分片公鏈CBase：堅定信念做公鏈性能變革的推動者_BAS

區塊鏈智能合約網絡發展至今，已經有超過5年的歷程，這5年的時間里，各大公鏈一直在致力于性能提高和尋找商業落地解決方案。這期間，誕生了許許多多的新公鏈，這些公鏈的差異性推動智能合約領域走向了多元化發展。但無論是0手續費、跨鏈技術、共識機制創新、Defi應用的發展，依然沒有很好的突破公鏈性能的瓶頸，技術的壁壘為行業的跨時代發展帶來了巨大的障礙。

這些障礙主要體現在可拓展性和效率兩方面。2019年，傳統支付巨頭支付寶的中心化處理峰值達到了每秒4200萬次，區塊鏈作為一個去中心化的技術暫無法和中心化匹敵，因目前行業峰值TPS僅為幾萬，遠遠無法滿足大規模的商業應用，忽視性能而專注商業落地應用的公鏈注定不會走太遠。

在諸多公鏈團隊開始放棄性能提升，甘于滿足現狀的背景下，CBaseProtocol誕生了，CBase團隊傾注心血于公鏈技術開發和性能的提升，決心推動智能合約公鏈乃至整個區塊鏈行業的技術跨時代進步。

弦冰科技何劍虹：使用MPC多簽錢包時私鑰分片只存在于用戶本地，不存儲在任何平臺以及其它地方:12 月 30 日，在慢霧科技主辦的“Hacking Time 區塊鏈安全攻防峰會”上，弦冰科技首席科學家何劍虹分享了弦冰團隊在可信計算和安全多方計算領域的研究報告，并展示了弦冰科研實驗室的落地成果，一款基于安全多方簽名算法所實現的MPC多簽錢包。

何劍虹指出，使用MPC多簽錢包的各個用戶，基于MPC協議，分布式的生成自己的私鑰分片，并保存在本地。當需要簽名的時候，滿足門限的多個用戶，基于MPC協議，協同計算完成交易簽名。完整的私鑰分片在任何時間，任何地點從來都沒有出現過。私鑰分片只存在于用戶本地，不存儲在任何平臺以及其它地方。[2020/12/30 16:05:25]

與其說CBase是一條公鏈，不如說CBase是一個共識協議，一種強大的性能解決方案。CBase采用分片技術作為公鏈底層可拓展性和易用程度的解決方案。CBase的設計原則主要是圍繞易用性、高拓展、穩定性而展開的。

現場 | V神：rollups和分片結合以太坊TPS可達到2.5萬至10萬:金色財經現場報道，首屆區塊鏈服務網絡（BSN）全球技術創新發展峰會暨湖北區塊鏈技術創新大會11月27日在武漢舉行。以太坊創始人Vitalik在會上發表主旨演講表示，rollups可以提高擴展性，把以太坊的TPS從15-45提高至1000-4000。再把rollups和分片結合在一起，可以把以太坊的TPS提高到2.5萬至10萬。他還表示，rollups已經基本準備好了，但分片將需要更多的時間。企業會用私有鏈的原因之一是公鏈的可擴展性非常差，但以太坊 2.0將有非常好的擴展性。[2020/11/27 22:19:49]

易用性是讓每個系統的組件設計都盡可能簡單，對實用性和易于理解性方面進行優化，不在基礎協議里添加多余的負擔；可擴展性只要有經濟上的合理性，CBase就沒有上限的限制，以支持全球通用型的Web應用程序運行；穩定性是提供一個穩定的基礎層，并且能盡可能的隱蔽底層技術的實現細節，讓開發人員在開發過程中能使用自己熟悉的語言和模式，且在運行過程中平臺能保證其安全性。

Parity工程師：波卡的平行鏈分片技術已實現跨鏈資產轉移:Parity工程師Bastian K?cher今日發推稱，波卡的平行鏈分片技術已成功實現資產跨鏈轉移。同時他還上傳了一段gif動圖，詳細演示了他在平行鏈中實現代幣跨鏈轉移的步驟。[2020/6/10]

區塊鏈行業有許多分片解決方案，包括網絡分片、交易分片、狀態分片等。著名的公鏈以太坊今年上線的新版本也將會加入分片技術，由此可見分片已經成為了主流的行業解決方案。這三種分片方案最復雜的要數狀態分片，狀態分片就是把完整的賬本信息存儲在各個分片中，每個分片內各自維護部分的賬本信息。這里可能還會涉及到跨分片數據同步，跨分片交易等問題，CBase即采用了狀態分片法。

實現一個基于分片技術的區塊鏈就像在原本只有一個收費站的高速公路上增加N多個個收費口。它會極大地提高車輛通行速度，分片技術帶來巨大的差異，并能顯著提高區塊鏈的交易速度。

動態 | NEAR Protocal推出針對企業及政府的私有分片Private Shards:NEAR Protocol聯合創始人 Illia Polosukhin在NEAR中國行北京站活動中宣布推出針對企業及政府的私有分片Privata Shards。他表示私有分片同樣由全局共識來治理，但擁有可控數據訪問以及公私有交互控制，可通過零知識證明保證復雜狀態的真實性而不泄露。據Block123.com信息顯示，NEAR Protocol希望通過分片解決方案，開發 PoS共識公鏈，并希望提供對開發者友好的用戶界面，鼓勵更多去中心化應用在該平臺推出。[2020/1/3]

CBase分片模型

與目前大多數主流的采用信標鏈加分片鏈的結構不同，CBase采用單一鏈式結構。整條鏈由TipSet依照順序排列組成一個鏈式結構。TipSet由Block組成，一條分片對應一個Block。每個TipSet將會包含多個Block信息。TipSet不包含交易信息，交易存儲在Block中，網絡中所有的交易都被劃分到各個分片當中并被出塊人打包進Block。

聲音 | 核心開發者王筱維：以太坊分片的獨特性在于分離狀態層與數據層:據鏈聞報道，以太坊核心開發者王筱維在回答“以太坊 2.0 分片技術的獨特優勢在哪？”時表示，似乎只有以太坊的分片鏈技術是將狀態層與數據層分離的設計，以太坊有能力進行一層層建立分片鏈的設計，以進行鏈上漸進式的更迭開發。階段一則可在第二層進行擴展，無需因共識而妥協。[2019/6/29]

圖：CBase分片模型

CBase共識

共識協議是任何區塊鏈的關鍵組成部分。它保證了區塊鏈驗證者在下一個區塊上達成共識的安全性。在CBaseProtocol中使用CBase采用了以實用拜占庭容錯為基礎的權益證明的共識協議。

在PBFT的協議中，由于考慮到CBase的驗證者最多可以達到10萬+，讓這么多驗證者每個塊都參與驗證，顯然是不現實的。為此，我們和以太坊2.0一樣，使用了一個確定性小工具，利用證明確定區塊。為了降低系統復雜度，我們使用的確定性工具在任何情況下都將不影響分叉選擇規則，而只是引入額外的懲罰條件。這樣一來，一旦一個區塊被確定性工具確定下來，就不可能出現分叉，除非占總權益極大百分比的權益都被罰沒了。CBaseProtocol的確定性小工具參考了Solana的PoH設計。

CBase采用的是PoS共識機制，意味著出塊人和驗證人把一定數量的代幣鎖定一段時間。在CBase中并不強制每個收集人和驗證人都是獨立的實體，但每個收集人和驗證人都需要單獨質押。所有的收集人和驗證人共同構建單一的區塊鏈，我們稱之為MsternodeChain，即主鏈。主鏈的賬戶被分到各個分片中。每個收集人和驗證人在任何時候都只在本地下載對應某個分片的狀態子集，且只處理和驗證影響這部分狀態的交易。

跨分片交易

因為狀態分片的特性，分片網絡之間需要存在同步和關聯性，如果一筆交易不止影響一個分片，就需要在各自的分片中連續獨立執行。完整的交易發給第一個相關的分片。一旦該分片的塊中包含了該交易，且包含了該塊的集合被執行，就會產生一筆稱為收據的交易。該收據被路由給下一個需要執行該交易的分片。如果跨分片交易需要更多的步驟，則當執行收據交易的時候，會產生一筆新的收據交易，如此繼續下去。

圖：跨分片交易

圖：利用收據在不同的分片中實現消息通訊

因于狀態分片技術復雜性，本文將簡略介紹，對分片技術感興趣的用戶可以在CBase官網cbasechain.org下載白皮書。

CBase使用分片技術有著諸多的益處，首先是提高了CBase公鏈的處理速度，目前按照測試的結果，CBase的TPS可達10萬筆每秒，是目前最快的公鏈，按照CBase分片模型，理論上可以實現無限TPS。大幅提高TPS會給去中心化的系統帶來使越來越多的用戶和應用程序，從而推動行業效仿，同時也能吸引更多加入到公共網絡上的節點，從而形成一個良性循環。

其次，為了方便開發者使用，CBase在設計上針對開發者進行了優化，相比起以太坊大幅降低了交易費用，因為驗證單筆交易的處理量減少了，節點可以在依然盈利運營的同時收取較小的費用，這些費用對于用戶來說可忽略不計，隨著海量的用戶加入CBase，節點運營也形成了薄利多銷的模式，同樣的能夠獲取豐厚的利潤，實現雙贏的局面。

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最后是應用層將低費用與高交易處理能力結合起來，會使公有鏈將變得越來越有吸引力。這些積極的趨勢所持續的時間越長，我們就會看到更多的主流的加密技術和區塊鏈應用程序的出現。

CBase的通證簡稱為CB，是CBase公鏈的重要組成，可用于PoS鏈上抵押和支付憑證，未來也會成為CBase生態的唯一通行憑證。CB初始發行量為10億個，其中創世區塊1000萬分發給早期參與者，通過零擼、空投等方式分發給參與測試礦池的用戶。早期流通量極少，技術特性顯著，必定有很高的升值空間。為更好的發展CBase生態技術，公鏈每年約有5%的增發，增發的部分80%分給驗證者、20%分給社區用戶，以激勵更多的人參與其中，并不斷壯大社區。

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