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ALZA打造公链4.0标准:百万tps、毫秒延迟、0手续费,却依然保持去中心化

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ALZA打造公链4.0标准:百万tps、毫秒延迟、0手续费,却依然保持去中心化什么是公链4.0?回答这个问题前我们先来看看区块链历史上的三代公链技术:· 公链1.0,代表BTC,高度去中心化,极低的可扩展性(4tps);· 公链2.

ALZA打造公链4.0标准:百万tps、毫秒延迟、0手续费,却依然保持去中心化

什么是公链4.0?回答这个问题前我们先来看看区块链历史上的三代公链技术:

· 公链1.0,代表BTC,高度去中心化,极低的可扩展性(4tps);

· 公链2.0,代表ETH,引入智能合约,可扩展性略高于BTC(10tps);

· 公链3.0,代表EOS,很好的可扩展性(10k tps),牺牲很多去中心化属性。

看起来,在可扩展性、安全性和去中心化三大基本要素之中,已有的公链标准都无法实现完美的平衡。BTC和ETH不仅在可扩展性上较弱,实用中的安全性也因为交易数据公开向全网传播而大打折扣;EOS解决了可扩展性和安全性的多数问题,却丧失了大半区块链技术最核心的优势——去中心化属性。

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由一支极具野心和实力的硅谷团队打造的ALZA,则有望彻底解决已有公链的诸多缺陷,实现三大基本要素的完美平衡。ALZA可以被认为是公链标准的第四次大迭代,也是区块链技术与现实商业模式结合道路上的关键里程碑。

接下来,我们来详细探究ALZA是如何解决上述关键问题和挑战的。

可扩展性

现实世界是拥挤和繁忙的,商业活动更是如此。中国的双十一购物节中,阿里巴巴处理交易的峰值吞吐量高达20万tps;VISA信用卡联盟日常的吞吐量也有5万 tps。区块链平台要满足全球范围的日常商务活动交易需求,需要实现百万tps量级的吞吐能力。

BTC和ETH作为第一、第二代公链的代表,实际交易速度仅有4tps和10tps,且延迟最长可达数日,手续费高昂,基本无法应用于现实商业模式。究其原因,是因为它们采用POW工作证明共识机制,所有交易信息均需全链用户确认,所有交易历史保存于每位用户的存储空间,极大拖累了公链的可扩展能力。

第三代公链EOS与公链4.0 ALZA为了改变这一现状,皆抛弃了POW机制,改用DPOS委任权益证明来减轻主链的责任负荷。ALZA设置23个超级节点(EOS为21个),以3秒的间隔轮流产生区块,主链的运算资源检查、分配等任务皆由这些超级节点投票决定,使多数参与者免受不必要的逻辑检查的困扰。

在DPOS机制下,公链矿池的运算资源不再浪费在无意义的解密计算中,而是被用来为各种Dapp应用提供运算能力,解决了BTC、ETH等早期区块链技术最令人困扰的资源优化难题。

链下交易

凭借超级节点机制,ALZA和EOS可将交易速度提升至上千tps。接下来为了进一步提升tps的数量级,ALZA进一步引入了链下交易的关键创新。

所谓链下交易,就是交易的大部分环节与数据不向主链上传,仅在链下的交易对手间传递。ALZA的链下交易空间称为支付场。例如,当Alice需要与Bob发起交易时,他们就会临时发起一个链下支付场。在ALZA中,这种支付场被称为自组织支付场,具有自我优化、适应的能力。

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每个链下支付场由ALZA的自适应算法自动分配合适数量的普通用户(在ALZA中定义为卫星节点)充当见证人,一个支付场可以包含任意数量的交易参与者,存续期间可以发起无数次交易。因为无需涉及大量见证人和相应的数据传输,交易的延迟可低至毫秒级,费用几乎可以忽略不计。

当一个支付场的交易全部完成即可关闭,关闭后交易各方的最终账本状态会经过哈希加密等待向主链上传。条件适当时,多个支付场的最终数据还可以打包向主链传送,进一步节约主链资源。

这样一来,大部分的交易实际上无需等待主链即可发起、完成,交易详情也不会完整扩散到全链;大量支付场可以同时发起,充分利用并行处理资源,极大提升了网络的扩展性能。ALZA预期可实现百万tps的吞吐量级和毫秒级延迟,足以满足全球范围的日常经济活动需求。

此外,如果交易者需要,可以支付额外的手续费用将交易内容上传至主链供验证,以实现最高的交易安全性。但在此种模式下,也不需要主链的全部节点实施验证,而是根据支付的交易费用自动分配验证节点数量。如此便形成了交易验证的市场机制,愈加重要的交易(支付的手续费更高),得到的验证资源越多,使整个系统保持高效运行。

RaFi(卫星冗余阵列)

RaFi是ALZA最重要的技术创新机制。基于这套机制,ALZA实现了超高吞吐量下的去中心化,同时充分保证了整个网络的可用性与健壮水平。

在ALZA网络中,大量的普通用户被归类到众多群集(cluster)中,每个群集拥有成千上万的卫星节点。每一个群集都有一个系统根据综合参数选出的命名节点,负责统筹安排群集内的数据存取任务。

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当Alice需要同Bob进行交易,或通过Dapp进行类似的其他互动时(交易可以表现为各种ALZA生态内Dapp所定义的形式,例如传递消息、发送游戏道具、向主播赠送礼物等等),Alice会将相关交易数据的存取需求发送至本群集的命名节点。后者根据网络延迟等数据,就近选择三个卫星节点充当数据存取服务端,将数据冗余存储在这些节点的存储器内。需要调用数据时流程调转,命名节点收到请求后会根据以前的存储记录,依次调用卫星节点保存的数据资料。

因为每份数据只需保存在相对随机的三个节点内,意味着ALZA全网的数据存储能力是极大的。以每个卫星节点总存储空间128M字节计算,一千万用户就可以提供高达400T的交易数据存储空间,且具备三重冗余备份能力,足以应付大多数网络平台的数据需求。未来随着技术进步,每个卫星节点保留的存储空间可进一步扩展至1G甚至更多,使全网数据承载能力不断提升。

同时,所有的卫星节点均会保存数据的历史变更记录;而每个群集还会有额外的快照与备份节点,储存整个群集内交易状态的历史信息备用。当命名节点崩溃或类似灾难发生时,快照与备份节点可以恢复群集的状态到之前的正常时刻。这种机制足以应付绝大多数的数据灾难冲击,使ALZA拥有了很强的稳健性。

由于交易数据、Dapp使用的应用数据均保存在分散的随机卫星节点中,每个卫星节点对主链的贡献其实是均等的。主链只承担少数交易的验证责任,并维护整个网络的基础共识,无法接触到每笔交易的详细数据和隐私内容,这也显著削弱了超级节点的权力。这些机制综合起来,使ALZA恢复了被EOS放弃的高度去中心化属性,同时还获得了更强的稳健性和安全性,一举实现了区块链三大核心要素的完美平衡。

ALZA团队:理论与实践的双重优势

相比其他区块链项目,ALZA的团队有着突出的专业水平和学术精神:团队核心Eric Li出身于谷歌顶级大数据研发项目,是ASONAM最佳论文奖获得者,与李彦宏同一博士导师,在数据分析、挖掘、核心架构等领域有着丰富的开发经验和学术造诣;Nate Zou在美国最大的中小企业支付平台Intuit Quickbooks担任支付产品经理,对支付产品的技术底层、架构设计、风险控制有着深度理解;团队其他成员也都来自谷歌等顶级企业的核心技术项目,并对区块链技术充满热情和信心。

拥有一流团队的ALZA,出手便技惊四座,凸显不凡:ALZA的白皮书完成之后,立刻获得康奈尔大学专业评审认可,以区块链领域极为罕见的底层技术论文形式公开发表——迄今为止,只有BTC、ETH等少数一流公链曾获此殊荣;团队认为,传统的中心化支付技术非常成熟稳健,相比之下已有的区块链项目则显得脆弱和幼稚,不可能颠覆传统商业模式;ALZA则取得了前所未有的重大突破,实现了银行级的性能、安全性和稳健性,足以成为传统中心化商业体系的升级和替代。

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总结

ALZA的设计是非常巧妙和出色的:既利用超级节点、链下支付极大提升了交易扩展性,又通过创新的RaFi保证了去中心化属性,并将网络的安全、稳健性提升到了全新的高度。

完美实现三大基本要素的平衡后,ALZA就拥有了在现实世界颠覆传统商业模式的巨大潜能。中小零售企业、电子商务平台、网络游戏、视频直播服务、物联网……诸多行业都能利用ALZA打造成本极低、速度极快、足够安全的交易和互动体系,利用区块链技术对本行业进行去中心化改造升级。由此可见,ALZA有足够的资格成为区块链4.0时代的代表和领军平台。

历史上,实现关键技术创新的区块链产品都为早期投资者带来了巨大的回报,而ALZA的诞生又一次为投资者创造了这样的机会。今年会有众多公链上线展开激烈角逐,但只有ALZA的前景值得所有人重视和期待。

项目一上线,就受到了美国投资机构与评级机构的关注与邀约

—telegram电报群也在两个月内吸引了5.5万海外粉丝关注,关于技术原理与技术创新踊跃提问了解

—twitter也吸引了9000粉丝关注,短期内海外媒体争相报道,并给予了高度的评价

—Github Watch 40/Star 141/Fork 49

Twitter: https://twitter.com/ALZA_Official

Telegram: https://t.me/ALZA_Official

Whitepaper: https://arxiv.org/abs/1805.11510

Website:www.alza.io

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