未来公链技术哪家强？下一站“公链2.0”（下）

白话区块链

从入门到精通，看我就够了！

本文是上周六专栏文章《未来公链技术哪家强？下一站“公链2.0”》的续篇。

前情提要

上篇介绍了双链结构、分层结构、反直觉的随机算法等诸多下一代公链技术，在文章最后，我们还提到了“非区块链技术”这一大类，代表有DAG公链、类DAG公链等，它们采用的技术和我们熟知的区块链项目有很大差异，将会在本文逐一介绍。

介绍之前，我们首先弄清楚区块链（Blockchain）和DLT（分布式帐本技术）的关系。

DLT包含BLOCKCHAIN、DAG、TEMPO等技术

如上图所示，区块链是一种DLT（分布式账本技术），而不完全等同于DLT。

DLT（分布式帐本技术）是能实现分布式记账的技术统称，包含了区块链、有向无环图（DAG）、分布式哈希表（DHT）、Tempo等一系列技术。

因此，DLT和区块链的关系就好比是“交通工具和轿车”的关系。只是在DLT家族里，相比于其他技术，人们更加熟悉区块链。

那么，在那些没有使用区块链技术的DLT项目里，是否会杀出与区块链旗鼓相当的底层公链呢？下面我们就来讲讲这类项目的几大技术代表。

 01 
DAG与类DAG（有向无环图）技术

DAG全称是“有向无环图”，没有区块概念。它不是把所有数据打包成区块，再用区块链接区块。而是每个用户都可以提交一个数据单元，数据单元间通过引用关系链接起来，从而形成具有半序关系的“有向无环图”。

DAG还处于起步阶段，对比区块链“相对成熟”的技术，晚了好多年。

由于DAG没有区块，所以也就不受区块大小的限制，从而可以支持极大的并发量和极高的速度，在TPS上远胜区块链技术。但有利就有弊，它在工程学上的一些硬伤，目前仍待解决。

• 首先，DAG是异步的，无需同步就能提交交易。但由于其他节点要迭代，全网迟早要同步。（异步导致目前的DAG项目，都比EOS更加“中心化”，比如IOTA需要协调器，Byteball用的是“见证人网络”。因为，由谁负责同步很重要，不然大家都瞎广播，很容易乱了套。）

• 其次，做合约，用异步会更加费劲，因为合约是依赖关系冲突的。（这也是DAG的两个始祖项目，IOTA原生根本不支持合约；Byteball用了一个偏“中心化”的解决方案，虽然能支持合约，却依旧没法跟ETH和EOS等公链相提并论的原因。）

用大白话来讲就是：区块链走的是排队买票上车的路数，有秩序，但速度慢；DAG走的则是“先上车，后补票”的路数，省时间，速度快，然而有可能会挤死…… 

DAG与类DAG的底层公链，代表项目如下：国内的纳尔图、Intervalue、VITE；韩国的Hycon、Fantom；欧美的Byteball和Hashgraph等项目。

我上期有小伙伴留言，说“DAG类代表居然没有IOTA”。这里给出解释：IOTA算是DAG的祖师爷，按理说应该列出。但IOTA原生不支持智能合约，且专注于物联网而非底层平台型公链，并不属于同一赛道，所以没有列出。（同理，NANO专注于支付领域，也同样没有列出。）

这些项目，也都在解决“DAG异步提交”这个工程学硬伤上绞尽脑汁，比如：

• VITE用了NANO的区块点阵（Block Lattice），然后加了一层快照链（Snapshot Chain），略微牺牲了一些性能，但提高了安全性；

• Intervalue则是用了哈希网（Hashnet）的数据结构和BA-VRF（基于随机选择函数的拜占庭协商）的双层共识；

• Hashgraph则是用了互相传播（Gossip about Gossip）和虚拟投票（Virtual Voting）的技术确保全网共识。

每个解决异步的方法和思路都不太一样，有兴趣的朋友可以去详细了解一下。

 02 
DHT（分布式哈希表）技术

DHT全称叫分布式哈希表(Distributed Hash Table)，是一种分布式存储方法。在不需要服务器的情况下，每个客户端负责一个小范围的路由，并负责存储一小部分数据，从而实现整个DHT网络的寻址和存储。

利用DHT技术的代表项目是Holochain和IPFS。IPFS是协议，不是公链，在此不详述。下面，重点来介绍应用DHT技术的公链Holochain。

区块链目前面临的扩容难题，就是因为区块链要获得全网共识，共同维护一个统一版本的账本。而运行速度、网络带宽、动机等都会影响区块链的整体性能，导致扩容进程艰难。

Holochain的账本是分布式存储在各个参与的节点之上，通过DHT的寻址技术来保证账本的完整性与可检索性。换句话说，全网就一份账本，一人存一部分，这样扩容就方便多了。

放在现实世界类比的话，这有点儿类似于“六人定律”原理。比如，最近赵丽颖跟冯绍峰官宣结婚了，你想要给女神发个微信恭喜一下，该怎么做？ 

你的手机里大概率没有女神的微信号，但是你的朋友里面可能有认识她的，即便你的朋友没有认识她的，你朋友的朋友说不定有人认识。最多不超过六层关系，你就能找到赵丽颖的微信号。

区块链，就好比每个人手机里都存着所有微信用户的微信号。

DLT技术，就是每个人只存自己好友的微信号，找人时跳转几次就能找到目标对象。

你肯定会问，那若有节点离线该怎么办？很简单啊，赵丽颖的微信号肯定不是只有离线的那个节点知道，你可以通过别的节点找到女神呀。

换成Holochain的专业术语，就是：虽说只是局部共识，但节点之间会互相做一些备份，并与备份的相邻节点按时通信，如果发现相邻节点离线了，就把数据再次备份到另外一个相邻节点，保证副本的数量。

Holochain的问题在于：它是局部共识，安全性还有待验证。比如，能否完全避免双花；如何应对DDOS攻击；若好多个节点同时离线且来不及数据备份该怎么办等一系列问题，这些都需要时间来检验。

值得一提的是，在Holochain平台上，个人电脑和手机都可以当节点，专业矿机请走开！

 03 
Tempo及逻辑钟技术

Tempo及逻辑钟技术是一个比较冷门的技术，鲜有项目使用这类技术。Radix DLT成为该技术的唯一代表。

Radix DLT有两个很有意思的特点：

• 先分片，后共识 

传统区块链实现安全的方法，就是每个节点存储所有数据。分片后，每个节点掌握的数据不同，就容易带来很大的安全隐患。

比如说，你在家表现不乖，被你妈揍了一顿。然后等你爸下班回家之后，你跟你爸说：“爸比，我今天表现很乖哦！可不可以出去玩？”然后你顺利讨你爸欢心，出去玩了。

理论上来说，你被你妈揍的事情是可以瞒住你爸的，因为信息并没有同时传播给所有人，每个人只掌握部分信息。

区块链分片技术推出这么久，成功的项目寥寥无几的原因就是：“先共识，后分片”的技术，跟区块链“每个节点存储所有数据，实现全网共识”的核心精神相背离。Radix DLT的Tempo共识分片则完全反了过来，先分片，后共识。

在技术上，遵循这样的逻辑：

• 每个分片的大小和总分片的数量是提前设计好的；

• 每个分片都已经创建。它们住在同一个“宇宙”中，它们的位置ID是已知的。 每个交易都带有发送方ID与其分片ID的混合标记。

这么说比较抽象，还拿刚才的例子来说明：你在家再次表现不乖，又被你妈揍了一顿，但这次揍完之后，你妈拿印泥在你头上盖了个戳 ——“不乖”。你爸下班回家后，你跑过去跟你爸说：“爸比，我今天表现很乖哦！可不可以出去玩？”你爸瞥了眼你额头那鲜红的“不乖”二字，冷笑一声，“小样儿！在家不乖还想出去玩？！回屋罚站！”

你爸这次完全不需要跟你妈交换信息。他不需要所有的信息，但仍可以识破你的谎言。

• 逻辑钟 （ Logic Clock）

在区块链或者说DLT的世界里，对事件排序是个很重要的事。

PoW共识机制，是用谁先算出哈希的方法来决定事件顺序；PoS共识机制，是用随机抽样的方法来决定事件顺序；Radix DLT的Tempo，则是用逻辑钟来做这件事。逻辑钟不关心某个时间点发生的事情，而是更关心事件之前发生的事情。

比如，你去饭店吃饭这件事，要经历“走进餐馆、点餐、用餐、结账、离开餐馆”这个流程。如果你是餐馆老板或者保安，当一个客人拍拍屁股要走人的时候，你可能不是关心现在是几点几分，而是关心这人结账了么？

结了？ —很好

没结？ —那得瞅瞅他之前有没有发生“用餐”行为（没用餐？ - 那走就走吧；用餐了？ - 你这是要吃霸王餐啊！哪里走！）

总而言之，Radix DLT的Tempo并不关心交易发生的确切时间，它所关心的只是交易发生的顺序。对于某个特定交易，它只关心交易之前“发生过什么”。

假设，张三与李四在12:00完成交易A，与王五12:10分完成交易B。那么，Radix DLT是不关心准确的完成交易的时间，只会记录“交易A发生在交易B之前”。

哪怕王五在12:15才看到交易A，也没事儿，因为共识是“交易A发生在交易B之前”，全网一致性靠顺序来实现，而不是具体时间。

当然，逻辑钟属于新生事物，还在理论设计阶段，它的各项性能仍需时间的检验和历史的筛选。

看完这些公链技术探讨，你有什么困惑和看好的公链要分享吗？欢迎留言和大家交流分享。

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