Qtum研究院 | 公有链发展思考与Qtum量子链的技术革新之路
Qtum量子链
原创

11月13日 10:39

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正文共:11,554字

预计阅读时间:30分钟


文章摘要

  1. 简述了比特币与以太坊的发展历程、设计思想、以及目前面临的问题;
  2. 阐述了Qtum量子链的设计思路与技术创新点,介绍了Qtum的账户抽象层、共识机制、分布式治理等主要部件的工作机制与实施方式,说明了Qtum量子链在开发灵活性、性能扩展性、技术稳定性等方面的优势;
  3. 介绍了Qtum2.0升级的内容,对未来发展方向,如x86虚拟机、隐私资产、链云结合、智能合约Staking等做了简单说明;
  4. 结合目前公有链领域的发展现状,提出了对公有链评价的基本标准,并对一些常见概念做了定义。

Introduction

前言


2008年,一个名为中本聪的ID在网络上发表了一篇名为“比特币:一种点对点电子现金系统”的论文。文中设计了一套完全点对点、无需信任第三方的电子现金系统,命名为比特币。2009年初,比特币系统开始上线运行,直至今日。尽管“区块链”这个专有名词在数年后才被提出,但作为该领域的第一个应用,比特币在互联网上成功实现了一套不能被”双花“的加密货币符号体系,对后续所有区块链领域的应用与创新都产生了深远的影响。其中,最重要的设计,如密码学算法的应用、共识机制、博弈机制、对等网络等,也被大多数区块链项目沿用至今。比特币之后陆续出现了许多染色币和在比特币基础上微创新的电子现金系统,其本质上都是对这套加密货币符号体系的改进。随着技术的迭代,参与这场技术与制度实验的人也越来越多。2014年,以Vitalik Buterin为首的团队创立了以太坊,通过引入可以对符号进行编程的智能合约和虚拟机,希望除了提供标准的符号体系之外,还可以提供面向不同对象的服务,成为一套通用的去中心化应用平台。以太坊是公有链这一概念的开端,也使智能合约迅速成为了大多数区块链的标配。随后,2015年底,IBM联合数家数据与软件服务巨头开发了HyperLedger系列软件,并大力向公众推广区块链相关技术,及“许可区块链”服务,使”区块链“这个名词逐渐冲破原来的小圈子,进一步被大众所知。


 1
Qtum量子链的起源


Qtum量子链开始于2016年,正是区块链领域的技术创新迭出、项目百花齐放的时间。

Qtum团队的成员早在2012年就开始接触、研究比特币和其他区块链项目的技术,并在这个领域进行了持续的深挖。直到2016年,加密货币市场已经在小范围内经历了两轮周期,以比特币为代表的各色加密货币项目正如火如荼,以以太坊为代表的智能合约平台项目也呈追赶之势。然而,作为当时行业中最具技术创新性的两大社区,比特币和以太坊一直是割裂的,这在很大程度上阻碍了行业的进一步发展。Qtum 量子链的初衷是在比特币这套精妙的符号体系之上,增加对智能合约的支持,兼容两个社区已有的技术积累和后续的技术创新,进一步实现更丰富的技术演进,最终实现公有链领域的突破。 

Qtum 量子链是首个成功在 UTXO 模型之上实现智能合约的公链项目,并且其核心协议可以在包括比特币在内的几乎所有基于 UTXO 的区块链项目中实施。
Qtum的设计中,最重要的几个关键词是安全、灵活、解耦、去中心化和自治。通过复用比特币的底层架构和以太坊虚拟机(EVM),Qtum能够同时跟进比特币和EVM的所有技术更新,既具有比特币 UTXO 模型的安全性和稳定性,又具有图灵完备的 EVM 带来的无限灵活性以及丰富的配套开发工具。为了打通原本互不兼容的两套体系,也为了未来的扩展与迭代,Qtum设计了账户抽象层(Account Abstraction Layer, AAL)。AAL将UTXO的资金层与智能合约层完全解耦,一方面将UTXO抽象成EVM等虚拟机可用的账户形式,另一方面也为后续兼容多虚拟机并行(如WASM,Qtum x86 虚拟机等)做好了准备。Qtum 采用纯 PoS 共识机制,并进一步提升了共识机制的安全性。参与共识的节点只需持有QTUM,无需特殊硬件,全节点就可以几乎无感地运行在普通家用电脑上,参与网络共识、竞争出块、获得奖励。这使得Qtum常年有数千个全节点在线,是全节点数量全球第三的去中心化公链网络。在强调去中心化的同时,Qtum实现了60-70TPS的性能,高于比特币与以太坊。鉴于区块链领域社区共识的重要性,Qtum还提出了分布式治理协议(DGP),使用智能合约对区块链进行链上治理,生态参与者可以通过DGP动态地修改区块大 小、合约费用模型等重要参数,实现 Qtum 网络的无缝升级,同时可以有效避免由社区分歧引发的分裂。
 
Qtum是在比特币、以太坊等项目的基础上提出了自己的设计。一切开源项目,甚至可以说一切发明创造、科学探索都是踩在前人的肩膀上前行,就算比特币也不例外。

2
比特币的发展历程


比特币并不是中本聪从零开始创造的产物。比特币协议的一些重要组件,如点对点通信网络、非对称加密与密码学签名、默克尔树验证等技术在此之前都经过了多年的发展。比特币的设计也参考了Hashcash、Bmoney等数字货币项目的设计思路。
 
比特币的目标是成为是“点对点现金系统”。2008年次贷危机引发的经济萧条加剧了公众对金融机构和现行金融体制的不信任,而一个不可超发、不可篡改、无需信任、透明可追溯的现金系统可以在某种程度上解决金融机构的弊病。在最初的一段时间内,比特币及一些衍生的山寨币确实在朝着成为支付手段这个方向努力。陆续有很多商家与机构接受比特币支付,并出现了比特币ATM等设施,但大幅波动的价格、高昂的手续费(小额支付场景)、非常受限的处理能力和漫长的交易确认时间等等都限制了比特币在支付领域的应用,而慢慢转变成类似“数字黄金”的价值存储属性。
 
作为一个电子现金系统,比特币设计以安全、稳定为首要条件,系统运行至今没有出现过严重的系统故障和被成功攻击的案例,这正是比特币价值的基础。但注重安全往往意味着相对保守的升级策略。十年间,除了技术层面的改进与维护之外,比特币协议在功能上并没有明显的扩展,工作方式与性能仍与十年前类似。比特币改进提案(BIP)是比特币协议升级的主要方式,然而一个 BIP 从提出到决定是否实施,再到最终被实施,往往需要经历漫长的过程,而且有可能导致社区分裂、产生分叉链的后果。Qtum 核心协议可以在比特币的底层架构上支持智能合约,理论上可以作为一个标准 BIP 在比特币核心协议上进行升级和实施,但由于比特币保守的升级策略,这种设想很难成为现实。正因为如此,Qtum 团队才决定重新建立一条区块链以实现这一设想,并在系统内设计了去中心化治理协议,处理网络升级的决议。
 
比特币的转账是由脚本实现的,系统会根据用户请求,组合内置的操作码生成脚本,通过执行脚本完成特定操作。所以理论上,比特币也具备一定的可编程性,只是可完成的操作很少,而且很难操作。于是2013年,Vitalik Buterin提出了以太坊的设想,将操作脚本抽象出来并进行扩充,创造出一套功能更丰富的字节码,在节点的虚拟机上运行,将去中心化网络应用场景从执行转账脚本扩展到执行任意逻辑的代码,也就是智能合约。 

3
以太坊的发展历程



智能合约的概念由Nick Szabo于20世纪90年代初提出,指在无需信任的情况下可自动执行的数字合约。以太坊设计了多种智能合约编程语言(其中最为流行的为 Solidity,形式类似JavaScript),以及相应的执行环境,EVM(以太坊虚拟机)。一段Solidity代码在编译成功、记录到区块链上之后就成为了一份智能合约,任何达到预定条件的动作,如对合约转账,就会触发合约,使其按照预定逻辑执行。
 
以太坊的智能合约利用费用机制(gas model),实现了一定程度的图灵完备。但由于区块大小、费用限制和Solidity语言自身的功能性等原因,无法实现过于复杂的逻辑与指令。费用机制是以太坊的另一项创造。通过预先对EVM每个字节码所对应的系统资源消耗进行估算,以太坊赋予了每个操作码一个费用值(gas)。在合约运行时,调用合约者需要预先付gas费,gas消耗完后合约即停止。这种设计解决了区块链上的停机问题和垃圾交易攻击问题,保障了系统的正常运转。
 
以太坊在2015年上线后一直在持续更新与优化代码,包括优化费用模型、修改错误漏洞、调整挖矿难度等等。发展至今,以太坊经历了7次硬分叉,其中既有预定的升级硬分叉,也有为了系统安全和应用安全原因而进行的紧急分叉。后者引起过巨大争议,造成了社区的分裂和区块链的分叉,甚至直至近日,the DAO事件的隐患仍未完全解除。经过多年的发展,以太坊的基本运行方式,即账户模型的单链区块链、在EVM上运行Solidity编写的智能合约、全节点全局验证、PoW共识等,并没有改变。原本预定的一些大型升级,如将共识机制改成PoS算法、分片结构、改用eWASM虚拟机等改进的开发进度不如预期,且由于现有区块链合约层与底层的紧密联系,这些大型升级可能会导致以太坊需要开启一条新区块链。
 
经过多年发展,以太坊周边形成了一个较为完善的生态体系,包括核心开发者、Layer 2的协议开发和应用开发等等。以太坊基金会还支持了团队对去中心化存储和点对点通信协议等更基础模块的研发。目前这些项目大多还在开发之中,未形成规模效应,使用群体无法与以太坊相比。而且以太坊自身也面临着新兴公链的有力竞争。
 
与此同时,以太坊在去中心化应用方面的尝试是迄今为止相对较为成功的。从2017年爆发的募资合约,到17年末的加密猫,再到今天的MakerDAO等金融应用,几乎每一个应用热点都发生在以太坊上。这也是Qtum优先集成EVM的原因。虽然在应用方面已经有了一些探索,但去中心化应用无论是从用户量、功能性还是用户体验来看都还很原始,很多在多年前就被提及的应用场景目前实现起来仍然困难重重,传说中的“杀手级应用”尚未出现。其重要原因在于,当前的去中心化应用必须经过全局验证,而这种同步逻辑和现实应用采用的异步逻辑往往是矛盾的,也导致应用无法真正的扩展。这是以以太坊为代表的去中心化应用平台面临的困境,也是整个行业需要解决的问题。

4
量子链的技术创新


Qtum量子链成功复用了比特币和以太坊中最具创新性也是最有价值的部分:比特币底层的UTXO记账系统和以太坊的EVM虚拟机,将比特币的稳定、安全与智能合约的无限灵活性结合了起来,并以此为基础实现自身的创新和迭代。得益于与比特币、以太坊良好的兼容性,Qtum 陆续发布了闪电网络、跨链原子交换、Qtum-IPFS,Qtum-Plasma 等代表行业内最新技术进展的实现。与此同时,Qtum 也在不断对外进行技术输出,反哺比特币、以太坊等开源项目。Qtum 核心团队曾发现并修复了比特币增发漏洞,改进了 PoS 共识机制的安全性问题,还提出了智能合约代付手续费机制以降低使用门槛。而团队正在研发的隐私资产、云链结合以及智能合约 Staking 等也将对行业的进一步发展提供技术基础。
 

账户抽象层(AAL)

如第一节所述,为了将比特币和智能合约结合起来,Qtum设计了账户抽象层(AAL)。AAL主要有两个作用:一是将比特币的UTXO模型抽象成EVM可用的账户模型,使EVM能在比特币的底层上运行,执行智能合约;二是将资金层与合约层分离、解耦,使各层的运行相对独立,为后续的迭代、扩展做好准备。依靠这种设计,Qtum后续的x86虚拟机可以与EVM并行地运行在量子链上,而无需对底层协议做大幅修改,保留了良好的功能扩展性。甚至在未来,任何基于账户模型的虚拟机都可以适配运行在量子链上。为了实现AAL,Qtum针对智能合约操作和UTXO操作之间的对应与转换进行了大量调整与优化,并设计了三个新的操作码:
  • OP_CREATE :创建智能合约
  • OP_CALL :调用智能合约 ( 向合约发送 QTUM)
  • OP_SPEND :花费智能合约中的 QTUM

在产生新区块时,除了对交易脚本做常规的检查外,还需要检查是否包含上述的操作码。OP_CREATE 用于向虚拟机传递合约字节码。OP_CALL 将 data、gasPrice、gasLimit、VMversion 等运行智能合约所需的关键参数通过交易脚本发送,最终传递到虚拟机中。OP_SPEND 则用于把合约执行结果转换为标准的 UTXO。通过引入上述三个脚本,Qtum 的 UTXO 模型具备了识别和处理智能合约相关交易的能力。为了保证合约状态以及 UTXO 的共识,Qtum 的区块头除了包含与比特币相同的字段外,还需要额外加入 hashStateRoot 以及 hashUTXORoot 两个字段。更多技术细节可以参考这篇文章。

MPoS共识机制

Qtum的另一项创新是MPoS共识机制。作为公有链最为核心的部分之一,共识机制是公有链能够去中心化地决定记账权归属、完成交易验证取得全局共识的依据。现有的主流共识规则都存在各自的问题:PoW算法没有进入门槛,任何人都可以使用PC等设备进行验证和挖矿,但以目前专业矿场的算力水平来看,普通设备在概率上几乎完全没有可能取得出块权。而且PoW算法一直被诟病无谓的消耗大量能源,对环境不友好。DPoS、dBFT等算法由于对性能的追求,去中心化程度较低。而且此类网络需要高性能服务器才能成为全节点参与网络验证,想要成为出块节点的门槛极高。
 
Qtum的MPoS算法改进自PoS3.0,但传统的PoS共识机制和智能合约的结合会带来“垃圾合约”攻击等安全隐患,无法直接用于Qtum。对此,Qtum 通过使出块节点和其他节点分享收益并将收益延迟化,增加攻击的成本。每个区块奖励由 10 个矿工平分,其余奖励延迟 500 区块。即 1/10 区块奖励立刻获得,其余 9/10 奖励在 500 个区块之后连续 9 个块中获得。挖矿奖励 = 区块所得 + 手续费 + 运行智能合约 gas 费用。这个收益机制的改进在不改变 PoS3.0 的核心逻辑的前提下,使攻击者无法预测获得区块奖励的多少,也无法立即获得区块奖励,从而极大提高了发动上述“垃圾合约”攻击的成本(仅存在理论可能性,实际操作中完全无法实现)。
 
MPoS使Qtum在可扩展性与去中心化之间实现了一个平衡。MPoS共识对硬件要求低,可以在几乎所有家用电脑上运行,而对系统资源的占用不会影响电脑的正常操作,参与区块生成的抵押物不是算力(硬件成本与电费),而是一定量的QTUM。相比于现在PoW公链的算力集中程度和DPoS公链的低节点数,Qtum的设计可能更符合中本聪对去中心化网络的设想。在维持了去中心化的基础上,Qtum的可扩展性也远大于比特币和以太坊,能达到60-70TPS,有效缓解了网络拥堵问题,并随着费用模型的优化和x86虚拟机的应用,可扩展性可以进一步提高。
 
相对于别的有Staking功能的区块链,由于Qtum的共识算法为Staker带来了更灵活的参与与退出方式。首先参与Qtum的Staking,只需下载Qtum核心钱包,借助家用电脑即可成为全节点,参与Staking,无需信任各种服务商,也无需缴纳费用。其次,UTXO模型使得参与者可以将Staking的QTUM分割成多笔UTXO,每笔UTXO在计算冻结时间时互相独立,所以质押投票更为灵活,只有取得出块权的UTXO会被冻结,而且冻结时间只有约17小时。因此,参与者的流动性风险也小于市面大多数Staking项目。
 

分布式治理协议(DGP)


Qtum在未来还将对智能合约Staking等离线Staking手段进行研发,进一步降低用户参与网络的门槛,并保证收益的安全性。

区块链社区关于一个项目的发展方向产生不同意见而分裂、通过硬分叉产生新链的事件时有发生。此类不同意见大致可以分为三类:
  • 对项目算法、功能等发展方向的分歧;
  • 对区块链某些参数的分歧;
  • 修复关键漏洞、回滚。
1与3在某些情况下必须借助硬分叉才能解决,但第二类问题可以以更温和的方式取得一致。DGP 本身的框架是通过若干部署在创始区块的智能合约来实现的,其基本的治理结构是这样,在整个生态内部的矿工(Staker)、开发者和 QTUM 持有者都是区块链治理的参与者,通过投票去完成治理的过程。最终让区块链能够实现自我管理、升级和迭代。
 
DGP 核心逻辑的实现,是由一系列的智能合约(包括框架合约,特性合约)组成。区块链核心代码在共识过程中执行协议的智能合约,获得当前的共识状态。同时它能通过发送相应交易完成区块链网络的状态转换,升级无需区块链网络软件更新。
 
目前出于安全考虑,只允许DGP对系统部分参数进行治理,未来 DGP 可以不断迭代,实现更多更复杂的治理。回到具体实现,创世块嵌入了常见的区块链参数治理的智能合约,每个治理的主题都由独立的框架合约控制 ( 模板 ),这意味着每个功能有独立的治理、授权机制以及内置限制条件 Block size, Min GasPrice, Block GasLimit, Gas Schedule。
 
此外 DGP 合约还具备自毁功能,能在提案治理上发生意外时启动,治理参数退回到默认状态。
 

Qtum 2.0 以及未来方向


Qtum 一直专注于区块链底层基础设施的研究,在比特币和 EVM 的基础上不断进行技术迭代。在主网稳定运行近两年后,Qtum暴露出现有系统和共识规则中存在的一些缺陷。为了适应日益变化的区块链技术应用场景,Qtum 将逐步对底层协议进行升级,推出 Qtum 2.0。

底层协议升级

Qtum 于 2019 年 10 月 17 日完成了 Qtum 2.0 的第一次硬分叉升级,旨在对底层协议进行优化,并作为后续升级的技术准备。此次升级包含如下更新:
  • 引入了智能合约手续费代付机制,从根本上改变了智能合约的调用和手续费支付逻辑,进一步降低使用门槛,并丰富了其应用场景;
  • 增加多个实用的预编译合约,特别是对复杂的密码学逻辑的支持,在降低开发成本的同时扩展了智能合约未来可应用的范围,如用于构造隐私资产、智能Staking等;
  • 升级了虚拟机版本,支持更多新特性,为开发者提供更强大的技术支撑;
  • 改进了难度调整算法,进一步增强网络的稳定性。

对于项目近期的研究与开发,Qtum将重点放在新的x86虚拟机与隐私资产、智能合约Staking、将区块链与云计算结合等方面。 

x86 虚拟机

x86虚拟机是Qtum项目的重要组成部分,该虚拟机的实现将使Qtum上的智能合约开发更接近主流编程范式。尽管以太坊的Solidity已经拥有了很多开发者,但由于其设计上的缺陷、缺少很多通用现代编程语言的特性,使得开发者学习与开发成本都很高,很多想法无法实现。Qtum的x86虚拟机遵循与EVM完全不同的基础设计,能够更便宜地支持更多种类的通用计算。

x86是一种延续了数十年的计算机指令代码架构,被Intel等芯片厂商广泛使用,几乎所有主流的编程语言和工具都是在此架构基础上实现的。x86 虚拟机将会自动继承对上层语言和工具链的支持,从而使Qtum摆脱EVM计算空间和功能上的限制,解锁更多特性。Qtum的x86虚拟机计划首先实现Rust语言版本,并且将会陆续支持包括 Rust/C/C++ 在内的几乎所有主流编程语言进行智能合约开发。

使用x86虚拟机也能为开发者提供更多标准库,这些标准库将以类似预编译合约的方式存在,并且可以通过 DGP 对其费用价格进行治理,这将极大地降低开发者开发智能合约的难度和开发运营成本。除了虚拟机的内核之外,Qtum x86虚拟机还设计了一种存储租用模型和新型的状态存储模型,为区块链瘦身。状态膨胀的问题在Qtum上可能还不明显,但比特币和以太坊的全节点已经达到200GB以上,EOS更是超过了1TB。如果普通家用计算机无法轻松运行全节点,那区块链网络必然会落入少部分专业人士手中,去中心化也就无从谈起。x86虚拟机设计的存储空间租用模型将从费用模型的角度有效解决这个问题。而新型的增量状态存储模型使智能合约的简单支付验证(SPV)成为可能,未来甚至可以通过手机等移动设备实现完全去中心化的 Qtum 智能合约调用。此外,x86虚拟机还将支持可变长度的变量、可以利用更大的内存空间实现长时间监视区块链状态的智能合约、快速调取第三方合约状态等更复杂的功能,将极大地丰富智能合约开发的想象力。

隐私资产

对于现今的大多数公链来说,无论是普通转账还是合约调用,各参与方的地址与数额、账户余额等信息都是透明的,十分不利于区块链的商业化应用。而现有的解决方案往往因为成本、效率、区块链的支持程度等因素,无法大范围地应用。Qtum计划通过智能合约支持隐私资产的发行和流转,并通过部署预编译合约、优化隐私证明数据结构等方式,降低隐私资产相关合约在 Qtum 区块链上的开发和使用成本。日前进行的Qtum2.0的升级中,已经部署了btc_ecrecover预编译合约,未来还将继续部署更多关于secp256k1椭圆曲线、Schnorr签名的预编译合约,进一步降低隐私资产方案的部署运行成本。

区块链+云

此外,针对目前去中心化应用面临的困境,Qtum还在积极探索区块链与云计算相关技术的结合。区块链发展到今天,仍然没有脱离比特币的按时间出块+全局同步验证的逻辑。这对于转账这类低交互频率的使用方式来说问题不大,但是对于应用平台,可能并不是最好的方式。可以看到,一些简单的小游戏就能将以太坊、EOS等平台堵塞,所以在大规模商业应用上,现有的公链平台很难被信任。尽管现在有很多项目正在分片、DAG、链下计算方案等方向进行探索,但仍没有定论,都在实验阶段。Qtum 团队认为,区块链为应用带来的最重要特性并不是“去中心化”,而在于以下三个“区块链特征”:
  • 账户、地址、资金和身份“四位一体”的权限管理机制;
  • 自带一套天然的清结算网络;
  • 激励机制和流动性带来的高速增长。

而这些,正是现有的所有互联网应用所缺少的特性。现有的大多数互联网应用都部署在云上,而且在可以预见的未来,部署在云上的应用仍将是主流。如何将上述的区块链特征与部署在云上的应用进行融合,将是区块链应用能否真正落地的关键,也是突破去中心化应用困境的最可行方案。

智能合约 Staking 机制

在标准的 PoS 系统中,参与 Staking 的节点必须保持在线,Qtum 也不例外。但节点在线的弊端在于,首先对于普通用户,虽然他们可以在自己的个人电脑上进行 Staking,但在不租用服务器的情况下,很难保证 24 小时在线,从而很难保证收益,长此以往会影响其参与 Staking 的积极性,从而降低网络去中心化程度;而对于“大户”,即持币较多的 Staker,他们对于把大量的币始终放在热钱包也有安全上的顾虑。纯 PoS 机制下的公链也存在矿池,虽然矿池有较高的安全性,但用户必须把币转给矿池才能由其代为 Staking,这使用户丧失了对币的控制权,既有损失本金的危险,又有使网络降低去中心化程度的风险。而一些项目采用的代理共识机制,如 dPoS,dBFT 等,本质上更接近中心化网络,而且普通用户代理给超级节点的币所获得的收益也得到通过链上逻辑的保证,而是根据约定在链下分配收益,这无疑也带来了很大的不确定性。
Qtum 正在研发的智能合约 Staking 机制能很好地解决上述问题。普通用户可以将 Staking 的权利代理给专门的 Staking 智能合约,从而无需保持自己的节点在线,而且始终有对自己代币的控制权或提币权;大的 Staker 也可以将币的 Staking 权利托管给合约,而将币保存在安全的冷钱包里;所有托管用户的收益都是由智能合约在链上进行分配的,不存在中心化矿池的风险。不仅如此,由于智能合约是可编程的,这种机制将为 Staking 带来更多的灵活性,收益方式、回报方式都可以通过合约逻辑进行控制,无需第三方介入,用户可以选择适合自己的合约进行托管,也可以部署自己定制的 Staking 合约。

5
公有链的评价标准


公有链,或者说无需许可区块链,目前仍处在野蛮生长的阶段。对于不同共识机制、不同应用场景的公有链很难找到统一的指标来衡量彼此之间的优劣。但是从第一性原则出发,结合公有链在区块链世界中基础设施的定位,我们可以总结出一些基本标准作为评价公有链的参考:
 
成为全节点的门槛。公有链的一个重要特性就是加入无需许可,这也是其去信任和安全性的来源。像比特币,虽然目前家用PC取得出块权的概率很低,但仍然存在一定可能性。如果项目对网络进入门槛设置过高,普通用户无法参与,或者由于技术原因参与成本很高,则势必造成网络去中心化水平不高,对系统的安全性和用户对系统的信任造成一定的威胁。
 
网络内的全节点数量。对于区块链来说,网络内全节点的数量是衡量网络规模的一个重要指标。在互联网领域有著名的梅特卡夫定律,提出网络的价值与网络内节点的平方成比例。而区块链网络内的全节点就是最重要的一类节点,全节点数量代表网络背后的社区规模,并一定程度上与网络安全性相关。
全局 TPS。Qtum创始人帅初曾经提出过一个概念叫做Global TPS,将网络内全节点数与系统的TPS相乘,得到一个综合衡量区块链系统去中心化程度和处理能力的指标。相比于纯粹测试TPS,GTPS对于公有链来说可能更有意义。毕竟除去去中心化、点对点的开放网络,以区块链系统的高冗余度来与传统分布式系统比拼处理能力毫无意义。
治理方式。治理方式决定了通证持有者与项目之间的关系、项目前进方向的决定方式等重要问题,并对凝聚社区共识意义重大。目前常见的治理方式有QIP类的提议治理、链上投票治理和相对中心化的链下自治组织治理等。如果没有合理且明确的方式将通证持有者的诉求与项目发展进行结合,协调矿工、开发者、用户等社区成员的意见,轻则项目失去前进动力、进度缓慢,重则产生分裂,通证失去价值,不利于项目的长期发展。
 
通证分布与激励方式。分散的通证分布和明确且公平的激励机制有利于形成社区共识。明确的通证总量和分发方式是比特币成功的要素之一,这也适用于一切公有链项目。如果通证集中在少数人手中,则容易形成对通证价格和项目前进方向的操纵,难以形成社区共识。
 
资金的安全性和稳定性。这个需要代码经历长时间的考验和审计和迭代,这个是公链的根基。并不是一种新的共识机制或者一个新的虚拟机就是好的,对于涉及用户的资金的设计,需要长时间的考验。某种意义上 BTC 的一部分的价值来源正在于经历了时间的考验沉淀出来的价值。
 
平台的灵活性和可扩展性。一个面向的应用的公有链,需要智能合约来提供无限的灵活性、无限的可拓展性,Qtum也在规划相应的方案,目前行业里面没有一个平台实现无限的可拓展性。
 
去中心化、无需许可,是区块链能够去信任的基础,如何在这个基础上进行创新,提升功能与性能,开发出有意义的应用形式,则是所有区块链开发者需要共同思考的问题。

6
概念定义


比特币

第一个成功的点对点对等电子现金体系,全球社区期望未来成为电子黄金体系。


加密货币

上世纪 90 年,密码朋克精神的延续,构建最小化信任依赖的密码货币,服务于所有注重隐私和个人权利的互联网用户。BTC (比特币)是加密货币的一种。


区块链

IBM 是这个概念的功臣,2015 年,IBM 出于商业目的大力宣传联盟链(Permission Blockchain)和区块链(Blockchain)的概念,是一个泛指概念。


公有链

起于以太坊,希望一个网络除了提供一套标准的符号体系之外,还可以提供面向不同对象的服务。一个理想的公有链平台,需要加入网络节点无门槛和服务接入无门槛。另外上面运营的服务要有价值。依此标准,行业基本上没有面向大众市场的公有链。但是有很多不同的“符号”发行网络。


无币区块链

应该指交易符号不具备投机性的区块链网络。该网络中的交易符号,只具备约定价值,其价值来源于链外信用的映射。


区块链核心技术

最初含义是指 Hash Pointer,哈希指针,目前泛指整个行业。指维护一个分布式对等网络所涉及的关键技术。如密码学、共识算法、虚拟机技术,博弈机制,对等网络等技术。


区块链价值

构建信息时代的分工协作基础设施。现实资产和有价证券会先在无币区块链上流转和交易。因为其信用,依然来自于现实世界的信用注入。不依赖现实世界信用注入的是 有币区块链网络,现在依然处于非常初级的阶段,目前来看也非常难以成为真正的公有基础设施,但是这个方向在不断演进和创新。这里的公有基础设施指:比如把一个城市所有的商品和财政信息放在这个网络上。


借助于 Hash 指针和中本聪 PoW 共识,我们可以在互联网上创建一套不能双花的符号体系,后面很多项目对这一套符号体系进行了改进,引入了可以对符号进行编程的虚拟机。目前看来很多符号体系在全球范围内都有或大或小的共识。但是币,更多是一种法律意义,和基于计算机的符号体系是否先进没有任何关系。

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