2020公链盘点：跨链与分片齐飞主流与非主流共生

公链的可扩展性问题一直是行业关注的焦点，因为它意味着区块链大规模商用时代是否真会来临。但目前来看，缓慢的交易速度仍然是行业无法回避的问题。今年双十一期间，天猫每秒交易订单为58.3万笔，Visa 每秒订单为 1700 笔，但比特币每秒4笔，以太坊每秒9笔，EOS也不过三位数。因此，如何在去中心化和安全的基础上在更短时间完成更多交易，是公链一直以来都在解决的问题。

2018年，EOS的爆发使那一年成为公链元年，自此之后公链沉寂一年。2020年，随着“跨链之王”波卡上线主网候选网络，“分片之王”NEAR 主网过渡至第二阶段，ETH 2.0 创世区块被挖出，公链领域重新聚焦了市场的目光。

实际上，目前已有的十几种扩容方案可以归为链上（Layer1）扩容、链下（Layer2）扩容

链上（Layer1）扩容，是从区块链数据层、网络层、共识层和激励层进行区块链基本结构、模型、算法的优化和改进，即是对区块链自身体系结构进行优化完善，进而提升区块链性能。

链下（Layer2）扩容，是对区块链合约层和应用层进行调整，将合约与复杂计算放到链下，减少链上工作量以提升区块链系统性能，链下扩容不改变区块链基本协议。

第0层扩容，是对互联网体系架构OSI模型的网络层与传输层协议进行数据传输协议优化，不改变区块链的体系架构与生态规则，因此适用范围有限。区块链3层扩容技术逻辑架构对应关系具体如下图所示。

链上扩容与链下扩容相比，链上扩容短期效果明显，但是随着时间的增加，系统中心化的风险也会提升；链下扩容对于区块链系统性能的提升更大，但是实施周期过长，也将带来一定的安全风险。各种扩容方案的优劣对比情况详见下表1。

当前区块链研究方向已经逐渐形成两层（layer 1 和 layer 2）技术体系，第 1 层为基础协议层，只需提供必要的支撑功能，保持足够简单，第 2 层为应用扩展层，能够提供更多的功能满足业务应用。从技术可行性来看，链下方案更适合当前应用需求，但从今年热门公链的动作来看，链上和链下扩容正在并行不悖地进行着。

跨链公链：Polkadot、以太坊2.0信标链

2020 年 8 月份 Polkadot 上线了 DOT 转账功能，标志着主网上线阶段正式完成。Polkadot 是一种异构的多链架构，属于链下扩容，采用中继链加平行链的形式进行跨链，让链与链之间进行交互并提高可扩展性。波卡通过中继链（relay-chain）技术能将各公链上的代币转入类似多重签名控制的原链地址中，对其暂时锁定，在中继链上的交易结果将由这些签名人投票决定其是否生效。它还引入了钓鱼人角色对交易进行举报监督。通过波卡可以将比特币、以太币等都链接到波卡上，从而实现跨链通信。

虽然?Polkadot 主网的功能还未完善，但生态中已经涌现了许多应用。根据 PolkaProject 统计，与 Polkadot 相关的项目已经达到了近 300 个，包括基于 Substrate 开发的项目、工具、论坛、钱包等。下图 是 PolkaProject 总结的 Polkadot 生态总览。

Polkadot 生态总览（图片来源：PolkaProject.com）

12月1日，以太坊2.0的第一阶段Phase 0 阶段上线启动。以太坊 2.0 为信标链加分片的区块链多链结构，所有分片链都与信标链相连，信标链负责分片链间的通信，并为各分片链选举验证委员。Phase 0 阶段会上线信标链并开启 Staking，Phase 1 会上线分片链，初步计划共有 64 个分片，但是不支持智能合约和转账，Phase 2 阶段才会上线智能合约，正式完成以太坊 2.0 的部署。在以太坊 2.0 的路线图中，整个方案将在 2022 年完成。

分片公链：Harmony、Near、Elrond

在分片的区块链网络中，并不一定所有的事务都需要进行分片，通常来讲分片有三种类型，分别为网络分片、交易分片、状态分片。?网络分片就是将整个区块链网络进行分组，每个小组叫做一个分片（shard），所有分片同时处理不同的交易，实现并行记账。或者称之为物理分片。

交易分片就是将交易随机分到不同的分片或小组，让某些节点进行记账，比如可以通过交易?Hash 或者地址进行分配，也可以通过 VRF 等随机的方式进行分配。?状态分片就是把完整的账本信息存储在各个分片中，每个分片内各自维护部分的账本信息。

Harmony 是一个基于状态分片和 PoS 的高性能公链项目，它的分片架构由一条信标链和多条分片链组成，信标链提供包括去中心化的随机数，分片链 Header 的验证，接受验证节点的权益抵押等服务。

Near 是基于全状态分片、对开发者友好的可拓展性公链，他们提出了一种新的协议和解决方案，称之为夜影协议（Nightshade）。?Near 与其他分片公链不同的是，它的技术架构并不是由一个信标链和多个分片链组成的，而是把系统建模成一个单独的区块链，在区块级别进行了分片，每个分片中有很多“段”。

Elrond是一个自适应状态分片的高吞吐量公链。他们提出了一种改良的权益证明机制，称之为安全权益证明（SPoS）的共识机制，引入随机选择的共识组，抵押加评级的方式。?与 Harmony 类似，Elrond 也有一条主链，称之为公证链或元链（Notarization (Meta) chain），负责所有网络和全局数据操作，比如节点加入和离开网络，验证人列表，节点分配等。

下面是一张分片公链技术对比图：

（来源：巴菲特午餐）

公链投资逻辑

目前，加密货币领域，除去BTC市值，ETH就占到了整个非BTC市值部分的24.5%。但实际上整个行业还处于非常早期的阶段，整体市场规模不大，导致早期进入者ETH，拥有较高的总市值占比。但早期这样的高占比，显然是阶段合理但长期不健康的，未来必然会有更多的竞争者成长起来，性能与生态层面或竞争、或互补。

在这一逻辑下，再看以太坊面临的两大问题，高昂手续费、有限的性能。这给非以太坊公链存在和发展的必要性。

“市场需要什么，如果你能对应给到什么，那么该项目的生态和市场共识将在很短时间里得到巨大提升。但需要注意的是，以太坊已有的巨大优势决定了后来竞争者不能走以太坊的路线，否则将无路可走。”一位公链投资人说道。

MXC 抹茶首席体验官 Suzie 表示，技术背景过硬的团队， 不同于以太坊的扩容路线，高相关低损耗的经济模型，与主流公链生态有良好的关系是考量一个非以太公链是否有潜力的四大维度。

在这一投资逻辑下，MXC抹茶早先发掘了十几种公链项目及其生态币。比如早在 2019 年末，MXC 抹茶就已经上线 KSM、EDG、PCX 等波卡生态币，并且成为全球首家支持波卡主网代币 DOT 映射、转账和交易的平台。

“先上抹茶，再上三大和Coinbase。” MXC抹茶因此也被称作币圈黄埔军校，资产挖掘能力受到行业认可。

“现在，抹茶上新的项目都会去研究一下，避免错过”，投资者花姐认为，当越来越多玩家加入到这个行业，普通人的机会就越少，想要获得超越市场均值的 Alpha 收益，就得比大多数人了解得更快，认知更深。

“希望交易所能站在认知前沿，主动发现优质资产。抹茶在这方面就做的挺不错”?花姐表示。

2020年即将过去，2021年的公链世界将会有什么变化，“币圈黄冈”MXC 抹茶将交出一份怎样的押题答卷，同样值得期待。

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编译者/作者：BitPanda

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