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如果說ETH開啟了區(qū)塊鏈2.0的時(shí)代，EOS則是很多人認(rèn)為有機(jī)會(huì)成為區(qū)塊鏈3.0的代表。然后，EOS并不是唯一的候選人。

今天「朋克」講一講ETH的另一個(gè)強(qiáng)有力的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，同樣號(hào)稱是區(qū)塊鏈3.0的基礎(chǔ)鏈，Cardano(ADA)。（更多精彩內(nèi)容歡迎微信關(guān)注“區(qū)塊鏈朋克”）

一 Cardano（ADA）由來(lái)

Cardano是由Charles Hoskinson帶領(lǐng)的IOHK團(tuán)隊(duì)，在2017年9月份正式發(fā)布的新一代區(qū)塊鏈智能合約平臺(tái)。Charles Hoskinson曾是ETH的聯(lián)合創(chuàng)始人，并于2015年成立了IOHK，專注于Cardano的開發(fā)，潛心研究后先發(fā)表了關(guān)于Cardano共識(shí)機(jī)制——Ouroboros的學(xué)術(shù)論文（注意，是學(xué)術(shù)論文，不是白皮書），之后在2017年發(fā)布了Cardano。

截止目前（2018年5月27日）， Cardano的市值排名為第八位，總市值為51億美金。

Cardano可以說是一個(gè)有非常多亮點(diǎn)的基礎(chǔ)鏈，提出了很多方向的解決思路，也確實(shí)有成為區(qū)塊鏈3.0時(shí)代的領(lǐng)軍人物的潛質(zhì)。

下面「朋克」就給大家好好解析一下Cardano的機(jī)制和設(shè)計(jì)。

二、Cardano的特點(diǎn)

分層

Cardano最大的一個(gè)特點(diǎn)是其提出的分層思路。

之前「朋克」在之前的文章中，《比特幣詳解3.0 ——區(qū)塊鏈的救贖》提到過一些解決btc、eth等公鏈擁堵的方案，其中一項(xiàng)很有潛力的方式就是分層。雖然在ada出現(xiàn)之前，已經(jīng)有一些其它的底層公鏈有一些分層的概念，但是ada是第一個(gè)特別清晰的界定了其分層的概念，并且拿出了實(shí)質(zhì)性方案的基礎(chǔ)鏈。

在現(xiàn)有的區(qū)塊鏈1.0、甚至是2.0的架構(gòu)中（例如比特幣、以太坊等），進(jìn)行的各種操作，不管是交易、還是運(yùn)行代碼、或是執(zhí)行智能合約等，都是混合在一起完成的。

此外，例如ETH，現(xiàn)在執(zhí)行一個(gè)智能合約的過程中，需要上傳的大量數(shù)據(jù)，對(duì)應(yīng)其實(shí)存在大量的手續(xù)費(fèi)，并且占用了大量原本應(yīng)該用于處理交易數(shù)據(jù)的資源。這對(duì)智能合約的發(fā)展來(lái)說其實(shí)是非常不利的。

因此，為了解決這種問題，分成的邏輯是，將不同的操作在不同的層級(jí)里去完成，層與層之間通過接口進(jìn)行交互，每一個(gè)層本身也是一條或多條區(qū)塊鏈。這樣可以極大的提高整體的TPS能力，并且通過每一層的功能的區(qū)分，可以擴(kuò)展運(yùn)算能力及程序的處理效率及能力，并且降低對(duì)應(yīng)的成本（費(fèi)用）。此外將層與層之間隔離后，可以使得安全性更加提高。即使上一層出現(xiàn)了問題，也并不會(huì)影響下一層的安全性。

而Cardano就是其整個(gè)網(wǎng)絡(luò)分成了計(jì)算層(CCL)和結(jié)算層(CSL)，計(jì)算層即智能合約運(yùn)行的平臺(tái)，而結(jié)算層即交易處理和記錄的平臺(tái)。這樣就可以極大的釋放計(jì)算層的效率和降低費(fèi)用，并且保證交易的處理仍然在一個(gè)高的安全性上。

Haskell語(yǔ)言

除了分層之外，Cardano另外一個(gè)亮點(diǎn)是，其使用的是Haskell語(yǔ)言。這是一種更加高級(jí)和現(xiàn)代化的語(yǔ)言，也有助于其上的dapp生態(tài)的開發(fā)。當(dāng)然，也有人批評(píng)說Haskell對(duì)程序員來(lái)說，學(xué)習(xí)成本較高，不利于Cardano擴(kuò)大生態(tài)的發(fā)展。

三、Cardano的共識(shí)機(jī)制

Cardano的共識(shí)機(jī)制采用的是一種名為Ouroboros的POS（proofof stake）算法。

首先「朋克」先介紹一下POS機(jī)制。各位小伙伴應(yīng)該已經(jīng)了解了POW的算法，即所有參與記賬者是通過自己的算力（work）參與競(jìng)爭(zhēng)，并且與其算力成正比的概率獲得記賬的權(quán)利及對(duì)應(yīng)的收益。POW的兩大問題是：

1.?浪費(fèi)資源：因?yàn)樗腥硕荚谕ㄟ^算力競(jìng)爭(zhēng)，但是算力除了用于搶奪記賬權(quán)之外并沒有其他的實(shí)際用處，因此會(huì)造成大量電力和資源的浪費(fèi)；

2.?效率不高：同樣因?yàn)槭歉?jìng)爭(zhēng)的本質(zhì)，純POW的算法（允許所有人參與記賬），為了實(shí)現(xiàn)共識(shí)，會(huì)無(wú)法提升整體的TPS，這對(duì)成為一個(gè)完善的智能合約平臺(tái)是一個(gè)制約。

因此，很多人提出了POS機(jī)制，即不通過算力來(lái)進(jìn)行記賬的競(jìng)爭(zhēng)，而是根據(jù)每個(gè)人持有的Stake（即token或coin）來(lái)給與其對(duì)應(yīng)概率的記賬權(quán)分配。有些POS機(jī)制是直接根據(jù)持有的token的量來(lái)匹配對(duì)應(yīng)的概率，有些POS機(jī)制是根據(jù)持有token的數(shù)量*持有token的天數(shù)（即幣天）來(lái)匹配對(duì)應(yīng)的概率。

各種開放給所有人參與記賬的機(jī)會(huì)，并且是基于已有籌碼，而非需要提供工作量的機(jī)制，都可以算作是POS的共識(shí)機(jī)制。

POS的可以解決之前POW的核心問題： 1. 不耗費(fèi)資源；2. 可以在一定程度上提升TPS；

不過POS最大的問題在于其天然的馬太效應(yīng)（富人治理）的屬性。如果說POW是按勞分配的機(jī)制，那么POS就是按資本分配的機(jī)制。因此，POS最大的潛在問題是，擁有越多財(cái)富（籌碼）的人會(huì)越來(lái)越有錢，而窮人會(huì)越來(lái)越窮。

此外，早期POS機(jī)制還存在的一個(gè)隱患是，惡意攻擊系統(tǒng)并需要額外的成本，只要持幣就可以無(wú)額外成本的發(fā)起攻擊。不過在后期的各種新的POS機(jī)制中，都對(duì)惡意攻擊設(shè)立了一些懲罰機(jī)制，從而杜絕該情況的發(fā)生。

Cardano的Ouroboros共識(shí)機(jī)制，正是一種POS機(jī)制。該共識(shí)機(jī)制相比其它的POS機(jī)制，特點(diǎn)在于其是通過學(xué)術(shù)論文發(fā)表的，是在學(xué)術(shù)上被嚴(yán)謹(jǐn)證明的絕對(duì)安全的共識(shí)機(jī)制，而目前，除了Ouroboros之外，絕大部分的共識(shí)算法只是通過白皮書發(fā)布的，并沒有被學(xué)術(shù)上廣泛的證明。

下面簡(jiǎn)單闡述一下Ouroboros的共識(shí)機(jī)制。

Cardano的系統(tǒng)會(huì)內(nèi)部設(shè)立一個(gè)時(shí)間段（slot），每隔一定的時(shí)間段，隨機(jī)選出一個(gè)該時(shí)間段的記賬者（slot leader），記賬者被選中的概率與其持有的ada數(shù)量成正比（例如如果A持有占總量1%的ada幣，那么其就有1%的概率會(huì)獲得記賬權(quán)）。記賬者完成打包出塊的工作后即可獲得對(duì)應(yīng)的手續(xù)費(fèi)。

該模式既有POS的各種優(yōu)勢(shì)，例如不耗費(fèi)電力及大量算力，同時(shí)因?yàn)槭怯上到y(tǒng)進(jìn)行隨機(jī)篩選，不容易產(chǎn)生惡性分叉。

此外，Cardano及其共識(shí)機(jī)制還有更多亮點(diǎn)。

四、可規(guī)模化能力、跨鏈能力及可持續(xù)發(fā)展能力

除了分層之外，Cardano在推動(dòng)實(shí)現(xiàn)的還有三大重點(diǎn)的能力：可規(guī)?；芰Α⒔换ツ芰翱沙掷m(xù)發(fā)展的能力。

下面「朋克」就展開講解一下。

可規(guī)?；芰Γ╯calability）

首先可規(guī)?；芰?，代表其是否能承載大量dapp運(yùn)行的能力。這里面又可以細(xì)化為三個(gè)指標(biāo)：TPS、帶寬、存儲(chǔ)空間。而Cardano在這三個(gè)指標(biāo)上都進(jìn)行了優(yōu)化，保證其可以成為完善的智能合約及dapp平臺(tái)。

首先是TPS。Cardano提升TPS的手段主要有兩種。1.共識(shí)機(jī)制中會(huì)每個(gè)slot出一個(gè)塊，而如果將slot縮短，就可以使得出塊的速度提高，從而將TPS提升。2. Cardano支持并行處理，可以多條鏈同時(shí)出塊，從而提升TPS。

在帶寬方面，由于dapp的運(yùn)行過程中可能涉及到大量的下載和傳輸，所以對(duì)帶寬的要求很高。Cardano會(huì)使用一個(gè)RINA（RecursiveInterNetwork Architecture）的技術(shù)解決帶寬的問題。即將網(wǎng)絡(luò)分割成大量的小網(wǎng)絡(luò)，大量的數(shù)據(jù)傳輸只在小網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部完成，只有涉及到跨網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)才會(huì)在外部進(jìn)行傳輸，從而將整個(gè)系統(tǒng)的帶寬的能力大幅提升。這個(gè)處理模式與ETH的分片有一些類似。

而在存儲(chǔ)空間方面，由于目前存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量還較小，目前還未啟用具體的處理辦法。預(yù)計(jì)在2018年下半年至2019年，會(huì)啟用類似于壓縮、分區(qū)等技術(shù)提升存儲(chǔ)空間使用的效率

交互能力（interoperability）

交互能力主要代表的跨鏈之間的能力。Cardano希望能夠構(gòu)建區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)（Internet of Blockchain），使得鏈與鏈之間都能形成跨鏈的交易及信息的互通。這方面目前也是Cardano在重點(diǎn)推進(jìn)的方面。

可持續(xù)性（Sustainability）

目前很多區(qū)塊鏈公鏈項(xiàng)目的問題在于，其籌措資金的方式只有ICO。一旦ICO來(lái)的資金消耗殆盡之后，該項(xiàng)目的技術(shù)研發(fā)及商業(yè)拓展等發(fā)展就會(huì)受限。即使是向windows、安卓這樣的系統(tǒng)，都需要不斷的更新和迭代，也意味著會(huì)需要有持續(xù)的資金來(lái)源。因此，任何一個(gè)成熟的系統(tǒng)都應(yīng)該要考慮可持續(xù)發(fā)展的問題。

而Cardano解決這個(gè)問題的方式是，每一筆的手續(xù)費(fèi)，會(huì)由非常小的一部分，流入到Cardano的基金會(huì)中。這筆錢就會(huì)用于社區(qū)的可持續(xù)發(fā)展，而資金的用途會(huì)由整個(gè)社區(qū)決定和發(fā)放。這也是一種比較合理的保證可持續(xù)發(fā)展的方法。

五、Cardano的Token經(jīng)濟(jì)學(xué)

Ada幣的總量是450億，其中預(yù)先生成的有300億，250億用于ICO，50億由Cardano團(tuán)隊(duì)自留用于發(fā)展。剩余的150億將在后續(xù)POS挖礦的過程中產(chǎn)生。

Ada的token設(shè)置是預(yù)挖與挖礦相結(jié)合的模式。既可以通過預(yù)挖的幣進(jìn)行ICO獲取資金，又可以通過挖礦后續(xù)鼓勵(lì)用戶參與社區(qū)，提升積極性，可謂一舉兩得。

六、總結(jié)與展望

Cardano可以說是非常完善的一個(gè)底層公鏈，其非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)，通過先發(fā)布學(xué)術(shù)論文，獲得證明，再開始做事的理念值得所有團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)。

Cardano的想象空間非常巨大，并不弱于eos，而且其完全去中心化的共識(shí)機(jī)制模式，可能相比eos會(huì)更有優(yōu)勢(shì)。

希望Cardano能夠越走越遠(yuǎn)，盡快扛起真正去中心化的底層智能合約及dapp平臺(tái)的職責(zé)。

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