GKi 技术架构师曾淑男专访：如何打造新一代超高性能支付公链

曾淑男，区块链底层架构工程师，曾就职于华为区块链实验室，软通国际有限公司，从事区块链架构3年时间，主要负责GKI底层架构设计

GKi是新一代高性能支付公链，采用华为底层区块链技术，以及全新的能力共识POCP算法，极大极高的提升了交易吞吐量及实时性，有望挑战颠覆人们对于区块链性能的认知。根据最新的华为区块链实验数据，GKi在10核20线程的单节点服务器上，实测交易吞吐量已达到40000TPS，支付平均确认时间低于0.25秒。这样的性能足以支撑商业级应用的落地应用，从而实现繁荣的未来商业生态。为了深入理解公链之战中的这样一匹黑马，今天我们有幸邀请到快付GKi的技术主管曾淑男先生做一次深度专访，与这位前阿里巴巴资深技术专家一起，了解GKi的更多技术细节和项目规划。

Q1：可以简单介绍一下GKi吗？

GKi快付是我们正在开发的具有超高性能的公链项目，在支付层面的作用可以理解为一款去中心化交易的支付宝。支付是所有经济行为不可绕开的环节，所以GKi从这个场景切入，创立了全新的能力共识POPC算法，极大提高主链的吞吐量及实时性，真正意义上实现了支付宝、Paypal等中心化工具的体验。GKi是全球领先的区块链支付解决方案，我们从技术同时解决了“高性能”、“去中心化程度”和“系统安全”这个不可能三角形。

和传统的公链不同，我们把支付作为主链，同时，GKi可以支持各种图灵完备的智能合约侧链，本着开源开放的区块链精神，开发者可以调用GKi的SDK，而且可以选择耦合在GKi支付主链上形成自己项目应用场景的智能合约侧链，也可以解耦形成自己独立的公链，在自己公链上实现GKi的高性能。我个人坚定的看好POPC这种全新的共识，这是区块链技术的未来方向，而GKi会引领这个潮流，促进区块链技术的落地应用，打造一个富有生命力的未来商业生态。

Q2：您为什么想到做这个公链呢？

目前区块链技术还处于一个早期发展的阶段，很多区块链技术团队开始尝试区块链技术的应用落地。但以现有很多公链的技术程度来说，性能限制了很多业务的实际开展，常见的如网络堵塞，而且转账实时性差，小额支付的手续费昂贵。而诸如EOS等公链使用DPOS共识的项目，本质上是让人的主观意志介入到交易业务中来，对“代码即信任”的区块链理念实践的不够彻底。GKi正是我们技术团队目睹区块链技术现在的很多挑战，经过一年的思考与打磨，打造的一款公链产品。我们希望，通过从0开始，以解决现有区块链落地项目面临的所有问题和挑战为目的，用全新共识机制和架构，构建一个兼顾效率、公平与安全的公链项目，让所有的普通用户都可以体验到区块链支付的实时与便捷。同时把我们的技术体系开放给所有的区块链开发者，解决他们项目落地中的所有挑战，为整个区块链行业的发展做出贡献。

Q3：什么是能力共识？它与传统的算法相比有什么优势？

能力共识的核心理念是鼓励节点设法促信息传播。GKi的能力共识POP（Proof of Performance）是这一理念的首次实现，体现在3条基本法则：

1. 参与了一条消息传播和确认的具体节点才能获得这条消息的传播费。

2. 一条消息必须在有效时间内完成传播，节点才能获得这条消息的传播费。

3. 对于每条消息，每个节点收取的传播费是确定的，根据消息的大小计算。

具体的技术实现中我们采用了动态多叉树的拓扑结构来实现消息的分布一致性，在动态多叉树中，消息的确认和全网传播有明确的最短路径，不会导致计算资源和网络带宽无谓的浪费。通过POP能力共识算法，服务能力越强的节点，会逐步成为越高层的节点，乃至成为根节点。反之服务能力越弱的节点，会逐步成为越低层的节点，乃至成为叶子节点。按每层节点1万TPS计算，5层DMT树即可支持1亿亿个节点，足以支持全球任何商业化应用的运行。POP对于根节点的选举机制是基于效率最优的选举机制，是公平高效的。对于这一点我们最新的DEMO版公链实测数据中，单节点吞吐量已经达到1.87万TPS，验证了POP能力共识有效性，并超过了技术理论预期能实现的效果。

至于其他算法，我们知道，最早的共识算法是比特币的POW工作量证明，但是算力竞争的过程伴随着大量与实际业务无关的运算，从而造成资源浪费；之后是权利共识，根据手里持有代币的比例和时间，根据算法等比例降低节点的挖矿难度，从而加快了寻找随机数的速度，但本质上这还是没有彻底脱离资本垄断的可能，在去中心化程度和安全性方面受到质疑；还有一类是完全去中心化共识，比如DAG和PBFT，虽然吞吐量较高，但实时性和容错性都较差；与它们相比，POP算法里，所有节点都可以是矿工，所有人都会出于自身利益的考量加快系统的运行效率，最后实现一个接近甚至超越集中式支付工具的体验。而且POP对于根节点的选举机制是基于效率优先的算法选举，这也是最公平的，因为历史数据是不可篡改而且全网公认的，任何人都有机会当根节点，并且会自动轮换。

Q4：GKi有哪些技术亮点？

第一是全新的能力共识机制，上面已经提到过，能力共识是相比于其他任何共识更有效率、更公平的共识机制。在我们这个共识机制下，人人都可以是矿工，都可以竞选根节点，系统会自动随机选择历史业绩高的节点作为根节点，这大大提升了全网选举的效率，是唯一一个全网时间复杂度是o(1)的选举算法。这意味着，无论多少节点，多少交易，多复杂的网络环境，全网都会在稳定的时间内完成选举，，而且是全网一致的。

POCP的动态多叉树数据结构决定了，我们的平衡扩展能力是超强的。我们看吞吐量，如果采用分片和集群技术，可以支撑接近无限的TPS。而实时性来说，受DMT层数的影响，5层DMT树可以支持1亿亿个节点，用户平均确认时间仅0.1秒，用户平均响应时间仅需0.2秒，这已经达到了中心化支付工具的体验级别。

第二是高扩展性，GKi底层的交易链支持多种智能合约语言，这意味着，任何有经验的区块链开发者，都可以在GKi上扩展开发自己的应用。GKi本身是支付链，不包含智能合约，但可以基于GKi开发图灵完备的智能合约侧链，除了智能合约侧链还有交易所侧链、数据存储侧链，这也是GKi未来繁荣开发生态的基础。

第三是跨链能力，我们认为GKi是区块链世界的基础，但不是全部，我们有优秀的扩展性，可以和其他区块链链接。GKi会提供开发SDK，供其他区块链开发者使用，其他区块链开发者只需要调用GKi SDK，就可以让自己的链马上享受GKi的高性能。

Q5：GKi的主要应用场景是什么？

支付是所有经济行为不可绕开的核心，所以我们以支付作为主链，但是GKi本身也支持智能合约的开发，所以可以应用于任何需要支付的商业化场景中，想象力足够大，而且我对GKi的强大性能有充分的信心，并且以开放的心态迎接与开发者们的合作。

Q6：可以简单介绍一下GKi目前的技术性能和开发进度吗？

据介绍，GKi在实验室的实测数据单核峰值可以达到4万TPS，支付平均确认时间为0.0001秒。经过优化，GKi矿工节点已经达到数万TPS，按支持一亿亿个节点算，用户平均响应时间也仅需0.5秒。如果再加上分片和集群技术，矿工节点理论上仅受带宽的限制，可以支撑近乎无限的TPS。我们可以对比一下，比特币的出块间隔是10min，以太是12s，EOS是1.5s，而GKi达到了0.5s；平均确认时间上，比特币是43min，以太是1min。EOS是3s，而我们是0.1s；而看吞吐量，比特币是7.3，以太坊是30-40，EOS实测是几千，而我们则在理论上可以接近于40000。所以我们的优势是很明显的，我也对于GKi的性能有足够的信心

开发规划这块，今年10月份已经上线了第一个应用《极客矿工》，12月份我们将支持国内机票和车票的支付，明年1月份，公布加密社交版本，向开发者社区开放测试，明年2月份，GKi讲开放更多支付板块

Q7：GKi对于普通用户有哪些便利？

不管从性能还体验上，GKi钱包都是对用户非常友好的，主要体现在几个方面：交易速度快，0手续费，简单好用，使用场景多。对于普通用户的小额支付来说，GKi也是非常公平的，交易确认速度一样快，特别适应于我们生活中常见的支付场景。正是因为我们的强大性能，GKi是真正为日常支付设计的区块链项目，一个能同时满足安全性、去中心化和高性能三方面要求的区块链支付方案，也是对小额支付乃至微支付场景做充分优化的解决方案。GKi的单词有三层含义，Great, Kind, International，也就是快速，友好，国际化。我们希望全球的用户也能享受到快捷支付的自由和快乐。

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编译者/作者：GEEK

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