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以太坊VS Solana:扩容策略之争与Alpenglow共识协议的新突破
以太坊和Solana的发展策略对比
以太坊正在进行供给侧改革。在无限花园梦想破灭后,Vitalik开始约束第二层网络和Rollup方案的发展,转而积极防守第一层赛道。以太坊主网的"提速降费"计划已经提上日程,转向Risc-V架构只是开始,未来将重点关注如何在效率上赶上甚至超越其他公链。
与此同时,Solana继续扩大其消费需求场景。Solana坚持"要么扩展,要么消亡"的理念,坚定不移地走做大做强第一层网络的道路。除了某交易平台研发的新共识机制进入部署流程外,在最近的纽约Solana大会上,Anza团队的Alpenglow共识协议成为焦点,吸引了与会者的广泛关注。
有趣的是,以太坊和Alpenglow都将自己定位为"世界计算机"。
大规模节点时代的20%安全共识
从比特币开始,节点数量和分布程度一直被视为衡量区块链网络去中心化程度的重要指标。为了避免集中化,安全门槛通常被设定在33%,即任何单一实体都不应控制超过这一比例的节点。
在资本效率的驱动下,比特币挖矿最终走向了矿池集群,以太坊则成为了某些质押平台和交易所的主要舞台。当然,这并不意味着这些实体能够完全控制网络运行。在"维护网络以赚取激励/管理费"的模式下,他们并没有作恶的动机。
然而,评估网络的健康度必须考虑其规模。例如,在一个只有3人的小团体中,需要2/3的赞同才能称得上有效运行。仅追求任意1/3的最低限度安全保障是没有意义的,因为剩余两人很容易串通,作恶成本极低,而收益却可能很高。
相比之下,如果是一个拥有10000个节点的大规模网络,就没有必要追求2/3的多数票。在激励模式之外,大部分节点互不相识,主要质押平台和交易所之间的共同作恶协调成本也会变得过高。
那么,如果我们适度降低节点数量和共识比例,是否能够实现"提速降费"呢?
Alpenglow协议就是基于这种思路设计的。它计划保持约1500个节点的规模,同时将安全共识阈值降低到20%。这样既可以提高节点确认速度,为节点赚取更多主网激励,还可以鼓励节点规模的扩大,比如增加到1万左右。
这种做法是否能产生1+1>2的效果,还是会突破现有的安全机制,目前还无法确定。不过,这种思路很有意思,某些公链完全可以走美国链、中心化路线,作为其他公链的反面参与竞争。
改进区块广播机制
Alpenglow的理论基础是,在大规模节点时代,不需要太强的共识数量。因为在PoS机制下,作恶者需要动员巨额资本才能控制网络。即使是20%的规模,以目前价格计算,以太坊需要200亿美元,某些公链也需要100亿美元。
拥有如此巨额资金,有很多更好的投资选择,没有人会疯狂到去控制区块链网络。而且,这种行为还会面临剩余80%节点的反击,除非是国家级行为。
在具体实践上,Alpenglow将整个流程大致分为Rotor、Votor和Repair三个部分。某种程度上,Alpenglow是对现有区块广播机制的深度改造。
传统的区块广播机制采用Gossip协议,任意节点都可作为初始信使,与任意节点之间进行P2P通信,最终达到全网确认的效果。这种方式虽然去中心化程度高,但效率较低,导致交易速度慢、成本高。
而Alpenglow采用了一种介于完全去中心化和极度中心化之间的方案。它将网络节点进行分级传播:
在每个周期内,将节点分为Leader、Relay以及普通节点,只有Leader节点可以发送区块广播信息。
少部分Relay节点接受信息后继续广播给更多普通节点,形成一个类似树状结构的传播网络。
在Alpenglow中,这种改进的区块广播机制被称为Rotor,本质上是一种有序的区块消息传播方式,其中任意Leader、Relay节点都不是固定的。
Votor则是节点确认机制。例如,在Alpenglow的设想中,如果首轮节点投票达到80%比例,满足20%以上的最低限度,就可以直接快速通过。如果首轮投票高于60%但低于80%,则可以开启第二轮投票,再次超过60%即可最终确认。
如果还不能达成共识,就会启动Repair机制。不过,这种情况类似于某些Layer 2解决方案中的挑战期,如果真的走到这一步,协议很可能会面临严重问题。
与简单地增加硬件资源来提高带宽不同,Alpenglow的目标是减少区块共识生成过程。如果能够将数据块尽量控制在较小的范围内(如1500字节左右),并且生成时间足够短(理想情况下可能达到100毫秒),那么这种方案的效率将会非常高。
结语
在各种扩容方案之后,现有的Layer 2解决方案基本已经发展到了极限。某些公链主网继续扩容有实际需求,只有主网TPS压倒一切竞争对手,才能将其"以太坊杀手"的理念贯彻到底。
值得注意的是,Alpenglow这样的共识机制并不局限于特定的区块链。理论上,任何PoS链,包括以太坊在内都可以使用这种机制。这表明,现有的区块链研究已经接近技术边界,迫切需要更多来自计算机科学,甚至是社会学理念的支持。
曾经有人预言世界未来只需要五台大型计算机。如果我们将互联网视为一个,比特币为一个,以太坊也算作一个,那么留给其他区块链的空间可能并不多了。在这种背景下,各个公链如何定位自己,如何在激烈的竞争中找到生存之道,将是一个值得关注的问题。