Layer1的新以太坊，更好的以太坊？

链新（ID:ChinaBlockchainNews）原创

作者 | 酷连科技高级研究员 尹岳

以太坊作为区块链基础设施地位看起来已不可动摇，但也面临着费用高、效率低、偏离去中心化初衷等问题。平台上既得利益群体的形成和固化也逐渐让革新变得困难。一批以太坊社区成员发起新的改进项目CUN，继承和改造以太坊，在兼容性、性能、去中心化等方面提出解决方案，在加密行业中他们的支持者正在快速增加。

比特币（Bitcoin)已成为图腾，以太坊（Ethereum）是当下改变互联网运行模式的区块链基础设施，但以太坊也会被改变。

中本聪（Satoshi Nakamoto）2008年发明比特币的时候，区块链只是为了保证比特币系统稳定运行的技术手段。Vitalik Buterin 2013年创造以太坊，区块链才真正独立于比特币，成为改变互联网运行模式的下一代网络技术。

区别于比特币更多突出货币属性，以太坊开始发展为新的数字网络，可以通过智能合约部署一系列应用和交易的区块链网络系统。

但是，以太坊取得成功的同时，种种缺陷也开始暴露：费用高、效率低、偏离去中心化初衷等等。竞争者们开始出现，整体可以归类为“替代”和“继承和改良”两种路线。

1 以太坊的崛起

比特币诞生后，竞争币（AltCoin，Bitcoin alternative）大量涌现。它们通过修改甚至是直接套用开源的比特币源代码，使用比特币同样的区块链技术，创建了自己独立的虚拟货币系统。

绝大多数竞争币只是对比特币的简单模仿，被称之为山寨币。而以太坊通过构建了图灵完备的以太坊虚拟机，使得智能合约与去中心化应用（Dapp）能够在此区块链网络中构建和运行，因而在众多竞争币中脱颖而出，成为“第二代区块链”的代表。

以太坊的几次爆炸式发展，都是智能合约在不同场景中的应用。

ICO(Initial Coin Offering、首次币发行)是区块链项目筹资的主要方式，以太坊本身就是于2014年7月以ICO方式筹措超过1800万美元，用于项目的开发和部署。然而，以太坊上线后，就成为 ICO 的主要平台。其ERC-20标准使得Token发行非常简单，2017年，大量区块链项目运用ERC-20标准发行Token筹集资金，掀起巨大泡沫的同时，也是以太坊的智能合约第一次大规模应用。

DAO（Decentralized Autonomous Organization，即去中心化自治组织）是很多人的理想模式，而区块链解决了人与人之间的信用问题，使DAO成为可能。目前，在以太坊生态中存在着大量的DAO组织，他们根据不同的理念和约定，组成不同的群体，丰富着以太坊的生态。

DeFi（Decentralized Finance、去中心化金融）一直都被认为是区块链最有可能落地的领域，以太坊的智能合约能够化身为自动执行的金融合同，托管资金，并根据约定的条件和特定事件自动转移资金。目前，DeFi是以太坊上最广泛的应用种类之一。

加密猫等收藏类代币曾经短暂辉煌，而到了2021年，应用以太坊ERC-721标准的NFT（Non-Fungible Token，即非同质化代币）成为最热的项目，甚至破圈流行，并带动了元宇宙（Metaverse）概念的爆发。

2 和以太坊竞争的公链生态

与比特币类似，以太坊成为最大的区块链操作平台后，竞争者也开始出现，并且主要延续了“替代”“改良”两种路线。

一种路线是“以太坊的替代者”路线。例如波卡（Polkadot）、Solana、Dfinity，试图建立新的共识机制，甚至有项目建立新的编程语言，解决吞吐量和效率，以及去中心化、跨链等问题。

波卡主要是解决跨链问题：不同的区块链，数据信息是不能互通的，为了打破这种数据孤立的状态，波卡试图打造一种网络协议，让所有接入此架构的区块链都能更好地完成互相之间的信息交互。其中，平行链主要负责数据的运算和交易信息的处理。通过多条平行链，就可以完成区块链的横向扩展，也就是解决区块链的性能问题。

转接桥本质上也是一种特殊的平行链，只不过它的职责还包括链接其他不同结构的区块链。中继链是波卡（Polkadot）的一个中心，最主要的功能是验证各个平行链给出来的区块，并给出最终确定性的证明。波卡在扩展性和费用上目前相对以太坊有一定的优势，但其基础的构建逻辑还是在以太坊的范畴之内。

Solana的目标是成为高性能公链：最大的特点是主网采用的 PoH（Proof of History、工作历史证明）机制，即允许每个节点生成本地的时间戳，无需等待整个区块链网络来同步更新数据及数据状态，从而提高了整体效率。

PoH加上基站拜占庭容错（Tower BFT）、涡轮机（区块传播协议）、海湾流（无内存交易转发协议）、海平面（并行智能合约）、管道（验证交易）、云散（水平扩展账户数据库）、档案（分布式账本存储）多项创新，令Solana成为以太坊的强劲对手。

3 “以太系”的形成

“以太坊的替代者”确实有很多优点，但也有竞争者采用“模仿或改变以太坊”方案而崛起。

BSC（币安智能链）采用PoSA（Proof of Stake Authority）共识算法，结合了委托权益证明（DPoS）和权威证明（PoA）机制的功能，建立在21个验证节点的网络上，秒级出块时间能够为DeFi协议建立高速的基础设施。BSC中的智能（smart）一词则体现在智能合约相关的功能上：BSC支持智能合约编写功能，兼容现有的以太坊虚拟机EVM（Ethereum Virtual Machine）以及其生态系统下的所有应用和工具，开发人员可以轻松实现以太坊DApp的迁移和部署。

得益于全球最大的加密货币交易所币安所提供的资金、用户等资源的扶持，BSC迅速吸引了大量用户和亟待扩展用户群的项目方。

2018年，Polygon团队开始在以太坊上创建Layer2解决方案，其目标是降低以太坊的成本以及满足可扩展性的需求。和传统的Layer2解决方案不同，Polygon将不同的扩容方案结合在一起，如zkRollups、Optimistic Rollups、Validium等，实现一站式Layer2聚合。通过提供简单易用的Polygon SDK开发工具，极大地降低了开发门槛。

2020年5月Polygon推出了Matic，它包含两个组件：一组是PoS侧链变体，称之为“提交链”（commit chain），可以支持智能合约开发，另一组是基于Plasma的入口匝道，用于路由以太坊到Matic侧链交易。Polygon PoS链介于侧链和纯粹的二层扩展解决方案之间，它继承了主链的安全性，将批量交易打包在一起，并在将数据返回到主链之前对它们进行批量确认。

目前Polygon汇集了DeFi、NFT、钱包、预言机、去中心化自治组织等应用和基础设施，其中包括DeFi借贷协议大户Aave、去中心化交易所SushiSwap、自动做市服务商Curve、链上聚合交易所1inch等；NFT项目包含全球最大的NFT数字艺术品交易所Opensea、NFT虚拟游戏Decentraland；预言机包括预言机龙头项目Chainlink、AP13等；数字钱包则囊括了MetaMask、麦子钱包和Fortmatic等应用。

Layer2的问题在哪里

Polygon等项目相对解决了以太坊的低效和高成本的问题。它们选择的是Layer2扩容方案：大部分交易都放在以太坊链下的Layer2协议里，通过打包汇总交易提交到以太坊网络。以太坊Layer2方案依赖于以太坊的主网安全性，实际上进一步加强了用户对以太坊的依赖。更重要的是，除了使用量剧增造成的“拥堵”和费用高，以太坊还像web2.0时代的主流平台一样，正凭借其生态优势逐渐“寡头化”形成垄断地位，而这背离了区块链去中心化和社区参与的初衷。

更依赖以太坊的Layer2方案不应是加密世界的最佳选择，Layer2在加强以太坊的“垄断性”，而并没有改变以太坊本身的缺陷。新的网络应更快、更安全、更低成本、更注重隐私，及易于迎接加密市场的新机会，如NFT和元宇宙。最重要的是：这个网络应属于加密社区。

目前，持有改变以太坊观点的部分人们提出以下的主张：

1. 通过继承以太坊，解决与以太坊、以太体系等不同区块链之间兼容问题。通过跨链桥解决资产跨链问题。
2. 通过新的数学逻辑改进共识，提升网络通信效率。
3. 构建一个新的Layer1网络而非Layer2网络， 在保证安全性的同时降低对以太坊主网的依赖程度，继而避免中心化。
4. 通过继承以太坊和尽量模块化设计，解决生态迁移和网络升级的问题。
5. 没有创始人、核心开发者，认为最终应通过DAO治理。

5 在Layer1层面改变以太坊

CUN是一条新的Layer1网络。在共识机制方面，CUN选择在第一阶段（起源网）采用具有准入机制的PoA共识，在第二阶段（好望角网）采用PoS+PoA的方式实现具有质押投票机制的准入共识，在第三阶段（新一代网），共识网络将向PoS+PBFT共识转变。

网络启动初期，CUN起源网是具有主网Coin的Layer 1网络，以PoA为准入机制，通过选举多个信任节点参与启动和维护网络，形成节点集合，节点需抵押部分CUNP，区块收集、打包、共识与验证均由该集合中节点执行。

当起源网络节点规模与社区所持CUNP积累到可进行质押投票选举时，CUN将从起源网络进入好望角网络。好望角网络是一个向新一代网络演进的过渡网络，以PoA+PoS为准入机制。

好望角网络一个不同点是引入PoS机制，该阶段以PoS机制加入的节点为社区节点。该阶段将增加大量社区节点加入网络，及通过质押激励机制增加更多CUN生态长期参与者。通过结合PoA+PoS共识，在扩大去中心化同时，提升网络的稳定性和高性能。

CUN的新一代网络和以太坊一样以PoS为准入机制，不过CUN提出在主链共识阶段采用改进PBFT类算法实现拜占庭容错，并且在此阶段实现DAO治理。

“目前广泛采用的PBFT共识协议的通信复杂度为O(n^2)，而网络发展后期节点数量会不断增大，规模达到100以上后共识效率会成平方级下降。针对该问题，CUN将在过渡阶段对BFT类共识进行改进以提升其扩展性、安全性与性能。”

根据这个公式，当节点数扩展到N=84时，PBFT通信次数将达到13944次，而三层PBFT通信次数为152次。目前，多层PBFT算法在1000个节点理论值上也能够显著提升主链共识效率，这个节点数量和Solana当前数量相当。

值得注意的是，CUN是目前以太技术路线追随者中少有提出在主链共识层进行升级的网络，相对于作为以太坊过渡方案的Layer2方案，是一种Layer1方案的演进。

CUN社区的理想色彩有一些比特币时代的特征，这些支持者中，有技术公司CTO、交易所从业者、大学教授、公益机构、行业组织、社会学者，但他们没有公开自己的身份，或许是不愿添加更多个人色彩。

目前，还无法对这个新兴网络未来发展作出确切判断，因为有些时候成功并非完全由技术决定，但我们希望改革者成功。比特币也告诉我们，互联网应该属于社区，而不是任何单一机构或个体。