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如何將以太坊的效率提升一萬倍?

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自2018年1月以太坊7400美金的最高幣值至今,以太坊下跌超80%,其中兩次大規模的下跌有業內人士指出,是由於項目團隊大規模拋售募資持有的以太坊所致。團隊機遇套現離場,幣圈人心惶惶,以太坊的命運在10個月內劇烈的變化,其中與以太坊巨大的限制密不可分。
 
以太坊在比特幣網絡上做到的性能升級,同樣在源頭上限制了以太坊向未來進步的機會。 10月15日,Cyber​​Miles主網上線,在主網上線前的智能合約代碼測試中,Cyber​​Miles虛擬機CVM以及語言Lity在處理性能上“快”出了以太坊近萬倍,金色財經對Cyber​​Miles首席科學家Michael Yuan進行了專訪,深度了解Cyber​​milesCyber​​Miles對性能的實踐和改進的探索。
 
以太坊的命運
 
將Cyber​​Miles和以太坊進行比較來看,同為公鏈形式,Cyber​​Miles團隊一直是屬於以太坊社區並補足了以太坊生態。
 
以太坊生態對於性能進步較慢的涉及源頭在於V神對以太坊的定義,“以太坊的目標是世界計算機,是圖靈完備的開源能力,因此V神及開發者對以太坊的數學簡單性尤為看中。”Michael說到。
 
因此,即使V神深知以太坊存在問題但解決的方式進度並非有想像中的那麼簡單,對於解決方案的選擇上會拋棄一些可以解決問題的工程化方案。例如,對於智能合約中需要執行的計算步驟,使用以太坊時一定會涉及到Gas費的消耗,大量的Gas費代表著成本高、時間慢。但如果脫離以太坊的虛擬機和語言,可以使用代碼成熟性最強的C++來完成更多的命令編寫。
 
除此之外,以太坊因ERC20發行token的能力而成為眾多項目初期使用的底層網絡,但在更多的公鏈自己的主網建設成功後,最終會將通證、數據等等都遷移出以太坊網絡,這意味著以太坊的模式決定了以太坊是一個用來過渡的公鏈。
 
Michael對此還進行了補充說明,“對於以太坊來說,他是行業老大,這個無可厚非,在所有公鏈都必然走向細分的道路上,以太坊最終很有可能變成一個金融公鏈,可以用來進行融資相關及交易相關的項目開發,但這樣仍舊代表了以太坊的地位,縱使不是世界計算機,成為區塊鏈的'高盛'也是行業頭部。”
 
工程化實踐才能解決應用
 
對於修補以太坊的不足,Cyber​​Miles從共識設計、開發VM、開發語言上一直在不停嘗試,其團隊均由資深的技術工程化人員組成,尤其創始人盧亮和Michael都屬於工程化經驗尤為豐富的老程序員,因此,工程化一直貫徹在Cyber​​Miles的開發進程中。
 
工程化的概念是如何將技術應用落地,為了工程化的結果,會綜合不同種類的解決方案來達到效果,在解決方案設計上也不必考慮設計的排他因素。
 
Michael向金色財經記者解釋到,對於以太坊的性能提升,如果我們按照以太坊正常的開發流程,應用最高效的函數和代碼提高到最高效率,其性能也僅能提高原性能的30%~50 %,也就是2000~3000的TPS值提高到3000~4000。以太坊在虛擬機結構和語言上都存在著設計的限制,如果不對以太坊EVM進行結構的改變,難以達到幾倍性能的增加。
 
因此,Cyber​​Miles對以太坊的設計做了工程化的優化,以太坊從代碼到能力輸出經過了分層的不同結構,Cyber​​Miles從結構上將需要耗時長、費用高的部分,在Lity語言標籤設計中加入可以拓展C++語言編寫的功能,讓需要在原本經過EVM虛擬機編寫的智能合約都可以跳出虛擬機的語言限制使用C++來編寫命令,然後再將輸出的功能plug in到EVM的部分計算最終結果。如果是直接使用CVM,則可以更統一的編寫智能合約。
 
萬倍測試
 
基於對VM和語言的修改,Cyber​​Miles的智能合約測試已經相比於以太坊部分能力有萬倍的提升。
 
在官網標明的性能對比中,分別以加法、乘法、冒泡排序和Scrypt四項對比。同樣是2000萬次加法,CVM所需的時間是3.26秒,而EVM運行所需的時間是35.3秒。在這個測試中,虛擬機的啟動時間估計為0.21秒,因此,在加法運算上,CVM比EVM快11.5倍。
 
同時,還需要注意的是,Cyber​​Miles的DPoS共識機制至少比以太坊的PoW機制(以太坊還沒有進行POS共識替代)快100倍。也就是說,Cyber​​Miles 每秒的交易處理速度高於以太坊100倍。因此最後的對比結果是,CVM在加法運算上比EVM快1150倍。
 
同理,將1000萬次乘法、6萬次的冒泡排序以及一次Scrypt跨鏈驗證,在不計算共識驗證時間的前提下,對比結果分別是12.8倍、19.9倍、18039倍。而Scrypt,目前在以太坊是實現不了。
 
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對於測試中,為什麼要使用最簡單的加法、乘法進行測試,Michael向金色財經說出了其中的思考。 “因為加法和乘法最簡單最直接,是無法在命令中間做其他修正的,也就保證了最真實的計算效果,減少了不必要的質疑。在其他具體執行智能合約的過程中,其性能提高的比率會有不同。”
 
全面的Cyber​​Miles
 
10月18日,Michael在Cyber​​Miles主網上線的發布會上,又一次總結了Cyber​​Miles團隊努力至今完成的結果。
 
“Cyber​​Miles區塊鏈首先是技術創新:我們構建了一個智能合約平台,對電商應用進行了很多優化。它完全向後兼容以太坊平台,目前所有以太坊合約與應用無需任何更改,就能直接在Cyber​​Miles區塊鏈上運行。”而在Cyber​​Miles與以太坊的區別上,Cyber​​Miles上電商應用所需關鍵功能的運行速度比以太坊快近10000倍。例如公開加密與解密算法,這對個人身份、跨鏈支付、隱私數據市場等電商應用來說至關重要。
 
“我們還開發了區塊鏈虛擬機的的本機C++擴展,名為libENI(以太坊原生界面庫the library for Ethereum Native Interface)。所有人都可通過libENI向區塊鏈虛擬機添加新的高性能功能,如新的加密算法,或者迭代大型複雜數據列表的更佳方法。”libENI最顯著的特性之一是,新功能生效只需由區塊鏈驗證人或超級節點批准(快速快訊通過修改新共識),而不用更新區塊鍊或對其進行分叉。
 
此外,驗證人機制也讓Cyber​​Miles得以構建去中心化預言機,處理現實中的大量鏈下信息。預言機應用很多,例如驗證區塊鏈上產品信息、交付狀態、支付狀態等。在Cyber​​Miles區塊鏈上,虛擬機內置了對驗證人和超級節點的支持,去中心地為預言機提供信任,還可以為在平台上發行的穩定幣或證券化通證提供信任。因此,Cyber​​Miles能為穩定幣提供保險,驗證人則可以選擇擔保某些穩定幣的存款或相關資產。
 
在STO很有可能將成為需求的未來,電商現金流也可以支持許多證券型通證,Cyber​​Miles驗證人和超級節點可以選擇在其管轄範圍內進行合規性驗證,幫助在Cyber​​Miles上證券型通證更易發行。
 
至此,在一年的努力下,Cyber​​Miles公鏈中所有的配置已佈局完成。依靠對項目的判斷和工程化應用的概念,Cyber​​Miles在未來的開發應用中,已擁有極強的競爭力。
 
來源:金色財經