2022年度回顾 | 技术篇:突破公链不可能三角的努力( 五 )


Aptos号称是新一代高性能公链的代表,它以不同方法延续了以太坊公链上的各种功能 。Aptos采用共识机制,这是一种基于BFT的共识机制,只需两次网络往返即可验证和提交区块,无需多轮投票,并且可以快速实现最终确认性 。Aptos区块只包括交易记录的摘要,不会包含所有交易记录信息,因此每个区块中包含的交易数量会更多 。它将交易分组为批次,并在达成共识后合并进区块,在后续的执行和存储中都是批量处理的,这个过程中可以提高效率 。
Aptos同样采用了并行处理的方式,采用了Block-STM 引擎,默认对所有事务采用并行处理的方式,发生冲突时不成功的交易会重新执行,这需要依靠调度程序,防止同一事务被同时执行,以及重新执行事务后获得更多安全确认 。除此之外,快速的状态同步也是Aptos考虑的问题 。
状态同步指的是在交易完成进行状态转化后,将状态后的结果同步给其他节点的过程 。状态同步的低效会导致大多数节点无法同步到最新的状态信息,因此影响用户体验,并且新节点难以加入共识过程,影响网络的去中心化 。Aptos提供了多种状态同步方式,包括使用或者节点通过验证者产生的状态变化的默克尔证明,跳过交易执行阶段来同步状态 。这种方式减少了节点同步时所需要的大量计算资源,但需要建立在使用大量网络资源的基础之上,Aptos建议共识节点在云服务器上运行,个人电脑很难达到其要求 。
Aptos认为以太坊的虚拟机也是它的瓶颈,以太坊没有办法再大规模更新它的语言,但是Aptos没有这样的技术包袱 。Aptos和SUI都采用了Move语言,Move的创新在于将资产作为资源处理 。在创建、使用和销毁资源时有一定限制,因此不会发生以太坊中常见的重入攻击问题,能够让更安全地构建智能合约,并且让虚拟机并行处理多个事务,根据存储资源收取租金也成为可能 。
总结来说,新公链认为可扩展性优先于安全性和去中心化,这和以太坊是不同的 。因此,它们重新选择了不可能三角中的侧重方向,这样的改动对于用户的感受是非常明显的,上发生的宕机问题也是不可避免的 。
思考与总结
共识机制和分布式的节点网络从两方面保证了公链的可靠运转:
第一,保证系统的容错性:共识机制有一定的容错性,也就是故障节点占比在一定比例之下时,系统依然可以验证信息 。自由加入的分布式节点能够补充新的正常节点 。
第二,提高系统的攻击成本:共识机制代表节点对已有区块状态达成一致意见的方式,掌握共识机制的控制权的一方代表作恶者拥有修改共识(修改账簿记录)和审查交易(决定交易排序和是否打包上链)的权力 。共识机制和分布式节点能够从规则上增加攻击的难度和成本 。
在此基础上,区块链的不可能三角问题可以这样理解:
以太坊本身已经基本成型,较难另起炉灶做出改变,因此以太坊在尽最大努力引入新的技术(密码学技术、单槽最终性算法)和新的框架(、数据可用性)来优化它的性能瓶颈,希望凭借新技术和新框架,使其在去中心化和安全性变大不大的基础上,大幅提升性能,进而优化不可能三角 。
以太坊同质化公链,EVM公链和模块化公链则灵活得多 。对以太坊层级的拆分,可以让它们寻找自己的“社会分工”来匹配不同的应用,例如承载金融、游戏、隐私等等 。根据应用的需求,反推出不同层技术框架的需求,这帮助它们在不可能三角中找到了新的平衡点 。
【2022年度回顾 | 技术篇:突破公链不可能三角的努力】以太坊的非同质化公链,因为没有技术包袱,则可以彻底另起炉灶,使用全新的架构和技术手段 。与以太坊在足够去中心化和安全的前提下追寻性能不同(以太坊同质化公链介于两者之间,但是也更多地倾向于性能),它们不约而同地都选择了性能优先的路径 。这样的好处是用户非常直观地感受到了它们的进步(TPS方面),但是其中的安全和去中心化问题也是一种隐患 。