区块链巡礼：拥有最优雅分片技术的公链NEAR

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“NEAR是一个采用了POS机制和分片机制的L1公链，是以太坊2.0的理想进化版。本文将详细介绍NEAR的主要信息和投资逻辑。”

1、NEAR简介

1）NEAR是一条L1、使用了分片技术和PoS共识机制的公共区块链

NEAR的目标是帮助开发人员和企业家轻松地、安全地建立可以储存资产的应用，并给予用户良好的使用体验。正如Cardano、PolkaDot、EOS那样，NEAR的目标是建立一个独立于以太坊的L1公链，并且同时对移动端友好。NEAR想要解决现有一些公链上交易速度慢和跨链兼容性差的问题。

NEAR既要实现移动端友好，也要实现高拓展性 图片来自：CryptoCalibur - Near Protocol Review

交易速度方面，NEAR采取一种名叫「夜影（Nightshade）」的分片技术来提高交易速度，每条分片可以完成1000笔交易（1000 TPS），并且分片是可以线性扩容，100个分片可以实现每秒10万笔交易，相比之下，比特币只有大约7TPS，以太坊是大约15TPS。

共识机制方面，NEAR采取了名为DoomSlug的权益证明机制（Proof of Stake， PoS）。DoomSlug是指在区块最终生成时会进行两次验证，第一次允许一组权重最高的区块生产者只需要一轮通信就可以创建区块，区块的权重是所有验证者和区块生产者签名的累加，从而使得每个区块都不可逆。而且即使有 50% 的区块生产者不在线，也依然可以完成。第二次验证时使用了名为Nightshade Finality Gadget（夜影确定性工具）的最终确定性工具，它可以保证区块在不超过 1/3 恶意攻击者的情况下会被最终确定，进而增强了网络安全性。

兼容性方面，NEAER推出了彩虹桥Rainbow Bridge，目前可以连接以太坊链上资产并支持以太坊ERC-20资产的转换。除此之外，NEAR生态还诞生了Aurora，Aurora是基于NEAR搭建的以太坊扩容方案，未来Aurora 还将探索更高维度的数据跨链，以期为以太坊社区的用户和开发者们提供一种简单直接的、无缝的使用体验。

2）NEAR的团队背景和代币激励机制

NEAR的创始团队具有很强的技术背景，多名创始人和成员是国际大学生程序设计竞赛（ICPC）的获奖者，并在谷歌、微软等科技巨头有着丰富的工作经验。

NEAR的创始人是Alexander Skidanov和Illia Polosukhin，Alexander是两次CPC的奖牌获得者，分别是2005年铜牌和2008年金牌，此后在微软、MemSQL任职，在软件架构和工程方面有丰富的经验。Illia也曾进入ICPC的决赛选手，曾先后在谷歌和TensorFlow工作。除了两位核心创始人外，核心技术团队还包括Evgeny Kuzyakov（2008年ICPC金牌获得者），Mikhail Kever（两次ICPC冠军）等。

NEAR的创始人，Alex（左）和Illia（右） 图片来自：网络

代币机制方面，2020年4月，10亿枚创世NEAR代币被铸造，按下图所示分配，其中核心团队代币将锁定1年，并在随后四年线性解锁。此外，每年还会新增5%的代币，其中的90%（新增总量的4.5%）用于奖励验证者，而10%（新增总量的0.5%）进入NEAR的财政库。

10亿枚代币的分配机制 图片来自：NEAR白皮书 - NEAR token supply and distribution

NEAR上的交易费用将被燃烧，这意味着当网络中的交易量增长到一定程度时，将产生通缩。

当交易量和网络费用上涨时，可能会产生通缩 图片来自：NEAR白皮书 - NEAR Protocols Economics

2、夜影分片是NEAR的核心技术

传统的分片方式是将工作量分给数个分片处理，假设有10个分片链，那么每个分片链将负责1/10的节点验证，虽然理论上这可以将TPS提升10倍，但安全性也下降了10倍。因为原本51%的节点合谋才能破坏整条链，分片之后只需要5.1%的节点恶意合谋就可以破坏某个分片链了。

如下图左图所示，假设分片前有24个节点，那么需要有13个节点合谋才可以篡改数据，但是分片成12个之后（如由下图所示），只要有2个节点合谋就可以控制最左边的那条分片链。

分片之后的区块链将牺牲安全性 图片来自：Nightshade白皮书[1]

为了解决上述问题，以太坊2.0、PolkaDot和Cosmos等公链纷纷通过推出一条独立的链来管理分片，简称信标链（Beacon Chain）。具体做法是让信标链随机分配验证者来降低节点合谋作恶的风险，例如以太坊2.0的Beacon Chain，PolkaDot的Relay Chain，和Cosmos的Cosmos Hub，这样即便有5.1%的恶意节点，但由于被分配在不用的分片链上，也无法合谋。

相比与信标链和数条分片链构成的分片架构（下左图），NEAR只使用一条区块链，每个节点只需要下载和存储区块链上的一部分信息，这大大节省了时间和存储空间。

下右图所示，NEAR将每个区块中按交易列表按照分片数量分成多个「组块」（Chunks），节点只需要处理和存储被分配到的组块上的数据即可。因为可能存在延迟，每个分片包含0或1个组块。

信标链技术（左）和夜影技术（右）的区别 图片来自：NightShade白皮书

为了增加作恶的成本，每个节点在成为验证者前需要质押大量的NAER代币，大约是数百万美元的金额。

在选择节点验证区块时，每隔数天（记作一个epoch）对节点重新筛选，每个epoch开始前，质押最多的w个节点（截止2022年1月6日，w当前是70个）让其成为出块者，出块者需要在下个epoch前下载分片组块的状态并完成上面的交易。

在跨分片的交易方面，NEAR采取了跟Cosmos、以太坊Serenity、和Kadena一样的异步法完成，即某个分片先更新一部分状态，另一个分片再更新其余的状态。

3、NEAR的未来

投资：

2020年5月，NEAR获得了由区块链最著名风投机构A16Z领投的2160万美元，2021年10月，NEAR生态系统中的以太坊扩容方案Aurora 完成了 1200 万美元的首轮融资，Pantera Capital、Dragonfly Capital 等知名机构参投，或将加快 Aurora 本身的开发以及整个 NEAR 生态的建设节奏。

生态奖励：

2021年10 月 21 日，专注于投资 NEAR 生态的研究及发展机构 Proximity Labs 宣布将在未来四年内分配 4000 万枚 NEAR 代币（价值逾 3 亿美元），用于扶持基于 NEAR 开发的项目、机构及个人。据悉，包括 Curve、Sushiswap、Dodo 等知名项目以及 Ref、Burrow、Onomy 等原生项目已与 NEAR 达成合作，将成为该项激励计划的早期收益者。

此外，NEAR也已经与Filecoin达成合作，将把智能合约保存在去中心化的数据库中。

NEAR的生态已经初建规模 图片来自：NEAR官网 - ecosystem

风险：

1）NEAR的分片并没完全实现，研发和进展不及预期。据NEAR官网，其分片的研发一共分为了4个阶段，分别是从Phase 0至Phase 3。截止2022年1月8日，NEAR的分片研发还处于第二阶段，即Phase 1。Phase 1的主要目标是提升去中心化程度，包括将验证者数量提升至200 - 400个，而当前仅有70个验证者，与目标数量还有一定差距。第三阶段（Phase 2）的目标是降低对验证者节点的硬件要求，使节点无需记录所有分片的状态和数据，实现状态和处理的分片化，预计这一阶段将在2022年第三季度完成。第四阶段（Phase 3）的目标是实现性能的无限拓展，即根据资源需求动态规划分片数量，预计这一阶段将在2022年第四季度完成。

2）NEAR的生态发展不及预期。据DefiLlama统计，截止2022年1月8日，NEAR的锁仓量在各公链中排名第29，作为PoS机制的第三代公链（比特币为第一代，以太坊PoS为第二代），其锁仓量的排名与其市值并不一致，或存在一定高估风险。

NEAR的公链锁仓量排名仅为第29位 图片来自：DefiLlama

参考链接：

[1] Nightshade白皮书

[2] NEAR的白皮书

[3] Solana、Avalanche 之后，公链赛道还有哪些正在崛起的新力量？

[4] Nightshade：能够突破限制的Near协议分片设计

[5] CSDN主流链分片技术和共识算法，作者「来年定当除暴安良」

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