QuarkChain(夸克链)的技术硬核:如分歧可并存,则分叉不必要

4月30日,QuarkChain(夸克链)主网1.0版“奇点”即将上线。此次上线颇受行业关注,因为QuarkChain称他们将成为提前实现以太坊2.0构想功能的公链。

QuarkChain能够做出如此表示的原因来源于他们深厚的技术功底,主网开发团队的核心成员,均是来自于Google、Facebook、Uber等公司。他们拥有丰富的大型分布式系统水平扩容经验。通过实现了分片技术中最有价值,而且开发难度最高的状态分片技术,以及配套的算力分配算法、跨分片交易解决方案技术。而作为分片技术能够解决的第一痛点,QuarkChain网络的TPS更是可以达到10万+。

在各家公链仅仅能使用一套共识机制、账本模型、交易模型和代币经济学的情况下。QuarkChain的分片仿佛是一个个公链“特区”,不同的分片能够实现不同现有共识机制、账本模型、交易模型和代币经济学,而依靠其根链-分片结构,不同功能的分片不仅能够共存还可以实现互操作。当然,这些分片也可以支持不同的挖矿算法,现有PoW矿工可以轻松加入网络,并能够同PoS机制共存。而这些功能的实现,已经远远走在了以太坊2.0之前。

这样的表达过于抽象,作为一个技术实力比较强的公链,我们需要从整体的构思到技术优势系统地描述QuarkChain的特点。

首先,QuarkChain创始人周期在对整个行业发展观察的时候,发现了一个行业重大的痛点,那就是随着区块链不断发展,项目会因为不同的理念导致技术路线分离而使得社群不断分裂和稀释,社群人数、资金随之下降,更导致挖矿算力不断地降低,随着算力出租成为可能,对于一些分叉的、或者规模尚小的项目,不需要51%的算力,就能成功进行算力攻击。

QuarkChain(夸克链)的技术硬核:如分歧可并存,则分叉不必要

从现实的例子看,只需要5.2%的算力就可以对ETC网络执行双花攻击。所以区块链的网络安全实际上考虑的并不是死板的51%算力,而是考虑最为实际的攻击成本,这和算力的绝对值有关。

分裂的原因很大一部分来源于对技术和经济学分歧。因为没有一个公链能让容纳不同的技术路线,在架构规划时都只考虑到了单一的路线。就好像城市不能划分区域,而从一开始就定死了只能有一个大区,全部都要遵循一套准则。而反过来,在城市建设前,进行早期规划,将不同的区域设置为“特区”,并用高速公路链接起来,各个区域成为一个个功能平台,不同的功能可以共存的话,那么这种分叉将不会对整个项目的规模、社群、资金、算力带来不可挽回的改变,在技术和经济的分歧之后,大家仍然可以一同共享资源的增长,行业的持续性发展都可以持续。

而如何解决这个问题,如同上文提到,公链项目,无非是以下四个维度的排列组合:共识机制、账本模型、交易模型和代币经济学。而QuarkChain能够让每个分片都可以拥有属于自己的共识机制、账本模型、交易模型和代币经济学。不同的组合,就成了不一样的“特区”,以独特的形式存在。而且通过高性能的跨片交易,能够让所有的分片上面的资产能够互通。通过改变这四个维度中的其中一个或者几个,QuarkChain可以支持不同的挖矿机制在QuarkChain上挖矿,无论是PoW还是PoS机制都可加入,也可以支持更多的挖矿机制。

进一步而言,对于一个兼容多种挖矿算法、多种共识(PoW、PoS,PoSW, DPoS等),多种交易模式,多种虚拟机,多种代币经济学的网络,其安全性,尤其是针对前文提到的51%攻击的防御手段,是能够保证QuarkChain网络未来发展的关键。为此,团队设计了一整套机制保护整个网络的安全:

● 根链-分片结构

● 根链优先算力分配算法和算力复用技术

具体来说,在根链-分片结构中,根链通过它们的块头信息描述来每个分片的规范链,所有的分片都要遵循根链定义的规范链,因为这些分片都正在运行根链优先的分叉选择规则。根链和分片之间达成共识,某人要对已经包含在根链中的分片块发起双花攻击都必须攻击根链上面的块,这就需要调用根链的 51%哈希算力。

QuarkChain(夸克链)的技术硬核:如分歧可并存,则分叉不必要

失败的攻击方式

QuarkChain(夸克链)的技术硬核:如分歧可并存,则分叉不必要

成功的攻击方式

为了保证根链的算力优先,QuarkChain设计了一套经济学驱动的算力分配机制:为了激励根链的矿工将分片打包到根块中,分片块的部分矿工奖励将贡献到根块中,从而由根链矿工获得,这称之为税收。例如,如果税率为50%,则意味着分片矿工将获得生产该区块一半的奖励,而根链上的矿工将获得该分片产生的奖励的另外一半,他会努力打包尽量多的分片块以使其税收最大化。

QuarkChain在分片支持多种共识机制的基础上,根链采用了PoSW共识机制,即包含权益的工作量证明。它结合了PoW和PoS两种算法长处,即“先押币,后挖矿”的模式。这就要求矿工要质押符合其算力规模的一定数量代币作为保证金后,挖矿的效率才最高。

解决了效率和安全,QuarkChain还针对以太坊ERC-20代币不易使用的痛点提出了新的解决方案——多原生代币结构。不同分片,依靠多原生代币,就实现了价值在不同特性分片上的自由流通,大大增强了整个网络的可用性。

现有以太坊的问题是:通过ERC20代币来进行智能合约交易,用户操作起来会比较复杂。并且通过合约代币触发的智能合约交易,仍然需用原生代币来支付交易费用,非常不方便。如果在同一区块链上能够支持多种原生代币,DApp开发者和用户都可从中受益。针对这类问题,QuarkChain提出了多原生代币的解决方案,只要用户愿意用原生代币(现为QKC)支付足够的手续费,任何用户都能够创建一种新的原生代币。

通过使用原生代币,用户可使用一步支付给智能合约并触发合约自动完成所有计算,并且用户可以用任何原生代币支付交易手续费。使用原生代币的所有过程都是去中心化的,如果上线了隐私分片,那么依靠这个机制,QuarkChain就可以支持匿名功能。对于一些DApp,通过开设DPoS分片,就可以让交易得到更快确认。

此外,因为QuarkChain对于多种虚拟机和编程语言的兼容,其他公链上的DApp可以直接迁移至QuarkChain,并且享受QuarkChain主网上的高吞吐、匿名、快速确认等优势,对于的开发也提供了便利,例如博彩游戏的开发。

QuarkChain(夸克链)的技术硬核:如分歧可并存,则分叉不必要

跨片交易示意图

区块链技术迅速演进,以共识机制为例,最早PoW机制火爆,而18年新兴的DPoS机制得到了更多关注,如今则轮到了PoS机制。未来何种技术将能够成为主流是一件难以预测的事,而一旦一种新的机制或者新的技术成为了主流,那么最快最好实现它的,将能够获得更多的支持。一个基础设施,不近要满足当下需求,更要面向未来,满足未来5至10年的发展需求。QuarkChain依靠自身的灵活机制,当一种新技术(无论是新的共识还是虚拟机)出现时,QuarkChain将始终是最能灵活适应这些变化的公链。而针对具体行业,未来QuarkChain同样可以根据社区/服务公司/行业的需求在不同分片上增加新的共识。并依靠和其他分片的功能互通 ,形成功能叠加,从而共同获益。

QuarkChain是一个技术非常优秀的公链项目,近期QuarkChain主网即将上线,让我们一起期待并关注QuarkChain未来的发展。

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