夸克链杨耀东:高性能异构联盟链普惠万家,服务实体经济

2019-11-11

11月8日-9日,2019世界区块链大会·乌镇”在乌镇互联网国际会展中心举行,大会聚集了百余位全球区块链、数字资产、AI、5G领域的专家学者、技术大咖、意见领袖、热门项目创始人,以“应用无界”为主题,围绕区块链的应用落地、技术前沿、行业趋势和热点问题进行探讨,推动区块链技术和产业创新发展。

夸克链(QuarkChain)首席商务官杨耀东发表《高性能异构联盟链的行业应用探讨》主题演讲。

精彩要点提炼:

  1. 区块链的好处:A. 提供很好的安全性;B.分布式的治理模式;C. 公开透明。
  2. 区块链的制约因素:A.安全性问题; B.参与成本高;C. 性能低;D. 扩展能力差。
  3. 高性能的公链需满足:A.高吞吐量;B.门槛低;C.安全保证;D. 灵活性。
  4. 比特币作为最早的区块链应用,虽然有着众多优点,但终究无法满足不断扩展的应用场景,由此为适用不同的应用场景,私有链,联盟链等顺势而生。
  5. 单独的联盟链实际上是一种倒退。提出异构联盟链组群,基于两个基础协议:玻色子共识(Boson Consensus)和质押工作量证明(Proof of Staked Work)。其中玻色子共识解决异构,质押工作量证明解决安全性。结合Pow和PoS,首创Po5w。

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以下是演讲全文:

各位嘉宾,大家下午好!

我是夸克链科学家杨耀东,今天分享一下我们关于下一代技术落地的思考。

我的标题是《区块链技术普惠万家,服务实体经济——高性能异构联盟链的行业应用》,习大大的讲话里面是希望区块链基础与实体成熟业态有更好的组合,真正成为促进中国经济下一步腾飞的核心源动力。如何做到这一点?我今天的分享有几点内容:首先谈一下困难,即现在的应用落地到底有怎样的障碍,后面讲一下方案,即我们做的简单探索。

先看下区块链的好处。简单而言可以归纳为三块:

  1. 提供很好的安全性。区块链基于现代加密技术、不可篡改、比特币过去10年内抵抗了各种攻击,比特币在相对困难、相对安全环境不高的情况下运行11年,证明技术的安全性。可以想像一大笔资产网络由一家银行负责维护,可能每年要提供大量的费用来维护安全性,而比特币的网络的每一个节点投入和银行相比是非常低的。
  2. 分布式的治理模式。它有天然的加密经济学的设计,它促进或者支持更多人参与,不断探索新的治理模式。
  3. 公开透明。大家知道区块链去中介、去信任,又能够用公开的方式使大家没有信任危机,容易建立各种信任。

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我们有这样的数据,从2016年到2019年各个季度钱包用户的快速增长,可以感受到区块链正在和每个人发生更多的连接,走进千家万户。

但实际有多少落地,还要打问号。至于落地,还要归结为:不安全、参与成本高、性能低的问题。

但刚才说比特币安全,那么它的不安全从哪里来?

1.安全问题。比特币黄金在2018年5月被双花攻击,损失1860万美元资产。在近年ETC(以太坊经典)也被双花攻击,损失将近100万美元。这两个项目其实还是比较有相当的受众的大项目,但它们都会被攻击。换句话说,其实现在已经在发售或者已经在使用的很多项目的安全性其实是要打问号的。比特币可以安全运转11年,现在的项目能不能运转11年?要打问号,所以安全性是困扰的制约因素。

2.参与成本高。我们刚刚说到区块链的好处,就是很多人可以参与进来,它有一种分布式的方式。但如果你真正想参与进来,想深度参与过去,它的成本其实要做一些计算。我们举两个例子:EOS用DPoS的算法,EOS节点成本一年23万美元,使普通个人用户无法成为节点,成为区块生产者的要求就更高。我们用以太坊做衡量,以太坊现在的哈希值全网算力大概是160Th/S,我们跟区块链生产者进行沟通,他们认为大概要有1/1000的算力,才能进入网络成为生产者,但是这样要5366张NVIDIA 1070显卡,这是普通人无法提供的。要成为区块生产者,不仅是要有资金和钱购买设备,能不能当选这23个节点还要打问号。所以说区块链刚刚出来的时候环境非常公平,经过多少年的演变之后,你无论要成为一个节点还是要成为一个区块生产者,要求越来越高。反过来说,参与的成本、门槛越来越高,这就成为很大的问题。

3.性能低。我们要用它,最大的制约是性能低。谈到TPS,我们就看一下数据,比特币7TPS,以太坊每秒能处理15笔交易,EOS刚出来说一百万TPS,但日常是几百TPS,今年的Libra据说可以达到一千TPS,是否足够?当然不行,我们看到需求端,支付宝在双11一般可以提供20多万TPS。穆司长提过如果央行做这样的项目,大概要30万TPS以上才能满足日常的使用。性能低并不只是吞吐能力不足,它只是一方面,接下来还会诞生其他的问题。区块链只是一个分布式账本,每一个节点把账记下来,原来TPS比较低,如果你的TPS是十万,你要运行十年,账本非常大。接下来,如何存储那么大的账本?这就是挑战。比特币和以太坊目前的账本大小,现在普通的电脑可以接受,但是它的TPS是10的量级,如果有一天TPS呈几倍增长,这个账本非常大,个人电脑是否可以成为记账工具?要打一个问号。

4.扩展能力差。目前的公链、联盟链,任何一个链都只使用单一的共识,即虚拟机的通证模型。如果我们看一个项目的白皮书,不管它是联盟链还是公链,从头往下看一般会讨论四个问题:使用合约的方式,虚拟机是什么,采用的共识机制是什么,账本格式是什么,最后的停启学模型是什么。我们可以把它理解为链的四个属性,目前每一个链都有独特的四个属性,也制约往往只能满足一个领域的特定需求,不具有普适性。

如果我们想要建立真正的高性能的公链,或者说能用的区块链,它不一定是公链,也可以是一组联盟链组合在一起,满足一个特定行业的需求,它大概要有这样的性能需求:

  1.  能满足上亿的用户市场,它大概需要上万乃至十万以上的TPS吞吐能力、要求非常低的延迟,还有存储上T甚至上P的数据;
  2.  还要有非常低的门槛,参与者要能根据自己的情况很容易自如地参与网络或者推出网络;
  3.  还有安全性方面的问题,这是必须要保证的,如果网络不安全,再谈别的没有意义;
  4.  最终还要有非常好的灵活性,要满足各种真实的商业需求。

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如果我们建成这样的网络,它可以做什么事情?它可以做支付,只要能连接网络,就能在任何各个国家进行支付,轻松支持其他的业务,比如说链上理财、借贷以及配合银行业做的AML/KYC,甚至还可以是央行所希望看到的M0的用处。当然,它确实存在挑战,就是需要非常高的TPS,以及要秒级甚至超秒级的延迟,这是非常高的挑战。

如果我们有这样的网络,它可以做什么事情?这里有一个供应链金融。比如一个顾客现在到4S店买车,买完以后钱就给4S店,4S店把钱给供应商。如果用区块链做这件事,整个供应的链是可靠的,用户在刷卡一瞬间钱就根据原先的规定自动分给一级供应链、二级供应链,从而大大降低成本。整个金融业演变都在不断缩减交易成本,从金融货币到纸币到现在的支付宝都是在降低交易成本。如果我们任何一种发明或者创新能有效降低交易成本,就是可用可取的。我们可以看到区块链从这些属性上是可以做到的。

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刚刚讲的是问题,如何解决?如何建立真正可用或者能满足广泛的需求?我们提出了异构联盟链组群。联盟链的概念,大家都讲解过了,IBM的联盟就提出了这样的方案,此外还有很多,特别是银行业都广泛采用,现在也发展到了好几代,今年已经是2.0版本。但如果一个联盟链只在一个行业进行构建,往往会满足非常局限的应用。但是我们的互联网是互联的,比如我们在浙江有一个网络,我们在北京有一个网络,我们旅游业有一个网络,游戏有一个网络,这不叫互联网。所以如果一旦建立一个单独的联盟链,实际上是一种倒退,所以我提出要用异构联盟链组群,如何做到这一点?我们提出一个简单解决方案,它需要两个基础协议:玻色子共识(Boson Consensus)和质押工作量证明(Proof of Staked Work)。玻色子共识有四个关键属性:
  1. 可扩容的区块链分片共识;
  2. 通过添加分片或者分片链增加吞吐能力;
  3. 上层链提供全网安全;
  4. 每一个分片可以采用异构共识或者不同的通证经济模型。
什么叫做灵活的底层构架?我们做了一个对比。我们看一个项目白皮书,大概讨论了这四个环节各自是什么,一般每一个项目,这四个关键属性都是固有的,但如果我们用了刚刚的玻色子共识,每一个所谓的分片链其中配置的这四个关键要素是可定制的,是可以调整的,而整个联盟链构成的群组就满足了不同的需求。它下面有解决固定资产保护、大型资产转换的项目,你在下面有一些链专门支持游戏,比如说要快速结算的项目。所以把这些不同的需求所定制出来的分片组合在一起,就可以满足更多更特异的需求。

听起来有点像跨链,刚刚达(鸿飞)总也说跨链有一些著名的项目,包括波卡(Polkdot)、Cosmos,其中夸克链也有这样的共识,大家可以看一下。总体而言用夸克链的构架作为异构联盟链的群组构架,也能够满足波卡或者Cosmos场景,能够达到跨链的效果。

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刚刚提到开发的玻色子共识是为了解决异构,同时还具有安全性,安全是怎么做到的?就是我们开发了质押工作量证明的协议,大家都知道比特币用PoW用了十几年,非常可靠,但今天的黄金也用PoW,但会被攻击,现在新的项目如果用PoW,就必须解决这个问题。所以,我们为了提高PoW特别是新项目上PoW的安全,我们开发了质押工作量证明,我们强调了通证的价值,需要提供通证。项目的主网今年才上线,现在对我们的系统发起攻击的成本已经超过ETC,到年底应该会超过ETH。

解决方案。安全性方面我们同时结合Pow和PoS的特性。参与程度方面,因为我们有异构的分片链群,所以作为参与方可以直接只到你感兴趣的分片链群工作,就不涉及很强大的服务基群进行计算,你可以根据需求和能力没有难度地进入这个网络。我们的项目有非常高的吞吐量,去年第三方验证的TPS达到5万以上,当然离央行30万的目标还有差距,我们还在不断努力。灵活性上,我们可以支持动态添加各种异构分片,异构分片具有新的共识、新的账本和不同交易模型,可以满足不同的实际商务场景。最后是允许Token成为原生通证,来支持矿工的手续费,这在很多项目当中是不可用的,特别是在合约Token上做不到这一点。

我做一下灵活性的讲解。其实在区块链使用场景里面,刚刚说到不同具体场景的要求差异非常大,比如说我要给两个大的跨国企业做一笔生意,它转账的标的额是10亿,这样的转账要求第一要求是安全性,对时间并不敏感,比如说10亿或者几亿的转账能在一天之内完成,他觉得是可以接受的。这一个网络或者这一笔交易所要求的链的安全性是最重要的。另外一个场景,大家用区块链的支付网络去坐公交车,肯定并不能等半天。如果你现在用比特币刷公交车,肯定不能接受。在这样的场景下,你要求的是快速终结,这笔交易能被确认。所以可以想像如果是你一个网络同时满足这样N种差异非常大的消费场景或者商业场景,就像当时美国的航天飞机,它退出历史舞台就是一方面要载人,要有非常高的技术要求,一方面要载货,要有非常高的成本安全,所以航天飞机项目最终终结了。同样的逻辑,如果你只是一个区块链,要满足非常安全的交易,又要解决坐公交车等交易场景的话,实际上对它提出的要求,在现阶段是不切实际的。通过这样的异构场景,以一些分片链就可以解决刷公交车快速结算,有一些可以满足几十亿、几亿的转账要求

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