利用加速器實現快速通道，ThunderCore想用最簡單的方式提升公鏈性能_Thunder

快速，現階段公鏈最為迫切的目標。如果區塊鏈真的能帶來價值互聯網，必然需要能承載如此使命的公鏈。然而現實是，這樣的一條公鏈仍未出現。最為成熟的兩大公鏈比特幣和以太坊，其每秒最高處理的交易分別只有7筆和25筆，這樣的速度無法滿足商業應用的運行。Odaily星球日報最近接觸到的公鏈項目ThunderCore認為，實現高速的關鍵在于共識算法。ThunderCore的首席科學家ElaineShi從區塊鏈出現之前開始，給我們解釋“共識協議的歷史”。她介紹，傳統的PBFT和Paxos等共識算法，主要用于Google和Facebook等大型互聯網企業內部分布式系統的服務器同步，只要你的網絡有足夠的帶寬，這些協議都非常快。不過這些傳統協議本身非常繁瑣，在有大規模節點的情況下并非最佳方案。中本聰發明的區塊鏈技術利用數學實現了突破，用不同于傳統的方式達成了共識。Elaine總結，“最長鏈形式共識”的優勢在于簡單和健壯；缺點則是低速和耗能。簡而言之，目前仍未出現理想中的大規模共識協議。ThunderCore嘗試合并上述兩者的優點，設計出新的共識算法，命名為Thunderella。先來解釋“傳統”的部分，也就是ThunderCore的快速通道。Elaine借用了一個非常有趣的場景來闡述這個過程，這個傳統的網絡就像復仇者聯盟內部，需要選出一個leader。假設選舉已經完成，大家選出了V神作為leader，他們的任務是對接下來的交易做驗證和確認。leader的任務是給所有人廣播特定序列號+對應交易，并收集大家返回的驗證，只要有達到三分之二的人確認，交易即可被寫入區塊。假設這群人里面有小于三分之一是壞人，且leader也算是好人，每一輪大家對特定序列號都可達成共識，并不斷往前推進。可是，一旦leader是壞人，他可以不發交易，或者給不同人發不同的交易，導致共識無法達成。也就是說，這個系統現在失效了。Elaine解釋，在傳統協議中，一般有兩個通道，正常通道和恢復通道，一旦正常通道崩潰了，就得利用恢復通道實現正常工作。然而，傳統協議的恢復通道非常繁瑣，以致于Visa的區塊鏈提供商chain.com目前直接放棄了實現恢復通道，這意味失效后需要人工同步并重啟正常通道。Thunderalla的做法是，在正常通道失效時，節點會退回到慢速鏈上工作。相當于在正常環境已經被攻陷時，退回到一個簡陋但安全的地方討論，選出新領導。慢速鏈可以使用PoW和PoS的任意一條公鏈，目前ThunderCore使用的是以太坊，未來希望設計一條基于PoS的公鏈。那么，如何發現快速鏈失效了呢？Elaine解釋，這就需要收集證據。快速通道會定期生成鏈上哈希值，簽名后發送給慢速鏈，這寫哈希值就像心跳一樣，給慢速鏈提供了快速鏈工作情況的檢查點。要是慢速鏈檢測到，鏈上已經生成了好幾個區塊，但是快速鏈上卻未定時發來哈希值，就會發現有問題。這時，委員會停止在快速鏈上簽名，并就快速通道上的記錄達成共識，然后統一到慢速鏈上工作，選出新leader之后可以回到快速通道上。Elaine總結，上述共識機制的設計，使得惡意的leader最多只能讓記賬變慢。“在正常情況下，交易在2-3秒內就能被確認。在最差的情況下，也不會比今天的區塊鏈差。”所以leader就像一個加速器，協調快速通道中的記賬。在7月5日與DoraHacks合辦的發布會上，ThunderCore的測試網絡目前已經上線，外界可以通過注冊申請白名單參與測試。Elaine表示，測試網絡在部署100個節點、僅有單一分片的情況下，能達到1000TPS。現階段，測試網絡中快速通道的加速器，依然是ThunderCore自身部署。未來ThunderCore希望實現去中心化，以投票形式選出，并支持多個加速器。由于快速通道使用的是傳統共識協議，Elaine表示需要在性能和去中心化之間平衡，同時做優化，未來設想是約500個節點。至于新節點的加入，未來會先需要在慢速鏈中申請，滿足一定條件后才能加入快速通道。具體的方案團隊已經研究出來，將會在近期對外公布。“不太準確來說，我們會選那些持幣比較多的節點。”當然快速通道對配置和網絡的要求很高，先驗證配置是必須的。Elaine還強調，雖然節點在兩條鏈中切換工作，但開發者在外部只看到一條單一的鏈(asinglelinearlyorderedlog)。因此，Thunderalla協議可以支持EVM這樣在鏈狀結構(linearlyorderedlog)上才能工作的智能合約虛擬機。開發者如果覺得以太坊性能不夠，原來的DApp不需做什么改動，就可以直接在ThunderCore的平臺上繼續運作。團隊方面，ThunderCore現有超過30人，常駐硅谷。首席科學家兼聯合創始人ElaineShi是康奈爾大學計算機系副教授，畢業于清華大學本科，獲得卡耐基梅隆大學碩士和博士。她也是IC3的聯合創始人。除了上述的委員會選舉之外，Elaine表示她還正在嘗試從經濟系統的角度理解加密貨幣系統的健壯性。另一位科學家ProfessorRafaelPass也任教于康奈爾大學計算機系。CEOChrisWang是卡內基梅隆大學計算機科學博士，是社交游戲公司Playdom共同創辦人，也是阿里巴巴、Glasssdoor、Flipkart的早期投資人。我是Odaily星球日報編輯盧曉明，探索真實區塊鏈，爆料、交流請加微信lohiuming，煩請備注姓名、單位、職務和事由。

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