“日本以太坊”Cardano的“区域自治”王国

Cardano项目发起于2015年,是一个完全开源的区块链平台。由两位重量级的人物创办——Charles Hoskinson和Jeremy Wood,均为前以太坊的核心成员。

Cardano的目标不是构建一个类似于以太坊的协议,Cardano的目标是构建一个分层次的区块链生态系统,即清算层(Settlement Layer)和计算层(Compute Layer)。听起来有些抽象?用简单的语言来说Cardano就是一个集成了数字货币(如比特币,莱特币)和智能合约(以太坊,EOS)的区块链生态系统。Cardano的直接竞争对手为比特币,以太坊和EOS。

区域自治,分层区块链生态

为了满足实际的商业需求,Cardano提出核心的分层概念解决当下区块链难以扩展问题。分层是指,目前主流公链中的存储交易是在一条链上进行,而Cardano实行双层双链,分层自治的方针,分为清算层和计算层。

所以Cardano提出了分层架构理念,试图将整个体系划分为清算层和计算层两个层次,分别来解决货币和智能合约两个层面的东西。大家可以把它简单理解为区域自治的概念,货币和应用程序可以分别根据各自的特点采用不同的治理策略。这似乎与传统IT架构模式——分层式架构模式有点像。

Cardano由两个层次组成:

Settlement Layer清算层:Cardano的代币ADA在该层进行流通,并且在这一层用户交易是匿名的。清算层是整个系统的支付和清算的基础,主要用来处理数字货币价值的转移。

Computation Layer计算层:计算层可以简单理解为是改进版的以太坊,主要用来服务智能合约、身份认证、消息通信等功能,以方便开发者在此开发DApp。

采用分层的技术设计,这样的好处在于,可以针对不同的功能需求做出不同的系统升级或者代码部署,有更高的灵活性。比如,在清算层,如果数字交易出现问题,技术人员是可以通过软分叉来进行代码迭代,而在计算层,如果DApp的运行需求有大的变化的话,也是可以单独在计算层进行性能的拓展和升级。这样,就使得整个系统边界清晰,运行良好,同时也实现了更好的拓展和交互性。

值得注意的一点是,Cardano的分层和EOS的分片技术,是不同的概念。分片是同类型链之间的信息交互,而分层则是两条治理理念和治理方式完全不同的链,在同一个生态体系下运行。

除了Cardano的分层区块链概念可以用来提高公链的扩展性,我们看到当前主要的区块链扩容方案还有很多,比如Layer 1扩容和Layer 2扩容。

那Cardano的分层区块链生态与Layer1和Layer2有何不同呢?Cardano实行的双层双链的治理模式,而Layer1主要是在链上操作,Layer2则是在链下完成,两者不在一个区块链生态系统中运行。

Layer 1扩容方法,即改进区块链自身,主要是通过增加区块大小和分片(sharding)。Layer 2扩容方法,则是把计算移到链下,即把运算、交易等业务处理拿到主链之外来执行,只在主链上反映最终的结果,中间过程不在主链做记录。目前,具体的解决方案主要有状态通道(State Channel)、侧链、Plasma、Truebit等,尽管它们解决的问题不尽相同,但它们都是通过链下操作而非链上来实现功能,同时保证足够级别的安全和完整性。业内人士向我们透露,目前,公链扩容已经从Layer 1到寄望于Layer 2。

业内普遍的想法是让共识由layer 1来做,layer 2只负责扩容、提升性能。Layer 1来保证安全和去中心化,绝对可靠、可信;它能做到全球共识,并作为「加密法院」,通过智能合约设计的规则进行仲裁,以经济激励的形式将信任传递到Layer 2上。而Layer 2追求极致的性能,它只能做到局部共识,但是能够满足各类商业场景的需求。所以,Layer 1和Layer 2的安全等级也是不一样的。

动态权益证明共识算法:Ouroboros

Ouroboros是Cardano采用的共识算法,用于Cardano的清算层,用于代币的价值转移,由Cardano自己研发。

但是EOS技术负责人BM认为Ouroboros是DPOS(Delegated Proof of Stake,权益代理证明算法)的复制品,并且做了相关的修改。Cardano的创世人兼技术负责人Charles Hoskinson和BM是前同事,借鉴DPOS的一些用法,是有可能的。BM在2018年初还曾在Steemit上发文畅谈Ouroboros算法,认为Ouroboros不适合去中心化应用,感兴趣的朋友可以阅读《Peer Review of Cardano's Ouroboros》。

其实,Ouroboros也是一种POS机制,与通常的理解的权益代理证明DPOS不同,它是动态权益证明(Dynamic Proof of Stake)。

在Cardano的运行中,时间被分为slot,每个slot时长为20秒。每个slot只能产生一个块,若这个块有问题,或者应该产出这个块的“矿工”(也就是stakeholder的候选人)不在线,或者产出的块没有广播给大多数人,那么这个slot是当作废弃的,也就是会跳过这个slot的块。多个slot为一个epoch,权益的计算是以每个epoch开始前的历史来计算,也就是说在这个epoch中所产生的权益变化不影响当前的这个epoch中的slot的出块者的选择和其他和历史相关的东西。当前epoch中所产生的这些历史只能在以后的epoch中生效。

把每个epoch的slot分成10等份,整个epoch被分为了三个阶段:Commitment Phase,Revel Phase,Recovery Phase,分别占比4:4:2,对应可验证秘密共享协议的三个阶段。

参看知乎网友金晓的文章,简单的实现流程如下:

1.从链的真正创世块开始,硬编码进入了一些公钥和这些公钥对应的权益S及初始的随机种子ρ,之后,这个epoch会采用这些基础信息继续运行。

2.每个节点自己独立运行代码,根据当前epoch的随机种子ρ,执行追寻中本聪算法F,把genesisblock中的权益,随机种子ρ和slot的index作为输入,根据概率获得当前这个slot应该由谁出块(详细过程可参考白皮书)。若发现是自己出块,则执行打包交易等等操作,和bitcoin没有太大区别,但是除了基础工作之外,还会生成一个随机数,但是这个随机数不放到链(块)中,而是放一个承诺Com中。若不是自己出块,则等待出块者出块并广播。收到这个块的时候就进行和bitcoin类似的检查,要是长时间未收到(超出这个slot的时间)则会认为这个slot的块废弃。

3.在当前epoch中不断重复2的流程直到这个epoch中的所有slot结束。

4.在整个epoch的过程中会产出一个在这个epoch参与出块者们(slot leaders)都共同认同的随机种子ρ。

5.在自己的内存里记录好这个随机种子ρ及下一个epoch参与的stakeholders,开启下一个epoch周期,进入2的流程。

以上就是Ouroboros大致执行流程。

Ouroboros的根本目的就是为了根据权益多少,随机的选出一个记账者,并且随机选择的这个过程是不可预知的。所以看完Ouroboros的执行流程大家应该就可以明白,与DPOS相比,Ouroboros非常重视对随机性的无信任源的需求,以确保生产者调度不受制于区块生产者操纵区块内容以控制调度,用随机性来解决安全问题,所以Cardano生态里的记账权是随机的而且动态的,更加去中心化。

而DPOS共识最大的特征,就是在POS权益证明的基础上,加入了现实世界中的议会选举制度,靠所有持币用户投票选举诞生EOS生态中最终获得记账权的21个超级节点,记账权是可以被人为选择的。

Cardano团队称Ouroboros共识算法是第一个经过“同行评审”并“可证明安全”的股权证明共识算法,总体来说,这个算法还需进一步的验证,毕竟这是一个新的算法。

五个发展阶段,目前处于拜伦阶段

根据Cardano官网发布的Roadmap,Cardano发展路线图分为以下五个阶段。

第一阶段:拜伦(Byron)版本——引导的阶段。拜伦阶段为Caradano建立了基准,并允许用户进行交易和转让代币ADA。

第二阶段:雪莱(Shelley)版本——变成完全去中心化的网络。

第三阶段:哥根(Goguen)版本——智能合约的整合。称为IELE的下一代虚拟机和通用语言框架,将被用作未来區块链技术的核心基础设施。

第四阶段:巴库(Bakus)版本——处理改进智能合约。巴库(Backus)版本的功能集中在性能、安全性和可扩展性上。

第五阶段:伏尔泰(Voltaire)版本中——IOHK将添加一个财务系统和治理。伏尔泰(Voltaire)版本通过引入财政部门以重点关注保证和可扩展性,这将确保区块链和社区的永续发展和自给自足性。

Cardano目前正处在拜伦阶段,也是起始阶段,项目目前正在进行改进。这包括代码的改进,比如钱包的后端和调试。Cardano将改进代达罗斯钱包的设计,并让第三方集成API更简单。Cardano将从拜伦转移到雪莱阶段,网络将变得去中心化。

3月25日,Cardano宣布完成其Cardano 1.5的主网升级。该硬分叉将Cardano转为权益证明(PoS)机制,Cardano称其安全性与工作量证明(PoW)机制相当。

3月27日,Cardano官方社群宣布Cardano与铠钱包(Yoroi)和硬件钱包Ledger Nano S已正式宣布整合。Ledger Nano S现在与Cardano的ADA兼容,投资者们能够通过Ledger的钱包保护他们的私钥,并获得更高安全性的ADA访问权限。Ledger Nano S还集成了EMURGO开发的Yoroi钱包,这是第一个支持Cardano Ledger硬件钱包的官方配套应用程序。

根据公开资料,Cardano主网上线推迟到今年第二季度。有评论认为,这是因为其共识机制太过复杂,落地难度大。

代币ADA全球市值排名第10

Cardano的ICO并没有公开发行。Cardano从2015年10月份开始到2017年1月结束,总共经历了四个阶段。一共发行总量450亿中的300亿。由Cardano发布的审计结果可以显示,Cardano所有的投资者几乎都来自于亚洲。尤其是日本,日本投资人至少占到了90%以上。

因ADA颇受日本投资者喜爱,Cardano也被称作“日本以太坊”。

根据CoinMarketCap最新数据,ADA目前的流通市值约为17亿美元,目前全球市值排名第10,紧跟在Tether之后。值得注意的是,其交易活跃度相对较低,换手率7.15%,明显低于EOS等同类型公链项目(EOS56.93%,ETH12.91%),可见持有ADA的投资者相对比较稳定。

大家印象比较深的是,在2017年11月25日到2018年1月5日的40多天内,ADA的价格翻了接近40倍,由0.03美元涨至1.15美元,当时的市值也跃升至全球TOP5,这样的涨幅即使在波动巨大的币市也是不常见的,更何况当时主要的参与者仅仅是日本投资者。根据CoinMarketCap显示,至截稿时止,ADA最新价格为0.069美元。

“三权分立”的组织架构,矛盾不断

Cardano由一家香港的IT公司IOHK开发,这家公司负责了Cardano的整体技术支撑。IOHK成立于2015年,由两个重量级的人物创办:Charles Hoskinson和Jeremy Wood。这两位都是前以太坊团队的核心成员。

这里特别要说一说Charles Hoskinson。他除了参与了以太坊的开发,还曾担任以太坊CEO,还参与了Bitshare的开发,却因和BM理念不合选择退出。所以,他和V神和BM(EOS和Bitshare的创始人)都有着紧密的联系。

鉴于Charles与BM、V神共事的经历,还有一些媒体直言:如果进展顺利,Cardano有望成为超越以太坊的“史诗级”项目。

同时Cardano也与以下几所世界名校保持着紧密的合作:英国爱丁堡大学,美国伊利诺伊大学,美国斯坦福大学。

除此之外,Cardano项目还有另外两个组织共同推进。

Cardano基金会(瑞士),主要负责Cardano资金监管

该基金会作为Cardano项目的最高管理方,提供发展和应用方向,管理项目资金,推动加密货币ADA的应用普及,并负责与政府和监管的沟通。

Emurgo(日本),主要负责Cardano项目生态布局

它的角色是支持并孵化生态内的其他项目团队,将他们接入到Cardano的生态系统当中,从而推进整个项目的生态建设。由于是日本公司,所以ADA在日本的市场开发做的更好。

不过,Cardano虽然采用了“三权分立”的组织架构,看似分工明确、运营高效,实则为团队内讧埋下了伏笔。

2018年10月,Charles与Emurgo CEO发布联合声明,公开指责Cardano基金会不作为和无能,要求团队负责人辞职并接受审计。同时他们宣称将于2020年接管基金会。在公开声明中,Charles还列举了基金会的八大罪状,包括财务不透明和重大事件陈述失实等。

事实上,这已不是团队第一次出现矛盾和分歧。早在今年7月,Cardano中国社区负责人李德离职后便爆出了一些黑幕:负责项目生态技术布局和投资的Emurgo CEO平庸无能、砸盘嫖娼,资方一直在割韭菜……

总结

从底层基础公链的竞争角度来看,Cardano显然是一个非常有实力的竞争者,分层管理的区块链生态,强大的技术研发团队,以及创始人之前的明星团队背景,未来还是有可能与以太坊和EOS争夺公链之王的宝座。

Cardano的整体目标宏大,如果项目顺利完成,价值和意义都非常巨大,同时,项目的复杂度高,也必然带来很大的开发难度,对此,投资者也应适当审视。

比特币在泥潭里偷爬滚打了10年,它安全性是经历了时间检验的。可以说这是所有“山寨币”的硬伤。虽然Cardano 2015年就立项,但是还是不够久。对于看重短期回报的投资者来说,并不合适。由于话题性和市场认知度不高,而且市值较大交易热度较低,短期内很难有太好的表现。

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