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史上最通俗的方式让你看懂 Nervos

备受关注的Nervos即将在近日开始公募,我是早在一年多前就关注了这个项目,当时仔细研究过它的各项特性,感觉提出的各项理念设计十分超前,于是马上就被吸引了,对于它此次推出是期待已久。但是由于Nervos的白皮书非常偏重专业性技术性,我发现很多人都表示看不明白,对其中提出的一些理论和概念都觉得云里雾里,因此纷纷对Nervos表现出很多疑虑,所以我根据我的理解用通俗易懂的方式讲解一下其中的一些特性,希望能有更多朋友了解Nervos,明白这条公链的特性和意义,有理解不到位的地方还往批评指正。

1. 双层架构

自2017年以来,人们逐渐认识到以比特币、以太坊为代表的公链在吞吐量上的局限是未来发展的瓶颈,这个问题将导致其很难在满足全球亿级规模用户应用的需求,因此从那时候开始,很多公链项目都开始寻求更快的速度以及新的区块生成方式,其中一部分是致力于增加节点处理能力、带宽,一部分提出分片技术等解决方案的设计。

但Nervos认为,仅仅提高节点处理速度和网络带宽存不仅会提高基础设施成本和降低去中心化程度,而且终究是无法承载上亿级用户的交互需求的,而分片的方案不仅在片与片之间协作存在问题,而且随着片增多,同样会出现交互障碍。

因此Nervos提出了双层网络架构的解决方案,由生成层即应用层来承载各类应用,而基础层即共识层只用作验证。

举例来说,如果我们把把区块链看作一列开在环形轨道上的火车,那用户就是住在火车上的乘客。

(1)比特币的火车通道很窄,无法让所有乘客自由行动,同一时间只有少数乘客可以起身走动、上厕所、去通道口抽烟之类,其他人要排队,人很多时火车基本无法正常通行,所以比特币只能给乘坐最必要的一部分人;

(2)EOS的解决方案是把车体加得很宽,这样同一时间能有非常多的乘客可以活动,甚至空间足够到可以摆个桌打麻将。但问题是车体不能无限加宽,否则车身在运行中就有撕裂的可能,这样如果将来乘车的人特别多,最后还是会人挤人,出现同样的拥堵问题;

(3)分片的解决方案是,同时4个车厢并排运行,这样每个车厢里都可以容纳很多人,就可以有更多的人乘车了,车厢之间设置了通道,人们可以通过通道在不同车厢之间走动。但是由于不同车厢的状况不一样,人们换车厢时就要安检,还要按照乘务安排规划合理使用通道,这在人多的时候又会造成复杂出错的情况,如果乘客继续增多的话,并列的车厢要变成8节、16节,此时又会由于换车人数在通道处几何级数增加导致出现拥堵。

(4)Nervos的设计是,乘客都下车去,在不同车站外的空地里随便行动,只是把每一站有多少人、需要吃什么、需要什么物资做个报表,送火车上登记就行了,火车只做登记和发物资,不用来载乘客,这样乘客就可以扩展到非常多了,火车也不会不堪重负。

(5)闪电网络其实就是这种“下车”的方案,闪电网络存在的问题是,需要在火车上开一个送登记信息的窗口,但是比特币这列火车太昂贵了,大部分车上的人害怕对车体进行改造会破坏掉火车,谁也担不起车厢出现不可逆损害的责任,于是火车方面迟迟不肯下增加这个窗口的改造决定。


2. 生成和验证分离

Nervos的双层结构将区块链上状态的生成和验证两个步骤分开,生成层可以有多种生成方式,只有验证才在共识层进行,在生成层上可以用非共识层的适合自身情况的共识算法,只有在需要在验证层记录时才将状态提交去验证,这就实现了很高的灵活性和扩展性。

还是以上面的火车为例,为了确保所有乘客都有座位,没有乘客跳车或是混进来别的人,火车要这样跟踪乘客信息:

——46座的乘客离开座位了,问他去哪。

——乘客要上卫生间,允许上卫生间。

——他走向了车厢后部,确实是去上卫生间了。

——乘客出来了,看下是不是进去的那位乘客。

——乘客回到座位,查验车票确实是这个座位的乘客。

这种全程在车上(链上)生成和验证状态的方式不仅占用了相当多的乘务资源、影响了乘客的活动效率,还限制了乘客的行为——只能做车厢允许的事。

Nervos的方案是,给每一站的乘客群配备一个面部识别系统,乘客下车后想干什么干什么,可以不受座位号限制建一排小房子分开居住,可以建个社区按照自己喜欢的方式登记信息,可以租个大巴去游玩,可以随意换掉衣服等等,他们需要做的只是在需要火车给补给时,让面部识别系统扫过所有人,与车上登记信息进行核对,确认没有丢掉人、没有混进来别人后,火车方就可以认定这些就是这站的所有人无误,于是就可以给这些人发盒饭了。

3. 经济模型

这里我用将公链类比为城市,解释下不同类型区块链的经济模式的区别。

首先我先为这种类比做必要的前提假设

A)将公链视为一个封闭的城市。

B)交易是进出城市运货的道路。

C)矿工是保护道路的守卫。

D)守卫的力量和雇佣数量成正比。

E)当守卫的投入远低于城市的内货品的价值时,强盗就有动机发动攻击抢劫货物。

F)只有攻击成本远小于攻击获益时,强盗才会发动攻击。

(1)比特币

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