用5年时间，Alephium要把POW性能提升到极致

未来十年，我们需要什么样的区块链基础设施来支持 dApp？

随着上一周期的加密基建投资热潮狂飙，以太坊基金会、Paradigm 等掌握话语权的机构向行业输送着一个又一个新鲜的名词，每个人都渴望着 Mass Adoption 的到来。但今年这个行业的遮羞布被一块一块揭开，散户不再相信 VC 制造出来的叙事，大名鼎鼎的项目接二连三被曝出负面消息，没有人再相信技术，进维权群成为令人戏谑又心酸的符号。焦虑的情绪一直笼罩着市场，喧嚣之下似乎很难找到一个清晰的方向，更遑论回答文章开头提出的问题。

但在一篇白皮书中，一直坚持做 POW 公链的 Alephium 给出了答案。其理念是创建一个具有高吞吐量和低交易费用的可扩展区块链，同时具备以太坊的高级可编程性以及比特币的可靠性和安全性，从而打造一个「具有可靠智能合约解决方案的可扩展比特币」。

这种叙事乍一听起来似曾相识，比如这个项目要做「以太坊的亲儿子」，那个项目定位为「Solana 的亲闺女」，通过技术上的类比和迁移打造更深入人心的叙述。但想成为可扩展比特币这件事是比特币自身也正在经历的阶段，Alephium 的存在便是向市场证明，POW 并没有势微，而是随着技术更迭正寻求改变加密世界。

今年 8 月，比特大陆宣布推出专门用于 Alephium 挖矿的矿机，意味着这条创建于 2019 年、一直深耕技术创新的 Layer1 公链迎来了新时代。

分片+PoLW+sUTXO，将技术创新到极致

长期以来，有人将 PoW 和 PoS 的对比简化为单纯的区块链「共识机制」的不同，只局限在账本的安全性等技术问题上进行讨论，从而误导大家觉得 PoW 是毫无必要、可以免去的能源浪费。而成功转向 POS 的以太坊，从世界计算机、永不停机的 dApp，再到世界金融结算层，其目标因为市场变化而几度更改。

以太坊的故事一直在变，技术突破却在放缓脚步。但得益于开发者社区的韧性以及先发优势，让以太坊杀手成为深入人心的公链叙事；成为 EVM 兼容又或是直接打造一条 Layer2 成为当前开发者最容易做到的选择。就算本轮周期伊始的比特币生态成功抓住开发者的眼球，但掀起的却是照搬以太坊一键发布 L2 的热潮，并没有从根本上意识到解决比特币可扩展性意味着要做什么。

纵观区块链的发展历史和当前进程，比特币愈发巩固起了其价值储存地位，但舍去了一定的自由度；以太坊代表了操作系统领域，灵活却又面临着多重脆弱性。Alephium 则代表了区块链困境之不可能三角的解决方案，并且是以一种一环扣一环、在过程中逐渐找到最优解的方式向前推进。这不禁让人想起比特币社区原教旨主义在面临新周期所做的挣扎，又或是以太坊路线图里堆积的所有待推进事项。

优雅且实用的算法，Blockflow 先声夺人

区块链的三难困境简单来说是关于可扩展性、安全性和去中心化之间的平衡，但从技术角度来看，不仅仅涉及这三个维度，还要考虑更多的因素，比如共识算法、历史增长、状态增长、区块执行、交易执行等。

为了提高可扩展性，一个非常重要的方法是分片技术，就像数据库中通过分片来实现横向扩展一样，区块链也可以采用相同的方式。Vitalik 在博客中写道，「分片区块链能够处理比单个节点更多的交易，同时它可以在普通笔记本电脑上运行而不依赖任何超级节点以保持去中心化，此外，它还具有高安全性，攻击者无法通过少量资源攻击系统的一部分，只能尝试控制和攻击整个系统。」

但以太坊至今也受限于底层协议而选择经过验证的 Rollup 技术作为扩容解决方案，分片在通信的复杂性、安全性保障以及开发和动态管理方面都有很大的挑战。但 Alephium 并没有采用主链架构，因此无需依赖一条集中化的区块链来同步所有分片，这样做的优势在于其跨分片交易只需一步即可完成，为用户提供了极佳的转账体验。

背后的功臣是 Alephium 独特的分片模型——Blockflow。Blockflow 运用可扩展的 UTXO 模型，结合 DAG 和分片技术，是第一个支持单步跨分片交易的横向扩展算法。和现有的主流方案不同的是，Blockflow 算法不需要依赖于 Beacon Chain 和去中心化随机数，更加的优雅和实用。

目前，Alephium 已经能够通过 16 个分片支持 400 TPS，并有望在增加分片数量后扩展至 10k TPS。在最近的 Rh?ne 升级中，Alephium 将区块时间降低至 16 秒，在保障安全性的同时，实现了快速交易。这种超越极限的扩展性为 Alephium 生态系统的高速发展奠定了基础，使其在未来的区块链应用中占据重要竞争地位，尤其是在需要高频交易的场景下。

降低能耗，PoLW 如何吸引 ASIC 青睐

在成立两年后，Alephium 开始了代币预售，募资超 360 万美元，2021 年，Alephium 启动主网并推出代币 ALPH。与此同时，Alephium 还引入了 Proof of Less Work 的概念，旨在优化 PoW 的计算资源使用，降低网络的能耗。

POW 公链被很多 PoS 支持者诟病的其中一个点是 PoW 矿机需要消耗大量的电力资源，不够环保。矿工使用 GPU、FPGA 或 ASICS 等设备和能源来解决哈希问题，挖矿成本是设备成本和能源成本的组合。但 Alephium 调整了传统的工作量证明，以通过能源密集度较低的共识机制实现类似的安全级别。

在 PoLW 中，Alephium 区块链上的矿工将需要燃烧 ALPH 代币来确认区块并解决哈希问题。例如，假设 BTC 和 ALPH 具有相同的值：

· 矿工通过花费 1 BTC 的设备+能源成本获得 1.25 BTC 的挖矿奖励；

· 矿工通过花费 0.15 ALPH 的设备+能源成本并燃烧 0.85 ALPH，获得 1.25 ALPH 的挖矿奖励；

虽然成本相同，但能源消耗却显著降低。在这种情况下，挖矿成本既是外部成本（能源、设备）又是内部成本（在网络内燃烧代币）。不过，只有当网络的算力超过一定阈值（1 exahash）时，挖掘一个区块的成本才会增加，这在保持网络安全的同时，显着降低了高达 87% 的能源消耗。据官网数据，目前，Alephium 的算力为 3.3（PH/s）。

一开始 Alephium 因与以太坊双挖而受到热捧，这使得其算力迅速提升，最近随着 FPGA 和 ASIC 的加入使网络的计算能力再次得到大幅提升。挖矿硬件的多样性迎合了不同类型的矿工，从大规模运营到小型家庭矿工，培育了一个去中心化且强大的挖矿生态系统。从 GPU 到 ASIC 挖矿的转变虽然具有挑战性，但也证明了 Alephium 的增长和稳定性。

Alephium 算力变化趋势图｜图源：hashrate.no

吸引到 ASIC 的前提是 Alephium 从一开始就选择 ASIC 友好算法，Alephium 的创始人和核心开发者 Cheng Wang 认为，设计一种真正抗 ASIC 的算法几乎是不可能的，门罗币和以太坊等其他区块链就证明了这一点，这些区块链要么一直在与 ASIC 抗性作斗争，要么计划过渡到 PoS。ASIC 友好的算法更简单且资源占用更少，这符合 Alephium 保持可扩展性和轻量级的目标。

可编程又安全的 sUXTO

Alephium 的技术创新还体现在其发布了其改进的 UTXO 模型 Stateful UTXO，在保持 UTXO 系统高效性的同时，增加了对智能合约的支持，这也使 Alephium 成为了最早在 PoW 区块链上实现智能合约扩展性的项目之一。

区块链技术中有两种状态：可变状态（如以太坊中所示）和不可变状态（例如 UTXO 或 eUTXO）。可变状态更加灵活和富有表现力，以太坊充满活力的生态系统就证明了这一点。比特币采用后者，显而易见，大家都认为比特币更加安全。

Alephium 的 sUTXO 交易模型结合了比特币 UTXO 模型的安全性和以太坊账户模型的灵活性，支持智能合约的可变状态。这对于开发人员和用户来说意义重大，因为 sUXTO 使开发者可以更轻松地构建智能合约，并保证安全的资产管理。也正因为 Alephium 支持智能合约，这里才充满了更多可能性。

支持这些可能性的是 Alephium 推出的基于 sUTXO 模型的虚拟机 Alphred，作为 Alephium 技术的重要组成部分，开发和完善历时 3 年，前两次网络升级有一半更新都与 Alphred 有关。

Alphred 采用了更先进的堆栈虚拟机设计，合约代码体积更小，使用 gas 更少，执行效率更高。为了让开发者能够将更多精力投入到业务逻辑的开发中，而不是浪费时间在修补漏洞或优化性能上，相较于 EVM，Alphred 在安全方面的改进十分突出。比如从协议层面上杜绝资产的重入攻击（reentrancy attack）以及禁止闪电贷；相较于 EVM 无限授权导致的钓鱼泛滥问题，Alphred 设计全新的 APS 系统（Asset Permission System），资产使用需即时批准，且简化了用户操作。

与之相配套的是 Alephium 还为 Alphred 引入了一种 Ralph 语言，相比传统的智能合约编程语言，Ralph 具有更强的表达能力和安全性，使开发者可以更轻松地编写复杂的智能合约，而无需担心常见的安全漏洞。

不再挖提卖，Alephium 的可持续实用性生态

前文着墨众多介绍了 Alephium 的存在让公链的技术水平一直在往极致突破，但归根结底技术不是公链的核心壁垒，可持续发展的生态才是。

如果研究 Solana 成功的路径，不难发现，其在创立之初便着重宣传开发者友好，吸引了大量来自硅谷和华尔街金融行业的开发人员参与其中。此外，Solana 还通过大规模的黑客松和开发者激励计划，快速吸引了大量优秀的开发者和项目，这些都为其生态系统的繁荣奠定了基础。

Alephium 显然也发现了这一点，它通过引入全新的开发工具和编程语言，显著提升了开发效率，使开发者能够更加专注于应用的逻辑开发，而不是被繁琐的基础设施问题所困扰。当然，Alephium 也并未一味模仿 Solana，而是据自身特点进行了创新。

不再挖提卖

目前，Alephium 生态系统涵盖了 DeFi、dApp 和 NFT 市场等多个领域。根据 Mobula 数据，Alephium 网络上活跃的代币已超过 40 个，DeFi 流动性超千万美元。在最新的黑客松比赛中，已有 100 多个项目参与，其中不乏原本基于 ETH、SOL 等网络创建的项目。

生态爆发直接推动了市场对代币的需求增加。作为 PoW 公链，Alephium 的 86% 代币均通过挖矿产出，代币价格的暴涨激励着矿工大量入场，hashrate.no 数据显示，Alephium 全网算力已从年初的 0.14 PH/s 上涨至 3.2 PH/s，增幅超过 21 倍。

2023 年 11 月，Alephium 发布了桥接功能，这为 Alephium 的生态系统引入了稳定币，从而将稳定币桥接到 Alephium。另外，用户还可以将 ALPH 桥接到以太坊，并在 Uniswap 上交易，这使得 Alephium 交易量的爆炸性增长。目前，Alephium 已执行 3060 万美元交易，拥有 908 万美元 TVL，以及 2298 万美元桥接 TVL。

是什么让一个生态系统具有可持续性？

在 Alephium 的首席营运官 Maud Bannwart 看来，第一要素是实用性。「归根结底，任何生态系统、任何技术、任何项目能够持续存在的最根本方式是它必须做一些有用的事情。」也正是因为 Alephium 的一系列以开发者导向，注重社区建设的行为让其穿越牛熊，不受周期驱动。

因为 Alephium 的独特设计，不仅为开发者提供便利，也为矿工提供了新的财务机会。由于 Alephium 支持智能合约和 dApp，在 DeFi 平台中使用开采的 ALPH 代币，又或是通过抵押 ALPH 获取 USDT 贷款，从而支付矿机运营成本，而不是立即出售代币。这种转变可以提高代币效用，减少抛售压力，并有可能增加 Alephium 的价值。将挖矿奖励与 DeFi 相结合可以为矿工提供额外的收入来源，从而创建一个更具活力和可持续的生态系统。

今年 8 月，Alephium 宣布与 DIA 合作部署跨链预言机基础设施，这为 Alephium 生态引入了包括代币价格预言机、随机数生成器、公平价格预言机等产品，将进一步巩固 Alephium 作为具备智能合约功能的 PoW 链在 DeFi 领域的地位。目前，Alephium 生态的多个项目，比如 AlphBanX 和 Linx Labs 已经准备利用 DIA 的预言机技术进行其创新应用。

代币经济

Alephium 的原生代币为 ALPH，最大供应量为 10 亿。其中 86%，即 8.6 亿枚 ALPH 将在约 82 年内被开采（从 2021 年主网启动开始）。剩余的 1.4 亿枚 ALPH 用于生态系统、销售、团队和财务分配。

由于 Alephium 使用 PoLW 证明，8.6 亿枚 ALPH 将被开采并作为区块奖励分配给保护网络安全的矿工。Alephium 没有减半机制，区块奖励根据网络哈希率和时间戳动态调整。所以，在某个时间点，哪个参数更低，就会根据那个参数来决定奖励。目前，主要是基于时间的奖励在决定发行计划，这意味着奖励数量在逐渐线性减少，随后会保持恒定。

尽管存在通货膨胀，但 ALPH 也具有通缩效应。一方面是其 100% 的交易费用被烧毁，另一方面是 Alephium 上每个智能合约需要存储 0.1 个 ALPH 作为合约存储租金。虽然从技术上讲不会燃烧代币（因为这些代币是可检索的），但这可能会减少流通中的可用代币。还有就是前文提到的 PoLW 证明需要进行代币燃烧，算力一旦突破阈值，就会被触发，通过预先燃烧 ALPH 来承担部分挖矿成本。

公链真的过剩了吗？

这轮周期从业者都在哀嚎没有新叙事，加密行业已经山穷水尽，以至于所有公链都得依靠 meme 救之于水火之中。但情况果真如此吗？还是说当前阶段正是区分投资与投机的好时候，让投机的人拥有超高效率的生产力工具，也让投资的人能有敢投、能投的好项目，是加密未来的第一要义。

但目前，能投资的好标的其实少之又少。Alephium 创始人 Cheng Wang 在接受采访时被问及公链是不是过剩了，他回答「公链项目是很多，但是技术靠谱，用户体验好，能落地的非常少。」这里的落地，指的即是前文的技术上跑得通，也是讲生态时提到的实用性。没有哪条公链靠华丽的包装和堆砌的数据就可以获得实打实的用户数据，销声匿迹的案例已经发生了太多。

从 2015 年初公布世界上第一个线性时间异步 Byzantine 共识算法到 2017 年提出 Blockflow 算法，Cheng Wang 在技术上的追求毋庸置疑，这也是 Alephium 发展至今仍然吸引着众多开发者以及忠实用户的根基。

对于公链来说，维护区块链的去中心化比实现高 TPS 更重要，开发者也更愿意在一个去中心化的公链上开发应用。只有在去中心化的公链上开发者才能自由地、无需任何人审查地进行开发，不用担心代码执行被干预、应用被移除、用户被屏蔽等风险。只有在真正去中心化的区块链上，数字财产的所有权才能得到真正的保障。

Alephium 的名字源自数学中表示无限集合大小的「Aleph」，这是在致敬以太坊「Ethereum」的命名模式，后者基于象征无形而强大的「Ether 以太」。两者的命名都反映了对基础技术架构的深远愿景，Alephium 和 Ethereum 共享一种相同的愿景，即构建无处不在、充满潜力且能够支撑未来无限可能的去中心化技术生态。

去中心化是区块链的本质，就像比特币被设计出来不是为了高效，而是为了去中心化；以太坊的设计理念也是建立在不能牺牲去中心化的基础上的。去中心化是区块链价值体现最根本的前和唯一的道路，为了它，行业里的人愿意忍受一定的和暂时的低效，而通往这个终点的路上，注定需要更多像比特币、以太坊、Alephium 这样的领头羊。

在 Alephium 当前的技术架构上，区块链的不可能三角问题正在成为可能。未来十年我们需要什么样的区块链基础设施来支持 dApp？一个肯定的回答是，和 Alephium 一样具有匠人精神的。

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编译者/作者：区块律动BlockBeat

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