區(qū)塊鏈擴容是業(yè)內(nèi)長期以來的焦點，區(qū)塊鏈最為人詬病的點也是性能的低下，而擴容是解決區(qū)塊鏈性能問題的重要一環(huán)。

以太坊相比比特幣在性能上有所進步，然而遠遠不夠，以太坊之后誕生的大多數(shù)公鏈，無不把解決性能問題作為主要解決方向，以期能夠打造出性能強悍、可商用的區(qū)塊鏈系統(tǒng)，成為區(qū)塊鏈大規(guī)模落地的基礎(chǔ)平臺，成為下一代區(qū)塊鏈的代名詞。

不同公鏈團隊提出了不同的解決方案，然而現(xiàn)在一切都還未定，各立場方也為不同的解決方案展開了激烈辯論。

目前擴容的兩條主要路線分別是鏈上擴容和鏈外擴容，這兩條路線中均有實力不俗的代表團隊。

每種代表路線中都有很多值得學(xué)習(xí)了解的設(shè)計思路和哲學(xué)，本期問道區(qū)塊鏈請來了知名區(qū)塊鏈項目Nervos聯(lián)合創(chuàng)始人及COO呂國寧為大家講述如何通過鏈外擴容和分層思想打造下一代區(qū)塊鏈基礎(chǔ)設(shè)施。

5月6日晚，區(qū)塊鏈研習(xí)社社群專訪欄目——《問道區(qū)塊鏈》邀請了Nervos聯(lián)合創(chuàng)始人、COO呂國寧（前 imToken 聯(lián)合創(chuàng)始人兼 CTO，EthFans以太坊愛好者社區(qū)發(fā)起人，前云幣交易所 CTO，國內(nèi)最大的線上技術(shù)社區(qū) RubyChina 創(chuàng)始人）為大家講述Nervos獨特的分層設(shè)計思想及鏈下擴容相關(guān)知識。

本次活動在“問道區(qū)塊鏈創(chuàng)世群”進行，并在區(qū)塊鏈研習(xí)社所有社群及合作伙伴社群進行直播。活動得到了鏈聞、星球日報、COINVOICE、耳朵財經(jīng)、深鏈財經(jīng)、Coin4A及各大媒體的大力支持。

呂國寧及Nervos團隊在業(yè)內(nèi)深耕超過5年，在交易所、錢包、礦池、聯(lián)盟鏈等方面都取得了杰出成績，參與創(chuàng)立的項目在領(lǐng)域內(nèi)均為頭部項目，具有豐富的區(qū)塊鏈開發(fā)實踐經(jīng)驗。

鏈上擴容方案的取舍和妥協(xié)

呂國寧指出，目前區(qū)塊鏈的性能擴展方式有兩條路，一條路為鏈上擴容，另外一條路是鏈外擴容。

鏈上擴容是指從區(qū)塊鏈本身特性出發(fā)，解決影響性能的特性，從而提高區(qū)塊鏈性能。

比如共識算法不夠高效，就選擇更高效的POS及其變種算法；比如鏈式存儲結(jié)構(gòu)效率不夠高，就使用可以并行打包的DAG方案；再比如網(wǎng)絡(luò)處理交易和驗證是串行的，一次只能處理一筆交易，就使用可以給節(jié)點分組的分片技術(shù)，不同的組處理不同的交易，提升性能。

鏈上擴容的技術(shù)都在實現(xiàn)一個目標(biāo)，即做一條更強的鏈。每一種技術(shù)方案在具體實現(xiàn)的時候都要面臨各種不同的取舍，每一種方案在帶來更好的性能提升的同時，其實都會在其他方面做出一些妥協(xié)。

比如分片方案能否高效的解決跨鏈計算，DAG 在雙花檢測上是否能夠做到比較低的延遲，而 PoS 共識算法的安全性能否保證，所有基于 PoS 的攻擊方式是否已知并且有針對性的方案，且能帶來如 PoW 在真實環(huán)境中長達十年的檢驗給我們帶來的信心？

這些問題都是當(dāng)下各個鏈上擴容團隊在積極努力和試圖解決的，雖然在過去的一兩年鏈上擴容的研究有了很多進展，但是這些都不是 Nervos 嘗試解決問題的方向。

Nervos不是為了做出一條更強的鏈

實現(xiàn)鏈上擴容是不是我們要解決的核心問題？

我們的看法是擴容不是唯一核心要解決的問題，比如說，如果我們把性能的瓶頸問題解決了，存儲可能會馬上變成瓶頸，這就是前段時間被熱議的狀態(tài)爆炸問題。由于交易量的提升，那么對存儲的需求也會同步提升，而節(jié)點的存儲資源其實是有限不可回收資源，所以這個問題可能要比性能問題還要嚴重，甚至它直接影響到了去中心化這一區(qū)塊鏈的本質(zhì)特性，且這類問題還無法通過分叉能方便得解決。

進一步深入思考，會發(fā)現(xiàn)在一層中要把所有的事情全部都做到最好，其實要權(quán)衡的東西很多，并且做取舍非常難，很多東西甚至是互相矛盾，導(dǎo)致無論做出怎樣的取舍，在保證去中心化和安全性的前提下，很難做到很好的性能。

Nervos Network 的設(shè)計思想的出發(fā)點不是為了做出一條更強的鏈，Nervos Network 的目標(biāo)是去實現(xiàn)一個豐富繁榮的加密經(jīng)濟生態(tài)，并為這個生態(tài)提供底層基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)。

區(qū)塊鏈在這個生態(tài)中的角色是提供最高效率達成全球共識的工具，并以最低的成本來構(gòu)建信任。所以 Nervos 的方案是鏈外擴容，并提出了設(shè)計一個分層的加密經(jīng)濟網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，并且?guī)硪粋€全新的公鏈架構(gòu)設(shè)計思路：如果我們認為分層是未來的發(fā)展方向，我們應(yīng)該從一開始就考慮到上層協(xié)議和分層網(wǎng)絡(luò)的需求，在分層的大框架下去設(shè)計區(qū)塊鏈協(xié)議。

基于分層的思想，Nervos 的底層 Layer 1 網(wǎng)絡(luò)只需要關(guān)注到安全和去中心化，Layer 2 層追求極致的性能，并且在業(yè)務(wù)實現(xiàn)上去滿足各類商業(yè)場景的需求，然后由 Layer 1 來對 Layer 2 提供保證。

分層思想和技術(shù)創(chuàng)新下的繁榮生態(tài)

Layer 2 的興起，是源于我們發(fā)現(xiàn)公有鏈的性能不足，很難擴容到滿足整個加密經(jīng)濟體需求的水平，因此慢慢演化出了一系列可以由區(qū)塊鏈來保證安全的 Layer 2 協(xié)議，例如支付通道（Payment Channel），Plasma 等等方案。

Layer 2 方案共同特點是犧牲共識范圍來換取性能，因此作為 Layer 1 的區(qū)塊鏈，關(guān)注點顯然不應(yīng)該是性能，因為 Layer 2 會承擔(dān)這個職責(zé)。Layer 1 是保障上層協(xié)議參與者的最后防線，它的關(guān)注點應(yīng)該是安全和去中心化。

Layer 1 負責(zé)的是狀態(tài)共識（存儲），Layer 2 負責(zé)的是狀態(tài)生成（計算）。

Layer 1 需要一個安全的共識協(xié)議，并且范圍越大越好。基于 PoW 的 Nakamoto Consensus 正是這樣一個協(xié)議，這是唯一一個在現(xiàn)實環(huán)境中經(jīng)過驗證的全球共識，于是我們針對 Layer 1 設(shè)計了一套性能優(yōu)化的給予 PoW 的共識協(xié)議，這套共識協(xié)議可以在不犧牲安全性的基礎(chǔ)上，壓榨初網(wǎng)絡(luò)帶寬的所有潛能，目前我們沒有給我們的 PoW 取正式的名字，暫定名字為 NC-Max。

Layer 1 需要驗證各種 Layer 2 的狀態(tài)，需要擁有一個強大的可編程能力的虛擬機，以支持各種狀態(tài)驗證邏輯，這意味著我們需要一個強大的編程模型（狀態(tài)模型+虛擬機），我們引入了基于 RISC-V 指令集實現(xiàn)的虛擬機，來滿足 Layer 1 的各種需求。

在 Layer 1 這一層，基于 Cell 編程模型的靈活的狀態(tài)存儲能力，結(jié)合 Nervos CKB-VM 虛擬機，可以方便的支持各種密碼學(xué)證明，讓 Layer 1 充當(dāng) Layer 2 的“法院”的角色，并且可以非常靈活的增加新的密碼學(xué)算法而無需硬分叉。

最后，一個合理設(shè)計的經(jīng)濟模型，對齊網(wǎng)絡(luò)上參與的各方價值和利益，才能保證網(wǎng)絡(luò)長久安全可靠運行。

最后總結(jié)一下創(chuàng)新點：

- Cell 模型，支撐靈活的狀態(tài)存儲和驗證

- CKB-VM 虛擬機，基于 RISC-V 指令集實現(xiàn)

- NC-Max PoW 共識算法，壓榨網(wǎng)絡(luò)帶寬的所有潛能

- 靈活的新增各種加密算法，而無需硬分叉

- 經(jīng)濟模型，針對 Layer 1 定制的，保障網(wǎng)絡(luò)長久安全可靠運行

開發(fā)進度和近期目標(biāo)

5月18日，我們的測試鏈將正式發(fā)布。大概會有不短于 6 個月的測試階段，然后才是主網(wǎng)上線。測試鏈運行期間，我們會繼續(xù)修復(fù)各種問題。當(dāng)測試鏈比較穩(wěn)定后，我們會引入第三方安全審計團隊從滲透測試到白盒測試進行多輪審計，基于審計結(jié)果我們會開展一系列的安全問題修復(fù)。以及在保障安全性的前提下做到盡可能的性能調(diào)優(yōu)。

當(dāng)安全方面的工作達到一個穩(wěn)定階段后，我們會開始壓力測試，我們的目標(biāo)是希望當(dāng)壓力測試達到一個穩(wěn)定的狀態(tài)持續(xù)一段時間，比如 30 天后，屆時我們會開啟主網(wǎng)絡(luò)發(fā)布計劃。

從測試鏈到主鏈，可能有長達半年的迭代時間，在這個期間，我們會針對社區(qū)和開發(fā)者開展一系列的基于測試鏈的技術(shù)活動，包括系列的 Hackathon，Demo 大賽，漏洞懸賞等等，希望能借此吸引到更多的開發(fā)者早期參與到我們的測試鏈的測試和完善工作中。