ONE创始人分享打造颠覆ETH的下一代去中心化公链Harmony

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2018年被称为公链元年,但过去一年许多公链项目遇到了瓶颈,在商业化上更是面临很大的问题。很多公链在去中心化、安全性和性能中间做了权衡和取舍,一些放弃了去中心化,违背了区块链的本质初衷。

诞生于前谷歌人社群里的Harmony(代币:ONE)被V神点赞,即将将于北京时间8月8日22:00上线BitMax.io交易所。Harmony解决了区块链交易速度低、费用高和不够去中心化等问题,真正为下一代的去中心化经济打好底层技术基础。

 

Harmony采用的是可以在安全性、去中心化和性能上做到很好权衡的状态分片技术。在保证安全性和去中心化的同时,可以极大提高系统的交易处理能力,理论上交易成本会是以太坊的千分之一左右。

北京时间8月7日22:00点,Harmony与数十家行业媒体、数十位行业意见领袖、以及上百位资深投资人一起举行了“Harmony上线BitMax.io线上媒体发布会”。Harmony联合创始人兼首席技术官兰荣坚出席并主持了会议,分享了Harmony为打造下一代去中心化底层公链做出的努力。

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本次线上媒体发布会参与媒体包括但不限于:

火星财经、零度财经、币快报、Tokenclub、猎云财经、耳朵财经、链天下、Coinvoice、羊驼区块链、Tokengazer、世链财经、博链财经、未来财经、嘻哈财经、奔跑财经、BB NEWS、链团财经、FN.COM、链世记财经、陨石财经、牛市财经、链虎财经、零识区块链、链视界、链世界、米又财经、皮卡财经、币桃、倾听财经、新财经等。

 

以下为线上媒体发布会实录:

(为了增加可理解性,作者对采访内容进行了转录和编辑,但内容原意未有改动。)

 

记者:乔布斯在车库中创建了苹果,比尔盖茨在车库中创建了微软,Google也在车库里诞生;2018年6月,Harmony在车库里萌芽,您出于什么原因创办了Harmony?解决了区块链世界的哪些问题?

兰荣坚:Harmony创业是在Stephen的车库开始的,当时天气炎热,车库又没有空调,只能开着车库门工作,虽然条件坚苦,但对于创始团队来说也是一种历练和体验。现在团队已经搬出了车库,搬到了一个民宅里面。

Stephen是我们的CEO, 之前创立了地图社交服务软件Spotsetter,后来成功被Apple收购,他之前也是Google的资深工程师。

区块链仍处于起步阶段,除了支付交易,我们认为区块链从流媒体内容到移动平台,都会有巨大的潜力,未来能在数百万人的日常生活中发挥作用。同时,我们又看到公链性能瓶颈和成本太高的问题,Harmony希望创造一个公链平台,解决区块链交易速度低、费用高和不够去中心化等问题,真正为下一代的去中心化经济打好底层技术基础。

Harmony是一个基于状态分片和PoS的高性能公链项目,我们的设计利用了安全的随机分片过程,在保证安全性和去中心化的同时,可以极大提高系统的交易处理能力,并且交易处理成本被分摊到多个分片,从而大大降低交易处理成本,理论上交易成本会是以太坊的千分之一左右。

 

记者:数字货币从比特币发展以太坊和EOS,区块链从公有链、私有链发展到跨链、侧链,区块链技术一直在迭代中,您认为现在的区块链还存在哪些问题?

兰荣坚:区块链众所周知的不可能三角问题,在区块链公链中,很难同时做到既有很好的“去中心化”,又有良好的系统“安全性”,同时还能有很高的“交易处理性能”,其中“交易处理性能”也就是经常说的TPS—每秒处理交易的笔数。比特币去中心化程度很高,但是速度很慢,而大部分公链速度快于比特币,但是去中心化程度要低于比特币。

现有的很多公链项目的技术,都是在安全性、去中心化和性能中间做权衡和取舍。其中不少是放弃了去中心化,以极少数大节点在设备性能和网络优势上,来获得超高的交易处理能力,这是我们不想看到的。

Harmony采用的是可以在安全性、去中心化和性能上做到很好权衡的状态分片技术。状态分片是目前唯一可以做到横向扩展区块链性能的扩容技术,既在网络中增加更多节点和分片,就可以提升交易处理量,并且不损失安全性和去中心化。我们v0主网已经有800个节点同时处理交易,这个节点数量已经在全球区块链中排在前十左右。

在之后Staking开放之后,我们的节点数量还会大幅增加,今年的目标是达到至少1600个节点。

 

记者交易成本高、交易速度慢、缺乏主链交互性,5G时代的到来,结合区块链技术的提升,是否可以让用户享受更高性能、更安全、更去中心化的数字交易?

兰荣坚:5G时代的到来,肯定会为下一代去中心化应用的爆发提供温床,不管是网络的高吞吐量和低延迟,5G都会大幅提高用户体验,同时节点共识速度也会更快。更重要的是,5G的到来有可能真正实现全民节点的构想,到时候任何人通过手机终端,都可以参与成为共识节点。

Harmony的网络设计在节点性能和去中心化上,都做小节点和手机终端节点做好了准备,现在Harmony的节点的性能需求只相当于一个AWS t2.small机型的性能,普通手机完全可以满足这个要求。

在应用层面,就像4G带来了线上直播、手机支付等新型应用一样,我相信5G也会为人类带来很多意想不到的应用场景和实现。Harmony在速度和延迟上的高标准,和5G相辅相成,为下一代去中心化应用的爆发提供技术支持。

 

记者:很多公链是PoW 算法和 PoS 算法,而Harmony作为下一代区块链搭建基础设施,通过什么技术可以让下一代区块链比比特币和以太坊交易速度快一千倍?

兰荣坚:首先 Harmony做了状态分片。状态分片是指每组分片分别存储一部分账本信息,而不是存储全网所有账本。网络分片和交易分片一定程度上可以提高交易处理速度,但如果没有实现状态分片,分片间就没法实现完全独立,交易也必须最终在全网进行同步,这样大大限制了系统可扩展性。只有状态分片才能实现每个分片的独立性,分片间除了跨片交易,不会有多余的数据交换,这样可以最大程度提高整个网络的可扩展性。

此外,Harmony采用的是完全同构的分片结构,Harmony的构架是由一条信标链和多条共识链组成的多链结构,每条链的属性是同质的,但信标链会提供更多服务,例如去中心化的随机数生成,共识链链头的验证,存储和广播,还有最重要的是接受验证节点的权益抵押。也就是说 Harmony的分片结构更加平衡稳定,没有瓶颈问题。

这一切速度提升的背后,我们同时保证安全性和去中心化,在安全性上,Harmony采用基于VRF+VDF的去中心化随机数产生器来保证分片过程不可预测,不受恶意干扰,进而防止单一分片受到攻击,即1%攻击。所谓1%攻击,是指系统分片后,每个分片不管是在算力还是在节点权益数量上,都只有整个网络的N分之一,如果有一百个分片,那么利用全网1%的算力或权益就可以完全控制一个分片,进行双花,甚至凭空创造新币。Harmony采用了自适应阈值PoS和安全的随机分片技术,靠算法把大Staker的权益打散到多个分片,使每个分片的恶意权益比例不超过1/3的安全线,确保每个分片的安全性。

在去中心化上,Harmony是第一个实现在Sharding上面做PoS的系统,我们每个分片可以支持400个以上的节点,这样整个系统将包括至少上千个节点。相比其他PoS项目的21到100个节点的状态,我们将更加去中心化,并且允许更多非专业的小节点加入。同时Staking经济的设计上,我们也充分考虑到了去中心化程度,我们最新的Median-Centric PoS (McPoS) 将在最大程度让大节点自身去中心化,同时让更多小节点容易加入到网络,增加网络总体节点分散程度。

最后Harmony很关注网络层的优化,如果熟悉区块链底层瓶颈的朋友一定知道网络数据传输是区块链系统最大的瓶颈,Harmony采用了Kademlia跨片路由技术,让跨片间通信的网络开销在O(logN),并且利用Erasure Encoding(纠删码)对区块广播过程进行了优化,在确保数据可用性的同时,避免发送者的网络瓶颈问题,真正意义上实现高效的横向分片扩展。

 

记者Harmony的快速FBFT将传统PBFT算法与前沿的BLS多重签名相结合,提供了一种安全扩容的共识算法,基于PoS的分片方案,包含一个信标链和多个分片链,这里的 “信标链”与“分片链”各自的核心功能是什么?

兰荣坚:在Harmony的分片架构包含一条信标链和多条分片链。这里信标链本质上也是一个分片,但其具有两个特殊功能:1.运行分布式随机数协议;2.接受节点的抵押代币。此外,信标链对提升整个系统的安全性也能起到至关重要的作用。在每条分片的新区块被确认后,通过Kademlia路由协议,新区块的区块头将被发送给信标链。信标链验证这个区块头的合法性之后,会把它添加到自己的链内,并广播给全网。这样,每个分片都可以轻松维护其他分片的区块头序列,方便对其他分片的信息做Merkle验证。

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(简单的信标链和分片链间的链接示意图)

有了信标链的保护,攻击者必须同时攻陷分片链和信标链才有可能进行双花攻击。不止如此,由于信标链在分片链区块头的广播中起到了中枢的作用,所导致的网络开销仅为O(n)的量级。设想一下,如果没有信标链的帮助,每个分片都需要分别广播它的区块头,那么总体网络开销将是O(n*n),这极有可能造成网络阻塞,而通过信标链,Harmony则巧妙地避免了这个问题。

分片链的核心功能是处理区块链用户的交易,每个分片链只存储了区块链状态的一部分,可以很方便的同时处理不同的交易,实现网络吞吐量的横向增加,只要增加更多的分片,就可以快速提升网络吞吐量。

 

记者:Harmony作为新一代公链,BitMax.io作为新一代数字货币交易所,为何选择在BitMax.io上线?未来会有哪些更深度的合作?

兰荣坚:今年6月,Harmony在币安上线了代币ONE,这个是一个起点。去中心化是Hamrony一个核心的理想,让全世界大部分人持有我们的代币是这个去中心化表现形式和实现途径。Harmony为用户提供简易的购买和交易代币的路径,包括选择可靠的交易所上线我们的代币。Bitmax.io作为新一代的数字货币交易所,无论在服务标准、运营专业性和社区质量上,都在行业中处在领先位置,我们很高兴和Bitmax.io进行深度合作,让更多的用户可以参与到Harmony项目中来。

 

记者ONE即将上线coinbase,被V神点赞,币安创始人赵长鹏推特预热,在前谷歌人社群里诞生的Harmony自带光环,未来Harmony的愿景是什么?如何超越以太坊和EOS等老牌公链?

兰荣坚:Harmony的目标是为未来的全球去中心化经济体提供最安全和高效的信任基础设施,让所有人都可以在一个互信共赢的经济中获得回报。类似Google愿景里的“为人类整理并检索全世界的信息”,Harmony的终极愿景是“Open Consensus for 10 billion people”。

我们的整体技术框架和以太坊2.0不相上下,包括PoS为基础的共识算法、信标链、libp2p为基础的网络传输层,VRF/VDF产生随机数等。我们的account model和以太坊兼容,也支持Solidity作智能合约开发。

我认为在技术上面我们反而具有先发优势。我们的主网最少比以太坊2.0快了半年以上,我们的创业团队合作紧密,开发步伐很快,会提前超越以太坊,真正实现基于PoS的状态分片技术。

 

记者Harmony的发展之路与ETH2.0理念的分片技术是密切贴合的,那么Harmony与以太坊2.0的分片思路有哪些不同?除了技术之外,Harmony之后会从哪些方面去打造自己的优势?

兰荣坚:Harmony其实在设计上和以太坊2.0有异曲同工之处,很多基础技术元素,比如BLS签名,VDF可验证延迟函数,都是在Harmony和ETH2.0上采用的。Harmony和以太坊ETH2.0最大的区别在于几点:

首先,Harmony采用FBFT共识机制,可以保证快速的出块时间和确认时间。而以太坊2.0采用的是基于最长链共识的Casper PoS共识,在区块确认时间上要比FBFT慢很多,因为需要等多个区块出现,才能确认之前的区块。

其次,Harmony的节点验证和Staking机制也与ETH2.0不同。Harmony网络中投票权是有限量的,所有验证者竞价去获得投票权,然后参与共识。投票权的价格由市场决定,可以实现最大化的验证者资源利用。而在ETH2.0,验证者的门槛是确定的32ETH,并且验证者就算抵押了32ETH之后,还要通过随机筛选机制,才有机会参与共识和出块,所以会有大部分验证者处于闲置和待命状态,并不能最大化验证者资源的利用。

同时 在VDF的实现方面我们也快以太坊一步,我们已经完成了业界第一个用Go语言实现的安全高效VDF可验延迟函数,并且利用BLS12-381椭圆曲线实现了VRF的功能。我们的全功能主网将在今年内发布,在时间上会比ETH2.0早至少一年上线。

除了技术,开发者社区和用户社区也很重要,对于扩大开发者社区,我们会提供一套简便易用的开发者工具,并且最大程度降低开发者的学习成本。介于大部分区块链开发者是从以太坊生态起步的,对以太坊的编程语言和开发工具很熟悉,Harmony现在完全兼容以太坊Solidity语言和开发环境,让开发者很容易上手Harmony应用开发,并且我们在今年下半年会加入WebAssembly编译器,到时候擅长其他开发语言的开发者也可以在Harmony上进行应用开发。

记者:Harmony即将上线创新型数字货币交易平台BitMax.io,代币ONE目前的使用场景主要是哪些?

兰荣坚:ONE目前的使用场景主要是Staking和支付交易费,作为验证节点的Stake,验证节点需要先通过ONE代币来Stake获得投票权,之后才可以进入分片开始共识过程。

下一步,ONE的使用场景会是用户的交易费用和链上治理(Governance)的投票权限,未来Harmony的生态越大,应用越多,对ONE的需求越大,而在Harmony主网上线后,任何社区对主网的改进提案都要通过社区用ONE的形式来投票决定。

此外,在应用层,我们也在积极和开发者或者企业拓展Harmony应用的需求,比如游戏虚拟物品售卖可以以ONE来支付等等,链上应用越多,对ONE的需求也越大。

 

记者公链作为区块链的底层技术,区块链最大的问题是应用落地,Harmony主要在哪些领域落地?

兰荣坚:Harmony在稳定币,分布式数据库、隐私计算、地图信息等方面都有合作伙伴的布局,包括和Stably、 Picolo、 Hyperion等的合作以及对零知识证明研究的投入等。此外,我们的COO也在Defi方面有深厚研究,他提出的Delfi链上预言机项目曾在EthDenver开发者大会上获得最佳创意奖,这个链上预言机技术可以很好地为区块链应用提供准确的链下信息。

我们对区块链游戏的前景比较看好,我们已经和游戏开发领域的头部企业Animoca合作开发更多基于区块链的游戏应用,最近也一同收购了一加游戏资产和卡牌类初创公司Quidd,Quidd平台上的20多万用户可以在今后为Harmony的用户群的扩张打下基础。