比特幣發展至今，已經走過10餘個年頭。在整個漫長的時間裡面，BTC向我們證明藉助可靠的共識機制以及一群去中心化的機器，是可以完成原本只屬於各國央行才能完成的事情：貨幣的發行、結算、交易、轉賬。
但比特幣能被髮明出來，與其說是中本聰過人的聰明才智，還不如說他站在了加密界許多巨人肩膀上發明出來，並恰好遇上了2008年金融危機的歷史性時刻。
早在比特幣發明出來之前，其實已經有許多小有名氣的電子貨幣系統已被廣泛應用過。比如David Chaum在20世紀80年代曾發明的e-Cash以及改進版的DigiCash、 Emin Gün Sirer 教授開發的Karma虛擬貨幣系統、Adam Back博士曾在90年代末發明的HashCash等。這些電子貨幣系統有些在實際執行中出現了問題，導致沒有執行下來。有些則在設計上並沒有存在問題，但因為政策、觀念等原因而沒全球流行起來。
這其中，不得不提的則是在加密行業有著舉足輕重的學術性代表人物——Avalanche共識協議的發明者、康奈爾大學Emin Gün Sirer 教授曾發明的 Karma 虛擬貨幣系統。
已獲成功的 Karma 虛擬貨幣系統
Emin Gün Sirer 教授不僅是一名學術和研究人員，還是一位典型的極客。作為康奈爾大學的教授，他不僅從事加密貨幣、區塊鏈、分散式系統的相關研究，更積極參與這些領域的實踐。
早在2002年他推出了名為「Karma」的 虛擬貨幣系統，這可能是首個使用工作量證明（PoW）共識演算法的數字貨幣。但Gün Sirer 教授的初衷是相對簡單的，他希望利用「Karma」的 虛擬貨幣系統解決P2P網路（比如迅雷、電驢基本都是用這個協議）下載十分慢的問題。在經典的P2P網路中，使用的基本都是 BitTorrent協議來完成下載，也就是俗稱的「BT下載」。但是BT下載是要求整個網路中下載節點也要貢獻頻寬進行上傳檔案的。簡單理解，就是你用BT下載一個電影的時候，也要為其他人作為中繼，給他人上傳你的電影資源。只有下載與上傳頻寬相對均衡，整個網路體驗才能變好。
然而現實時，往往人都是隻樂忠於下載自己所需要的資源，卻不樂於為他人貢獻頻寬。這樣導致許多人體驗極差，網路十分擁堵。為了解決這個問題，Emin Gün Sirer 教授就為P2P網路設計了一款「Karma」的 虛擬貨幣系統，希望透過貨幣獎勵與交換的方式，來激勵使用者積極參與整個網路的頻寬網路中，促進系統可持續發展。
Karma，一種 P2P 系統中的虛擬貨幣
在當時整個網路中，「Karma」的 虛擬貨幣系統得到了成功驗證。可惜的是，2002年恰是美國社會在反恐怖主義活動的年代，政府對恐怖主義融資更是嚴管。而點對點貨幣系統容易成為恐怖主義融資的工具，這導致Karma的推廣遇到了比較大的監管障礙，使得Karma一直未商業化。直到2008年金融危機，出於民眾對政府與金融機構的極度不信任，同樣使用PoW共識機制的比特幣則成得到了落地的機會。
致力於分散式系統的發展
縱觀Emin Gün Sirer 教授的學術生涯，他一直在致力於推動分散式系統的發展。
除了「Karma」這一經典的代表作，Emin Gün Sirer 教授聯合高校與工業界創立了 IC3 組織，希望能透過聚集更多高校的研究人員以推進加密貨幣、分散式系統、智慧合約等技術的基礎設施搭建。作為一個由美國國家科學基金會（The National Science Foundation）資助的大型跨組織專案，IC3 組織吸引了來自康奈爾大學、康奈爾理工大學、以色列理工學院、加州大學伯克利分校和伊利諾伊大學香檳分校等7所知名高校的教授與研究生參與，是業界頂級的研究機構。
在Emin Gün Sirer 教授眼裡，比特幣的成功引起了整個社會的大量關注，這是好事。但要區塊鏈、分散式系統真正發展起來，業界還需要更多有技術含量的專案。因此，創立IC3 組織的意義更多是讓區塊鏈與分散式系統走進學術與工業界，吸引更多教授、學生、工程師參與到區塊鏈行業，從而成為行業的中流砥柱。
簡稱為「自私挖礦」的論文
另一方面，Emin Gün Sirer 教授也一直深耕區塊鏈的學術研究，並取得了非常大的成就。他在區塊鏈領域的論文著作「自私挖礦」，發表在計算機領域的頂級期刊 Communications of ACM，並獲得高達1157次的引用，應該是中本聰的比特幣白皮書之後的最高引用次數論文。隨後，Emin Gün Sirer 教授還致力於開發了「Covenants」的安全錢包系統、「Teechain」的二層網路等。
當然，這個行業大佬從未停下探索的腳步，進一步帶來的是，顛覆性的、新型的區塊鏈平臺——基於「Avalanche」共識機制開發的「AVA」平臺。
邁向未來的「AVA」平臺
「AVA」平臺致力於打造一個新型的區塊鏈公共平臺，為行業提供一個高效能的、可擴充套件的、可定製的、安全的解決方案。
比特幣的PoW共識機制已經被廣泛驗證可行，但它的吞吐量以及對能源的消耗，成為了它未來發展的阻力。以太坊利用PoW共識機制打造了世界計算機平臺的概念，但其效能卻難以支撐大規模的商業應用。
「AVA」平臺則在以太坊的基礎上，進一步更務實地要解決一些通用性的業界問題。
首先是需要打造一個高效能的共識引擎。
PoW共識機制最大的問題就在於挖礦節點發展到後期，就會被大型算力礦池所壟斷，難言去中心化。更為人詬病的是，它的網路吞吐量實在低下。這也是為什麼以太坊要轉型到ETH2.0的關鍵原因。
EOS、波場等採用的DPOS共識演算法雖然能夠提供較高效的共識機制，但少量超級節點參與驗證的機制難言其具備真正的去中心化特性。
「AVA」平臺所採用的「Avalanche」被譽為第三代共識協議，其誕生就是為了解決「去中心化」與「效能」的矛盾。Avalanche選擇了 PoS 作為核心的抵抗女巫攻擊的機制，這要求參與驗證的節點都需要抵押一定的代幣作為驗證的門檻。當與DPOS全民參與投票選擇超級節點的機制不同，Avalanche共識機制則採用了隨機取樣的方法來決定驗證者。
三組已知的共識協議對比。雪崩（Avalanche），雪人（Snowman）和霜白（Frosty）都屬於雪系列共識協議，即AVA採用的共識機制。
這也就是說，網路中的任一節點都能夠透過質押代幣來成為驗證節點。然後，為了判斷賬本到底有沒有被篡改，網路會隨機選擇一組驗證節點的驗證結果作為樣本，向它們詢問當前的狀態，如一筆交易是否有效。如果發現這個樣本中大多數人的結果和自己不一樣，那麼就修改自己的結果。接著，再隨機選擇一個樣本，重複相同的過程。而不斷重複做取樣、修改自己的狀態、再取樣的過程中，節點會在最後達成一個一致的結果，這就完成了最終驗證上鍊的過程。
這個動圖很好解釋共識機制的執行結果：
假設現在網路中一個使用者發了兩筆矛盾的雙花交易，其中一部分節點收到了 A 交易，這些節點為黃色節點；另一部分節點收到 B 交易，為藍色。A 和 B 是矛盾的，為了系統正確執行，只能有一個交易被透過。隨後，每個節點隨機選擇一組其他節點詢問，若樣本中大多數和自己顏色不同，則修改自己的顏色和大多數保持一致。不斷隨機選擇、修改自己的顏色……在經過數十輪甚至上百輪的取樣之後，整個網路神奇地都變成了藍色。
這個共識機制充滿了隨機性，這導致驗證節點想要篡改結果是難以做到的，因為你即使想篡改，也會在多次取樣中被達成一致。在AVA 的論文中，大約 17 次重複就能夠達到一致。而一般情況下，不會出現如此苛刻的條件，因此交易能夠在數輪，也就是說1-2兩秒內達成確認。
根據最新的實測資料顯示，在「AVA平臺」測試網執行的結果是3400tps，1.35 秒的交易確認，已經達到目前業界的頂尖水準。更值得關注的是，這僅僅只是在一個基礎底層測試的結果，未來主網執行會調整更穩定快速的引數，若結合第二層擴容方案效能將達到更高的水準。
在 AVA Labs 的論文中對協議進行了詳細的證明，不僅僅包括效能，還有安全性上的保障。比特幣只能保證 51% 的安全性，傳統經典共識只能保證33.33%的安全性。「雪」系列（即其中的Avalanche）共識透過引數的調整能保證 51% 以上的安全性。
DAG結構是高效能的新選擇
與過去鏈式結構不同，現在有許多新型的區塊鏈在轉型使用DAG結構，例如IOST、DFINITY等。
區塊成鏈的結構，為歷史資料的可追溯奠定了基礎。但是，隨著執行時間的加長，區塊的高度也在不斷增長。這意味，當一個近期的區塊與很久之前的區塊有關聯時，查詢、搜尋、儲存的效能會成為非常大的問題。
但是大型商業場景中，資料的搜尋、查詢、儲存都是非常核心的指標。因此，「AVA」平臺採用的也是DAG （有向無環圖）系統為主（但子系統可以選擇是線性區塊鏈結構）。在論文中，我們可以看到「AVA」平臺利用真實AWS（亞馬遜雲） 上執行了 2000 個低端配置、分佈在全球各地的節點得到了10000+TPS的效能資料。
更靈活的虛擬機器、子系統配置
在確保效能得到滿足後，「AVA」進一步解決的是通用開發問題。
目前在以太坊、EOS上看到的，往往都是隻能執行一種專屬的虛擬機器環境。而資產方面，也只能發行專屬鏈的資產。
「AVA」平臺希望打造的並不是一個小眾的平臺，而是能夠真正地迎合未來大眾商業市場的區塊鏈平臺。因此，它為開發者提供了多種虛擬機器選擇，讓你自由地在上面選擇稱心如意的環境進行開發。
接著，專案方完全可以基於「AVA」平臺開發符合自己需求的專案。比如，你可以針對當地法律框架，開發出針對本國投資者身份、資質等合適的數字資產。你也可以使用白名單、黑名單等機制，來賦予數字資產更多限定，從而滿足當地的監管框架。而且，專案方也可以在AVA上限定相應的節點門檻，以免更多公開節點來擾亂專案的執行。
簡而言之，「AVA」平臺一方面希望對開發者更友好，吸引更多技術開發者參與到神態上。另一方面「AVA」平臺希望整體框架能夠更通用，並符合各國各地區的監管框架，使得行業「AVA」平臺能成為合規的通用區塊鏈平臺。
未來，星辰大海
Emin Gün Sirer教授 說：「我們從事的不是曇花一現的行業，加密貨幣和區塊鏈並不是一件小事，這是計算的未來。」
看得出這位大佬對行業的熱愛，並不只是簡單地停留在令自己利益得到最大化。在他眼裡，區塊鏈更多不是一個賺錢的工具，更是一個熱愛的、光明的事業。他希望用自己的影響力、學術能力、技術能力真正地推動行業在發展，讓這個世界能夠更快速地、更友好地擁抱區塊鏈。這一點，是我們值得稱讚與仰慕的精神。
