底层公链展望之Nervos篇

本次《对话首席》特邀Harmony联合创始人 兰荣坚、ConfluxCTO 伍鸣、NervosCOO 吕国宁、Monoxide创始人 王嘉平、超脑链首席架构师 沈宇峰作为主嘉宾。

三家媒体观察团：链闻杨威、链得得常兴宇和火星财经陆洋。

同时，《对话首席》也欢迎交易所、钱包、挖矿等区块链各领域首席，参与到我们的活动中来，共同为行业的发展建言献策。详情可联繫TokenInsight首席沟通官维维：tokeninsight_data。

本次【对话首席】活动，五位嘉宾分享的内容密集而精深，因此特分为五辑，以飨读者。以下为Nervos 篇文字整理版：

/第一环节：火星财经提问/

火星财经陆洋：2018年被称为公链元年，但过去一年的发展我们也看到了，许多项目遇到了瓶颈，在商业化上面临很大的问题。TokenInsight刚刚发布的报告里，我看到不少公链甚至开发停滞。虽然早上谷燕西（Ben Gu) 老师在这个群里跟大家分享说，“衡量公链的标准不是其技术性能多好，二是其同市场中的一个需求的匹配程度。”但我想，技术性能肯定是一个前提。我的问题便跟这个相关：

1. 分片、分层、DAG、新的共识机制，底层公链的性能拓展方式该如何选择？

2. 您的项目当时是如何考虑和权衡的？

3. 您觉得您项目技术架构的特点有哪些？

Nervos COO 吕国宁：从我们的视角看，目前区块链的性能扩展方式有两条路，一条路为链上扩容，另外一条路是链外扩容，其实还有一条放弃区块链本质比如安全性和去中心化的路，并不在我们自己的考虑之列。第一个问题中提到了四个关键词：分片、分层、DAG和新的共识机制，其中分片、DAG和新的共识机制这三个关键词背后代表的技术，我们认为都是链上扩容方式。而分层其实是一种链外扩容方式。

从比特币实现了电子现金，到以太坊提出“智能合约”这种链上计算模型，我们看到现在所有的底层公链团队都在试图解决性能和扩展问题。比如我们很容易可以观察到公链的性能瓶颈在共识算法上，如果换一种效率更高的共识算法，是不是就能打破瓶颈，提升效率，于是 PoS 以及 PoS 的变种共识算法被提出来。

如果区块採用链式数据结构来存储区块，节点通过工作量证明来竞争下一个区块打包权，但是只有最长链胜出的这种模式效率不够，于是有团队尝试另外一种拓扑数据结构，让网络可以并行打包多个区块，于是有了 DAG 方案。

如果网络处理交易和验证是串行的，一次只能处理一笔交易，那么我们能不能通过并行处理来提升效率，把节点分组，每个组内可以同时处理不同的交易，这就是分片技术的由来。

这些链上扩容的技术都在实现一个目标，即做一条更强的链。每一种技术方案在具体实现的时候都要面临各种不同的取舍，每一种方案在带来更好的性能提升的同时，其实都会在其他方面做出一些妥协：

比如分片方案能否高效的解决跨链计算，DAG在双花检测上是否能够做到比较低的延迟，而 PoS 共识算法的安全性能否保证，所有基于 PoS 的攻击方式是否已知并且有针对性的方案，且能带来如 PoW 在真实环境中长达十年的检验给我们带来的信心？这些问题都是当下各个链上扩容团队在积极努力和试图解决的，虽然在过去的一两年链上扩容的研究有了很多进展，但是这些都不是 Nervos 尝试解决问题的方向。

实现链上扩容是不是我们要解决的核心问题？我们的看法是扩容不是唯一核心要解决的问题，比如说，如果我们把性能的瓶颈问题解决了，然后存储会马上变成瓶颈，这就是前段时间被热议的状态爆炸问题。由于交易量的提升，那么对存储的需求也会同步提升，而节点的存储资源其实是有限不可回收资源，所以这个问题可能要比性能问题还要严重，甚至它直接影响到了去中心化这一区块链的本质特性，且这类问题还无法通过分叉能方便得解决。

进一步深入思考，你会发现在一层中要把所有的事情全部都做到最好，其实要权衡的东西很多，并且做取舍非常难，很多东西甚至是互相矛盾，导致无论做出怎样的取舍，在保证去中心化和安全性的前提下，很难做到很好的性能。

Nervos Network 的设计思想的出发点不是为了做出一条更强的链，Nervos Network 的目标是去实现一个丰富繁荣的加密经济生态，并为这个生态提供底层基础设施服务。区块链在这个生态中的角色是提供最高效率达成全球共识的工具，并以最低的成本来构建信任。

所以 Nervos 提出了设计一个分层的加密经济网络设计，并且带来一个与众不同的公链架构设计思路：如果我们认为分层是未来的发展方向，我们应该从一开始就考虑到上层协议和分层网络的需求，在分层的大框架下去设计区块链协议。

现有的区块链大多在设计时考虑的是特定的功能（例如支付，或者是运行DApp），并希望在运行一段时间后让上层协议来适应自己。然而如果我们观察研究互联网的历史就知道，今天互联网的协议分层不是这样打补丁打出来的，相反是在吸收过去经验之后基于分层的思路重新设计出来的。

基于分层的思想，Nervos 的底层 Layer 1 网络只需要关注到安全和去中心化，Layer 2 层追求极致的性能，并且在业务实现上去满足各类商业场景的需求，然后由 Layer 1 来对 Layer 2 提供保证。

Nervos CKB就是我们要实现的 Layer 1 网络的特点：

1. 提供全局的安全的共识协议，基于 PoW 的 Nakamoto Consensus，这是唯一一个在现实环境中经过验证的全球共识。

2. 灵活强大的编程模型，以及基于 RISC-V 指令集实现的虚拟机以支持各种状态验证逻辑。

3. 支持各种密码学证明，让 Layer 1 充当 Layer 2 的“法院”的角色。

4. 一个合理设计的经济模型，对齐网络上参与的各方价值和利益，才能保证网络长久安全可靠运行。

/第二环节：链得得提问/

链得得常兴宇：首先还是感谢TokenInsight的邀请，2019年至今Staking Economy和跨链是底层公链的两大关注点。我的问题也与这两个方向有关：

1. 您如何看待PoS类项目採用Staking取代PoW算力的方式，未来会成为趋势吗？Staking 经济又会对区块链应用落地带来哪些影响？

2. 当前区块链不同链之间无法进行交互，跨链是必由之路。您认为未来跨链的生态图景是怎样的？

3. 2019年底层公链还会有哪些突围机会？

Nervos COO 吕国宁：关于 PoS v.s. PoW，我其实非常认同伍鸣博士的的观点，我只能站在 Nervos 的角度做一点补充。关于 PoW 和 PoS 的优劣，以及 Staking 取代 PoW 是否会成为趋势这个问题，我们在 Nervos CKB 项目中选择的是 PoW，而非 PoS。

这个要回到 Nervos CKB 自身定位来解释为甚么我们要选择 PoW，CKB 是 Nervos Network 的 Layer 1 这一层的名称，而 Layer 1 & Layer 2 组合的区块链体系相对于其他区块链项目，最大的区别是并非所有的事情全部发生在单一的一层，而是发生在不同的层次上。在我们的设计中，Layer 2 用于承载业务，而 Layer 1 则用于建立信任，所以 Layer 1 会变成一个安全层，它上面的 Layer 2 去做 Scalability 的事情。

所以性能并不是 Layer 1 的第一诉求，安全才是第一诉求。这是 CKB 选择 PoW 的原因，因为 PoS 的设计，不管是哪种在我们看来都有各种各样的问题，我觉得还需要时间，PoW 是唯一经过检验的方法。

PoW 的另外一个特点是简单，简单其实是一个特别、特别、特别关键的特性，因为简单意味着更安全，复杂性是安全的敌人。对于 PoW 我们可以方便的建模分析，定量分析其安全性，并且我们可以非常有信心的说，我们对 PoW，或者 Nakamoto Consensus 算法的所有攻击方式和解决方案都是已知的，是可以在实际生产环境中去提前做好准备和预防的。

换个角度来看，因为共识要创造信任，但是信任的创造通过锚定稀缺性资源才会更加稳定。PoS 是用系统自己发行的 Token 作为押金保证自己的系统安全，信任自己可以创造自己其实是难以自洽的。

这个点其实可以从经济学角度稍微展开一点点来解释，如果区块链的共识算法创造了一个完全竞争市场，提供多少安全，就需要多少生产成本，那么“攻击成本 = 安全程度 = 生产成本”，想要提供多少边际安全，就需要付出多少边际成本。而 PoS 的设计让我们可以提供等量的安全，但是只需要 10% 甚至 1% 的成本，对于这一点我们觉得还需要真实环境下长期的观察和验证才能证明。

PoW 的竞争来自于外部性，因为你总是可以通过市场行为来避免算力集中产生 51% 攻击，但是 PoS 的 Stake 如果过于集中，目前并没有比较好的办法能解决这个问题。

我们观察下来，目前的所有已经在运行的 PoS 系统，已经能看到一个趋势，尤其在早期 Stake 的集中程度越来越高，那么会不会产生相对集中的共识群体联合审查交易的情况呢？我还没有看到能在 PoS 共识协议中解决这个问题的方案。

Nervos 的 CKB 扮演的角色必须是一个无需许可的网络，因为 CKB 必须是全球共享的、中立的设施，而"需要许可“则意味着它是受到某一群人控制的，与这个目标是根本冲突的。如果我们希望 CKB 尽可能的去中心化和安全，目前的 Nervos CKB 就只有 PoW 一个选项。PoS 不是不能用，只是不适合。

关于跨链，我们目前比较关注在 Nervos 的 Layer 1 和 Layer 2 之间的跨链协议的研究和实现方面。

Nervos 的 Layer 1 和 Layer 2 的跨链协议的关键点，是要方便的提供资产从 Layer 1 到 Layer 2 的映射，以及允许用户在任意时刻向 Layer 1 提交自己的状态和密码学证据，然后在底层高效自动完成用户资产在 Layer 1 上的清算，以及提供最优好的方式让各种类型，比如状态通道，Plasma，闪电网络等 Layer 2 方案能非常容易的接入到 Nervos 的 Layer 1 上。

关于 2019 年底层公链还会有哪些机会？我认为上一波公链热潮是发生在 2018 年，非常多的公链项目是在 2018 甚至更早的时间立项的。到 2019 年到 2020 是到了各个项目的交作业的时候了，希望各个公链项目交付并接受市场的检验，推动底层公链基础设施发展到下一个阶段，所以新的机会一定会在新的平台，新的起点才能有更犀利的设计。

/第三环节：链闻提问/

链闻杨威：作为TokenInsight 的好伙伴也是老朋友，感谢再次受邀。本人很荣幸代表「链闻」出席本次直播。我的问题是：

1. DApp 和稳定币，未来底层公链的生态发展方向有哪些？

2. To B 还是 To C，底层公链如何进行商业落地？

3. 您认为新成立的底层公链是否还有机会？

4. 您的项目未来在生态发展方向上有哪些规划？

5. 您认为哪些行业区块链会率先落地？

Nervos COO 吕国宁：首先我必须承认，Nervos 现阶段专注的其实是区块链底层基础设施，而非业务。

在分层的网络中，我们着重开发的是 Layer 1 的 CKB 这一层。CKB 的核心设计目标之一是为了更好的去支持 Layer 2 项目，包括 Plasma，基于状态通道的闪电网络等。而且 CKB 作为底层基础设施，跟业务其实不相关。

Layer 2 这一层主要关注业务和性能，而 Layer 2 不是由我们自己来做，而是交由我们的 Layer 2 合作方去实现。我们在全世界范围内跟所有的优秀 Layer 2 团队去接洽，去讨论，去研究他们的需求，为的是在协议设计和工程实现方面儘量考虑来自 Layer 2 团队真实的需求。

我们期待的是各种 Layer 2 项目团队把他们的针对不同场景，不同技术方案都能在我们的 Layer 1 上轻鬆得跑起来，DApp 开发者可以基于 Layer 2 去开发高性能，安全，体验更好的应用给用户。用户在使用运行在 Layer 2 上的 DApp 的时候，可以把自己的资产从 Layer 1 映射到上层，并且协议保证了在任意时刻能回到 Layer 1上完成清算。

所以我们的模式既 To B 也 To C，并且 To D，这里的 D 是 Developer 的意思。这是我们认为未来公链生态发展的一个有代表性的方向。

新成立的底层公链是否还有机会？如果没有机会，就意味着行业发展到了成熟阶段，格局已经稳定了，我们显然认为区块链，尤其是底层公链的发展并没有发展到成熟，现在还在非常早期，所以很希望看到一些新的力量，带着新的想法投入到公链的研究和开发领域中来。

说实话做公链并不简单，能挖掘出更好的想法和实现路径绝非易事，需要大量的学习，积累，沉淀，思考，以及学术，工程方面的努力。并且在加密算法的理解，博弈论，经济模型的思考方面都需要有体系且完整的思路，我拿比较容易被忽视的经济模型设计来举个例子，如何对齐链上各个参与方的价值和利益，如何长期激励矿工或者验证人，税收机制怎么设计，货币政策，以及如何让参与各方创造的价值沉淀到网络中，从而形成网络效应等等。

谈到生态，不能不谈社区。我们认为现在还处在区块链行业发展的早期阶段，未来繁荣的生态发展依赖更多的人参与进社区，以及跟随社区，行业一起成长，才有可能实现未来繁荣的生态。所以我们的做法是力所能及的做一切帮助社区成员成长的事情。

公链项目的社区中有包含各种不同角色，比如投资者，矿工，开发者，以及第三方合作者。以目前的现状而言，每个项目方都在建设自己的用户，开发者社区，但是整体而言，社区建设非常原始和低效。

我们的规划是从社区入手，做好线上、线下内容推广，链接更多的用户。坚持开源技术发展路线，并且深度参与和贡献努力到跟我们的技术有关的社区，比如我们的产品是用 Rust 编程语言实现的，我们会深入 Rust 语言技术社区，在两周前，我们为 Rust 社区承办了亚洲第一届开发者社区技术大会 RustCon Asia。

在生态发展方向方面，我们会偏向跟世界范围内优秀的 Layer 2 团队合作，共同拓展。而从我们自己观察，底层公链两个方向，去中心化金融服务平台，为这样的平台提供安全和强去中心化锚定。

金融行业已经部分落地了，比如很多钱包服务内置理财，借贷等功能，我们认为这已经是典型的落地案例。其实最后很想说一句可能得罪人的话：公链最大的问题是自己想清楚自己要解决甚么问题，并不需要一窝蜂奔着 tps 做文章，想清楚自己解决甚么问题就是公链最大的机会。（如果被冒犯了还请见谅，并非本意，我只想点评行业现象）

本文来源于陀螺财经专栏作家：TokenInsight，TokenInsight简介：全球通证数据与评级机构

TokenInsight专栏：https://www.tuoluocaijing.cn/columns/author22435