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洪蜀宁 ·

04月15日

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在众多公链中,笔者发现了一个极为低调的项目——Ultrain(超脑链),在其朴实无华也有些特别的技术方案和经济模型背后,显露出创始团队与众不同的思路:从一开始就以商业应用为目的而进行设计。

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作者:知名区块链研究人士 洪蜀宁

2018年是被业界饱含期望的“公链元年”,大量号称“区块链3.0”的公链项目如EOS、波场、本体等纷纷完成了主网上线,但成功上线后却都遇到了“DAPP荒”,以太坊也因ICO泡沫破灭而重归沉寂。这些公链之上除了资金盘和博彩,再无成功的实际应用出现。万向区块链董事长肖风认为,公链的价值等于其上运行的DAPP价值之和。缺乏实际应用的公链则无法拥有真正的价值,因此在2018年几乎所有的公链代币价格都下跌了90%以上。区块链诞生10年来,唯一被公认成功的应用只有比特币。这样的现象不得不令人反思,公链的问题究竟出在哪里?

回想中本聪当年,白皮书中并未提及“区块链技术”的概念,而是从应用出发,论述了如何设计一个有效的点对点电子现金系统,所采用的技术方案和经济模型全部都是围绕这个目的而服务,正是这样才造就了比特币的成功。而之后出现的种种公链项目,由于绝大多数都是由技术团队主导,往往片面强调技术的先进性,甚至提出“百万tps”这样毫无可行性的目标,却没有将落地应用放在首要的地位,等到开发完成上线后,才发现自己置身于“只见公路不见车”的尴尬境地。

在众多的公链中,笔者发现了一个极为低调的项目——Ultrain(超脑链),在其朴实无华也有些特别的技术方案和经济模型背后,显露出创始团队与众不同的思路:从一开始就以商业应用为目的而进行设计

自带“电商基因”、“工程基因”的团队

当看到创始团队成员的背景时,一切就不足为奇了。Ultrain的CEO、CTO以及主要的团队成员都是来自阿里巴巴和蚂蚁金服,他们在淘宝、天猫、支付宝、阿里云等项目中学到的实战经验为Ultrain项目造就了与生俱来的“电商基因”。他们认为,“技术革命……正将我们快速带入一个万物感知,万物互联,万物交易的全新的商业社会形态,我们称之为可编程商业社会……这个社会最大的特点就是零信任成本,自动化和智能化。”而Ultrain公链则是作为这样的可编程商业社会的一个必不可少的基础设施而存在。

与比特币、以太坊这样的由geeks发起的项目不同,也与algorand、cardano这样的由教授们发起的项目不同,Ultrain创始团队具有互联网企业工程基因,十多年的工程经验使得Ultrain从一开始就强调系统的规范性、安全性、鲁棒性和可靠性,在技术选型上强调既要创新又要成熟稳定,商业型公链是产品而不是技术实验。

所谓“工程化”,是一种权衡(tradeoff),而非一味追求技术的先进性。从这样的认知出发,Ultrain团队不单纯以技术突破为出发点,不追求所谓百万TPS的高性能,而是紧密围绕大规模商业应用的目标,充分满足企业端对公链的性能和可靠性需求,创造了具有鲜明特色的新型公链项目。

创新的主-侧链机制

要实现区块链的大规模商业应用,必须解决“安全性、去中心化、可扩展性”不可能三角问题。早期的比特币、以太坊为满足前两点牺牲了可扩展性,因而无法适应大规模应用;EOS则牺牲了去中心化,采用DPoS共识,通过21个高性能超级节点实现了4000tps的高性能目标,但无法满足去中心化商业应用的要求,只能沦为博彩类Dapp的天堂。

既然区块链的不可能三角无法突破,那只能进行横向扩展来实现高性能,也就是采取多链并行的方式,如侧链、分片、Layer2等。如Cosmos采用侧链跨链机制,将不同的区块链打通,整个cosmos网络的处理能力相当于所有侧链的处理能力之和,而侧链数量是可以无限增长的;QuarkChain(夸克链)采用状态分片技术,将不同账本状态分别存储在不同分片上,每个分片独立运行;Lightening Network(闪电网络)采用Layer2方式,通过链外交易的方式来规避链上交易性能的限制。

Ultrain所采用的主-侧链机制结合了侧链和分片的优点,主、侧链运行相同的共识算法,但各有侧重。主链更侧重于去中心化和安全性,容纳大量的挖矿节点以确保整个网络的安全,同时实现UGAS代币的发行、转账等功能,为侧链运行提供经济基础;侧链则更侧重于商业应用对智能合约可靠、高效执行的需求,只需要更少的挖矿节点即可达到较高的安全性。与cosmos等跨链项目相比,同构的侧链大大简化了技术复杂度,从而也大幅减少了出现问题的可能,这也是为适应商业应用所做的权衡。

Ultrain主链上不运行DAPP,一个侧链可以运行一个或多个DAPP,主链和侧链之间通过 light client + merkle proof 的方式实现跨链通信和UGAS的转移。侧链与侧链之间相互独立,侧链的数据不会扩散到主链或其他侧链,这样就满足了很多商业应用对业务隔离、商业机密保护等方面的需求,这是普通分片机制无法实现的。但这个设计的不足之处在于难以直接进行跨链通信,需要DAPP自行处理,这也是为了工程化而在技术上进行妥协的结果,因为跨链智能合约调用目前尚无成熟的技术方案。



独有的网络算力随机调度技术

侧链可以由某个组织付费单独发起建立并自行维护,不受其他应用的干扰,侧链上的矿工专门为该侧链服务,不与主链和其他侧链共用,这样可以充分保证侧链具有良好的性能和私密性,以满足商业应用苛刻的要求。Ultrain基金会也会付费建立一些共享侧链,让小微机构的DApp免费使用,但私密性会略弱一些。

侧链一旦建立,系统就会根据预先设定的规则从主链上随机抽取一部分记账节点转移到新的侧链之中,为侧链的运行提供安全保障。进一步地,每隔一段时间,会再次随机抽取侧链上的一个记账节点与主链或其他侧链上的一个随机记账节点进行对调,以防范固定不变的记账节点之间进行合谋或被贿赂的风险。根据这样的机制,侧链只需拥有80个矿工,恶意攻击者成功发起“双花”的概率将降为0.000061%,可以忽略不计了。

当矿工被调度而切换链时,需要同步目标链的数据,这是一个相当耗时的操作。为此,Ultrain专门设计了世界状态快照机制,可以直接从主链上获取目标链定期生成的快照中恢复最近的世界状态数据,从而使得切换过程几乎是实时完成。快照的生成是完全去中心化的,只有当该侧链超过2/3的矿工生成了相同的快照hash时,该快照数据才会被智能合约采纳并记入主链区块中。

 


实用的R-PoS共识算法

商业应用必须在安全性、去中心化和可扩展性三角中寻找平衡而不是片面强调某一个角,为此Ultrain选择了类似algorand的VRF+PoS+BFT的共识算法,称为随机可信共识框架(R-PoS)。R-PoS可以在充分满足安全性和去中心化要求的前提下最高达到10000tps的性能,目前在测试环境下实测达到3000tps,还在继续优化中,出块和确认时间都是10秒。

在BFT算法的选择上,Ultrain没有采用algorand的BA*算法,也没有采用古老的PBFT,而是选用了更加高效、可靠的leaderless BFT算法。Leaderless BFT能够保证更好的网络公平性和网络活性,不会因为一个proposer作恶或者被攻击导致的网络停止服务。


安全高效的伪随机数生成机制

在区块链底层以及实际应用的智能合约中需要大量使用伪随机数,但直接在区块链内部生成伪随机数是不可能的,几乎所有的链上博彩游戏都被黑客攻破,资金被窃取。Ultrain则采用了链外生成随机种子、链上合成伪随机数的方式,通过这种多方安全计算的手段,可以在每个区块时间内都能生成一个有效的伪随机数供R-PoS共识算法和商业应用使用。Ultrain的随机数生成已经通过最高级别的密码学随机性校验,即美国国家标准局测试NIST SP800-22,其结果已经公开在Ultrain的Github库中。随机数生成的具体步骤如下:

1)     建立随机数生成委员会,该委员会是一个开放的结构,其成员可随时加入和随时退出,所有想参与随机数生成的成员,都通过注册制注册为该委员会成员,同时将公钥注册到随机数生成智能合约里。

2)     每轮共识时间内(10秒),委员会成员提交本轮自己生成的随机数,该随机数要求必须通过VRF(可验证随机函数)结合该成员的私钥生成,从而避免随机数被控制。

3)     智能合约通过整合各成员提交的随机数形成一个随机种子,基于该种子生成随机数。

4)     对于注册参加的节点,不提交将受到惩罚。

这样的设计方案也是一个工程上的妥协,与Ouroboros的PVSS方案相比,没有彻底解决“成员逃跑”问题,但不需要setup过程,也大大减少了成员间通信,效率大幅提升,可以每10秒生成一个伪随机数。再附以激励(惩罚)机制,对“成员逃跑”和“矿工抢跑”情形进行经济上的惩罚,基本上可以杜绝作恶的意愿。

 

强大的应用开发框架和工具集

商业应用开发面向的是普通程序员而非极客,平缓学习曲线、低门槛的智能合约开发将成为公链的标配。Ultrain的智能合约采用javascript语言编写,同时也为DAPP开发者提供了功能强大的工具,大大降低了开发DAPP的难度:

l   Robin-Framework:智能合约集成框架,能够快速进行智能合约开发、编译、测试,而且简单地使用ui子命令就可以为合约集成用户界面,具备轻松便捷的开发测试体验。

l   U3.js SDK:Javascript封装的负责与链交互的通用库,类似以太坊的web3.js,便于各类应用接入Ultrain应用平台。

l   Longclaw:一款轻量级浏览器桌面应用,同时提供线下开发环境的日志分析与区块追踪功能。Longclaw目前可以做到:自动模拟8个测试帐户、实时日志分析和事务跟踪、自动化集成本地docker环境。

 

简明的代币发行机制

Ultrain只包含一种代币UGAS,用于服务计费结算,总量10亿枚永不增发,其中:核心团队持有有15%,分三年解禁;私募10%,私募价格为0.2美元,锁仓1.5年;顾问和社区建设10%,用于 Ultrain 社区的推广和建设;基金会持有15%,用于开发和支持应用生态;剩余50%将全部在主网上线后通过挖矿发行出来。



多赢的经济激励模型

Ultrain的经济激励模型与传统的公链截然不同,矿工挖矿获得的UGAS奖励来源于商业应用付费而非仅仅是区块奖励,因此UGAS具有内在价值。我们来看看具体是怎么分配的:

首先,需要在Ultrain上创建专属侧链或加入共享侧链来运行商业应用的企业需要购买一定数量的UGAS并抵押到Ultrain主链的智能合约中,具体数量与所需算力成正比,与UGAS价格成反比,这样可以避免UGAS价格的波动对企业成本造成影响。待主链完成矿机算力调度后,企业就可以使用算力服务了

然后,这些被抵押的UGAS将按10秒一次的出块速度,分配给该次的出块节点,每次分配1.25UGas,其中80%即1UGAS分配给出块矿工,另外20%即0.25UGAS由系统智能合约进行后续分配,包括对技术团队、社区领袖和优秀DAPP的奖励。




对于主链矿工,收入来源于创建账户、注册矿工、UGAS转账、注册侧链、注册第三方服务、侧链矿机调度等一系列主链功能所收取的手续费,这些手续费每隔24小时按矿机的在主链时长值进行分配。

综上所述,我们可以看出Ultrain经济激励模型的特色,强烈依赖于商业应用拓展,如果有大量的企业注册使用侧链,可以创造大量的UGAS购买需求,并缓慢释放分配给利益相关者,这样无论是UGAS持有者、矿工、社区领袖还是DAPP开发者都可以从中获益,企业也可以低成本地应用区块链技术,这是一个多赢的博弈。

日渐丰富的商业应用生态

因此,能否不断拓展商业应用是Ultrain成功的关键点,目前虽然主网还未上线,但已经初见成效。而Ultrain也表现出在全球范围内超强的商业拓展、资本和生态建设能力。CEO郭睿曾担任IBM全球咨询服务部技术总监,对企业痛点和信息化对企业赋能方面有深入的洞察。首席战略官Emma有丰富的国际工作生活经验和很好的跨界资源,让Ultrain在全球都有大量的顶级资源可以快速对接。合伙人、企业合作副总裁肖颖浩是前IBM全球咨询服务部高级顾问经理,具备丰富的行业资源和客户资源,能快速帮助Ultrain在商业领域落地。

在这样强大的团队运作下,各个行业的知名企业纷纷与Ultrain洽谈合作。据官方报道,国内第一潮牌电商yoho!(有货网)已经在今年1月份加入Ultrain,现在每天均有400笔左右的球鞋交易落地在链上,预计今年会有40~50万笔交易在Ultrain上发生。此外,Ultrain还将与电魂网络、宏日新能源两家上市公司达成合作,相关应用即将推出。

这一切,可以从Ultrain的代币UGAS最近大幅上扬的走势中反映出来。随着商业应用的逐步落地,随着Ultrain团队更广泛地开展品牌宣传和市场营销,让更多的实体经济企业了解Ultrain,不断做大做强商业生态,从而形成良性循环,以应用推广促币价上涨。一旦这样的正反馈机制建立起来,Ultrain和UGAS的前景是不可小觑的。

声明:本文为入驻“火星号”作者作品,不代表12bet娱乐 pt88.vip官方立场。转载请注明出处、作者和本文链接
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