区块链作为分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等技术的集成创新与应用,获得了越来越多的认可,其应用已从金融领域延伸到物联网、智能制造、供应链管理、社会治理、公共服务等多个领域。
可以说区块链1.0是“创世”,在此之前,世界都是以中心化运作,人们习惯了高度中心化带来的高效和便捷,同时也为巨大中心的维护承担着高昂成本,为如何限制中心权力做着永不止息的博弈。比特币的诞生、区块链的出世,带给人们一种全新的思维方式,让人们从之前考虑如何控制成本、如何限制权力的思维范式中跳出来,变成思考如何分担成本、分配权力。
虽然使得人们的思维方式发生变化,但区块链1.0仍然只是一个点对点的电子现金系统,只有一个比特币,区块链技术还不具备广泛的可用性,区块链2.0的以太坊解决了这个问题,智能合约的提出,让人们能够简单轻易的使用区块链,典型的就是在17年爆发的各种区块链项目,借助于以太坊和智能合约,区块链技术的应用变得简单和便捷。但在这种繁荣的背后,区块链技术存在的一些问题也为人们所诟病,如系统吞吐量低、可扩展性差、跨链交易难以实现等。例如:以太坊的tps(吞吐量)仅为10tps,而VISA的已经达到了5000tps,AliPay的更是超过了200,000tps,巨大的差异也成为了反对者抨击区块链的借口之一。区块链的区块链目前面临三大挑战：安全、去中心化和扩展性。谁能够把这三座大山给解决掉,谁就能抢占区块链的高峰。
一种高性能点对点交易网络QuarkChain引入了全新的开创性的区块链架构设计,旨在用区块链技术满足全球范围商业活动的需要,通过搭建一个安全的、去中心化的、高吞吐能力的、可扩展的区块链底层技术方案,实现每秒数万级链上交易处理能力。当前,对于区块链发展面临的瓶颈问题,许多机构都展开了积极的研究,主要的解决方案有链上扩容、隔离见证和并行扩容等,但链上扩容面临着网络负载、中心化和分叉的限制,无法支撑区块链的性能发展成为主流的支付工具水准。并行扩容常见的方式有闪电网络、plasma、分片和嵌入式侧链技术等。QuarkChain在以往实践的基础上,设计了全新的系统架构,主要特点如下图:
具体来说, QuarkChain将对目前区块链记账和确认交易两个主要功能采用分而治之的思想。QuarkChain 链结构设计中包含一个有弹性的分片层和一条根链(主链)。分片层中包含一系列分片,每个分片独立处理所有事务的子集。随着分片数量的增加,分片层可以同时处理更多的事务,系统容量也便随着分片数量的增加而增加。 主链用于确认来自分片层的所有区块,主链不处理任何交易(因为它不是经济高效的),主链具有足够的算力支持来保证安全。
为了确保交易的安全性,QuarkChain基于博弈论框架设计了一个用于激励矿工工作并合理分配算力的机制,其中至少50%的全网算力将分配到根链上,以防止可能的双花及恶意挖矿等攻击。QuarkChain认为,在任何一个具有高的TPS处理能力的区块链网络上,一个保存全网账本的超级节点将是非常昂贵的,这会导致中心化。为了避免这一问题,QuarkChain支持多个廉价的节点组成集群的方式实现一个超级节点的功能,避免了中心化。同时,QuarkChain网络支持在任何时间任何地点进行跨分片交易,并快速完成交易确认。随着分片的数量增加,交易速度将线性增加。在QuarkChain系统中,每位用户使用整个区块链网络只需要创建一个账户。用户在不同分片上的加密资产将安全的存储在一个智能钱包中,使用体验就如在单个链上进行交易。
跨分片交易示意图
除了这些显著特点,QuarkChain还具有多方面的技术创新,即第一个支持状态分片的区块链技术;第一个支持图灵完备的智能合约的分片区块链技术;支持支持集群为普通电脑的区块链网络。
从以上分析,可以看出,QuarkChain 的设计针对区块链系统面临的安全、扩容和去中心化问题有针对性地给出了解决路径,既能够提高系统的运行效率,又能够不断降低系统运行的成本,同时,支持多个廉价的节点组成集群的方式实现一个超级节点的功能,避免了中心化,确保了系统的公平运行。
QuarkChain或将成为新一代风向标，也许将成为真正的区块链3.0,通过其独特的架构和机制实现更高级别的TPS,将区块链推向大规模商用,带我们真正走进区块链的时代,让我们一同期待,这个用技术实现真正区块链3.0的公链。