VEE:讓區塊鏈走向主流的基礎設施

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區塊鏈由於其分散式的特點,在無須單一信任主體情況下,可以實現點對點的互信和交易,這在人類歷史上首次出現了全新的共識達成機制。這讓它在未來具備了很大的應用潛力,並有潛力改變商業和組織的發展方向。

但區塊鏈也是一種昂貴的系統,冗餘、難以擴充套件,在保證安全和去中心化的同時,效能難以保證。

這導致區塊鏈很難走向主流。因此,區塊鏈走向主流除了缺少殺手級應用之外,更重要的障礙是區塊鏈本身基礎設施還不完善,它的效能、擴充套件性、費用都無法支撐起大規模的人群。

為了讓區塊鏈走向主流人群,讓更多人獲得更多不同的區塊鏈服務,有不少區塊鏈專案在探索。人們在共識機制、加密經濟學、區塊鏈架構等層面不斷探索和創新。比如,在共識機制上,除了PoW,還探索出PoS、DPOS,LPOS等共識機制;此外,還有其他的探索,比如分片技術,側鏈技術,狀態通道技術等,還有更多的探索在路上。

可以說,在技術界,有一股內在的強大力量在推動區塊鏈走向主流人群,雖然會面臨很大困難,但為了讓區塊鏈技術所帶來的潛能最終釋放出來,一些最具有創新精神的技術人員正在透過不同的方向推動區塊鏈的發展。

藍狐筆記最近關注到一個VEE的專案,它的全稱是Virtual Economy Era,直譯是虛擬經濟時代,VEE的Coin簡稱是VVV。它的願景是透過區塊鏈推動虛擬經濟時代的發展。具體來說,VEE是透過什麼樣的路徑來達成它的願景?

VEE的團隊創始人是PoS的發明者Sunny King,也是點點幣和素數幣的創始人。讓我們來看看在區塊鏈歷史上留下自己印記的創新者這次帶來了什麼內容。

VEE:試圖打破區塊鏈走向主流的障礙

目前看,區塊鏈走向主流人群最大的障礙不是應用,而是基礎設施達不到要求。要想完善基礎設施,需要對區塊鏈技術進行整體的審視。如何讓更多開發者參與到區塊鏈開發中來,如何降低開發和維護區塊鏈的成本?如何提高可擴充套件性,可以滿足大規模使用者的需求?

這些問題都是需要同時解決的,只有解決了這些基礎問題,區塊鏈才有機會走向主流人群。VEE的願景是要推動虛擬經濟時代的發展,最關鍵的實現路徑就是完善這個基礎設施,讓更多開發者和企業能夠參與到區塊鏈中來。

VEE從新的角度看待區塊鏈技術,它提出了物件導向級的分散式資料庫雲解決方案,試圖滿足高併發等主流場景的去中心化應用需求。

除了區塊鏈資料方面的一些創新,VEE在共識機制上引入了SPOS的概念,它的目標是成為高效能的區塊鏈系統,滿足擴充套件性的需求。

其他方面值得注意還有它的主鏈和側鏈的模型、建立區塊鏈所需的工具包、相容性的智慧合約、移動輕節點錢包、冷錢包等。

透過這些獨有的解決方案,VEE試圖重新理解區塊鏈,在大幅度降低區塊鏈技術成本的同時,實現區塊鏈的可擴充套件性,實現讓更多開發者利用VEE平臺建立自己的區塊鏈,從而推動區塊鏈走向主流,加快虛擬經濟時代的帶來。

那麼,具體來說VEE是如何做的?我們從區塊鏈資料庫雲、SPOS共識演算法、模組化構建基礎設施、智慧合約的相容性等方面進行詳細闡述。

VEE的區塊鏈資料庫雲

BTC/" target="_blank"">比特幣區塊鏈是為發行加密貨幣而設計的,它不適合用作資料儲存,它的資料儲存方式非常昂貴,是一個冗餘的系統。每個全節點都有完整的資料集,它天然有可擴充套件性限制。

從VEE的角度,區塊鏈技術帶來的模式轉變是去中心化。如果從這個角度來看待區塊鏈資料庫,會有新的東西。

VEE認為現有的大部分資料都可遷移到區塊鏈資料庫中。區塊鏈中,任何人都可以透過公私金鑰對實現賬戶管理,這個過程中,不用中心化的管理。除了加密形式儲存的資料,區塊鏈上的所有資料都是公開的,這些資料的隱私保護,主要是透過虛擬身份的匿名方式來實現。它跟中心化的資料庫不同,中心化資料庫可能會被駭客攻擊並丟失資料。

在現實中有很多場景,如果能解決這些場景需求,可以讓現有的很多資料庫遷移到區塊鏈資料中,可以享受到去中心化的優勢,又能降低成本。

比如應用程式的有集中管理需求怎麼辦?應用程式需要客戶身份識別怎麼辦?如何在去中心化的模式下融合進來?

集中管理的需求可以透過節點軟體內的業務邏輯實現。客戶端軟體中內建管理員的特權金鑰對。具有該金鑰對的使用者可以選擇標記違反服務協議的金鑰對為違規者,也可以標記特定資料用作審查。違規的資料會被節點軟體看作為無效資料。當然,違規者資料有權進入區塊鏈,但這些資料不被官方節點軟體承認,這是一種有限審查的管理。

關於身份識別方面,則可以透過公鑰白名單制度實現這一功能。只有公鑰列表白名單資料才能被軟體承認和識別。

在去中心化模式下,解決了身份識別和特定資料的管理需求之後,可以實現現有的部分資料庫遷移到區塊鏈資料庫中。

VEE平臺把資料庫中的元素看作是物件(objects),包括公鑰、私鑰、化身(虛擬身份)、組織、可替代物、賬號等。有了主體物件,也會產生相應關係。基本關係包括所有權、建立和發行關係。所有權主要是指身份和物件之間的關係;建立則是物件與物件建立者的身份之間的關係;發行則是代幣發行者和可替代物之間的關係。

VEE基本的使用者資料庫操作包括建立資料庫、插入物件、更新物件、刪除物件、建立索引、按索引鍵值查詢。其中所有權型別的資料模型中,只有建立物件的所有者才能刪除或修改物件。所有權也可以轉讓,物件的所有者也會隨之發生改變。有部分資料,比如wiki應用不需要為每個資料記錄標記所有權,物件被插入後,其他人或者白名單身份可進行修改或刪除。

為了處理更靈活,VEE平臺還計劃引入高階資料庫查詢功能,類似於MongoDB的物件-關係型查詢語言。VEE也會提供資料庫遷移工具,可以實現應用資料的遷移,把資料遷移到自由的獨立區塊鏈上。

VEE的SPOS共識演算法

VEE在PoS的基礎上,推出SPOS的概念,目的是實現高效能的區塊鏈。SPOS英文全稱為Supernode Proof of Stake,直譯為超級節點權益證明。它也是VEE的重點所在。SPOS共識機制有一些新特點,包括區塊鑄幣的間隔、冷鑄幣、權益流動性等。

PoS的提出

在談論SPOS之前,有必要先提一下PoS,這也是VEE創始人Sunny King的原創發明。

PoS共識機制是由Sunny King於2012年提出來的,首先在點點幣上使用,它是根據參與共識的節點所持有的代幣量來進行區塊鑄造分配,類似於比特幣的算力挖礦。它放棄了透過能源消耗來達成共識安全的方法,降低了系統的運營成本,還有降低進入門檻,有機會讓更多人進入區塊鏈的生態系統。

PoS也有爭議的聲音,比如有人提出了“權益碾壓”的弊端,就是透過權益的優勢獲取不對稱的優勢。後來的改進中,引入了kernel的共識欄位,這是一個共識數字,在一個給定時期內由協議選擇一個區塊,選中的區塊可以對kernel作出改變。kernel可以看作是區塊鏈上緩慢變化的隨機源,一小段區塊鏈分叉影響有限。透過kernel核心保護,一般來說,可以消除權益碾壓的威脅。

PoS的另外一個爭議是代幣鑄造者會傾向於嘗試在區塊數的所有分支上進行鑄造,因為不涉及工作量證明,不涉及能源消耗,沒有什麼損失。同時,也可避免因為某個分叉輸掉競爭導致的損失。不過PoS的核心是權益證明,系統健康發展利於權益的價值增長,如果在所有分支上進行鑄造,本質上是對系統的攻擊,也會造成權益價值的損失。這個損失會超過分支鑄造所能帶來的收益。從理性行為選擇的角度,不會做這種選擇。

SPOS的改進


為了實現高效能的區塊鏈系統,VEE平臺在PoS基礎上,進行了最佳化,一個方面是保證去中心化的共識,一個方面是實現更高的效能。它提出了鑄造時段、平均加權餘額等概念,可以防止代幣“鑄造”集中化、實現更高的安全,同時降低門檻,增加權益流動性,讓更多人參與進來。

鑄造時段帶來平等鑄造權

VEE的SPOS在PoS的基礎上做出了改進,提出了一些創新概念。

首先,SPOS有一個鑄造時段(也稱為鑄造槽位)的概念。透過它可以實現鑄造代幣的固定區塊間隔,每個時段對應一個同等份額的鑄造權。要想獲得鑄造代幣的權力,首先要獲得鑄造時段的所有權。

VEE定義了60個鑄造代幣的時段,每個時段對應其中特定的一秒鐘。如果你獲得了其中特定一秒內的鑄造權,你就可以進行該時段的代幣鑄造。

這樣的設計有一個好處,鑄造者一般來說會輪流進行代幣鑄造。同時,如果某個超級節點停止執行,對系統的效能和出塊的影響也不大。

在VEE中,為了實現鑄造行為的正確排序,超級節點的本地時鐘和系統網路時間協議會進行同步。

因為有了鑄造時段的概念,要想獲得鑄造權,就需要獲得鑄造時段,而獲得鑄造時段是需要競爭的,競爭可以在任何時間內發生,挑戰者可以選擇某一時間段向當前的鑄造者發起挑戰。挑戰也需要支付挑戰費用,這樣可以防止濫用挑戰。挑戰的勝負由協議來確定,協議會根據競爭者和當前鑄造者所質押的權益多少來決定誰是勝者。

那麼,讓我們來看看鑄造者的權益代幣組成,它包括自有且沒有出租的代幣加上從其他使用者哪裡租借的代幣。這裡的出租,跟比特幣的礦池概念類似,鑄造者會支付利息給出租代幣的所有者。不過,代幣的所有權不會因為租借關係發生轉移。鑄造者只能用於權益抵押,無法進行消費或者轉移所租借的代幣。

VEE的SPOS設計的最大特點在於它鑄造時段具有平等的鑄造代幣權,這意味著超級節點擁有平等的地位和相同的鑄造產出。

相比於比特幣的挖礦機制,它可以防止系統的“礦池”走向集中化。集中化對系統的去中心化程度進行削弱,進而對系統安全產生潛在威脅。

基於鑄造時段所帶來的平等鑄造權,超級節點逐步形成鑄造池的市場。由於鑄造權益有很大部分來源於代幣持有人出租的代幣,這裡會形成一個自由市場,代幣持有人會傾向於把代幣出租給出更高租借利息的超級節點。但是,超級節點的鑄造代幣的產出是固定的,它不可能無限制的提高租借的利息,除非自己完全不盈利,甚至虧損,這也無法持續。因此,超級節點為了盈利,也有內在動機來降低租借的利率。所有,隨著市場的競爭,最終來說,超級節點的租借代幣利率會趨同,會達到一個平衡。

其次,為了達成穩定的效能,VEE對超級節點也是有要求的,要求硬體資源達到一定的標準,VEE會透過社羣力量進行硬體資源的標準化和不斷的提升。

最後,VEE平臺也採用了手續費銷燬模型,這樣可以降低通脹率,也可減少鑄造者之間的利益衝突。

平均加權餘額等計算模式帶來權益流動性

SPOS是權益證明共識機制,它的安全跟參與鑄造的權益數量直接相關。對權益流動不做限制可以降低使用者參與鑄造代幣的門檻,也利於網路安全。實現了權益流動性,鑄造者可以隨時消費或轉移其擁有的權益,代幣持有人在取消租借關後隨時花費和轉移權益。

權益流動性的不足之處是,它可能引發特定攻擊的可能性。比如因為權益是流動的,一個人可以利用流動性,透過快速轉移權益來獲得多個鑄造時段的鑄造權。相當於同一權益在多個鑄造時段獲得鑄造權。這是不合理的,這算是一種攻擊行為,被稱為頻繁競爭攻擊。

VEE對抗此類攻擊的方法是,它引入了衡量賬戶餘額的一種方法,它讓權益必須在賬戶中留存一段時間,之後才能讓餘額衡量恢復到滿額,用這種方法來阻止頻繁競爭攻擊,類似於鑄造時段競爭的累積平均。

那麼,VEE的賬戶模型和餘額怎麼計算?

VEE採用了賬戶模型,而不是UTXO模型。一旦有了租借關係,賬戶的基本餘額包括:擁有的餘額和鑄造餘額。鑄造餘額是擁有的餘額加上從使用者租借來的餘額再減去租借出去的部分。

由於權益的流動性,餘額計算涉及到了數量和時間的關係。VEE的幣齡,如按天來計算,相當於代幣數量乘以持有這些代幣的天數的乘積。假如Bob收到Alice發來的100個代幣,持有了80天,那麼Bob的積累幣齡是8000天的幣齡。如果Bob花費了這個100個代幣,那麼,Bob所積累的幣齡就被銷燬。

為了讓一段時間內連續的輸入不影響這段時間的餘額計算,同時也為了照顧穩定性和效能,VEE提出了加權平均餘額的餘額計算模式。

加權平均餘額計算模式降低了計算複雜度,只在鑄造餘額有變動時記錄加權平均餘額。如果餘額頻繁變動,加權平均餘額的下降速度會變慢。同時,只要總的加權平均餘額受控,餘額就不會憑空創造出來。

除了加權平均餘額的計算模式,VEE還提出鑄造平均餘額模式。它取當前餘額和加權平均餘額的更小一方。一旦使用者將所有餘額轉出,鑄造平均餘額為零。這樣,總鑄造平均餘額守恆。

總的來說,SPOS透過超級節點權益共識,有超級節點的更好的硬體資源支援,同時透過鑄造時段所帶來的平等鑄造權,減少“礦池”中心化的趨勢,還透過加權平均餘額等餘額計算模式,既降低了使用者鑄造的門檻,增加了權益流動性,也防止了頻繁競爭攻擊,實現了網路的安全。

在這樣的前提下,SPOS透過自己的方式,來達成更高效能區塊鏈系統的演化路徑,為它的最終目標:虛擬經濟時代的到來提供足夠的基礎設施。


SPOS與DPOS


說到了VEE的SPOS,很自然會想起EOS的DPOS,兩者都是基於PoS衍生髮展出來的共識機制,兩者在實際的落地上有什麼不同?


首先,兩者都有超級節點,但在超級節點制衡、持幣者與節點之間的關係又有不同。


SPOS的超級節點類似於鑄造代幣池,這與比特幣的礦池挖礦有點類似,超級節點跟租借持幣者共享鑄造區塊的利益,兩者存在共生互利關係。


同時,SPOS還有鑄造時段的概念,平等的鑄造權機制讓超級節點無法形成集中化的趨勢,這點跟傳統的比特幣等礦池有區別,因為比特幣礦池存在集中化可能。


由此,一方面,代幣持有人可以跟超級節點共享生態收益,另外一方面,透過平等鑄造權可抑制超級節點的集中化趨勢,增加網路安全。


DPOS的機制,從目前看,為了打擊賄選,持幣者給超級節點投票暫時沒有收益,這引出一個很現實的問題:投票者為什麼要投票?沒有激勵就沒有動力。目前EOS的投票率較低也是激勵不足產生的結果。SPOS則對租借代幣的持幣人共享利益,刺激形成超級節點的代幣租賃市場。


其次,兩者都有提高擴充套件性的共同目標,但在共識演算法的邏輯上又有不同。


從SPOS的角度,要想實現高效能區塊鏈系統,採用固定順序出塊,要優於隨機出塊的模式。固定出塊模式可以加快系統產生下一個區塊所消耗的時間,也能促進節點有動力升級硬體效能。DPOS採用的是隨機出塊模式,確認耗費的時間更長。


最後,在抵禦頻繁攻擊的設計上,SPOS透過平均加權餘額等餘額計算模式,加速了權益的流動性,防禦了頻繁攻擊,利於網路安全。相對比的是,DPOS採用一票可以多投的模式。


VEE和EOS的區別


除了兩者共識機制存在區別之外,兩者的區塊鏈落地解決方案也存在很大不同。


雖然都是要實現高效能可擴充套件的區塊鏈系統,兩者技術落地路線是完全不同的。


EOS選擇了網際網路計算機的模式來支撐它的落地,而VEE選擇了分散式資料庫雲的方法來應對。從VEE看來,它採用的物件導向級的分散式資料庫雲,在高併發、大容量、關係型、鍵值對、資料安全、高效索引等應用場景下都有自己的應對措施。


VEE希望透過物件導向級的區塊鏈資料庫特性,能夠解決大規模dAPP擴充套件性等問題,能夠支撐遊戲、社交、金融、共享經濟等高併發場景應用。這是區塊鏈走向主流人群的關鍵。


VEE的主側鏈模式

為了增加擴充套件性,VEE也引入了主側鏈的模式。側鏈的全節點同時是主鏈的全節點,側鏈可以對主鏈的所有交易進行處理。側鏈跟主鏈的抽象時鐘是同步的。抽象時間的同步可以處理兩個區塊鏈之間區塊的排序問題。

一個側鏈區塊產生時,它會連結到主鏈上的最新區塊,該最新區塊是側鏈區塊的主鏈父區塊,可以允許多個側鏈區塊共享一個主鏈父區塊。VEE的模型不需要側鏈錨定,給予側鏈更多空間。

最終來說,透過主側鏈模式可以構建一個區塊鏈的生態體系。

VEE模組化降低區塊鏈開發門檻

VEE要走向主流人群,很重要的一點就是它成為dAPP的平臺。透過模組化方式,它可以降低系統複雜性,可以為更多開發者和企業進入區塊鏈提供便利。

VEE的協議分層,包括了共識管理層、交易處理層、資料格式層、區塊樹管理層、鏈間處理層、對等網路層、網際網路協議層等。它也提供了不少系統元件,包括可插拔式共識模型、可插拔式業務邏輯容器、資料庫管理元件、資料庫操作元件、資料庫查詢元件、共享對等網路服務、區塊鏈處理全節點、智慧手機輕節點冷錢包、智慧手機輕節點熱錢包、瀏覽器錢包等。

VEE平臺計劃為開發者提供建立區塊鏈所需的工具包。它的區塊鏈模版允許開發者選擇不同的協議引數和可插拔元件。

VEE智慧合約的相容性

VEE平臺計劃同時支援以太坊和EOS型別的智慧合約。以太坊智慧合約使用Solidity的程式語言。EOS則使用WebAssembly來實現Wasm智慧合約系統,Wasm透過C或C++開發後編譯得到。

VEE虛擬機器以模組化方式實現,方便應用程式選擇智慧合約型別。VEE未來也會考慮其他型別的智慧合約系統。

VVV的用途和消耗

VEE Coin的名稱是VVV,VEE區塊鏈平臺最終會產生7,599,000,000個VVV,創世產生5,142,858,000 個VVV,剩餘的2,456,142,000個VVV會透過區塊鑄造過程產生。

按照VEE 平臺的設計,目前它的用途包括交易費用、節點鑄造、資料庫相關功能使用時的消耗(索引、排序等)、資料庫高階API的呼叫消耗、智慧合約的相關使用消耗等。

從VEE平臺的代幣用途設計來看,一個方面是維持系統的執行用。比如交易費用支付給鑄造區塊的節點,抵押代幣作為權益用於區塊鑄造生產,保證記賬和網路安全,從代幣價值提升的角度,抵押代幣可以鎖定一定的流通性,利於升值;第二方面,關於資料庫相關功能使用的消耗、API呼叫的消耗、智慧合約使用消耗,如果VEE平臺能被越來越多開發者和企業所使用,那麼,VVV的消耗也會隨之增加,VVV價值也隨之提升。

總的來說,VVV價值想象空間取決於VEE 區塊鏈平臺能否被越來越多開發者和企業所接受,併成為基礎設施。

結語

VEE區塊鏈平臺有很遠大的願景,它要推動虛擬經濟時代的到來。而要實現這個願景,最重要的是改變目前區塊鏈發展的現狀。

目前區塊鏈基礎設施落後,擴充套件性差、開發費用高、進入門檻不低,如果沒有足夠多的企業和開發者進入到這個領域,區塊鏈很難有機會進入主流人群。

VEE區塊鏈基於這樣的現狀,重新考慮區塊鏈的技術,它希望使用區塊鏈就像使用今天的資料庫那麼容易。VEE平臺把資料庫中的元素看作是物件,試圖透過物件導向級的分散式資料庫雲來解決區塊鏈應用擴充套件性的問題,可以實現現有的資料庫遷移到區塊鏈資料庫中。這也是VEE最大的獨特之處。


此外,VEE還基於PoS提出了全新的SPOS共識機制,提出了鑄造時段的概念,利於實現平等的鑄造權,減少鑄造中心化的可能性,同時還可以滿足更高的效能,實現更大的擴充套件性。

VEE的模組化計劃則為開發者提供了更便捷且成本更低的區塊鏈建立機會。此外,它在智慧合約等方面也有自己的相容性。這讓它有自己包容性的優勢。

總的來說,VEE試圖透過以上的這些努力,為區塊鏈提供更好的基礎設施,從而加速區塊鏈走向主流人群。

從團隊來說,團隊的創始人是PoS的發明者,也是點點幣和素數幣的創始人,在區塊鏈世界有足夠的影響力,期待VEE能探索出更多的可能性,推動虛擬經濟時代的發展。



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