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05-31
05月31日,星期一 11:24 grade
公链扩容迫在眉睫,RChain必成解决大规模应用的破冰之作

但无论新老哪一代项目,似乎都没有真正解决区块链在大规模应用中的最大难题--“堵”。从近一年时间,DeFi生态发展的表现看,但凡市场进入火爆时期,以太坊上的Gas费都会飞涨,交易速度变缓已经成为一种惯例。公链扩容,已经成为去中心化金融进一步发展,区块链技术落地商业应用上的最大瓶颈。

尽管Layer2方案也走出了一条由状态通道、侧链、Plasma、ZK-rollup、Optimistic Rollup的发展路径,技术发展难度不断上升,但目前的技术水平始终不能在保证去中性化的前提下,解决ETH吞吐量、扩展性以及安全性的问题。而ETH2.0采用的分片方式,从技术的角度而言,因为无法做到各个分片的无缝整合,这种以损失系统可用性为代价得到的提升TPS的效果也是大打折扣。

1.单纯的Layer2或是分片在不结合并发执行的情况下扩容效率很低;

3. 用快速的形式化验证来保证合约的安全还是座不可逾越的大山。

行业之光出圈,唯一受邀出席IFF会议的公链项目

RChain通过革命性的Rho演算解决了困扰公链发展的诸多难题,使得让通用计算上链第一次成为可能。基于Rho演算的快速冲突检测配合Casper CBC共识,所有节点可以并发出块达成共识,首次做到了单分片可扩展性,使得大数据可以直接上链而不需要借助IPFS。

在应用方面,RChain项目在很早就有其明确的发展方向,即成为一个可以协调解决全球气候变化问题的去中心化世界计算机,这也是RChain的核心愿景。在社区开发人才济济,不乏奇思妙想的情况下,同时提供ETH合约代码一键转换工具,方便ETH的生态迁移。

币世界-公链扩容迫在眉睫,RChain必成解决大规模应用的破冰之作

币世界-公链扩容迫在眉睫,RChain必成解决大规模应用的破冰之作

RChain的技术优越性

如果将以太坊概括成为一台虚拟机,那么RChain就是一台升级了执行结构的虚拟机。可以想象一条首尾都是单车道的高速公路,无论中间是几车道并行,这条公路的整体通行效率都是很低的。这也正是目前大部分公链所存在的问题。

DAG:Directed Acyclic Graph,中文意为“有向无环图”,是一种计算机数据存储结构,它像条毛线织的围巾,可以一直编下去。好处:高确认时间,高吞吐量,高去中心等。有向无环图是一种存储数据的方式。“有向”指所有数据顺着同一方向存储;“无环”指数据结构间不构成循环。

从区块链的角度看,DAG结构就是无数条链根据一定规则(交易没有冲突)交织在一起,链与链之间大方向相同,同时生长,且不存在环路。

实现DAG结构就打开了公链并发出块的可能,成为扩容的基础。然而光这还不够,为了实现真正的扩展,还需要一种机制可以虚拟机并发的去处理这个DAG。RChain正好有这个机制,那就是它独有的块合并技术。这是RChain区别与其他基于DAG的项目比如Conflux,Fantom的重要一点。

块合并是RChain技术中很独特的设计。在主流的公链技术中强调的交易处理的顺序性,因为没有并发虚拟机,只能让收到的所有的交易通过某种方式排成一个序列然后顺序处理。而块合并则让系统具备了并发执行功能。只要是不冲突的区块都可以在链上合并成一个新的状态,新的区块也可以在其上产生,而这些不冲突的区块可以并发执行。

块合并可以使区块链中的每个节点都能以并发的方式连续的出块、确认、执行交易、更新状态,动态的让全网共识到同一个DAG,这就真正意义上对消除了传统区块链的顺序瓶颈,让单分片内的无限扩展第一次成为可能。

在明确了DAG结构的基础上,我们还需要区分一下分片与并发的概念。

在采用分片技术的区块链中,整个网络的总账本也被类似的切分成很多子帐本。网络中的节点类似的被切分成很多小组,每个小组相当于一个独立的区块链,负责维护相应的子账本。所以每个节点只负责处理对应的子帐本上的交易。最后各个分片通过链之间的通讯方式,形成一个总账本,通过这样的方式完成对主链吞吐量的扩展。

线程类似一个轻量级的子进程,它是进程下面一级的处理单元,每个进程可以创建很多个线程同时运行。多线程可以利用起现代CPU多核心的优势,同时可以利用某个线程等待长时间IO的空闲时间切换到其他线程运行,提高整体的执行速度。在RChain的设计理念里,区块链对某个交易达成共识类似于一个延时非常久的IO操作,用多线程并发的执行方式同时处理大批的交易,是提高系统吞吐量最理想的方式。

跨分片共识

目前,跨分片交易的共识有两种方案:同步共识和异步共识。RChain属于前者,而ETH2.0、DOT等属于后者。

所谓交易的原子性就是跨链的交易不被割裂成多个,让每个分片去单独确认,而是作为一个整体让涉及到的分片去同时确认,要不都通过要不都通不过。例如两人用分片A中的Token A换取分片B中的Token B。那么在同步共识的协议下,该交易要A和B分片一起验证批准,同时返回,这样交易的原子性可以保证,不存在任何问题。如果用异步共识的方案,就需要先在分片A中把Token A转账,但这个转的余额是暂时不可用的,系统暂时锁定并产生一个收条。然后分片B接收这个收条,再把Token B完成转账。最后分片A把Token A的那次转账的锁定取消,让余额变得可用。如果一定时间内,Token B没完成转账的话,分片A就把Token A的交易取消并且回滚。可以看出,割裂了原子性的异步共识,不但会让跨链交易变得非常复杂,还需要合约提供锁定和回滚机制,这极大的增加了一般情况下编写跨链合约的复杂性。

快速低成本的形式化验证

传统区块链项目的形式化验证,需要首先把合约的代码翻译成前条件、后条件等数学语言,然后用机器定理证明的办法去检查这段代码是否满足指定的特性。并发下的形式化验证,一般用TLA+之类的工具,先抽象出状态和状态转移这些数学语言,然后穷举,看能不能证明不管执行路径怎么变都能得出指定的结果。这两种都不能扩展而且代价高昂,极大的限制了区块链的普及。

总结

最后,让我们再用最简单的话来总结RChain的技术特点:以基于Rho演算的并发虚拟机为基础,实现块合并技术,让链上并发成为现实,解决单分片内的扩容问题;并在同步共识的基础上实现跨分片间的无缝互操作;用行为类型系统规模化的对合约进行安全有序的编排。这些解决了困扰当前公链发展的三大问题:单分片内并发,无缝分片,和快速形式化验证。至少在目前,RChain可以成为未来区块链大规模应用的必选技术之一。


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