Odaily本文要介紹MultiVAC 也是一個利用分片技術擴容的公鏈項目。他們還提出了一個不同於雲計算領域的“彈性計算網絡”的概念，即基於該公鏈的DApp 開發者可以根據自身業務需要，選擇對擴展性、安全性、去中心化等不同維度的需求，底層網絡會以此將合約交易分配到不同的分片。開發者也需要根據自身業務部署合約。

編輯| 盧曉明

目前而言，分片技術（ Sharding ）是公鏈擴容方案的一個重要方向，被認為是更為長遠且理論上可行的擴容方案。擴容，通常指的是系統處理高頻業務量的能力。擴容方案主要解決的問題是通過提升區塊鏈系統的性能處理能力，以實現區塊鏈技術的大規模落地應用。

Odaily本文要介紹MultiVAC 也是一個利用分片技術擴容的公鏈項目。他們還提出了一個不同於雲計算領域的“彈性計算網絡”的概念，即基於該公鏈的DApp 開發者可以根據自身業務需要，選擇對擴展性、安全性、去中心化等不同維度的需求，底層網絡會以此將合約交易分配到不同的分片。開發者也需要根據自身業務部署合約。

分節點角色：減少存儲成本

圖片描述

分節點角色：減少存儲成本

分節點角色：減少存儲成本

該設計的要點在於，礦工節點可以直接用交易的摘要信息+交易+存儲節點提供的證明，來驗證交易。只存儲交易摘要信息，減少了礦工節點的數據量，也降低了礦工的准入門檻，普通PC 也可加入。該設計的要點在於，礦工節點可以直接用交易的摘要信息+交易+存儲節點提供的證明，來驗證交易。只存儲交易摘要信息，減少了礦工節點的數據量，也降低了礦工的准入門檻，普通PC 也可加入。

區塊鏈之所以需要分片，前提是交易量大到以單鏈系統難以承載，同時隨著數據量暴漲，普通筆記本電腦也不一定足以存儲全網賬本。

為減少存儲數據，保證去中心化，MultiVAC 引入了存儲節點角色，將節點分為存儲節點、礦工節點和輕節點三種，均不需要有全網賬本。

分片內礦工節點先選舉出塊節點、驗證並打包交易（此時出塊者需要向存儲節點調用Merkle Proof 以證明該筆輸入未使用）、分片內廣播，然後發送給存儲節點同步。

礦工節點的功能是存儲摘要信息（區塊頭），並且負責驗證交易，擁有數據的控制權。存儲節點存儲分片內所有賬本，有點類似於超級節點的角色，存儲量大，有一定的准入門檻，但區別是只存儲交易和協助進行交易驗證，對數據沒有任何控制權，保證了其去中心化的特性。 MultiVAC CTO 應翔表示，存儲節點可以理解為網絡節點基礎服務商，類似於網絡供應商（移動、聯通、電信）的角色。

該設計的要點在於，礦工節點可以直接用交易的摘要信息+交易+存儲節點提供的證明，來驗證交易。只存儲交易摘要信息，減少了礦工節點的數據量，也降低了礦工的准入門檻，普通PC 也可加入。

MultiVAC 認為，假設一個分片有100 個節點，要攻擊該分片，就只要知道這100 個節點是什麼，安全風險很大。因此，大部分的分片方案都需要定期變換分片內節點。 MultiVAC 亦然，每過幾分鐘，礦工所在的分片就會切換。

安全性和去中心化一脈相承。分片存在安全性的退化，安全性就要求徹底去中心化。 MultiVAC 設計的礦工節點和存儲節點在這兒也發揮作用。

假設一個分片有100 個節點，要攻擊該分片，就只要知道這100 個節點是什麼，安全風險很大。因此，大部分的分片方案都需要定期變換分片內節點。 MultiVAC 亦然，每過幾分鐘，礦工所在的分片就會切換。

MultiVAC 每個分片內對應的幾個存儲節點是固定的，但是礦工節點是非固定的，借助VRF 變換，而存儲節點又沒有數據的控制權。由於礦工節點只存儲摘要信息，總量很小，因而礦工遷移的數據量大小也不必擔心。否則，礦工在變換分片時還是需要同步大量賬本數據，或者需要擁有全網賬本。應翔認為，這也造成大部分分片方案的切換週期長（意味著不安全），並且每次只能切換一部分節點。

分片1 在某個時刻發起交易後，該交易在區塊高度h1 被確認；（此時分片2 的高度為h2 ），而這筆交易體現在分片2 上，是需要在分片2的某一高度（一般是下一個塊，比如h2+1）讀到了來自分片1 的h1 高度，才會把錢加上去分片2。這裡可有點像，A 銀行賬戶向B 行賬戶匯了一筆錢，A 行顯示已經扣款，但B 行不一定立刻收到，期間跨分片的網絡阻塞可能出現交易延遲情況，但不會影響分片內其他交易的正常進行。 MultiVAC 使用了最終一致性的辦法保證了分片2 一定能按順序獲取到所有來自分片1的轉賬。

固定傳輸量，保證分片獨立的跨片交易

分片技術不得不面對的問題就是跨片交易的實現，假若沒有跨片交易，各分片間不存在交互，就和單鏈沒有區別。

有觀點認為，區塊鏈中的交易都是原子性，必須保證其涉及到的操作達成最終一致性，即要么全部完成，要么一個都不開始。因此不得不協調各分片間的操作，以保證其正確地運行。據《王嘉平：號稱「公鏈分片」技術的五大謊言》一文：“當前而言，常用的處理方法是採用線程同步概念，鎖住交易所涉及的狀態，阻止其他非相關交易乾擾這些狀態，直到完成交易所有操作後釋放。但該處理方法的問題在於，鎖住狀態下，部分分片的其他執行被阻塞，分片其他工作無法正常進行，而該情況隨著分片數量的增多，跨分片交易數量增多，產生的阻塞愈發明顯。”

應翔表示，MultiVAC 的跨片交易採用了不同的思路。可以保證每個分片獨立。

MultiVAC 的每一個分片，都會定期同步其他分片的區塊頭，一個分片裡面的每一個區塊，都有一個空間在記錄其他分片的最新狀態，並據此處理跨片交易。

分片1 在某個時刻發起交易後，該交易在區塊高度h1 被確認；（此時分片2 的高度為h2 ），而這筆交易體現在分片2 上，是需要在分片2的某一高度（一般是下一個塊，比如h2+1）讀到了來自分片1 的h1 高度，才會把錢加上去分片2。這裡可有點像，A 銀行賬戶向B 行賬戶匯了一筆錢，A 行顯示已經扣款，但B 行不一定立刻收到，期間跨分片的網絡阻塞可能出現交易延遲情況，但不會影響分片內其他交易的正常進行。 MultiVAC 使用了最終一致性的辦法保證了分片2 一定能按順序獲取到所有來自分片1的轉賬。

我是Odaily記者遂心（微信號wsuixin12）、編輯盧曉明（lohiuming），加好友煩請備註姓名、單位、職務和事由。

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落地關注共享經濟應用

Odaily疑惑的是，MultiVAC 的方案節省了存儲成本，但是增加了很多傳輸成本，會否影響方案落地？對此，應翔回應：“是的，增加70% 需要傳輸的數據量，但是比如Java 比C++ 慢10倍，但是很多人用Java，因為開發成本低很多。這裡也是一樣的道理。”

他進一步解釋個中邏輯：存儲節點提供證明，使得礦工節點可以在沒有賬本，只擁有很精簡的摘要信息的情況下，就驗證交易和出塊是否合法。這樣做的代價是，多出了一部分數據傳輸（證明信息）。 70% 是未壓縮的數據量，事實上我們壓縮後大概是相當於20-25%這樣，未來還可以壓縮到更小。

但是反過來，傳統區塊鏈每個交易都全網廣播一次，一旦業務量上升，單個節點將不堪重負。一方面，分片機制讓交易只需要在分片內廣播。另一方面，對於分片內的數據來說，MultiVAC 是未確認交易發到存儲節點，存儲節點可以一次廣播多個交易，礦工將其收進自身內存池中。所以交易廣播的次數大幅度變少了，但是廣播的數據量多了20-25%，總體上來說對網絡負載的拖累並不嚴重。

MultiVAC 表示目前已完成底層交易分片方案開發，單個分片TPS 約在500；合約分片仍在開發，應用落地預計在2019 年後半年，比較關注共享經濟方面的應用實踐。

從未來發展來看，分片技術依然面臨著很多難題。目前主流的分片技術分為網絡分片、交易分片和狀態分片等三個層級，其技術難度也隨之依次遞增。在具體落地方面仍有很多問題需要解決，比如共識、PoS、網絡延遲等。

共識機制方面，應翔認為，當前沒有一個完美的共識機制，MultiVAC 採用的是二元拜占庭+ 群簽名。

至於激勵機制，MultiVAC 表示礦工節點主要是挖礦收益，存儲節點的激勵機制考慮採用競爭（投標性質）機制，理想情況下會出現一個平衡，類似於以太坊的gas 費。

團隊目前約25 人，包括17 名技術和7 名運營。 MultiVAC 技術團隊有來自哈佛、斯坦福、清華和南洋理工的計算機博士，以及谷歌、Facebook 及美團點評的資深工程專家。 CEO 呂恆曾任美團技術總監和薪人薪事聯合創始人、CTO；CTO 應翔是天津大學副教授、南洋理工大學計算機博士、並行算法與通用計算領域專家。 CMO 王晨曾任美團產品經理、薪人薪事市場運營總監、居理新房（原侃家網）聯合創始人。

據介紹，團隊於2018 年年中融資1500 萬美金。官網顯示，投資機構來自韓國、美國、歐洲等地，包括IDG、洪泰資本、九合創投等投資機構和NGC、JRR Crypto、Hashed、Arrington XRP 等數字資產投資基金。

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