區塊鏈擴容前史:狀態通道、DPoS、大區塊與側鏈

原文標題:《比特幣、以太坊的發展瓶頸即將消失,盤點過去 4 大方向的擴容方案,你看好哪些?》
撰文:五火球教主

區塊鏈擴容進入 Layer 2 時代,早期的擴容方案如今發展如何?

一眨眼,從 17 年「擴容」這個詞進入圈內大衆的視線至今,已然 4 年過去了。

4 年裡,無數的團隊爲了區塊鏈擴容大計做出了卓絕的努力,他們有的致力於提升比特幣或以太坊的可擴展性,有的則乾脆另起爐竈,想要沒有技術包袱的實現更好更快的比特幣或是以太坊。

而隨著 Arbitrum 的主網上線,我們對於「擴容」這本書,已經翻到了倒數第二章。相信幾年之後伴隨著 ETH 2.0 分片+Rollup 的「最終章」,擴容將不再是區塊鏈技術發展的主旋律。

在終章之前,讓我們簡單回顧下過去幾年,我們一起追過的那些擴容方案:

通道:閃電網路、Raiden、Celer、Connext

提到擴容,通道可能會是很多老玩家腦子裡蹦出的第一個詞。

最早的擴容技術應該算是比特幣閃電網絡,然後 ETH 上面有了類似的 Raiden (雷電網路),包括後來的 Celer 等項目。

閃電網絡作爲最早的擴容方案,拿發展時間和今天的數據來看,無疑算是「失敗」的,Raiden 在 ETH 的擴容方案裡更是存在感最弱的一個。

原因無它,通道技術的原理是在交易雙方間開啓多個微支付通道,互相連結並形成網絡,多數時間裡只適合固定交易對象的高頻交易場景,且通道節點需要質押金額,由於質押金額的不同,非常容易形成不同的路由瓶頸而導致轉賬失敗

閃電網路在 17 年時有一個視頻的講解和推導特別火,隨著通道節點越來越多,那些中大型節點,也就是有着更大質押金額的節點,會越來越受歡迎,因爲其不會造成路由瓶頸。而那些小金額的節點,會逐步淘汰。

很簡單,如果你想在 A 到 Z 之間通過閃電網絡轉 10 個 BTC,那麼途徑的的 B,C,D 等閃電節點,其 BTC 餘額大於 10 的才會被選中,小於 10 的自然要繞開。長此以往,很容易推演出來,閃電網絡會慢慢自發演化匯聚到一個最有效率的方式,即幾個超大節點參與到幾乎所有的路由。

嗯?這和我們傳統的用戶 – 銀行 – 用戶有什麼區別?這些超大節點不就是銀行麼?這還是主打去中心化的區塊鏈和比特幣麼 ?

關於通道技術,除了閃電網絡,目前最值得關注的兩個項目是 Celer 和 Connext,原因在於 ETH 目前 Layer2 割裂嚴重,若是短時間無法形成一家獨大的局面,那麼在幾個 Layer2 之間搭建狀態通道網絡,在一定程度上緩解這種「割裂性」,反而會成爲必不可少的技術方案。

但不管怎樣,通道技術註定只能作爲一個擴容方案的「輔助位」,站不到前排,更不用提 C 位。

DPoS:EOS、Tron、BSC

區塊鏈擴容前史:狀態通道、DPoS、大區塊與側鏈

EOS,Tron 作爲 17-18 年最富盛名的「以太坊殺手」,其技術核心,無疑就是 DPoS,後面更是催生出好多其他的 DPoS 和 DPoS 變種系列高速鏈,現如今大名鼎鼎的 BSC,同樣是用的 DPoS。

DPoS 其實最早由 Bitshare 在 2014 年提出,然而進入主流視線,卻是 17 年的 EOS。

EOS 剛一上線便飽受爭議,批評的人指責 21 個節點的設計無論是從數量上,還是對硬件的要求上都完全「不去中心化」,贊成的人認爲這種一幣一票的機制最符合現階段人類政治領域的「代議制民主」,並反駁說,BTC PoW 目前有影響力的大礦池數量,其實還不到 21 個。

客觀的說,EOS 還是給區塊鏈帶來了很多新的思路,比如把全網的 CPU,內存等轉化爲可以買賣的資源,是第一個擁有「憲法」的區塊鏈,提出了仲裁委法庭的概念,把「鏈上投票」這個概念深入人心……

當然,這些與擴容無關,所以暫且不表。

DPoS 在擴容領域,最大的特點就是讓 21 個「高性能超級節點」來處理所有的事務,包括打包,出塊,驗證等等。

這裡有個概念要特別強調,即「高性能超級節點」,後面我們講其他擴容方案的時候,你也會經常看到。

DPoS 本質上來說依舊是 PoS,但區別於普通的 PoS,爲了提升整個網絡的性能和 TPS,DPoS 對於節點的要求比之前的 PoS 高了無數倍,要求節點擁有超高的運算性能與足夠的帶寬,儘可能的提升整個鏈的處理能力和節點之間的通信速度,相當於是把傳統 PoW,PoS 裡面木桶理論中所有短的木板統統消除,只用 21 塊基本上等長又結實的木板來做這個桶。

DPoS 這 21 個節點是通過 Token 持有者鏈上投票選舉出來的。

後面 DPoS 的各路變種,LPoS,BPoS,NPoS 等共識機制,以及後面許多的新型公鏈 – 比如 IOST,Algorand 之類,其實都有著 EOS 的影子,只不過節點數量不再是 21,DPoS 裡面的 D 去掉,節點的方式從直接投票生成變成了委託投票,或是可驗證隨機函數指定等方式等生成,對於節點硬件的要求沒有 EOS 那麼「變態」,然而高性能依舊是必須的。

很有意思的是,目前所有這些「XPoS」裡面,最能打的,反而是年齡最小,幾乎沒什麼原創,只是單純 Fork 了 ETH 然後把共識機制從 PoW 變成了 DPoS 的 BSC,不知道算不算是一種諷刺。

但不管怎麼說,高性能節點從 EOS 的 DPoS 時代,算是正式進入了區塊鏈「礦工」階級,不僅趨向中心化,但凡區塊鏈項目,都會存在。

大區塊:BCH、BSV

大區塊是一個比 DPoS 更加「直觀」的擴容方式。

既然現在 TPS 這麼低,主要原因就是因爲一個區塊裏面可以容納的交易太少,那我把區塊擴大 10 倍,甚至 100 倍,從 1M 提升到 10M,100M,甚至 1G,TPS 不就相應的擴大了 10 倍,100 倍,1000 倍了麼。

大區塊主要是圍繞著 BTC 擴容,與 ETH 無關,也誕生了區塊鏈歷史上著名的 BCH 與 BSV 分叉事件,三大陣營口水戰了數年不止,基本上誰都無法說服誰,頗有當年「基督教」分叉的既視感。

區塊鏈擴容前史:狀態通道、DPoS、大區塊與側鏈(圖片來源自網路)

這其中,BCH 算是「溫和大區塊」流派,認爲區塊大小應該隨著網路的需求和互聯網的技術進步逐步提高,BSV 則是「極端大區塊」流派,一開始就把區塊大小提升到很大,後來更是開放了「無上限區塊」的擴容方案。

然而簡單提升區塊大小並沒有想象的那麼簡單,18 年末 BCH 的壓力測試,有 16% 的全節點掉線,無法同步數據;19 年 4 月,BSV 的壓力測試則造成了 6 個區塊的重組。節點掉線,區塊重組,孤塊等一系列問題,會隨著單個區塊數據(非區塊上限)的逐步增大而逐漸顯現出來。

以 BSV 爲例,在 BSV 的構想中,最終的成熟形態,應該是類 EOS 那種超級節點風格,甚至比 EOS 更高的硬件和帶寬要求,差不多是數據中心級別。最終通過市場的優勝劣汰,留下幾家或是十幾家「超高性能超級節點」來做礦工。只不過不是投票,而是依舊保持純正的 PoW,強調的並非節點數量或是「去中心化」,而是「Permissionless」(無許可)。

你看,高性能節點,又在這裡出現了。

關於使用高性能節點是否傷害去中心化這個區塊鏈最爲重要的特性,依舊是一個當前有所爭論的話題,而大區塊,無疑是高性能節點的一個前排代表。

兩個項目在智能合約的方向上也走出了完全不同的道路,BCH 最早開始起草的是蟲洞協議,後來宣佈失敗,走回了純電子現金路線,再後來 BSC 火了之後,開始開發一個叫做 SmartBCH 的側鏈,類似於 BSC,走兼容 EVM 的路線,據說已經基本完成,相信大家很快就能體驗到了。

BSV 則是一開始就堅持打造原生的 PoW+UTXO+腳本,來實現類智能合約的功能,目前也有了不錯的生態。SmartBCH 的競爭對手是 ETH 的各個側鏈以及 L2,BSV 則是一開始就把 ETH 本身作爲競爭對手來看的。相信至少還得有三五年,大區塊這種擴容方式是否可行或是證僞,市場才會給出一個相對確切的答案。

側鏈:Matic、Skale、BSC、Heco、Near、Avax、Fantom

嚴格意義來講,側鏈本身只是一個概念,並不能算是一種具體的擴容技術手段。

比如當前的 Matic 和 Skale 就是側鏈,都是 PoS 鏈,他們的共識機制有所不同,但都是爲了 ETH 而服務,他們最開始的目的便是擴容 ETH。

BSC,HECO 這種「交易平臺鏈」,直接 Fork 了 ETH,然後共識改成 DPoS,ETH 上面的很多資產也能跨過去,所以也可以算是 ETH 的側鏈。

Near 是分片,Avax,Fantom 是 DAG……他們一開始的定位是一條原生的高速鏈。但不管什麼技術手段,只要他們做了一個去 ETH 的橋,那麼便可以某種意義上看成是 ETH 的側鏈。

如果 EOS 上面做了一個橋,連接到 ETH,那麼你也可以說 EOS 是 ETH 的一個側鏈。

當然,側鏈的概念其實是相互的。比如波卡,上面有類似 Moonbeam 這種平行鏈來負責「橋接」ETH,一開始肯定會有許多 ETH 上面的資產通過橋到波卡上,你感覺波卡也可以算 ETH 的側鏈。

但如果某一天波卡上面的資產比 ETH 更豐富,市值比 ETH 更大,許多原生資產反過來通過橋從波卡去了 ETH 上,那是不是也可以說,ETH 是波卡的側鏈?

所以側鏈本身是個相互的概念。只是當前 ETH 基本一家獨大,幾乎所有的有價值資產都在 ETH,ETH 自身性能又弱,所以會讓人感覺所有「搭了橋去 ETH」的鏈,都可以算是 ETH 的側鏈。

每一條側鏈本身就是一條獨立的區塊鏈。性能,安全等等都完全取決於自身鏈的節點,與 ETH 沒有任何關係。清楚側鏈與 Layer2 的區別,是考驗你對區塊鏈擴容(此處特指 ETH 擴容)理解是否透徹的一個關鍵問題。

本文不構成投資建議,虛擬貨幣波動大請謹慎小心

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