尋找下一個以太坊系列（1）：DFINITY

以太坊作為區塊鏈2.0的標誌性平台取得了巨大的成功，面向未來，誰會是區塊鏈3.0時代的以太坊。我們將調查一系列旨在超越以太坊的智能合約平台項目，第一個挑戰者是DFINITY。

DFINITY

DFINITY是一個與以太坊兼容的智能合約平台，引入了一系列革命性的想法來解決性能、擴展性和治理的問題。DFINITY項目秉持開放合作的態度，為以太坊項目提供資源，並將其技術提供給Ethereum採用。DFINITY與以太坊有相似之處，主要區別是高性能和基於神經元的治理模式。

藉助這幾個優勢，DFINITY為DAPP提供了不同的選擇。如果DFINITY可以提供更高的吞吐量、更快的確認時間和可以解決公共糾紛的治理機制並且完全與EVM兼容的智能合約平台，那麼它將成為應用部署的更好的選擇，因為誰都無法忍受網路堵塞。當然，DFINITY的挑戰將是逐一實現這些承諾，同時滿足公有鏈的安全需求。

DFINITY項目目前處於即將發布測試網的狀態，官方白皮書將於9月中旬發布，DFINITY官網已經發布了足夠多的技術信息，以便我們深入了解該項目並與Ethereum進行比較。

下面我們來深入了解一些可能挑戰Ethereum的技術。

高性能

低交易吞吐量是當今工作量證明（PoW）區塊鏈的主要不足。儘管以太坊計劃使用PoS解決方案取代PoW，但第一階段PoS推出只會在PoW挖出的區塊之上添加PoS檢查點，並不會改善性能。DFINITY天生就是PoS系統，通過提升出塊時間 (即更多的區塊/分鐘) 與更高的燃料限制（即更多的事務/區塊）實現50倍的tps增長。

DFINITY憑藉閾值接力技術實現快速出塊，其使用閾值簽名在P2P網路上快速達成一組驗證者之間的共識。閾值簽名是一個組簽名，只能從達到閾值數量的成員簽名構建而成，這代表了足夠多數量的成員的密碼學共識證明。DFINITY使用的BLS組簽名的一個非常重要的屬性是不管成員組的哪個子集構造的簽名，簽名位始終是相同的。這允許網路基於隨機數（即簽名）快速且獨立地達成共識，最終提高出塊速度並且顯著增加事務吞吐量。

DFINITY宣稱使用概率插槽協議可提高25倍（超過Ethereum）的每區塊事務數。協議將每個區塊時間劃分為不同優先順序的插槽，每個插槽代表一個客戶端（礦工），優先順序越高，該客戶端生成的區塊權重越高，在給定區塊時間內生成多個區塊的情況下，網路選擇累積區塊權重最大的鏈。在上一區塊時間產生的隨機數允許所有誠實節點獨立地認可插槽優先順序、區塊權重和有效鏈。區塊鏈只有在通過閾值組簽名公證後才有效，並且每個區塊時間的公證會快速消滅無效鏈，使得DFINITY僅需兩個區塊即可達成最終一致（平均7.5 秒）。

在智能合約時代，沒有高安全性支撐的高性能只能使攻擊者可以更容易轉走資金。對閾值接力共識協議發起攻擊是昂貴的，因為閾值簽名組的成員是隨機選擇的而且每個區塊都會變化，所以攻擊者必須付出很大代價來控制所有簽名者絕大多數來影響共識。組的規模越大，阻礙誠實驗證者達成共識就會變得越來越昂貴。安全性取決於使用確定的、不可預測的、防篡改的隨機數，其由閾值組BLS簽名產出。每個當前區塊時間的組簽名用於隨機選擇下一個區塊的驗證組，

因此，組簽名密鑰的安全生成對於區塊公證和保護閾值接力共識協議的隨機性是至關重要的。DFINITY使用安全分散式密鑰生成（DKG）協議，使組成員可以不依賴中心化PKI生成組簽名密鑰。雖然這個協議在100％可靠的廣播網路中已經被證明是安全的，但這種假設並不適用於具有惡意者的接力網路，並且攻擊者可以控制足夠多組成員的密鑰。DFINITY的閾值接力共識過程可以容忍DKG協議的高故障率並且仍然起作用，DFINITY公布了一個容錯示例，僅有極低的概率無法產生隨機數。

DFINITY提升性能的做法理論上也可以應用在Ethereum，然而，目前看來，Ethereum將繼續推進內部提出的，以可用性為重點的PoS協議（CASPER）來改進性能。

可擴展性

DFINITY通過將共識、驗證和存儲分層來實現「幾乎無限」的可擴展能力。共識層不涉及交易數據。存儲層被分成多個子鏈，每個子鏈負責處理更新交易的分片。驗證層負責將所有分片的散列組合成類Merkle樹結構，將根狀態哈希存儲在母鏈上的區塊中。這種架構在實踐中仍然存在一些重大問題需要解決，例如涉及跨分片狀態數據的交易。

以太坊的路線圖中也包括狀態分片，但還需要幾年時間部署到主網路上。以太坊必須要從全局複製切換到分片的狀態，而DFINITY有機會從一開始就使用分片技術，這是巨大的可擴展性優勢。然而，DFINITY第一個支持狀態分片的版本- 鎢，也還需要一段時間才能發布。

治理

DFINITY將其治理機制描述為「AI即法律」，而不是以太坊描述的「代碼即法律」。聽上去雲里霧裡， DFINITY稱之為「AI」不是傳統意義的人工智慧，本質是人類控制的『神經元』提供的輸入信息來對各種提議作出決策的民主治理機制。以太坊處理DAO黑客事件導致了社區分裂，「代碼即法律」的支持者離開了，這說明像區塊鏈這樣快速發展的技術，技術漏洞幾乎無法避免，最近的Parity錢包黑客事件同樣道理。Ethereum社區在哲學上反對黑客，但沒有任何機制或自動化工具來停止或撤銷漏洞，只能依靠白帽黑客來減少損失。DFINITY也在哲學上反對黑客，它引入一種稱之為BNS的在線治理機制，可以綜合處理各種可能的管理問題。

DFINITY的區塊鏈神經元系統（BNS）具有大量管理功能，例如管理協議和軟體升級、修改激勵參數、凍結「惡意」智能合約、修複合約程序的錯誤甚至重新分發DFINITY網路代幣。用中心化的方式採取這些行動經常是有爭議的，所以BNS通過社區民主決議形式投票來決策是否採取行動。對於任何提案，通過存入保證金代幣，在網路上運行「神經元」並具有投票權的用戶可以直接投票或（在一段時間窗口之後）將其投票委託給其他代理神經元。這一切都是軟體自動化執行的，它允許用戶為不同類型的提案選擇不同的代理，並可以動態更新這些選項。所有提案都經由社區的集體智慧仔細審查，只有在符合社區最大利益的情況下才會通過提案，且BNS行使權力並不會導致社區的分裂。

以太坊的經濟規模已然很大，這些資產都暴露在危險之中，需要儘快採取一系列更加正式化和自動化的治理措施，但這一切可能導致潛在的社區分裂，帶來經濟上的痛苦。所以，以太坊可能會非常小心，而具有較小利益博弈的DFINITY會在試驗當中取得先發優勢。

結論

DFINITY是一個獨特的以太坊革命者，它與以太坊的EVM相兼容。這使得DFINITY能夠利用來自Ethereum社區的所有進步和創新，而DFINITY對這些項目的貢獻也有利於Ethereum。DFINITY為以太坊用戶和DApp開發人員提供了新的選擇，這可能比那些直接喊著"顛覆「的平台的策略要高明許多。

DFINITY的安全性來自於基於密碼學的隨機性和多數誠實節點的假設，這對於許可制區塊鏈來說肯定是合理的，它的閾值接力結構和BNS功能具備明顯的優勢。DFINITY強調私有鏈與公有鏈的互操作性將驅動許可制區塊鏈無縫擴展到非許可制區塊鏈。然而，公有鏈的設計涉及到不同的工程權衡，一個架構可能無法同時做好兩者的平衡。以太坊的經濟激勵措施旨在提供更廣泛情況下的安全，而不是誠實的多數，這對於非許可制區塊鏈來說是至關重要的。最後，這兩個平台很可能會實現互操作融合，DFINITY演變為面向金融、醫療、供應鏈等領域的公有鏈平台。

當前威脅指數：

較高

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