新一代公链方向的探索——Starcoin

文章来源：Starcoin SH弄堂

作者：一棵杨树X

据悉，Starcoin主网即将上线，项目方日前发起了为期一个月的《Starcoin区块链安全赏金计划》（3.24-4.24），为部署主网上线做最后一公里的检验与冲刺。（文末有活动详情）

比特币开启了可编程货币的时代，以太坊开启了可编程去中心化应用的时代，而将自己视作新?代智能合约平台、去中心化金融基础设施的Starcoin，其定位在某种程度上则介于两者之间——面向资产的可编程公链平台：

据笔者了解，Starcoin公链专注于面向资产，旨在通过一系列机制设计，实质解决“不可能三角”问题，提供安全的加密资产及去中心化金融运行平台，让区块链能够更低门槛地应用在更多领域。

与此同时，纵观Starcoin在基础层、共识层、协议层、扩展层、应用层等各维度的设计思路，安全始终是贯穿Starcoin的最核心议题。增强的中本聪共识，安全之上提高吞吐

区块链的发展史本质上也是瘦协议的自证史，伟大的设计看起来都是非常简单的。Starcoin作为一个公有链平台，在共识层面上做出了简单稳妥的选择——承继比特币的历史基础，采用了目前容错能力最好的（增强的）中本聪共识。

当下PoS、DPoS等新秀层出不穷，但中本聪共识“核心组件之一"的工作量证明（POW）共识算法，其简单、安全的优势还是无可比拟。

Starcoin选择采用PoW 算法，在安全且去中心化的情况下，可以实现全网决策一致，这样也极大降低了硬件开发的门槛。当然，作为最早由比特币采用的共识方法，中本聪共识虽然足够简洁且经过了市场的时间验证，但吞吐能力也较低，无法满足大规模区块链场景的需求。

所以Starcoin以满足商业化应用为目标，对中本聪共识进行了诸多适应性改良，采用了增强的中本聪共识：

1. 将出块速度提高至数十秒；

2. 引入叔块机制, 减少分叉，同时可衡量网络拥塞情况；

3. 动态调整出块速度，增加全网的吞吐；

4. 区块大小动态调整，提高网络吞吐；

5. 共识可通过社区治理，经合约升级；

增强的中本聪共识继承中本聪共识安全、完全去中心化和防篡改等特性，同时通过上述一系列的优化调整，在保证安全性的前提下增强了共识的效率，最大限度提高了吞吐能力，以期在商业场景的应用上打破性能瓶颈。

与此同时，Starcoin在共识层承继了比特币的优势基础，在状态选择上则并未选择比特币的UTXO，而是从智能合约的实现需求角度考虑，借鉴了以太坊的设计思路，采用了账户模型，并在其基础上做了进阶改良。

对于以太坊来说，其合约数据存储在合约账户下，用户在写入数据的时候，只支付当前事务的GAS费，而不需要为状态存储单独付费，然而用户却不需要为存储支付成本。

在Starcoin中，则不存在以太坊中所谓的合约账户，用户数据都是存储在其自身账号下，且在用户状态基础上，再扩展一层链的状态，便形成了两级 State 结构，类似于数据库中的?级索引，这样对于状态计费来说更为便利，有助于解决状态爆炸问题。

并且以太坊是账户下面存放余额、合约、nonce 等信息，而合约是将数据和代码混在一起。Starcoin 则是借鉴 Libra 归属权的概念，每个账户下面的状态分成 resource 和 code，这样就明确Resource 的所有权只归属当前账户，跟代码完全隔离开，让资源操作更安全，进一步提升了Starcoin系统的安全性。Move语言——为数字资产量身定制

编程语言能够映射一个区块链项目的核心调性，而Move作为由Facebook开发设计的全新智能合约语言，除了最早应用于Facebook的Libra项目之外，目前市场上公开采用Move语言的区块链产品少之又少，而Starcoin正是其中之一。

某种程度上，Move语言可以说是专为表达数字资产而生，与Starcoin面向资产的可编程安全需求不谋而合，核心即围绕“资产”和“安全”这两个关键词：

Move提出了一套完整面向数字资产的编程体系，与现有的区块链编程语言相比，着重强化了数字资产的地位，开发者能够更灵活、安全地在链上定义和管理数字资产。

与以太坊不同，Move中Resource被设定为一等公民，开发者能够以线性逻辑的语义定义自定义Resource类型，并且对Resource进行操作受到严格的限制，使得Resource永远不能被复制或隐式丢弃，只能在程序之间移动，从而极大提高了安全性。

所以在Move特性的加持下，Starcoin之中所有的数字资产都是一等公民，任何一个“币种”的余额都存储在用户地址对应的空间中，这样就面向资产提供了一个安全和可编程的基础，确保了从最根本、最底层的地方来保证DeFi资产的安全。

并且在借助Move语言优势特性的同时，Starcoin还通过标准库和形式化验证的结合，为开发者生态提供完备、安全、趁手的开发工具支持，某种程度上相当于开发者的“开发工具乐高平台”：

·标准库：作为?个通用、安全的智能合约平台，Starcoin为开发者提供了经过形式化验证的智能合约标准库。标准库包含了40多个常用的功能模块，其中除了账户、转账、交易、事件、Errors、Math、Vector 等基本功能模块外，还包含了Token、Dao、OnChainConfig等前瞻性功能模块；

·形式化验证：Starcoin 标准库里所有的 Module 都经过了形式化验证。Module 中的每个方法都建立了对应的规范，它通过前提条件、后置条件、不变式等来描述程序怎么样才算正确运行。然后通过 Move 的形式化验证工具Move Prover 来保证 Module 的实现跟规范相符极大提升了标准库的安全性和可靠性；

分层网络，价值高效、安全流转

以太坊的拥堵已经证明了Layer 2 对于扩展性的重要性，目前各家公链项目也开始在Layer 2的构建完善上发力，以期不错过这个关键的决胜赛道。

Starcoin作为后来者也算是有后发优势，其在最初的模型上就直接选择了分层设计——通过特殊的分层网络安排，一二层互相结合，在安全的前提下，有效解决了扩展性这个公链“老大难”问题：

Layer 2（二层，应用智能合约层） 使用Layer 1（一层，基础货币层）的数据并提供低成本高性能的 DApp 运行环境，Layer 1则负责校验Layer 2 的运算结果并提供基础支持，一二层有机结合在一起，从而保证了价值能够安全、高效地流转。

也即Layer 1同时是Layer 2的安全层和结算层——承载保证Layer 2的安全，也负责整个网络的价值结算，而Layer 2则专注于解决资产转移交换等应用中的扩展性和性能瓶颈，这样资产就可以在一二层之间自由、安全、高效地流动。

一言以蔽之，Starcoin中Layer 1专注于提供数字资产发行功能，能够安全快速定义资产，达到足够去中心化和安全的目标；Layer 2 则致力于解决 DeFi 领域面临的容量瓶颈问题。

这样?层（Layer 1) 二层(Layer 2)结合，在去中心化、安全的前提下，满足未来高性能DeFi运行的需求，解决资产转移交换等过程中的扩展性和性能问题，从而达到可商用的级别。

灵活的去中心化链上治理体系

技术层面的机制设计往往决定一个项目的发展高度，治理体系的持续演化能力某种程度上则决定了后续的发展上限。

Starcoin 在设计上选择拥抱链上治理模式，将链的大多数治理规则（参数）以合约的形式固化到链上，通过参与治理的角色安排，保证链的持续演进能力。

其中治理参与的角色包括：

1. 提案和提案者。

2. 投票和投票者。

3. 决策和决策合约。

4. 提案执行和执行者。

整体的治理流程遵循目前主流的治理设计——由提案者提出提案，经过公示后，系统参与者针对提案进行Token 质押投票，票数与质押的Token 数量成正比，投票期过后，决策合约进行提案决策，决策通过后的提案，再次经过公示后，可由任意系统参与者提交执行。

与此同时，鉴于很多 DeFi 协议构建于代币治理系统之上，需要通过协议代币的治理来不断迭代协议，合约治理这个DeFi世界高频使用的“刚需”也就成为治理机制设计的关键环节。

所以出于高效且安全的设计考量，Starcoin 的治理系统就原生支持合约治理，也即各家DeFi协议只需要接入Starcoin的治理合约，即可实现代币治理，从而既保障了安全，也最大化方便开发者。

目前除了以太坊之外，Starcoin 算是第一个原生拥抱 DeFi 发展的公链，合约治理内置在 Starcoin 合约标准库中的设计，使得 DeFi 协议能够更好的利用代币治理达到协议的持续升级和发展，尽可能地向去中心化、公开、高效、安全的治理目标靠拢。

Starcoin区块链安全赏金计划

通过对Starcoin设计思路的全景式巡视，会发现其基础层、共识层、协议层等机制全都围绕安全这个核心议题展开，结合灵活的链上治理机制，并通过选择成熟的工作量证明（POW）共识算法和增强的中本聪公式达到去中心化，且在一二层网络的分层设计下满足了高性能的商用需求，算是在“不可能三角”之中实现了较好的平衡。

如今Starcoin主网即将上线，官方也推出了对应的安全攻防计划（详情可见《Starcoin 区块链安全赏金计划》），活动将持续一个月——2021年3月24日到2021年4月24日。

对于“安全”这个核心议题，Starcoin可谓不吝激赏，在活动里给出了相当有诚意和吸引力的赏金，其中单单是提交有效BUG的“参与奖”就出手大方：凡活动时间内提交有效BUG≥1，均可获赠价值数千元Starcoin矿机一台，在主网上线第一时间即可挖矿。

而L0、L1、L2三个不同档次的赏金更是奖励颇丰（具体漏洞说明可见《Starcoin 区块链安全赏金计划》）：

L0：5,000U+5,000STC

漏洞导致需要通过硬分叉解决。

L1:??? 2,500U+2,500STC

漏洞影响全网大多数节点，需其更新版本。

L2：500U+500STC

漏洞影响单节点，需其更新版本。

Starcoin是希望能够联合来自全球社区的安全研究员，群策群力共同协作，发动社区的力量检验系统存在的潜在漏洞，以不断增强 Starcoin 系统的安全，尽最大可能杜绝任何维度潜藏的安全风险。

所以此次赏金活动结束，也意味Starcoin 系统的安全得到了最大程度的验证，将正式拉开 Starcoin 主网上线的序幕。

公链的竞争向来残酷，Starcoin在“安全且商用级别的公链平台”的目标导向下，做出诸多维度的创新机制设计，能在这场目前以太坊一家独大的格局中交出怎样的一份答卷，拭目以待。

更多项目信息，查看官方网址：https://starcoin.org/Starcoin

微信助手：starcoinorg

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编译者/作者：Starcoin_SHLane

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