Qitmeer公链解读:伟大的Spectre协议

Qitmeer公链之所以计划去承载全球庞大的伊斯兰金融资产和普惠金融资产,其原因在于融合了经典的区块链共识和现代金融服务理念,构造一张伦理金融哲学观认同的价值流通网络,采用前沿的区块链相关技术,保证公链的简单、高效和稳定,在区块链网络下将可以实现大规模的数字金融资产价值流转的功能。

Qitmeer公链定位为普惠金融和伦理金融价值网络

距离比特币诞生已有十年时间,比特币被认为是第一代公链,其定位是作为一种去中心化、公开透明的支付工具而被开发出来,中本聪希望其能发挥电子货币的作用,虽然被现实成功检验,得到全球几千万用户的认可和维护,但扩展性不足是它的重要弊端,离构想中的电子货币功能还存在差距,但已经是“数字黄金”的代表。

到了以太坊为代表的第二代公链时代,被定位为“世界计算机”,打造为图灵完备的脚本的公共区块链平台,主要通过智能合约拓展商业应用,但存在扩展性差、安全隐私等问题。

2017年至2018年期间集中开发的公链被认为是第三代公链,目标直指规模商用和技术落地,但目前还存在论证测试与迭代更新。

可以说,如果从大规模商业应用的角度来看,当前市场中出现的所有公链都会遇到区块链“不可能三角”难题,也就是区块链的去中心化、安全性、可扩展性存在三元悖论,难以完美兼容。 如追求安全,则会牺牲效率,在保证去中心化基础上提升安全系数,会降低可扩展性,反映到现实场景中,影响交易速度。 若侧重可扩展性,往往会在一定程度上牺牲去中心化,也会影响到全网的安全。 2019年的公链都在细分领域,寻找自己的竞争力,无论是Cosmos、Nervos、Qitmeer、Conflux都在这样做自己的商业与技术定位。

因为技术应用需要承载太多的数据和信息。

Qitmeer的技术团队找到了一条路,将问题简单化,也就是不再将Qitmeer公链定位为专门为应用服务的公链, 而是定位为能够承载全球伊斯兰金融资产和普惠金融资产的价值网络,基于区块链的安全、公开、隐私、去中心化等特点,实现伊斯兰金融数字资产的流通、交易,即是价值流转。 这样的聚焦大大降低了承载负荷,对于涉及到价值流通之外的商业应用部分,就可以采用偏可扩展性,牺牲去中心化,设置应用级别安全方式来实现,这些都是Qitmeer公链在架构设计上的高明之处,Qitmeer公链单纯从交易的维度去解决了“不可能三角”问题。

UTXO模型是经典而无可替代的重炮

Qitmeer是作为价值流通网络来使用,首当其冲的是要解决跟交易相关的安全性、扩展性、去中心化等相关问题。 在这里,Qitmeer公链确定使用了UTXO的账本结构,原因在于一个稳定安全高效的交易模型是首选, UTXO模型目前已经非常成熟, 比特币已经稳定安全运行了十年, 又简单非常好维护。UTXO的账本是一个DAG图,结构简单优美, 每笔交易由多个输入和多个输出,输入指向交易产生时还未花费的交易的输出, 而输出也可以被未来的交易花费, 依此类推,而不断地延展。有人把它形容为区块链时代的重炮,虽然不如导弹,但很难受电子干扰且威力巨大。

UTXO其实并没有账号, 某个地址(可以理解为账号)的余额是通过将所有输出指向该地址的UTXO的金额总和。没有账号自然也就没有基于账号的各种状态比如余额,所以,无法实现基于类似以太坊那样的基于状态的智能合约。但是由于无状态的特点, UTXO的确认速度可以做到很快, 只要不存在双花, 对于并发的交易UTXO并不关心谁先谁后, 只要保证输出是没有被花费的就可以确认了,而给予状态的账本模型是需要一段时间保证这些并发在全网达成共识。

所以,这里存在交易确认时间和交易线性全排序的一个矛盾, 而交易线性排序是智能合约的基础, 又可以简单理解为到底是优先确认时间还是优先智能合约。智能合约意味着更强大的扩展能力,但是确认时间对于交易系统来说的体验至关重要。 Qitmeer技术团队综合评估后, 还是选择了可以支持更快确认速度的UTXO模型, 目前确认速度最快的Block DAG是Spectre协议。

Qitmeer的Spectre协议是区块链协议中最快的马

我们都知道Qitmeer是基于BlockDAG网络协议的公链,DAG具有非常明显的优势,包括高并发性、交易速度快、高扩展性、作恶难度大,以及无需挖矿、无手续费等特点都非常符合Qitmeer公链的定位。

Qitmeer采用了Spectre协议,Spectre协议是目前公开的Block DAG协议中确认速度最快的,像一只奔跑最快的马。 根据DAGlabs的官方的实验室测试数据:假设对于10%左右的作恶节点, 风险系数是1%, 假设传播时间是五秒传遍全网大多数节点(这也是比特币的白皮书中的测试方案, 方便进行横向比较)。这时,比特币需要一个小时才能达到安全确认, 而Spectre在出块率为10的情况下可以在十秒左右达到安全确认, 效率是比特币的600倍。对于既坚持了经典互联网模型和共识,又做出了这么快的确认速度, 即使是日常的小额支付都是可以接受的。

北京的几位著名的技术大V看完Qitmeer的白皮书和开源代后,觉得代码整齐严谨,大家在回头重视这个突然跑出来的黑马。当然,DAG也不是万能的技术协议,也存在两大难点,一个是挖矿奖励分配问题,Block DAG的区块会被多个矿工确认, 而且这个确认理论上的是无法截止的, 也就是说即使是一个很老的区块, 也可以再次被新的区块确认。 所以很难确定以某个特定的时间为截止, 然后再分配奖励;另外一个是交易排序问题,矿工是趋利的, 如果没有特别的惩罚机制, 矿工会优先选择交易费较高的交易,如果所有矿工都这么做, 交易的重复率会很高, 重复的交易对于吞吐量是没有任何贡献的。

为解决这些问题,Qitmeer技术团队最终采用了混合协议,除了Spectre协议之外, 还使用另外一个DAG协议 , 即Ghostdag,同时使用了与Conflux协议类似的加权随机的规则,将这些前沿的技术融合,实现一个结果:即使是随机选择交易, 但是交易费较高的交易更容易被打包进区块的概率更高。

截止目前看,很多人开始把Nervos、Conflux移步Qitmeer公链来做观察,看看这个亦新亦旧的家伙最终跑出一个什么成绩来。