制:现有的区块链网络交易规模非常有限,用户越多,交易越频繁,交易速度会越来越慢。据相关机构提供的数据,投资者需要78分钟才能确认一次比特币交易,20多分钟才能确认一次以太坊交易,而在网络拥堵的情况下,可能需要数十小时。这显然不适用于商业应用。

Ren X 和 Jesper: 初链技术和共识研究负责人

2、交易费用巨大:数字货币是区块链协作机制的重要组成部分之一,为避免恶意攻击区块链网络、提高矿工打包积极性,链上的每一个交易(包括转账、合约执行、数字资产注册、业务提交等)都需要收取交易手续费。很多链上交易为了更快确认交易,也特意提高交易费率,且比特币、以太币等市价越高,所产生的交易费也越高,通常一笔交易费需要十几元甚至上百元。

Felix: 初链Steller产品前端负责人

3、账本庞杂:区块链的分布式账本结构曾经让无数人痴迷,然后其日益庞大的“胖客户端”特性,使得交易账本日益笨重,一般用户需要下载几十兆、上百兆的账本数据到本地硬盘,并且时刻保持同步,才能正常使用钱包客户端软件。

初链为什么选择混合共识?

4、智能合约体系:由以太坊重点推出的智能合约技术,一度产生了很多的争议,支持者相信智能合约是实现商业应用的曙光和希望,反对者则认为智能合约将给区块链带来巨大的安全隐患和可用性问题。

Jesper: 在主流共识设计领域中,PoW共识可以实现大规模的去中心化,节点数目有公认的可扩展性,但在性能上有明显的瓶颈。

5、不可篡改特性:区块链数据具有不可篡改的特性,交易一旦确认,数据上链即为永恒数据,这正是区块链的魅力所在,但在商业应用领域,这是不被接纳的,数据的更新、软件的升级、数据迁移等都是必须的。这也是区块链技术与商业应用相违背的重要方面。

而以PBFT为代表的拜占庭容错协议虽然在一定条件下可以有较高的性能,但是它们通常被设计于私有场合使用,即所有节点需要在协议开始前知道相互的身份,并且节点不能自由出入网络。

6、账本透明性:区块链的账本面向全网用户是公开透明的,任何用户都可以通过区块链浏览器查看交易数据,而在商业应用中,隐私和安全确实第一位的,所以这一点也不太适用于企业应用发展。

这些特性使得BFT协议自身难以适用于区块链的场景。

正是因为现有区块链网络存在以上硬伤,限制了区块链在企业应用中的研发和推广,谁能解决如上问题,谁将是区块链应用的黑马和独角兽。

众多的去中心化应用对性能是有要求的,这就要求有新的区块链基础设施,同时满足两个条件,首先要比原有的基于PoW的公链有明显的性能提升,同时保证去中心化和低参与或部署成本。

2017年行业井喷式的发展,出现了许多优质的区块链项目,这些项目都有各自的技术解决方案和战略思路,一些传统的商业巨头也积极参与其中,组建区块链产品研发部门。

混合共识是目前看来同时满足性能要求和公链要求的几个最具有前景的设计方案之一。自提出至今,它在学术界已经有了比较扎实的理论基础,同时有比较强的可实施性。

据不完全分析,目前的区块链应用主要有以下几种方向:

此外,在这个领域仍有一些在研究上尚未解决的或者是工程上将会遇到的问题,例如在混合共识内部的边角情况处理(corner case processing)改善潜在的leader处理能力瓶颈、混合共识场景下的节点策略、可信的外部数据获取等等。我们将在主网上线前逐步公布我们对这些问题的解决方案或者优化方案。

1、行业应用:针对垂直细分领域的应用,自建公有链系统或依附以太坊等公有链,在其之上建立区块链技术的应用系统。

混合共识的优势在哪里?

2、应用平台:自建公有链系统,提供智能合约框架和开发生态,为其他商业应用提供开发和应用环境。

Jesper: 混合共识一定意义上来说满足了节点数目的可扩展性,可以在BFT参与者中敌手数目低于阈值且网络环境稳定的时候保持高性能的交易处理能力。混合共识的安全假设清晰明确。相比较一些基于无环有向图的设计,混合共识对于分布式应用的支持比较友好。

3、商业联盟链:以IBM、微软等大型企业为首的组织,尝试建立联盟链系统,在区块链应用企业中构建联盟链系统。

尽管如此,混合共识也不是完美的,我们仍需要在现有的理论基础上做出许多的努力。

4、政府研究机构:区块链行业的发展,使得越来越多的国家看到了前景,许多国家的官方机构也积极组建区块链研究机构。

初链的混合共识在设计上考虑哪些元素?

作者认为,无论采用什么方向战略,使用区块链技术,发挥行业智慧,共同推动区块链技术的发展,都将对区块链行业产生历史性的影响和重要意义。从某个角度看,百家争鸣、百花齐放是有利于行业发展的,各国都应该积极鼓励和推动。

Jesper: 对于混合共识的BFT部分我们采用久经考验并被严格证明安全的PBFT协议,虽然PBFT对于网络延迟有一定的假设,但是我们认为这些假设在极端网络环境以外的条件下是合理的。此外,PBFT满足在混合共识中的BFT部分需要满足的一些额外特性要求。

VTChain区块链应用生态

我们将重用主流的PoW代码并加以必要的修改,以希望在安全假设得到保证的前提下以最小的工作量尽快实现上线。

VTChain正是在当前的行业趋势下,顺应需求产生的。那么VTChain项目将如何构建区块链应用生态呢?

节点如何加入初链的网络?

下面,作者将给大家做一一地详细介绍。

Jesper: 新节点进入网络将会是协议设计的一部分。对于用户而言,只需要下载初链的全功能版本的客户端并简单设置运行即可。由于一些客观设计原因,预计会对节点的运算能力和网络带宽有一定的需求。

VTChain是一种构建企业级区块链应用的分布式、生产级开放生态,致力于推动将区块链技术与企业级产品应用紧密关联起来,充分利用区块链技术的优势,解决应用系统实践中心化系统日益明显的成本与安全保障问题。

Ren,你能介绍一下初链的测试网及其功能吗?

VTChain项目是由VTChain项目基金会发起的公益开源项目,团队成员来自于世界各地的各行业精英,它是一个开放型、动态产生的团队组织,每一个关心区块链企业应用的社群人员都可以申请加入VTChain项目组,担当开发、运营或推广方面的工作。

Ren X: 初链测试网是一个基于超级账本 Fabric的实例,运行在我们的公有云中,旨在测试和登录最初的分散式应用程序生态系统。我们将测试主要针对混合共识的变化。除了测试网之外,我们还提供了一个丰富的仪表板,提供了Fabric必须提供的所有用例,还提供了一个去中心化应用的仓库,它将主管各种Dapps供用户开始使用。

VTChain以其独特的视角认为,以区块链现有的思路去实现企业应用,是无法解决区块链固有的瓶颈问题的,只有跳出区块链现有框架,去创新、从底层架构重构开发,才能解决企业应用与区块链的现存矛盾,突破障碍。

我们还支持网络界面设计的组件,支持浏览器内链码编译,或者帮助用户在各自的环境中编写链码。这将是一个目前Composer Playground功能的修改版,但根据初链的用户需要定制。我们最终将用我们自己的PBFT实现来替换基于kafka的初始化模型,将其彻底替换为一个新的混合共识。

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我们能从主网中得到什么呢? 能够跟我们分享更多关于今年夏天将要启动的主网吗?

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Ren X: 今年夏天推出的主网将有一个可以在去中心应用里使用的主币来充当我们的TRUE代币,用于奖励我们混合共识中的矿工,并且建立和原有TRUE token的映射。我们将会用一种智能合约机制来为用户交换他们自己的代币和钱包,该机制将根据用户是选择成为矿工或仅仅是最终用户来与任一货币进行交互。

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我们将允许最终用户使用跨平台编译的程序包来启动初链的客户端,该程序包将使初链客户端拥有自己的仪表板,用于任何一部分的链码。他们可以选择从仪表板启动一个新的链码,以及自己的TRUE代币。

为此,VTChain项目组织提出了如下技术解决方案:

我们最初还会为那些没有挖掘资源的用户提供我们自己的公共云实例。我们将允许他们以一定的费用使用它,并在他们有自己的资源时帮助他们成功迁移。

1、1+N的多链混合结构

可否谈一下初链的规模扩展工程?

在现有的区块链项目中,以比特币和以太坊为代表,通常围绕公有链建立数字资产和相关应用生态。这种结构有一定的优势,但同时也被广大开发者所诟病,因为依附于公有链上的应用越多,交易速度就越慢、费率越高、账本越大,最终拖垮整个公有链网络,近期所爆发的CryptoKitties游戏导致以太坊网络瘫痪,就是一个例子。

Ren X: 我们目前可以预见由建立在初链的混合共识之上的TPS规模带来的的流量负载,所以我们将使用测试网进行模拟并做出适当的改变。我们重新使用了fabric中基于golang的组件,但是我们将把我们自己的版本推广到Github组织里。 与原有功能不同的是, 我们将fabric改造成为一个无权限的框架来处理自动扩展的问题。

VTChain独创的1+N多链混合结构,结合底层P2P技术,将链上所有企业应用划分为不同安全区域,每一个安全区域在逻辑和物理上相对独立,又互相关联。他们共用一条公有链,以维持公有数字资产的唯一性,并在不同的企业应用之间产生价值交换,同时他们又具备自己的私有链,私有链之间数据具有安全隔离和物理隔离的特征,保证他们的隐私不被泄露。

我们再次进行规模扩展测试,以确定其容量规划、网络稳定性、适用于区块链的不同系统的IOPS,适用于区块链的系统设计原则, 和在公共云中的SSDs等功能的读/写同步时间。我们希望通过CI/CD策略的高强度迭代来基本实现基于网络通信复杂性的线性可扩展性,并最终改进我们与R/D应用驱动开发的一致性设计。 初链自始至终都是为高性能应用程序服务的,所以这是我们将在整个开发和设计阶段重点关注的领域。

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