MultiVAC的全分片架構(gòu)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方案

近期，公鏈項(xiàng)目MultiVAC發(fā)布了分片技術(shù)方案中文版《MulTIVAC全分片黃皮書：計(jì)算、存儲(chǔ)、傳輸全維度分片實(shí)現(xiàn)區(qū)塊鏈完全擴(kuò)展性》。

該方案的英文原版早在2018年9月就已發(fā)布，本次發(fā)布了其中文修訂版。

擴(kuò)展性是當(dāng)前區(qū)塊鏈技術(shù)的主要瓶頸，主流公鏈的吞吐量遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足商業(yè)應(yīng)用需求，如比特幣僅能支持每秒4-5筆交易，以太坊是每秒10筆。分片作為在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域的經(jīng)典擴(kuò)容方案，在并行化執(zhí)行方面表現(xiàn)優(yōu)異。但目前的區(qū)塊鏈分片技術(shù)仍不成熟，如分片項(xiàng)目zilliqa和ElasTIco等都僅對(duì)礦工進(jìn)行分片，未解決存儲(chǔ)和傳輸瓶頸，無(wú)法實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的完全擴(kuò)容。

該黃皮書具體描述了MulTIVAC的全分片架構(gòu)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方案，主要包括：

· 通過一個(gè)精妙的基于Merkle Root的分布式存儲(chǔ)和傳輸創(chuàng)新機(jī)制，使用極其精簡(jiǎn)的數(shù)據(jù)就能對(duì)大數(shù)據(jù)集進(jìn)行高效和安全地校驗(yàn)、增量修改和跨片通訊，大幅度降低了賬本規(guī)模和網(wǎng)絡(luò)傳輸量，減輕了礦工的存儲(chǔ)負(fù)擔(dān)和傳輸負(fù)載，從而實(shí)現(xiàn)了存儲(chǔ)、傳輸、計(jì)算的分片；

· 在分片機(jī)制上用 PoS 機(jī)制抵御 Sybil 攻擊，使用可驗(yàn)證隨機(jī)函數(shù) （VRF）將區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)劃分為若干“分片”并將礦工動(dòng)態(tài)分配給分片，內(nèi)部通過拜占庭共識(shí)族處理交易；網(wǎng)絡(luò)還可根據(jù)負(fù)載變化進(jìn)行分裂增長(zhǎng)。

據(jù)了解，MulTIVAC的設(shè)計(jì)方案不同于現(xiàn)存幾乎所有的分片方案，這個(gè)全維度分片方案，既使得區(qū)塊鏈分片的并行化處理成為現(xiàn)實(shí)，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)性能的線性增長(zhǎng)和無(wú)限拓展，又降低了礦工參與門檻，維護(hù)了區(qū)塊鏈去中心化的原始價(jià)值主張。

在2018年10月份進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中，MultiVAC 在由 64 個(gè)分片、12800 個(gè)節(jié)點(diǎn)組成的網(wǎng)絡(luò)中達(dá)到了 30784 TPS，單分片處理能力超過 500 TPS；隨著節(jié)點(diǎn)數(shù)量和分片的增加，全網(wǎng)性能表現(xiàn)出優(yōu)異的線性增長(zhǎng)。

MultiVAC CTO 應(yīng)翔解釋到：

“公鏈擴(kuò)容的瓶頸，不僅僅在于計(jì)算，更在于存儲(chǔ)和傳輸。假設(shè)有一個(gè)TPS可達(dá)到VISA水平（平均2000）的區(qū)塊鏈系統(tǒng)，每個(gè)礦工都存儲(chǔ)一份全賬本，那么每年這個(gè)賬本將增加23T（1T=1024G）的數(shù)據(jù)，并且隨時(shí)間線性增加。如果不對(duì)存儲(chǔ)和傳輸進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，這樣的負(fù)載無(wú)論對(duì)于整個(gè)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)還是單個(gè)礦工節(jié)點(diǎn)，都是無(wú)法承受的?！?/p>

“而在MultiVAC中，礦工僅需要保存不到1G的數(shù)據(jù)，通過極其精簡(jiǎn)的片內(nèi)和跨片通訊，就能夠順暢地參與共識(shí)和挖礦。大量數(shù)據(jù)均由存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)保存，但數(shù)據(jù)存儲(chǔ)僅作為系統(tǒng)底層基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)被調(diào)用，如中國(guó)電信和美國(guó)AT&T一樣，存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)無(wú)法擅自對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行任何操作，關(guān)于數(shù)據(jù)的所有產(chǎn)生、修改、刪除等行為均由礦工共識(shí)達(dá)成?！?/p>

“這樣設(shè)計(jì)的好處有兩個(gè)，一是降低了礦工門檻，普通計(jì)算設(shè)備也能夠成為礦工，避免礦機(jī)化的控制風(fēng)險(xiǎn)；二是將出塊權(quán)力牢牢保留在普通用戶手中，不存在超級(jí)節(jié)點(diǎn)的中心化風(fēng)險(xiǎn)；這兩點(diǎn)都在提高容量和保證安全性的基礎(chǔ)上，維護(hù)了區(qū)塊鏈去中心化的核心價(jià)值。”

MultiVAC將于近期發(fā)布代號(hào)為“鳳凰”的首個(gè)測(cè)試網(wǎng)絡(luò)。

MultiVAC是專為大規(guī)模DApps設(shè)計(jì)的下一代高性能彈性區(qū)塊鏈平臺(tái)，目前已獲得包括IDG、Hashed、NGC在內(nèi)的國(guó)際頂級(jí)機(jī)構(gòu)的戰(zhàn)略投資，累計(jì)融資額超過1500萬(wàn)美金。