作者：stwith / 來源：Nervos Talk

　　公鏈是一個面向未來的設計

　　制度為欲望提供發展空間，同時不斷孕育著制度的自我否定，最終舊的制度將無法滿足新的欲望而逐漸走向瓦解，未來在新的理想與欲望的共同推動下新的制度將會形成。中心化與去中心化并不是今日才有的主題：中心化是秩序，服務于欲望，而當原有的秩序難以承載新的欲望和思潮，就會受到去中心化的挑戰，在兩者不斷交互和博弈的過程中新的秩序將會誕生。

　　我們所看到的中心化機構之惡，無非是如上規律的外化，而我們身處在這個時代，恰好能見證去中心化對中心化的挑戰：在中心化的信任程度不斷受到質疑的時刻，去中心化帶來的無條件信任(Trustless)又給出了新的演變方向。

　　為什么需要公鏈，此為其一。

　　互聯網輕于協議，重于應用。信任機制依托強權或商業信譽加于應用本身，在不同應用之間又存在利益糾葛和標準差異，形成不同的體系，從而必須依托第三方達成體系間的溝通，增大價值流動的阻力;而在協議層面，還尚未有能夠被人類全體所接受的共同知識庫，在協議層面定義標準，利用密碼學保有所有權，建立無摩擦市場。

　　為什么需要公鏈，此為其二。

　　近兩年誕生了太多自我定義為公鏈的項目，他們從不同角度做取舍和創新，探索不同的方向，但似乎區塊鏈最底層的問題依然沒有得到很好的解決，而區塊鏈底層基礎設施的不完善，將始終制約著區塊鏈行業的發展。

　　公鏈又叫無需許可鏈(Permissionless Blockchain)，是全世界任何人都可以讀取、發送交易且能夠抵抗審查;同時，任何人也可以在無需許可的情況下參與其共識過程的區塊鏈。所以公鏈作為區塊鏈最底層的協議，應該是一個面向任何人、任何場景的區塊鏈項目，而不只是局限于任何特定的產業或者場景。

　　現在公鏈項目最常提到的一個問題就是可擴展性問題，如果用單一維度進行評估，那么就是 TPS (每秒事物處理量Transaction Per Second)。我們經常能在公鏈項目的路演上能聽到這樣的論斷，眾所周知的一組數據：比特幣的TPS只有7筆/秒，以太坊也只有20筆/秒，而我們常見的visa 能夠達到三千筆/秒，淘寶在雙十一時TPS高達好幾十萬筆/秒，所以我們改進了某某共識，實現了某千、某萬筆/秒的TPS，來滿足市場需求。

　　我們都說區塊鏈是一項面對未來的技術，但是在未來面前，任何只注重提升單鏈性能而不從架構上進行改革設計的公鏈都沒有任何可能。因為作為底層公鏈需要支持的不是一個visa、一個淘寶，而且數量眾多的、功能各異的visa和淘寶，所以如果不是從整體架構去對整個網絡進行重新設計和改進，而只是通過共識協議的優化，或者不斷削減去中心化程度來換取微薄的TPS提升，那么這些公鏈在未來只能走向沒落，或者成為整個網絡的一個部分。

　　如果我們需要的是一個加密經濟生態，那么我們需要的是一個可能的無限擴展方案。我們必須認識到單鏈的系統無法實現這一目標，因為在單鏈系統里面，要求每一個節點都要維護整個區塊鏈世界里面涉及的所有數據，這就意味著每一個節點都要廣播和接受數據，這會受到網絡帶寬的限制;每個新的塊和新的交易都需要驗證，這對CPU有要求;區塊鏈中的交易和數據需要保存，這對硬盤的I/O有要求;而當前世界狀態需要節點進行存儲，這對內存也有要求。這些要求和限制都意味著單鏈的去中心化的區塊鏈系統不可能會有很高的TPS。因此我們需要尋找新的解決方案，從目前來看，我們主要有三種可能的無限擴展方案：分片，跨鏈，分層。

　　分片技術通常是一個自體系，也就是說每個分片的需要采用的共識和可能達到的性能都是類似的，這樣的方案如何保證在分片狀態下實現每一個分片的去中心化、安全性都和原本單鏈情況下一致，是一件非常困難的事情,并且因為每個分片都是類似的，整個系統難以形成較好的專業分工。

　　跨鏈通常是借助橋梁或者樞紐實現各個鏈之間的通信，所有平行鏈(對應于Zone)和中繼鏈(對應于Hub)作為一個整體協調運作。各個平行鏈可以包含自定義邏輯，負責處理本鏈的交易出塊和狀態轉換，同時也可以通過橋梁、樞紐和其他鏈進行信息的溝通和傳遞。

　　分層這個概念早已有之，在計算機的各種設備中，包括寄存器、多級緩存、內存等等都存在分層設計，為了解決主鏈交易吞吐量較低造成的交易確認緩慢、交易費用昂貴、用戶體驗不佳等問題，區塊鏈上的分層擴容方案也被不斷提出，針對不同場景設計出不同的解決方案，已經出現了狀態通道、Plasma、鏈下消息簽名(元交易)、Turebit等各類Layer2方案，為主鏈的無限擴展提供可能。

　　至此我們已經從所有的公鏈方案里面做出了第一次選擇，我們必須選擇一個面向未來的區塊鏈，而跨鏈、分層這兩種方案是未來可能可以實現公鏈無限可擴展性的技術。

　　價值過濾和價值存儲是必由之路

　　我們現在已經有了兩種可以實現底層公鏈無限擴展的強大技術：跨鏈和分層，那么我們要問一個問題，當我們實現了無限擴展會發生什么?

　　區塊鏈中節點處理交易需要花費的資源主要有三種：CPU，網絡帶寬和存儲。CPU和網絡帶寬都是實時刷新的資源，上一個區塊消耗掉的CPU和網絡帶寬通常不會影響下一個區塊可用的CPU和網絡帶寬，我們可以認為在每個區塊間隔內都有同樣多的CPU和網絡帶寬可以使用。對于這種可刷新的資源，我們可以通過一次性支付交易手續費的方式來補償節點。

　　存儲分為兩種，一種是對歷史交易、歷史狀態的存儲，這一部分數據可以存儲在硬盤中;另一種是狀態存儲，也就是對當前世界狀態的存儲，這一部分數據需要存儲在內存中。舉個例子，當前用戶賬戶里面的余額就是一種典型的當前世界狀態，整個系統需要隨時隨地地訪問這個數據，每當節點收到一筆新的交易，就需要去訪問對應賬戶的余額來驗證這筆交易的有效性，因此這個信息必須存放在內存中，而不能存儲在硬盤里面。

　　與CPU和帶寬不同，狀態存儲是一種占用資源，在區塊鏈系統中一旦這部分內存空間被使用者占用了，除非使用者主動釋放，否則將無法被后面的使用者使用。在現有的經濟模型設計中，節點需要為狀態存儲持續地付出成本，而使用者卻不需要持續地支付手續費(交易手續費只需要支付一次)。使用者只需要在往區塊鏈寫數據的時候支付一點點手續費，就可以永久使用這一部分的狀態存儲空間，這種不斷增長的狀態存儲成本需要網絡中的所有全節點來承擔。

　　假設我們通過跨鏈或分層等技術實現了區塊鏈性能的無限擴展，那么我們勢必也需要實現CPU、網絡帶寬和存儲的無限擴展，對于CPU和網絡帶寬這種可刷新資源而言，只需要通過不斷提升其硬件性能就可以基本實現無限擴展。硬盤存儲因為價格相對較低，而且歷史數據的累積相對容易處理，未來可以通過去中心化的 Checkpoint 或是零知識證明等技術來壓縮，但是存儲在內存中的世界狀態作為一種不可刪除、難以壓縮的占用資源，真的可以實現無限擴展么?

　　當底層公鏈的可擴展性問題真的解決之后，大量用戶和交易數據的涌入，勢必會造成存儲需求幾何基數級的增長，隨之而來的狀態爆炸可能是所有公鏈都需要面對的問題 — 這也是我們所說的 post scalibility 問題。

　　關于狀態爆炸的更多內容，可以參考Jan的區塊鏈與狀態爆炸。

　　如果說狀態爆炸是一個在區塊鏈性能問題解決后必定會出現的問題，那么我們需要怎么做呢?

　　我們需要一個可以實現價值過濾、價值沉淀的底層區塊鏈，而這一過程可以通過狀態存儲這個稀缺資源去實現。對此，我們必須承認，在最廣泛、最底層的區塊鏈達成一個全球共識，本身就是昂貴的。這就好比假設我們把底層公鏈作為一個全球公共聊天室，如果我們不加一個每日消息數量上限和發消息的門檻，那么勢必這個聊天室會馬上出現消息爆炸，而你所說的話也不會被大多數人看到，發送一條讓全世界人們都看到的消息是需要付出成本的，而這樣的稀缺性也保證了你發送內容的價值。

　　所以如何在跨鏈和分層的方案上實現價值過濾、價值沉淀就成為了我們第二個判斷準則：

　　跨鏈因為是將眾多已經存在的公鏈進行連接，所以在這種各條公鏈各自為戰的狀態下，想要實現將各條鏈的價值存儲到中繼鏈(對應于Hub)上，不斷提升中繼鏈(對應于Hub)本身的安全性，難上加難。

　　分層因為是一個從底層源頭開始的方案，所以成了目前唯一能夠較好實現價值過濾、價值沉淀的方案，而 Nervos 在這條路上已經走了很久了。

　　在安全性和去中心化上我們不應有任何妥協

　　這是第零條判斷準則，也是底層公鏈最應該堅持的兩個方面，在這兩點上，底層公鏈不應該有任何妥協。在這一點上 Nervos 也會一以貫之的堅持。

　　That’s why Nervos!

　　一切從Nervos Community開始www.nervoscommunity.com

　　Nervos Community 成立的想法由來已久，但是只有在回答了Why Nervos?這個最基本的問題之后，之后的一切才變得有意義。關于 Nervos Community 之后的一切可能，我們用行動去證明。