Layer0層擴容，做區塊鏈的CDN_LAYER

最近研究了一下Bloxroute這個項目，算是擴容方案里面比較獨特的，其參考了互聯網時代的CDN的思路，它基本沒有動共識相關的東西，而是重新構建了一個中心化的網絡，通過一定的技術來加速整個區塊的傳播，可擴展性和性能提升非常不錯，整個技術方案也非常有意思。

區塊鏈分發網絡

Bloxroute通過在全球部署服務器構造了一個高吞吐，低延時的網絡，這個網絡中的服務器被稱為中繼，這個網絡經過優化，可以快速的傳播區塊鏈中的交易和區塊。為了讓區塊鏈的節點和這個網絡通訊，還開發了一套網關軟件，可以讓區塊鏈中的消息和BDN的協議進行交互。具體如下圖所示：

網絡中的角色

預計Shiba Inu Layer 2 Shibarium主網將在今年上線:金色財經報道，知情人士透露Shibarium的開發者 Shibarium1 猜測Shiba Inu Layer 2 Shibarium的主網發布將在8月，而Shiba Inu的領導Shytoshi Kusama則預測在7月。另一位知情人士表示估計是第三季度，而Shiba Inu團隊的整體估計仍然是2023年。據介紹，對于主網的推出，有幾個步驟是至關重要的，其中包括測試過程和安全審計。[2023/6/11 21:29:00]

在整個BDN網絡中分為多種角色：

1、網關

2、中繼

3、控制平面

4、遠程區塊鏈節點

網關：

網關是一種可以將你的區塊鏈全節點連接到BDN的應用程序，網關可以比區塊鏈的P2P網絡更快的將區塊和交易傳輸到你的全節點。對于與網關相連的區塊鏈全節點來說，網關是透明的，就像另外一個節點一樣，但是因為網關不保存區塊鏈的狀態，所以網關需要遠程的區塊鏈節點來響應節點的請求。

以太坊擴容項目AltLayer任命Amrit Kumar為首席運營官:金色財經報道，以太坊擴容項目AltLayer表示，已任命 Amrit Kumar 為首席運營官。現年 34 歲的 Kumar 將負責執行公司的全球運營戰略，并支持其為 Web3 應用程序和創新者構建自定義匯總即服務的目標。在AltLayer之前，Kumar與人共同創立了Zilliqa Research，并擔任總裁兼首席科學官。[2022/11/15 13:08:15]

當開啟網關后，用戶需要指定一個IP，然后網關連接到控制平面，并提供它的IP，控制平面根據網關提供的IP的地理位置，返回一組最接近網關的中繼服務器列表，并通過ping來確認最低延時的中繼服務器，從而提高傳輸的效率。

中繼：

中繼是組成BDN的骨干，中繼服務器遍布世界各地，給各地的區塊鏈節點提供更快的傳輸服務。

LayerSwap新增支持Arbitrum Nova:8月18日消息，跨鏈及跨層協議LayerSwap宣布新增支持Arbitrum Nova，允許用戶將ETH從Coinbase和Binance等10多家交易所轉至Reddit Vault。[2022/8/18 12:34:01]

為了提高傳輸效率，分別設計了兩種中繼——交易中繼和區塊中繼，分別傳輸區塊鏈中的交易和區塊，這樣設計可以保證，交易和區塊的傳輸互不影響。

交易中繼和區塊中繼雖然邏輯上是分離的，但是物理上可以在同一臺機器上，通過不同的端口來提供交易和區塊的傳輸服務

控制平面：

控制平面主要負責給連接進BDN的網關，提供最低延時的中繼服務器

跨鏈基礎設施Celer Network基于StarkEx推出新版本Layer2.finance:4月28日消息，跨鏈基礎設施 Celer Network 基于 StarkEx 推出新版本 Layer2.finance，該版本的 Layer2.finance 與已 Compound 集成，未來將擴展到其他協議和區塊鏈。Layer2.finance 旨在通過 Layer2 解決方案將低參與 Layer1 上 DeFi 的成本。[2022/4/28 2:35:49]

遠程區塊鏈節點：

網關在跟全節點進行通訊的時候，使用的是區塊鏈原生的P2P協議，但是因為他們并不是全節點，他們無法完成一些全節點的功能，比如驗證某個區塊是否合法，這個時候如果跟它聯通的節點向網關請求信息是無法響應的，所以需要部署一些遠程區塊鏈節點來幫助網關響應正常的區塊鏈請求。

動態 | Kakao已推出Klaytn的區塊鏈測試網絡:據coindesk消息，Ground X是韓國消息傳遞巨頭Kakao的區塊鏈開發部門，已經推出了其專有區塊鏈網絡Klaytn的測試網絡（testnet）。該公司表示，該網絡現已向10個受邀合作伙伴提供。它還發布了一份白皮書，提供該平臺的詳細信息，旨在為分散的應用程序或dapps奠定技術基礎。[2018/10/8]

從整個設計中，我看到了高端路由的設計方式，也就是控制平面和數據平面的思想，這當然跟團隊本身就是搞網絡出身相關。

通過這四個角色搭建的一套網絡，可以從地理位置上分配更近，延遲更低的服務器來進行區塊的傳播，從而達到了提升性能的目的。當然這只是從網絡拓撲本身來提高性能，其實Bloxroute還從其他方面來進一步提升傳輸的性能。

高性能和可擴展性的關鍵

除了網絡拓撲優化之外，Bloxroute還使用了基于交易索引的區塊壓縮技術和直通路由技術來提升性能。

基于交易索引的區塊壓縮技術

我們知道在區塊鏈中，每筆交易產生后會先進入一個交易池中，然后通過P2P網絡進行擴散，進入每個節點的交易池中，然后等待被礦工打包。在Bloxroute的方案中，當未驗證的交易被傳輸到中繼后，會生成一個唯一的shortID和這筆交易對應，然后再將這個sID和交易一起傳播到其他的中繼中，再由中繼將這個交易索引對同步到和其相連的其他網關中，具體流程如圖所示：

經過這一輪傳播后，所有的網關里面都包含了交易和交易的索引，這個時候它還不能發揮作用，需要等到礦工挖出區塊才行。

我們知道礦工經過POW競爭后，將未確認的交易包含在區塊中，并進行傳播，當礦工將它新的區塊發送給網關后，網關會根據交易和交易索引表，將區塊中的交易部分全部替換成索引，因為交易索引一般只是4個字節的容量，所以這樣替換一下子將區塊的大小縮減了很多，從而達到擴容的目的。

然后網關會講壓縮的塊傳播到中繼，并進一步傳播到其他的網關，這個時候網關需要將壓縮后的區塊進行還原，首先它會根據索引來查找自己的高速緩存，如果不巧沒有找到，它會去請求連接的網關進行還原，如果還是還原不了，則它會直接丟棄這個壓縮的區塊。如果成功還原壓縮的區塊，網關就會將還原后的區塊傳輸給和它相連的全節點。

Bloxroute的交易壓縮是非常出彩的部分，本身在整個區塊中，區塊頭只占非常小的部分，而區塊體中的交易占大頭，在區塊鏈本身的P2P網絡中非常難壓縮，因為還涉及到區塊和交易驗證的問題，而在BDN中完全不需要管這些東西，只要交易和交易索引的對應關系不要搞錯，可以非常方便的進行壓縮。

直通路由技術

在區塊鏈的P2P網絡中，任何區塊在傳播之前都需要驗證它的有效性，所以每個節點必須接受該區塊的全部信息，然后驗證完后才能傳播給下一個節點。而在BDN中不需要驗證區塊的有效性，所以當中繼接受到一個區塊的網絡包后，它不需要等待其他網絡包到來組成一個完整的區塊，而是立即將這個包傳輸到下一個中繼或者網關去，從而提升了傳輸的效率。

我們可以看到圖中，中繼沒有等到區塊全部接收到后在傳播，而是接收一部分后就立即傳播了。

結尾

Bloxroute使用了非常精妙的手段進行了擴容，對區塊鏈的入侵性小，可擴展性高，提升了非常多性能，但好的技術也需要市場推動，我們對這個項目拭目以待。

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