作者：郭光华
春节前的《区块链技术公开课100讲》第13讲，一块链习特地邀请了ChainX创始人及CTO郭光华来担任此次分享嘉宾，围绕了《下一代区块链技术框架Substrate》主题，和大家深入探讨了区块链发展现状、Substrate重塑区块链、创新方向、Polkadot & ChainX、如何参与等5个方面。
讲师：郭光华，Substrate和Polkadot社区核心开发者，ChainX创始人&CTO。
完整版视频如下：
下一代区块链技术框架Substrate
区块链发展现状
以太坊为代表的区块链自我改良派，历史的包袱太重，走得慢。EOS为代表的改革派，雷声大雨点小。
不管是以太坊的自我改良，还是EOS的的改革，他们都是认识到了区块链现有状况:区块链智能合约基本能用，但离大规模应用还差得远 ,这主要是目前区块链框架在（扩展性，易用性，共识能源问题）的局限性导致的。
我们从Code说话， 以太坊各个技术的更新还可以，但执行速度慢。EOS像是有上气没下气。唯有Substrate是最前沿的革命派。
Substrate重塑区块链
上面我们说到了现有区块链，只是验证了区块链dapp能用，但没法做到大规模应用。主要局限于三点，下面我们分三部分来分析substrate 如何解决这些问题。
扩展性
现有区块链都是单链模式， 一条链的最大的tps 不能过万（单台计算机tps 差不多10万tps,因为hash等加密算法的重复利用，链的tps << 1/10 单台计算机计算）。
Substrate可以灵活的拓展任意条parachain, 好比现在的分布式计算，3台机子算不过来， 我们加机器。
各层结构的模块化： 区块链大致由（p2p, rpc, consensus, storage,crypto）这几部分组成。但现有的链都是把这几个模块糅合在一起。
parity团队因为在长期开发以太坊，积累了经验， 把这几个模块往高层次抽象。如substrate 会做到devp2p, libp2p 网络一键选择更换。再如任意种hash算法替换。
任意代码的升级，比普通云服务器的升级更简便。因为每一个substrate 节点都含有两份可执行runtime内核代码。
一份是本地编译的二进制代码。另一份是存在链上的wasm代码。为什么两份代码就能解决了快速稳定升级？这是个好问题
易用性
两层结构合约：runtime合约和contract 合约.wasm 合约，支持rust/c/c++ wasm的原生storage 接口.
极高层次的抽象，可以使不同的开发人员做不同部分的开发.
双层执行 code(native, wasm)
双层共识
双层合约
双层p2p
多模版密码库
共识
多种共识并行交互执行， 最早是algrand 定义了快慢速通道共识并行，但那现在还是在白皮书里， 现在的substrate 就能做到了aura + grandpa 两种共识并行运行。
这种组合共识，既有POW的分散性，又没有他的能源浪费问题，还有一个100%的确定性，而不是pow的概率确定性， 尤其是性能方面，pow不可与之同日而语。
aura 提供了快速并发出块性， 像POW一样节点分散，可以支持1000个节点同时在同一高度同时出块。
grandpa 提供了确定性，只要用bft确认最后一个大家公知的块即可。 这对传统BFT的通信消息量减少99%以上。
Libp2p
IPFS 团队定义的一个协议， 是目前市面上支持各种协议最广，最稳定的p2p库。Devp2p, 以太坊的p2p层协议，比较单一简单
Rust
社区特别open的个语言和区块链open思想吻合。有C++的性能， 没有C++的运行时不确定。从语言库级别支持std, no_std 两套代码规范， no_std的代码兼容wasm这种确定性执行
创新方向
区块链技术现在都在努力往哪些方面创新：共识、隐私、合约VM
共识
Cardano, Algrand, difinity 等等， 这些项目都是以共识创新而闻名的项目， 然而，这些项目的共识创新现在都只停留在白皮书里。 Substrate 实现了他们白皮书里所期望的共识效果
优秀共识所期望的点： 像POW一样，大家都有同等的同时出块的公平权利，又没有他的能源浪费和性能问题。其实就是Substrate 的Aura + grandpa共识，也是VB所常说的casper
Casper + tendermint 的比较， 或者1年前的一些技术可以参考我老婆翻译的一些文章：https://lilymoana.github.io/ConsensusCompare.html
隐私
Bulletproofs 基于这协议的隐私币有许多
零知识证明， parity 团队也正在用substrate 框架去实现zcash
抗量子密码学，同态加密等理论加密算法的研究
合约VM
WASM 阵营： 基于wasm VM 的链越来越多， 根本原因是wasm生态特别丰富，wasm现在已经支持c/c++/rust等编译型语言，其他各种语言都是在支持的路途中。
非wasm阵营，如solidity 等VM
Polkadot & ChainX
Polkadot 多链如何组织与管理
共识的一致管理：共识由relay chain 统一管理， 各个parachain的验证人由relay chain 随机随时分配。 举个最简单的例子， 比如polkadot 网络由三条链组成（relay, para1, para2），一共有7个验证人节点， 那么relay chain 管理共识的模块，可以采取2: 3 ：3 的个数随机分配给 relay, para1, para2 三条链随机出块
消息的统一路由：消息路由这是polkadot 需要做的第二大部分， 这部分在白皮书里有介绍，但实现正在展开中,大致的思路可以对比参看路由器的路由协议。 只是这些不同链的路由，最后由relaychain统一管理
ChainX 多币如何组织与管理
跨链方式的选择：这又回到之前咱们说的问题， hash 和椭圆曲线谁更好的问题。 两个例子：
BTC：是用hash方式的共识，更优选择是链上轻节点。
EOS：是椭圆曲线式的共识， 更优选择分布式密钥多签。
币在ChainX上价值的互换：ChainX 会在Runtime合约层内嵌各种coin撮合的交易所，同时也会把这些API接口留给合约层， 这样任何开发合约的用户，可以自如的选择任何币种作为价值驱动来开发自己的合约。 比如， 可以用BTC来开发合约。
如何参与
在区块链世界即将爆发的前夕，我们如何参与进来。技术人员如何参与 - hack substrate，开发合约的过程可以带着这三个问题去学习：
交易怎么调用进来
相关业务逻辑如何处理
处理结果如何存储在链上
如何保证一致性
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直播预告
主题：智能合约设计中的常用算法
直播时间：
北京时间2月24日（本周日）晚上8点
导师介绍：唐飞虎
前谷歌工程师
开源山寨币矿池 Gpool Cofounder
ACM/ICPC 亚洲赛区区域赛金牌
2015 微软编程之美冠军
梦日记中文站主编
加密货币拟人链接偶像主催
区块链游戏隐秘世界 OL 策划
分享大纲：
什么是智能合约
智能合约可以做什么
为什么需要应用算法
盲拍算法
抵押分红算法
连续流动性算法
听课方式：
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