有高估值、学术背景强大、资方雄厚的项目可能成为交易所偏向 IEO 的标的。



近期，IEO 似乎很火，火得让不少人觉得有点莫名其妙。其实，2017 年 7 月，Binance 就推出资产发行平台 Launchpad，希望帮助优质区块链项目进行 ICO，当时曾上线 Gifto、BreadWallet 两个项目。但在 2017 年 9 月 4 日，央行等七部委联合发文叫停 ICO，受到影响的 Launchpad 在此后逐渐淡出市场。

殊不知，2018 年下半年，交易所为项目发行 IEO 的方式却在韩国逐渐流行开来，但由于发行的项目自身缺乏引爆市场热情的基因，IEO 并未得到足够的重视。直至 2019 年 1 月，Binance 重启 Launchpad。这背后与行业形势、Binance 品牌流量和韩国市场特点，都有很大关联。

根据 Odaily星球日报此前报道的《IEO 正踏向自我毁灭》，业内很多从业人士和专家认为 IEO 模式能够持续运转的根本因素在于项目本身的好坏，如果 IEO 被一些居心叵测的人利用来割韭菜，那么这种模式最多只能再玩两到三个月。

现在各个交易所纷纷宣布要推出 IEO 平台，火币今日官宣旗下优选上币通道 Huobi Prime，Bibox 也透露将于近期上线一个类似 IEO 的计划“Bibox Orbit”。主流交易所为了不被其他平台赶超，都在积极寻找优质的项目进行 IEO。

根据币安 Launchpad 即将上线的 Celer Network 的特点，Odaily星球日报发现有高估值、学术背景强大、资方雄厚的项目可能成为交易所偏向 IEO 的标的。Odaily星球日报梳理了以下五个，有类似特点的项目。（Conflux、积木云Blockcloud、MultiVAC、Nervos 和 Thunder）这五个项目中你最希望哪一个上交易所 IEO？


一、Conflux
有图灵奖得主加持的 PoW + DAG 共识机制


Conflux 是一个基于工作量证明（Proof of Work）的区块链协议，作为一个去中心化、可扩展的 DApp（分布式应用）解决方案。


技术优势

目前，市面上的大多数区块链解决方案都是基于权益证明（Proof of Stake）Conflux 的特点在于，Conflux 的扩展方案结合了工作量证明（PoW）与有向无环图（DAG）数据结构的优势，在去中心化的前提下，既保障了区块链的安全，又提升了区块链的可扩展性，在某些层面上，突破了公链的“不可能三角”，从而解决了公链可扩展性问题。

【Odaily星球日报注：DAG 全称是“有向无环图”，没有区块概念，不是把所有数据打包成区块，再用区块链接区块，而是每个用户都可以提交一个数据单元，这个数据单元里可以有很多东西，比如交易、消息等等。数据单元间通过引用关系链接起来，从而形成具有半序关系的 DAG（有向无环图）。DAG 的特点是把数据单元的写入操作异步化，大量的钱包客户端可以自主异步地把交易数据写入 DAG，从而可以支持极大的并发量和极高的速度。】





(Conflux的实现方案)


简单地在共识机制中增大区块容量以及提高出块率的方式并不可取，这两种方式均会使区块在网络上传播的延时相对变长，从而在账本中产生很多分叉，不仅浪费计算和网络的资源，也危害了安全性。

与中本聪共识在打包区块时对交易顺序进行严格规范不同，Conflux 乐观地假设，在并存的区块中，交易（Tx，Transactions）是不冲突的，只要所有节点对一致的交易顺序达成共识即可。

基于这一假设，Conflux 首先设立规则将区块们整合为 DAG：每个区块都需要引用一个它的父区块的边（Parent Edges），每个区块也可以引用发生在它之前的，还没有被引用过的区块的边作为他们的引用边（Reference Edges），父边和引用边确定了各个区块之间的先后关系，实现了 DAG 的整体框架，增加了同一时段一起被处理的区块的数量。

相较于比特币一次只能处理一个区块的低效模式而言，DAG 结构大大提升了公链的速度。 





（Conflux的架构）


然而 DAG 不能显示同一时段产生的不同区块之间的顺序（即区块全序），为进一步完善区块排序机制，Conflux 团队创造性地引入了 GHOST（幽灵）协议、拓扑排序。

【Odaily星球日报注：GHOST 协议是一种主链选择协议（不是侧链选择协议）。举例来说：经典的 Proof-of-Work 协议是以取最长的主链为基本原则，进行下区块的选择；新的 GHOST 协议则是以包含子树数目最多为基本原则，进行下区块的选择——这可以说是 GHOST 协议和 PoW 协议的最大差异，甚至可以说是唯一差别】






Conflux 提出了 Epoch（时段）概念，将细化排列区块全序的步骤拆分成了四步：确认枢轴链（Pivot Chain）；排列分叉链的区块；时段（Epoch）内排序；交易（Tx）排序。 


团队背景

联合创始人龙凡是麻省理工学院计算机博士、多伦多大学助理教授、也是清华大学（计算机系）-北京阿尔山金融科技有限公司区块链技术联合研究中心研究员。

首席科学家姚期智是华人世界唯一一位图灵奖得主。

此外，Conflux 开发团队主要为来自清华大学、多伦多大学等一流名校学者，具有很强的学术科研背景，也具备来自硅谷和华尔街的科技或金融机构经验。


融资情况

2018 年 12 月，Conflux 基金会募集了 3500 万美元的资金用于开发 Conflux，投资者包括红杉中国 (Sequoia China)、Metastable Capital、IMO Ventures、Fundamental Labs 以及知名的中国科技公司。

总结

Conflux 是较晚出现的项目，还处在白皮书 + ppt 阶段。不过 Conflux 有顶尖的技术团队，而且有图灵奖获得者姚期智为其做信任背书，项目刚刚发布出来的时候确实吸引了不少投资方和圈内人的关注。


二、积木云Blockcloud
区块链 + SCN 的新一代 TCP/IP 协议


积木云Blockcloud 属于底层协议级项目，将区块链和 SCN（服务中心网络）技术相结合，希望建立新一代全球性 TCP/IP 网络，解决现有互联网的问题，支撑起千亿量级移动设备的连接。

积木云用区块链改进互联网，推进区块链技术与产业融合落地，赋能实体经济。Blockcloud 在近 20 家国际权威评级机构中排名前五位。











现有的 TCP/IP 并未崩塌，积木云Blockcloud 为什么突然要推出新一代的 TCP/IP？

现有互联网诞生于 20 世纪 60 - 70 年代，目的是为了维持核战中军队间的稳定通话，因此采用了基于 IP 地址的点对点通信模式，用中心化的服务器连接数量有限、相对固定的设备、数据和服务。随着越来越多的设备、数据和服务接入互联网，短板渐渐显现。

积木云团队与导师，曾与高铁有关部门合作，在高铁上安装部署相应的传感器和信号收集器，最终发现传统 TCP/IP 层无法适应高速移动状态中的网络连接，在移动过程中 TCP 不停地中断和重启，导致网络性能激剧下降。为此，积木云引入 SCN 网络，让应用程序之间直接使用服务 ID 而不是 IP 地址进行通信，网络层上新加入的服务访问层 SAL，让服务平面和控制平面分离，应用程序不需要通过服务提供者来连接服务，服务提供者也能无缝地更改地址、迁移服务，提升网络的移动性和可扩展性。 


特点

积木云它引入区块链技术，是为了更好地解决当今互联网所遇到的问题。现有大多数公链都是应用层的叠加，作为位于 TCP/IP 层的基础协议，积木云Blockcloud 比公链更底层，能为公链提供支持。






如果说物联网、区块链等互联网应用是汽车，公链是发动机，通证是燃油，那么积木云就是马路。







技术优势

1. SCN 技术与区块链技术相结合

积木云Blockcloud 引入了以服务为中心的网络（SCN）。SCN 提供了一种服务感知网络堆栈，应用程序直接在服务名称而不是地址上进行通信。不过，SCN 在服务层面的信任、激励和盈利上存在着短板。区块链则能弥补以上短板。

2. PoS 服务证明机制

为了可靠地验证服务提供商，积木云Blockcloud 设计了服务证明机制（Proof of Service，PoS），借鉴了 IPFS。这一机制主要是通过矿工对那些发布到网络中服务的真实性进行验证，只有经过验证，服务才可以被发布到网络上，用户才能与其进行连接。

这种验证并非一次性，还有后续随机验证，服务一旦有问题就会被永久下架。

该机制确认网络参与者的真实性和贡献，同时消除不良行为者。共识是通过激励验证服务提供商的验证者网络达成的。

BLOC 经济激励通证用于奖励服务提供商，矿工则维护分类账和验证服务真实性和有效性。

3. 在 DAG 基础上，提出 CoDAG 概念

为了适应提供商和订购者的异步交易，积木云Blockcloud 设计了紧凑型有向无环图（CoDAG）。 CoDAG 更适用于在设备移动和离线时记录交易。

PoS 是用来验证服务的真实性，而 CoDAG 则是用来记账的。CoDAG 是一个基于 DAG 的账本结构，允许在整个结构的尾部（或者叶子节点处）附加多个区块，提高了整个账本结构的并行性，适用于去中心网络中的异步操作场景。相比普通的 DAG 结构，CoDAG 采用了更加紧凑齐整的数据结构，节点之间更加紧密相连，恶意节点很难进入，从而实现更高的安全性能和更确定的交易确认时间。


如何改造现有互联网

积木云Blockcloud 用四层架构来实现互联网改造。 






从图中可以看出，这一架构图从上往下依次是：

Layer4：接口层，为应用程序提供面向服务的通信接口；

Layer3：路由层，主要是做映射和中转，也就是说，虽然服务不用去管IP地址这些事了，但网络最终还是要走IP的，这中间有一个映射，就是怎么从服务的名字映射成最终到底IP地址是在哪；

Layer2：质检员，Proof of Service 的共识机制是在这一层，矿工不断地对服务进行检查、抽检，并判断服务到底有没有问题；

Layer1：出纳员，当服务走到这一层，被用户使用后，服务提供者需要获得相应的报酬，而这一层就相当于出纳员，它负责记账，并把相应的报酬给到服务的提供者。

在积木云中，区块链系统和点对点网络 Coral，共同组成了服务分发骨干网络，保证了网络的安全性。


应用场景

Blockcloud 在物联网、内容分发网络、高速移动网络、区块链网络、边缘计算等领域能被应用。

以物联网为例，据估计，其设备数将从现在的 70 亿台增加到 3 年后的 180 亿。落地却面临缺乏互操作性、难以保证隐私安全和低价值流通等问题。积木云Blockcloud 将利用闲置资源，使得物联网络能为海量动态节点提供支持。

目前，积木云Blockcloud 亚洲官方电报群将近达到 3 万人，积木云Blockcloud 中国粉丝电报群也已接近 2 万人。截止目前，积木云已经顺利搭建起覆盖中、英、韩、越、俄、泰、阿拉伯语，100+ 国家和地区，总人数近 30 万的社群。





(积木云Blockcloud亚洲官方电报群)





(积木云Blockcloud中国粉丝电报群)


团队背景

积木云Blockcloud CEO 明中行为普林斯顿大学访问学者，香港理工大学博士后、清华大学计算机系博士、中国计算机学会区块链专委会委员，在互联网和区块链技术领域有多年的研究经验。

团队核心成员分别来自普林斯顿、东京大学、清华大学等学府和研究机构，以及摩根斯坦利、BAT、华为等企业。核心研发团队成员曾参与中国首个下一代互联网的国际标准制定工作。此外项目专家顾问团队有 IEEE Fellow 2人，国家千人计划 3 人，中国计算机学会区块链专委会成员 4 人，教授 15 人，包括互联网技术标准化组织 IETF 前主席 Fred Baker、互联网专家 Shai Mohaban、前奥巴马政府经济学家 Hoan Soo Lee 等。


融资情况

积木云Blockcloud 目前已经获得 Genesis Capital（领投），Innoangel Fund，Ok Capital，Neo Global Capital，BKFund，JRR，GBIC，BlockVC，S.capital，Brink Asset Consensus Capital 和 MW Partners 等机构的投资。


总结

看完上面的介绍，你大概可以了解到积木云Blockcloud 并非一个纯粹的区块链项目，与公链不同，它是一个底层网络协议，是协议级别的公链体系。

积木云Blockcloud 的定位是基于区块链技术的新一代 TCP/IP，支持物联网、DAPP 和非区块链应用，技术白皮书却只针对积木云Blockcloud 在物联网领域的创新应用展开描述。物联网的推广应用中，个人信息安全保护问题一直是大众比较担心的，积木云Blockcloud 使用区块链技术能否完全打消大众这个顾虑，也是其要面临的一大挑战。


三、MultiVAC
引入存储节点 + 弹性设计的分片方案


MultiVAC 利用分片技术扩容的公链项目，提出了一个不同于云计算领域的“弹性计算网络”的概念，即基于该公链的 DApp 开发者可以根据自身业务需要，选择对扩展性、安全性、去中心化等不同维度的需求，底层网络会以此将合约交易分配到不同的分片。开发者也需要根据自身业务部署合约。


技术优势

1. DApp 开发者可根据业务调节扩展性、安全性和去中心化。

MultiVAC 提出了一个不同于云计算领域的“弹性计算网络”的概念，即基于该公链的 DApp 开发者可以根据自身业务需要，选择对扩展性、安全性、去中心化等不同维度的需求，底层网络会以此将合约交易分配到不同的分片。开发者也需要根据自身业务部署合约。

2. 引入存储节点，降低矿工存储成本

为减少存储数据，保证去中心化，MultiVAC 引入了存储节点角色，将节点分为存储节点、矿工节点和轻节点三种，均不需要有全网账本。

分片内矿工节点先选举出块节点、验证并打包交易（此时出块者需要向存储节点调用 Merkle Proof 以证明该笔输入未使用）、分片内广播，然后发送给存储节点同步。

矿工节点的功能是存储摘要信息（区块头），并且负责验证交易，拥有数据的控制权。存储节点存储分片内所有账本，有点类似于超级节点的角色，存储量大，有一定的准入门槛，但区别是只存储交易和协助进行交易验证，对数据没有任何控制权，保证了其去中心化的特性。存储节点可以理解为网络节点基础服务商，类似于网络供应商（移动、联通、电信）的角色。

该设计的要点在于，矿工节点可以直接用交易的摘要信息 + 交易 + 存储节点提供的证明，来验证交易。只存储交易摘要信息，减少了矿工节点的数据量，也降低了矿工的准入门槛，普通 PC 也可加入。

3. 跨片交易，每一分片内均定时同步其他分片最新情况，固定下来跨片交易的传输量。

MultiVAC 的每一个分片，都会定期同步其他分片的区块头，一个分片里面的每一个区块，都有一个空间在记录其他分片的最新状态，并据此处理跨片交易。

分片 1 在某个时刻发起交易后，该交易在区块高度 h1 被确认；（此时分片 2 的高度为 h2 ），而这笔交易体现在分片 2 上，是需要在分片 2 的某一高度（一般是下一个块，比如 h2+1）读到了来自分片 1 的 h1 高度，才会把钱加上去分片 2。这里可有点像，A 银行账户向 B 行账户汇了一笔钱，A 行显示已经扣款，但 B 行不一定立刻收到，期间跨分片的网络阻塞可能出现交易延迟情况，但不会影响分片内其他交易的正常进行。 MultiVAC 使用了最终一致性的办法保证了分片 2 一定能按顺序获取到所有来自分片 1 的转账。

这样的好处是可以把跨片交易的成本“固定”下来，不随着跨片交易增多而增加，而且增加的存储成本很小。


团队背景

MultiVAC 技术团队有来自哈佛、斯坦福、清华和南洋理工的计算机博士，以及谷歌、Facebook 及美团点评的资深工程专家。


融资情况

MultiVAC 团队于 2018 年年中融资 1500 万美金。官网显示，投资机构来自韩国、美国、欧洲等地，包括 IDG、洪泰资本、九合创投等投资机构和 NGC、JRR Crypto、Hashed、Arrington XRP 等数字资产投资基金。


总结

MultiVAC 吸取了其他公链项目在技术开发中的不足，采用弹性分片计算构造了算力可以无限扩张的基础公链网络。开发人员可以根据自己的需求在分片之间进行选择，技术对于市场非常具有吸引力，赛道优质。

分片技术开发虽然增加了开发难度，但技术设想在简单性和实用性之间取得平衡，对于行业其他项目解决“不可能三角”问题具有很好的借鉴意义。虽然该项目仍处于开发的早期阶段，但是团队阵容无论在技术还是市场运营方面都比较强，搭配合理，而且还获得了韩国知名投资机构的投资。

不过 MultiVAC 如何根据竞争对项目进行定位对于加入可持续发展的用户群至关重要，社群建设方面还需要加强。一些关键技术细节白皮书没有说清楚，比如跨分片机制、分布式存储的激励机制和节点的惩罚机制，通证分配和资金使用还未公布。


四、Nervos Network
基于区块链技术的多层设计网络


Nervos Network 是由 Nervos Foundation 发起并维护的一个公有区块链网络的总称。不是一条单纯的公链，而是基于区块链技术的多层设计的网络，与现有的公链将所有功能都集中在一条链上，这是很难去获得最大的优化的，在区块链中有一个著名的“不可能三角论”，一条公链想要同时拥有安全、性能和去中心化，这是不可能的，只能舍一取二。

Nervos 通过 Layer1 和 Layer2 在不同的层上实现担任各自的职能，Layer1 负责全球共识，来保证整个网络的安全；Layer2 是一套应用链解决方案，保障各个场景下的性能实现。站在整个网络上来看，整个网络同时拥有了这三个性能，来达到整个区块链网络的平衡。

目前，市场上已有很多 Layer2 项目，定位都是当前公链的加速器，且在一般情况下，原生支持的都是ETH；若要支持其他公链，则需再次合作开发。

“带分层的区块链”这一类项目，则自带 Layer2，它将区块链底层基础设施直接分为两层：Layer1 不关注效率，只关注安全，并为上层链做优化；Layer2 则关注效率性能和易用性。

就这样，区块链的分层网络诞生了，虚拟机只将最终状态上链，而非将信息传递上链，这是相当有价值的理念。

同时，因为该类区块链项目是原生的 Layer2，在设计代币模型方面，会方便很多，不会出现当年“雷电网络为什么不能用 ETH，而要再发个币”这种尴尬局面。


技术优势

1. 一种新的分散式应用范式

NERVOS 设计了一个彻底解耦的分散平台，允许多路径的可扩展性，交易确定性和低本地延迟。这为移动和网页 DApps 带来了卓越的用户体验。

2. 准备好真实的应用

Nervos 具有内置的身份支持和灵活的 DApps 信任模型，可以构建真实世界的基于信任的事务。

3. 可于现有系统互操作

Nervos 提供了一个标准化的客户端接口和一小组状态转换语义。现有的系统不必改变他们的编程语言，移动他们的业务规则，或打破他们的工程最佳实践，与世界级的公共区块链集成。


团队背景  

Nervos 发起是人以太坊 Research 团队核心成员 Janx，对移动节点优化、支持分布式身份协议并同步推出侧链方案，让区块链技术真实可落地。

联合创始人谢晗剑是 Cryptape 的创始人，以太坊基金会的前研究员和开发人员，专注于 Casper＆Sharding，ethfans.org 的联合创始人，以及 Peatio 的前建筑师。联合创始人吕国宁是 imToken 的前首席技术官（世界上最大的以太坊钱包），Yunbi 的前首席技术官，以及 ruby-china.org 的联合创始人。


融资情况

2018 年 7 月，Nervos Network 宣布获得 2800 万美元私募轮融资，投资方包括国内外多家知名机构，其中红杉资本中国基金及万向区块链为本轮领投方，国内参与的 VC 包括经纬中国、九合创投、策源创投、峰瑞资本，imToken，星火矿池，币信，现在支付等。欧美知名机构包括 Polychain Capital、1kx、Blockchain Capital、Multicoin 等也参与了投资。


总结

虽然现阶段区块链公链的竞争非常激烈，Nervos 社群活跃度还有待提高，项目进度也不占优势，但 Nervos 改变了现有的底层数据结构，通过链上共识链下计算的分层架构，既保障了区块链网络的安全性和去中心化又大大提升了并行计算能力，优化了性能，很好地解决了以太坊的“扩展性问题”。后续能否越过比特币和以太坊两座大山，还得看 Nervos 是否有能力解决市场上搭建区块链困难和开发区块链应用困难两大难题。


五、Thunder
快慢结合的 Thunderella 双链共识机制


Thunder 是一种不完全依赖于区块链的、快速而可扩展的公有链，追求“大共识”、“大协议”。它是基于 Thunderella 算法搭建的下一代高速低延时区块链代币系统和应用开发平台，也是以解决第一代、第二代系统存在的性能瓶颈和功能扩展问题为首要任务的下一代区块链底层技术基础平台，使用自主设计的共识算法，可帮助现有区块链项目提高交易处理速度到 1000 倍以上。


技术优势

1. Thunder 共识协议 Thunderella，这是一种新的可证安全的共识协议，克服了传统区块链的两个主要瓶颈：吞吐量和确认时间。

2. 共识机制 Thunderella 运用到了快速链与慢速链,两者结合可以有效的使交易更快的确认，而且在受到攻击或者大量交易量时也不需要担心造成崩溃或者拥堵产生的影响，因为可以使用慢速链来进行可靠恢复。可以更好的来应对网络扩容所产生的难题。

但是，这种模式对网络的环境和可信度要求都很高，这就是为什么 BFT（最传统的拜占庭容错）基本是用于带许可的联盟链环境，而非许可链比如 BTC 和 ETH 等没有采纳的原因。

“双链混合共识结构”这一类项目，会根据网络环境切换运行模式，通过快慢结合的机制，实现“友好环境下瞬间响应，恶意环境下安全可靠”。

比如 Thunder Token 的 Thunderella 共识机制，会将整个网络环境分为友好（快速）和恶意（慢速）。

在友好环境下（3/4 以上诚实节点，保持诚实和在线），整个网络处于快速模式，使用BFT，只需一轮投票，小于 1 秒的时间即可确认交易；而在检测到恶意环境时（恶意节点大于 1/4，小于 1/2），网络自动切换到基础区块链模式（可以是 BTC、ETH 或其他区块链），用来保证安全和数据真实，并在网络恢复时自动切换回快速模式。


团队背景

Thunder CEO Chris Wang 是全球知名的创业者，其创办的 Playdom 是全球知名的 SNS 游戏开发商，2010 年将 Playdom 以 5.63 亿美元出售给迪斯尼。而且 Chris Wang 还是阿里巴巴，Glassdoor 和 FlipKart 的早期投资者。

首席科学家 Elaine Shi、科学家 Rafael Pass 均是加密协议、密码协议，共识和博弈论领域核心专家，也是知名区块链研究机构 IC3 的联合创始人。


融资情况

Thunder 投资方包括之前成功孵化投资 IOST，DATA，Lambda 等知名区块链项目的大都会资本、FBG、Vlane Capital、火币等。


总结

Thunder token 一直以学术界的强背书著称，旨在用 Thunderella 共识算法来解决区块链“不可能三角”问题，即同时满足去中心化、安全性和可拓展性。市场上宣传资料甚少，公开的宣传资料只有 Elaine Shi 的一段演讲视频和一份论证可行性的论文，在这样的情况下已经受到了不少资本的追捧。

按照 Thunder Toke 的设想，如果项目能够成功落地，将很大程度上优化了区块链中的铁三角难题（可扩展性、去中心化、安全性的相互制约）。

相比 EOS、AE、ACT 等公链提出的百万 TPS 方案，Thunder 更简单、高效更适用于大规模系统，同时 Thunder 可以用来加速任何已有区块链，可以是 Layer-1 方案也可以是 Layer-2 的方案。但是项目周期太长，盘子太多，不可控因素较多。


结语


以上五个项目均为近期被媒体和评级机构追捧的几个项目，而且目前都尚未上交易所在二级市场开始流通，项目背后皆有资深的技术团队和强大的学术背景做支撑，尤其是 Conflux，更是有华人世界唯一一位图灵奖得主姚期智出任其首席科学家，为其做信任背书。MultiVAC 主打利用分片技术来解决公链扩容的问题，并创新性地提出了一个不同于云计算领域的“弹性计算网络”的概念。Nervos 主打“带分层的区块链”，允许多路径的可扩展性，交易确定性和低本地延迟，优化了性能，很好地解决了以太坊的“扩展性问题”。Thunder 创新“双链混合共识结构”来解决区块链“不可能三角”问题。这四个项目均集中在公链的可扩展性和性能的提高，而积木云Blockcloud 比公链更底层，能为公链提供更具可扩展性、更安全可靠的支持，降低网络拥堵、安全漏洞等问题发生，从而形成良好的区块链生态。尤其是当 5G 和 LoT 时代来临，底层网络不能支持应用程序的发展，这时候积木云Blockcloud 的作用就开始显现了。 查看全部

在当前的区块链公链体系中，有三大当红项目Algorand、Dfinity和Thunder，因其创始成员来自美国著名大学教授，均以独特的学术见解和创新的科学方法来提升区块链的去中心化程度、安全性和交易性能，试图破解区块链领域中著名的“不可能三角”难题。这些项目为新一代的区块链创新技术研发提供了崭新的思路和解决途径，虽然此三个项目还没有实际公开上线运行，但已经引起了各方的密切关注和大量讨论。

随着对这三个项目的深入调查和研究，我们有了进一步的理解，特此撰文分享我们的一些思考和见解。根据具体的技术分析，我们认为：

（1）Algorand可能无法达到所宣称的高性能，且其去中心化特性存在潜在问题；

（2）Dfinity和Thunder在安全性和性能上都存在较多疑点；

（3）因三者均没有实际公开上线和工程落地，是否真正解决区块链的“三元悖论”存疑。

此外，值得关注的是，这三个项目都没有公开相应的Token激励机制，我们认为会制约参与者的积极性，进而影响其公链的生态发展和实用价值。同时，其容量的限制和网络通讯的低效，都会制约其规模应用和实际使用的落地。


1. Algorand共识体系分析


Algorand是一个基于随机算法的公有链项目, 由MIT著名的密码学专家、图灵奖获得者Micali教授及其团队提出，其动机是为了解决区块链中由去中心化、安全性以及交易性能三个方面所组成的“不可能三角”难题。该问题也被称为“三元悖论” ，一般认为在现有区块链技术中这三个方面无法同时满足，最多只能满足其中两个要素。Algorand其本质是通过密码学的方法，来做一个随机数发生器来随机决定下一个区块的生成者是谁。如果这个随机数发生器是完全随机的，也就是说，任何人（包括上个区块的发布者）都无法预测下一个的发布者是谁，那么其实这就是一个可用的共识算法了。

在Algorand算法里提出并解决了三个问题，第一个是随机数发生器，第二个是随机出来的提案者如何在不泄露自己身份的情况下证明自己，第三个是如何应对不在线的节点。Algorand采用了PoS（Proof of Stake）共识机制的分组方式——包括提案组和验证组，以解决PoW共识机制所带来的高能耗问题，并希望同时提升交易性能。

在Algorand方案中，首先每个新区块是由一个独立的随机生成的提案组产生多个提案块，其成员随机选择，期望值为26人。然后再由多个随机组成的验证组逐步经多次验证达成共识。这里验证组的个数一般为12组甚至更多，而每组包含2000～4000成员。每个提案组和验证组都是从所有用户的集合中随机选出，以强化去中心化程度。而用户的账户余额将会影响被选中的概率，并且给予每一个被选中用户一个优先级别（priority）以及拥有此优先级的证明。被提议的多个区块随后将在全网内通过八卦协议（gossip）传播，到达下一组进行验证和共识，直到最终唯一确认，最后唯一获选的区块加上各验证组共识组员签名信息上链。

Algorand的独特创新是VRF(可验证随机函数)和加密抽签，整体方案具有后验性。具体而言，用户是唯一知道自己是否成为某组（某轮的提案组或某步的验证组）成员的人，他人无法事先获知，只能等其广播后验证，恶意攻击者甚至无法事先知道组成员是谁，因此不能对他们进行贿赂或发起拒绝服务攻击，组员间也无法共谋，提高了系统的安全性。

但分析其具体工作机制后，我们发现有以下问题：

1) 签名数据庞大，造成存储浪费并影响性能。Algorand使用VRF来确定提案组与验证组，这个方式充分发挥了VRF的可验证性优势，且后验优势使得Algorand的共识体系更安全。但是，Algorand进入验证阶段，采用的是一种可扩展的拜占庭容错算法，即BA*算法，参与节点通过VRF秘密抽签选出。这一设计使Algorand在验证前必须等待凭证（VRF prove）到来，才能知晓参与节点。而且，由于使用了可扩展的拜占庭容错算法，使得Algorand的验证组规模必须比较大(2000～4000人)，这将导致签名数据异常庞大。根据我们的估算，在平均每组3000个验证节点的规模下，每组的签名数据长达126KB，加上其它信息，通知信息约300K，每块的签名数据可达2000*64*12=1M（共12组，每组3000人，至少2/3达成共识。ed25519签名数据长度是64。），远超一般门限签名几十个字节，严重浪费存储和容量（因每块存储的交易量将被占用，不存储签名又会影响安全），不仅造成存储浪费，而且更影响性能。

2) 算法对于网络带宽要求极大，个人用户很难参与，严重影响去中心化特性。如下图所示，对照来自于Algorand论文中的公开测试数据，在实验环境中，Algorand需要让区块达到10M大小，才能达到125倍比特币的性能（约10M-1M=9M，每M存储的交易数为1万，则基于Algorand的测试数据，有90000/50=1800TPS，约为比特币的100多倍）。10M区块大小意味着要求节点的网络带宽峰值至少需要80M才能承载，这对目前一般用户非常困难，影响了系统的效率和去中心化特性。

3) 节点网络规模受限，网络通讯不经济并影响性能。当网络规模太小时，将无法组成所需的提案组和验证组，影响系统正常工作。而网络规模太大时，提案块（假设大小2M,去除签名的1M，有效交易存储空间为1M）和验证信息（大小约300K）无法快速传播到后继验证节点，也会影响系统性能。

Algorand即使在验证环境也需要等待5*10=50s以上（包括等待潜在提案者的时间延迟及其特殊的拜占庭算法），加上其提案传播时间10秒，至少需要60秒才能完成一次出块上链。假设一个有效存储1M（去除签名后）的块包含1万笔交易，则其TPS为10000/60=167。我们预估在全网真实环境下，这个结果会更糟。假设每个验证组成员为3000个，每次验证组成员不重复（一般12组甚至更多），则至少需要12*3000=36000个节点。根据下图所示，一个2M的块，要传播到3000个节点，需要36秒，如传播到36000个节点，可能需要45秒左右甚至更长才能到达第一验证组。验证信息（大小300K）需要9秒左右才能传播3000个节点，如传播到36000个节点，可能需要12秒或更久，到达下一验证组。而其一般要11步或更多才能完成验证，再加上最后一步，这样就验证就需要12*（11+1）=144秒。整个过程需要189秒，其性能仅约53TPS，离项目方宣称的1000TPS差之甚远。

4) 账本数据存储相对较大。如前所述，因其采用多步BA共识算法，其签名占据巨大存储空间，虽然提高了安全性，但影响了性能，也浪费了账本存储空间，制约了账本系统的存储容量和系统规模。

5) 不具有强的输出公平性保证。保证公平性(Bias-resistance)能够确保协议的输出不被敌手操纵。然而Algorand为了选择提案者使用了一个有些偏向的随机性，使得那些需要真正随机均匀分布的应用不适合采用该协议。
总的来说，我们认为Algorand的VRF和加密抽签后验性给出了一个解决“三角悖论”的很好设计思想，但其在验证环节的设计更偏单纯的学术化理想化，导致其对网络流量、有效通讯数据等实际工程落地思考不够，严重影响了公链运行性能、节点网络规模、账本存储容量和去中心化程度。

 
2. Dfinity共识体系分析


最近一段时间，Dfinity共识体系是被认为较有希望提供高性能交易的区块链公链方案之一。为了解决PoW性能低下和高能耗的问题，Dfinity也采用了PoS分组模式。与Algorand不同，Dfinity在Github提供了一个GO语言的概念验证POC实现。Dfinity用随机数把矿工分为若干个组，每组400人，组中的一个节点将按顺序被选作提案节点，其它节点为验证节点。每次由随机数决定下一出块组，组内随机轮询决定下一个出块提案节点。提案块全网广播到同组成员，进行验证，使用BLS门限签名来达成组内共识。BLS门限签名要比Algorand的可扩展的拜占庭容错算法更有效率，无需像拜占庭容错算法那样多轮的验证步骤，不但提高了TPS而且还省下了长签名数据入链造成的存储容量问题。其理论上整个铸块时限timeout是10秒，每隔2秒一个提案，且在其testnet上的TPS是2500。我们认为Dfinity在性能方面比Algorand更具优势。但是因采用了先验模式，它的安全性不如Algorand。同时其网络通讯效率不高，像比特币和Algorand一样，完全靠P2P的传播，没有针对分组模式进行设计。容量虽不像Algorand那样浪费，但最大容量仍受限于全帐节点存储空间。

1) 不具有后验性，安全性较差。虽然有多个组，但各组的成员事先固定，容易被攻击，也容易组内窜谋，影响安全性。每次出块组某轮出块期间只有一个节点被选作提案节点，形成单点故障，又容易受到攻击，而且无法保证被选提案节点是否在线。同时，组内各成员按顺序轮流作提案节点，容易被外界所知，造成安全隐患。因其没有采用加密抽签方式，不具有后验性，因此会受到DDOS攻击和女巫攻击。Dfinity也没有考虑同组的提案人和验证者联手共谋的可能，存在被人为控制的隐患。

2) 性能解决方案缺乏鲁棒性，而且系统规模受限。每次随机抽取的一个提案节点如不在线，需要等待到下一轮，影响出块速度。提案块需要广播到全网，到达同组的其它成员，它们构成了验证组（400个节点），验证节点需要等待提案块的到达，浪费时间而影响性能。验证组内需要多轮通讯才能达成共识，而400个成员的组内通信也是依靠P2P的八卦协议，通讯量巨大，效率低下，影响出块速度和系统性能。假设有10个组，每组400个节点，则系统有4000个节点，按TradeBlock上图所示，1M的块需要约18秒传播到3000个节点，远超其铸块timeout时间，系统无法正常工作，影响系统的稳定性、性能和规模。

3) 网络通讯效率低下。Dfinity组内的通讯量是O（n^2），400人的组内通讯量大。不论提案块还是验证组内共识，亦或是共识块的上链，都依靠P2P的广播，增加网络传输负担，影响系统效率。

4) 存储容量受限于单节点的存储能力。与比特币、以太坊和Algorand一样，其系统容量，受限于单节点的存储空间，没有涉及分布式存储技术的应用和优化。

5) 依赖新的密码学基（cryptography primitive）。依赖新的密码学基（椭圆曲线pairing）和密钥生成协议，其安全性和效率都有待时间的考验。

和Algorand对比，Dfinity在性能方面因其分组共识和BLS组签名有所提高，但其安全性有所下降。其400人分组规模的通讯效率也存在一定问题，我们认为其技术架构和宣称的去中心化云服务仍有较大的差距。


3. Thunder共识体系分析


与前两个项目不同，Thunder是一种Layer2的公链解决方案，可用于提升已有的公链特性。但与Algorand和Dfinity一样，Thunder也用分组的方式（其快速通道fast path模式），有1个leader和多个验证组员，希望提高系统性能，但其选择leader和组员的方法还在研究中，没有公开。其快速通道是由系统选出一个leader和多个组员，由leader给出提案块，然后由组员经BFT验证达成共识，再由leader传播全网上链。为了弥补安全的不足，它在上面的快速通道模式的基础上，增加了定期检查，每次检查如没有发现问题，就移动检查点。一旦发生问题，就在上次的检查点，启动慢速通道(慢速通道slow path，比如采用比特币的POW方式)，让系统仍能工作，虽然性能低下。

1) 中心化明显。Thunder的leader和组员不论如何选取，在被轮换之前，都是固定的，特别是提案、通讯、出块等都依靠leader，具有浓厚的中心化特征。

2) 不具后验性、随机性不足，且安全性较差。因为固定的leader和组员，其leader就有作恶的可能，而且成为单点故障。不论组的leader还是组员，都不如Dfinity和Algorand的选取更具随机性，去中心化不足，因而很容易受到DDOS攻击和女巫攻击，同时也没有考虑提案人leader和验证者组员联手共谋的可能。因其组内通信依靠leader，进一步影响安全性。其安全性要比Algorand和Dfinity稍差。

3) 网络通信还需要改善。为了改善组内通信效率，Thunder所有组内通讯都要经由leader，导致leader的中心化、单点故障（如不在线或作恶），影响通讯效率、性能和安全性。与Algorand和Dfinity一样，共识块需要经由P2P全网广播后上链，效率低下。

4) 性能不够好，存储容量受限。因没有采用组签名，其存储效率比Dfinity要差。但因只需一步共识，而且组的规模较小，所以其签名数据比Algorand要小，存储效率高于Algorand。其存储容量也同样受限于单节点的存储空间。为保证系统可靠性，一旦检查出问题，就回退到慢速通道。其慢速通道虽然可以让系统正常工作，但会影响系统出块速度，性能较差。

可以看出，Thunder设计了快慢两种数据同步模式，增加了可靠性，但其去中心化程度、系统安全和交易性能都有所欠缺。


4. 小结和展望


至笔者成文为止，Algorand、Dfinity和Thunder的很多数据还停留在实验室阶段，相关实现代码大多没有公诸于世（除了Dfinity中有的少量PoC部分代码开源）。虽然三者都基于各自的学术论文，但其理想化的数学模型，离工程实现和落地相距甚远。在区块链领域的技术讨论中，所谓的“三元悖论”——去中心化、安全和交易性能，这三者只能取其二的说法，并没有理论逻辑上的支撑，而只是对现有解决方案的观察。其实，去中心化仅是手段，不是目的。而安全与系统的吞吐能力和容量并不相互矛盾。本文希望就目前当红明星项目的分析，提出问题，从而可以找出一个融合它们各自优点（如Algorand中后验的安全性，Dfinity中BLS签名带来的性能提高，Thunder的慢速通道的可靠性），形成一个真正可以落地的、更好的解决目前区块链“三元悖论”的共识方法。不仅提高其去中心化、安全性和性能，同时，可以达到规模化应用，突破单节点容量的限制，打造一个“高可用、强安全、高效率”的区块链，真正做到“区块链的高可信与中心化的高效率”融合并存。此外，我们是否也应该接受不具有同时解决“三元悖论”的理论和技术方法，从而根据具体应用的需求而选择相应具有特色的共识算法呢？


作者：Tim，致远博士，Larry 查看全部