InterValue想利用DAG和双层网络结构,提高通用型公链性能

Odaily星球日报 · 2018-05-21
InterValue将整个网络分为两层,分别是主网和子网,均通过 HashGraph 达成共识。

编者按:本文来自36氪战略合作区块链媒体“Odaily星球日报”(公众号ID:o-daily,APP下载

InterValue想利用DAG和双层网络结构,提高通用型公链性能

底层设施的不完善限制了区块链行业的发展,在公链层面,目前主要问题就是要解决性能与安全/去中心化之间的矛盾。

我此前报道过一系列的公链项目,各公链提高性能的方式不同:EOS通过多链并行与多线程合约的方式解决;Achain想通过多链并行的方式解决;TrustNote想通过采用有向无环图这种新的数据结构解决;IFMChain尝试通过改变打块机制解决;QuarkChain认为分片是关键;超脑链Ultrain初链TrueChain则希望通过共识机制解决,前者使用随机可信证明机制(R-POS),后者使用混合共识机制;HPB(High-performance Blockchain,芯链)则提出了软硬一体的解决方案。

今天要介绍的InterValue,则希望利用DAG底层数据结构和网络分层的结构,提升整体公链的处理速度。

在底层数据结构上,InterValue的项目发起人Barton Chao告诉星球日报,InterValue准备采用的是基于 HashGraph 的增强 DAG 数据结构。我曾经介绍过有向无环图(Directed Acyclic Graph, DAG)这种数据结构,比较早构建出DAG公有链的是IOTA 和 Byteball,大多数的DAG链都是基于它们做改进。

InterValue想利用DAG和双层网络结构,提高通用型公链性能

表2-1 与其他DAG区块链的对比

在该结构中,交易信息被封装成一个个单元(Unit),单元与单元之间相互连接组合成一个 DAG 图。新单元可以选择连接到任意一个或多个旧单元,通过新交易验证并引用旧交易完成验证,简称“DAG共识”。最后,对DAG上的所有交易全排序,变成一个类似于区块链的结构。

InterValue认为,由于单元可以连接到任意一个或多个之前的单元,不需要为共识问题付出更多的计算成本和时间成本,也不必等待节点之间数据强同步,甚至没有多个数据单元拼装区块的概念,因此可以极大提高交易的并发量,并把确认时间降低到最小。

InterValue想利用DAG和双层网络结构,提高通用型公链性能

图4-1 InterValue有向无环图

 HashGraph 则是有向无环图(DAG)的一种,采用柱状的交易事件排序机制。根据InterValue白皮书,其记录了全网所有节点以什么样的顺序给其他节点发送了什么数据,每个节点都在内存里有下图那样一个HashNet的拷贝。每个节点(下图的A、B、C、D、E)拥有一个放置顶点vertex(也叫 event,事件)的柱子。最新发生的事件,会记录在图顶部。

InterValue想利用DAG和双层网络结构,提高通用型公链性能根据公开资料,Hashgraph技术由 Swirlds团队提出, 已有的HashGraph共识算法使用Gossip网络(通过Gossip about Gossip互相传播协议通讯)和虚拟投票(Virtual Voting)策略更快实现共识。

InterValue的另一特点是将网络分层。Barton Chao介绍,InterValue 的共识机制为 HashNet 的 DAG 共识与 BA-VRF 共识机制相结合的双层共识机制。 

HashNet 是InterValue基于 HashGraph提出的共识机制,采用双层 Gossip 拓扑网络结构。InterValue将整个网络分为两层,分别是主网和子网,均通过 HashGraph 达成共识。子网内节点称为局部全节点(local full node),负责子网内部的交易确认和验证,维护子网内部交易一致性;主网由全节点组成,接收下层网络内部节点的交易数据和跨子网交易数据,负责同步信息的责任节点从局部全节点中随机产生。如此一来,子网内部的交易只需要在子网内部确认,从而提升交易确认速度。

InterValue想利用DAG和双层网络结构,提高通用型公链性能

基于双层Gossip的HashNet共识框架

根据InterValue白皮书,全节点将通过 DPOS 的方式选举,Barton Chao透露全节点数量设计在100个;局部全节点加入后则综合考虑其Token 数量、处理能力、带宽、在线时长等因素,并设置一定退出机制。另外还有两类节点,轻节点通常为轻量级客户端钱包;微节点通常为智能物联网设备,比如门禁卡等。

基于可验证随机函数的拜占庭协商共识(BA-VRF)共识是一种基于可验证随机函数(Verifiable Random Function,VRF)和 BA算法构建的共识机制,该共识机制能够随机选出少量全节点作为公证节点,并确定公证节点的优先级,主要用于监督节点以及在交易不活跃时确认交易。

此外,InterValue还准备在智能合约和匿名机制方面做提升。InterValue的风险点在于,其所设计的公链网络采用了大量未完全成熟的新技术,Hashgraph技术描述非常强大,但Swirlds主要商业模式也是私链和联盟链,仍未出现在开源公链成熟运行的情况。

开发进度方面,Barton Chao表示,InterValue在3月底完成了1.0版本的开发,使用是单层DAG网络结构,目前正在开发2.0版本计划于8月前完成开发。生态建设上已经与约八个项目达成合作,涉及直播、游戏、商业数据流转交易、基因数据流转交易、不动产流转交易、艺术品交易等领域,InterValue团队也将开发分布式存储应用。

InterValue去年年底完成来自起源资本的1000万人民币融资。目前InterValue整个团队约52个人,此前已经有深度学习与区块链项目开发经验。CEO—创始人兼CEO Barton Chao曾从事P2P、密码学、网络安全、区块链领域研究,曾策划并开发过多个区块链相关项目。

InterValue想利用DAG和双层网络结构,提高通用型公链性能

我是Odaily星球日报编辑卢晓明,探索真实区块链,爆料、交流请加微信lohiuming,烦请备注姓名、单位、职务和事由。

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