王嘉平团队：墨群区块链系统，我们来了

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作者：王嘉平（中国科学院计算技术研究所 计算机科学博士）

今天和大家汇报一件事情，我们NSDI 2019的Monoxide论文已经完成了第一阶段的实现，近期将以墨群区块链问世。墨群分布式计算团队在去年获得四位互联网前辈的个人天使投资之后，我便和团队一起进入紧张的静默封闭开发。至今历时将近一年，切身体验了从零构建一个新形态的分布式计算基础设施的艰辛和挑战，更是对之前已经在这个领域耕耘多年的友商陡生敬意。以区块链技术为代表的分布式计算架构正在逐渐改变我们整个数字世界的计算基础，我们对有机会投身于这股新技术浪潮感到无比兴奋。这是一个新兴的市场，我们可以看到无数可以用新技术来改善的地方，为未来的互联网带来更加安全，更加可靠，更为公平的体验。我们对此充满信心。

墨群分布式计算团队将致力于研发以分布式计算技术为基础的新一代计算基础设施，以及其上的互联网应用。墨群区块链是团队的起点，也是分布式计算技术的基础之一，但我们同时也将研发支持分布式计算应用的全谱系支撑技术。这一系列技术将为未来的商业互联网格局带来根本的变化，为我们的数字化商业环境带来自发的诚信，带来原生的安全，并减少由于缺乏信赖而产生的摩擦，也为我们各种新形态的信息化设施构建可信的数字桥梁，连接信息孤岛，安全共享由智能技术给我们全社会带来的红利。

区块链系统和最早商用计算机一样，金融领域都是最先获益的领域，但是我们以当今的视野来看，计算为我们全社会带来的价值，是一个包括金融领域在内的一个更为广泛的领域。现在我们已经可以看到一些除金融之外的端倪，区块链在税务、版权保护、司法平台建设、工程建设招标、房屋租赁平台、征信系统、食品安全溯源、疫苗安全管理、医疗服务、保险服务、电子票据、物联网、公益项目等方面已都有了落地应用。随着一系列应用深入到社会各个方面的时候，需要一个可以承载互联网用户量级别的区块链基础设施，这样一个高性能高容量的系统是我们技术目标和壁垒。

区块链技术在全球范围内，都是处于不断演进的新兴阶段。这是中国团队在计算基础设施领域，有可能快速占据领先地位的领域。墨群分布式计算团队于2019年在国际顶会NSDI 2019上发表Monoxide论文，实现了中国团队在主流国际学术界的区块链核心算法领域零的突破。此后，团队在工程实现上，选择了从零开始打造系统的道路，而不去依赖任何海外的开源软件。当然，这样选择并不是单纯为了实现自主知识产权就造轮子，而是基于我们的理论突破，可以实现更为优秀的架构，而不是重复他们的老路，陷入区块链不可能三角的误区，从而实现远超现在以太坊等主流开源区块链软件的性能和容量。虽然这个过程更为艰辛，但是最终我们可以输出更为优秀的系统和产品。同时，自然而然地，这将是一套完全中国知识产权，自主可控的计算基础设施，希望可以为未来数字智能的中国贡献我们的一份力量。

墨群区块链，在区块链的三大核心组件: 点对点广播、共识算法以及智能合约语言都采用了全新的架构和设计，不拘泥于现存的解决方案。第一，共识算法部分采用的是王嘉平博士和汪浩博士在2019年初发表于国际计算机网络顶会NSDI的学术论文Monoxide，用异步共识组架构打破了所谓的区块链不可能三角，在保证充分分布式和安全的前提下，实现吞吐量和系统容量的线性提升，获得国际同行的认可。使得区块链系统可以适配整个网络的需求，逐步扩容，并可达到支持亿级用户的规模。第二，Monoxide论文中同时引入了基于最终一致性的编程模型，团队在这个基础上为并行区块链系统设计了专门的编程语言: PREDA语言，大幅提升开发和执行效率，并使得智能合约的安全保障更为轻松。PREDA语言及其编译器彻底打破了国内区块链系统长期依赖海外开源项目(以太坊)的编程模型以及语言。PREDA语言采用更为高效AOT编译体系和增量状态表达机制，使其执行效率超以太坊Solidity语言百倍。第三，团队抛弃了海外开源区块链系统广泛采用的的基于TCP的多播通讯协议，而采用自研的基于UDP通讯底层的多播通讯协议，从而获得更低的广播延迟并充分利用现代互联网的承载能力。新的协议还引入了Txlim编码，将区块数据压缩为原来1/20 到 1/80，进一步减低时延，减少带宽消耗。

在后续的文章中，我们会详细介绍新系统的诸多特性和实现细节，并开放系统公开测试。

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编译者/作者：王嘉平

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