乐趣区

关于区块链:CKB-Style-的区块链乐高Godwoken-上的-Polyjuice

jiezi

​​
在钻研 Godwoken、Polyjuice 或其余与区块链相干的货色之前，让咱们首先从过来 数据库畛域的故事 开始说起。

几十年前，人们因为须要更好的工具来组织数据，所以 SQL 数据库(https://en.wikipedia.org/wiki/SQL) 应运而生。ACID 属性(https://en.wikipedia.org/wiki/ACID) 的设计是为了让数据能够在原始创立数年后，仍然能够平安地写入和读取。在那个时代，一个数据库只服务于无限数量的人，一台机器（大型机，或前期弱小的微型计算机）就足以撑持一个数据库。

慢慢地，电脑开始遍及，互联网的爆炸式倒退更是放慢了这一过程。很快，单台机器曾经无奈为数据库提供应有的反对，于是分布式数据库开始呈现。然而，CAP 定理 的发现（从一致性、可用性、分区容错性这三个个性中最多只能抉择两个）给软件工程师带来了微小的挑战。最终，他们被迫在 CP 和 AP 数据库之间做出抉择。为了不便参考，咱们用一个简略的（尽管是单方面的）办法来辨别 CP 数据库和 AP 数据库：

  • CP 数据库保障了整个分布式系统的全局一致性视图；
  • AP 数据库可能为不同的逻辑局部或分区提供不同的视图。


AP 数据库，起源：https://kgrvamsi.wordpress.co… 数据库，起源：https://kgrvamsi.wordpress.com/2013/05/28/riak-in-depth/

从亚马逊的 DynamoDB，再到 MongoDB 的蓬勃发展，其中有一段时间 AP 数据库受到了宽泛的关注。到处都有人在吆喝：「NoSQL 才是将来！SQL 就是一个过期的货色。」 过后的确有很多人都抉择了 NoSQL 解决方案来构建本人的应用程序。在过后看来，数据库的将来解决方案仿佛的确就是分区的。

但故事并没有完结。几年后，AP 数据库的缺点开始浮出水面：当人们在设计零碎架构时，来自不同分区的不同视图的确会影响人们的决策。

举个例子，假如你是一个基于传统 SQL 数据库构建的开发人员，你只须要关怀逻辑表和它们之间的连贯即可。偶然可能会须要更多的性能查问，但你的数据始终是放弃有序的。然而在 AP 数据库中，你只装备了键值（KV）存储或文档存储。咱们必须首先设计模式，但在此之上，你必须解决数据库不同分区产生的不统一写入。这大大增加了利用开发者的工作量，在很多状况下，这也会导致凌乱的数据存储。

即便从 CP 数据库解决方案 DynamoDB 上线并应用至今的 AWS 来看，传统的 SQL 数据库依然在被人们宽泛应用。只有在非凡状况下，比方购物车逻辑中存在非凡的合并性能，DynamoDB 才会失去大量采纳。对于日常开发者正在构建的绝大部分利用来说，AP 数据库很难作为一个很好的抉择。

当初咱们来看看明天探讨的热点话题：NewSQL，它放弃了原来 SQL 模型的 ACID 属性，在大多数用例中作为 NoSQL 的替代品而失去遍及。因为设计上的要求，NewSQL 的解决方案大多甚至全副都建设在 CP 模型上：

  • Google Spanner 是 Google 面向未来的、寰球规模的数据库。它遵循 CP 设计，旨在提供比基于 AP 的 BigTable 更好的代替计划；
  • CockroachDB 和 TiDB 都是基于 CP 模型构建的古代开源分布式 SQL 数据库；
  • CitusDB，一个典型的基于 PostgreSQL 的可扩大数据库，也是基于 CP 模型构建的。

还有很多例子能够举，但趋势曾经很显著了：开发者渴望通过 CP 零碎以进步生产力。历史向 AP 短暂地做了歪斜，但因为 CP 对开发者的敌对性，人们最终又回到了 CP 的路线上。

从这个故事中，咱们能够看到，开发者最终还是会抉择那些让他们更有效率的工具。

当初你可能会想：这是一个很长的故事，但这和区块链有什么关系呢？

在 Nervos 中，咱们深信分层的解决方案。这素来都是咱们三思而行的后果，是基于咱们在软件行业的丰盛教训而得出的论断。分层让咱们具备了一种设定边界、封装复杂性和提供假如的办法。

咱们行业中有很多货色都是建设在分层架构之上的：网络堆栈、编译器基础设施、CPU 架构等等，这样的例子举不胜举。在这个行业，以及人类创立的许多其余行业中，咱们能够看到一些层在构建时暗藏了细节，并同时为下层提供反对。

即便对于那些认为区块链是一项全新技术的人来说，层的应用也呈现出显著的差别：

  • 在一个分层网络中，核心区块链确保了其交易的全局一致性；
  • 分片区块链的设计提供了不同的分片，每个分片都能够独立工作。

看到这里，你有没有一种相熟的感觉？你认真想想，区块链与分布式数据库是不是十分类似！尽管其中有很大的区别，但在咱们看来，对于分层和分片的探讨，相似于过来 10 年咱们对于 CP 和 AP 数据库之间的探讨：在分层区块链中，你是依据逻辑性能来对下层区块链进行分组，将跨链通信的需要降到最低；而在分片区块链中，跨链通信是扩大需要的根底，无奈防止。

假以时日，咱们置信分层将会为所有 dApp 开发者带来更显著的益处，就像 NewSQL 数据库的崛起一样。

很多人始终都想晓得 CKB 上的 Layer 2 解决方案会是什么样子的，所以明天，咱们就在这里向大家介绍两个互补的我的项目：

  • Godwoken 的初始版本：
    https://github.com/nervosnetwork/godwoken
  • Polyjuice 的全面更新：
    https://github.com/nervosnetwork/polyjuice

Godwoken：无需许可的 Rollup 框架

当初区块链世界中存在很多扩大计划。有领取通道、Rollup、状态通道、Plasma 等等。

在 Nervos 上，咱们齐全能够反对所有的这些计划，但实际上，咱们必须从一个计划开始。在现有的解决方案中，Rollup 是最优的，也是最没有缺点的。因而，咱们从 Rollup 开始了咱们的旅程。稍后咱们还会看到，因为 CKB 独特的设计，Rollup 比单纯晋升 TPS 这种像类固醇般的计划来的更有意义。基于近一年的钻研、设计和实现，咱们曾经公布了 Godwoken 的初始版本，也就是咱们的无需许可 Rollup 框架。

Godwoken 的工作原理是通过一组 aggregator 节点收集专门设计的 Layer 2 交易，而后将它们打包成 CKB 交易，提交给 Layer 1 CKB 接管。从这个意义上来说，Godwoken 的确是以 Layer 2 的形式工作的：

  • 除了 CKB 节点外，还运行着非凡的 Godwoken 聚合器节点
  • 采纳专门设计的 Layer 2 交易格局，来代替 CKB 的交易格局
  • 由 Godwoken 节点提交一个非凡的 CKB 交易，也能够看作是 Layer 2 区块

只管是 Layer 2 解决方案，但 Godwoken 背地的一个重要设计理念是，咱们正在构建一个 无需许可 的 Layer 2 解决方案。

  • 就像 Layer 1 区块链提供的那样，Layer 2 交易用交易费用激励聚合器节点；
  • 在 Nervos CKB 上能够进行多个独自的 Godwoken 部署。每个部署都能够自在地做出本人的抉择。如果一个部署不能满足你的要求，你还能够自在地切换到另一种部署，甚至能够启动本人的部署；

尽管一些部署可能会产生额定的限度，但 Godwoken 的外围设计是让每个人都能向 Layer 2 区块链提交区块，使其像真正的无需许可 Layer 1 区块链一样扩大。

(为了展现更多对于 Godwoken 的外部信息，咱们将在近期公布一篇名为《Life of A Godwoken Transaction》的文章，在文章中咱们将介绍更多对于 Godwoken 设计和实现的细节。)

值得一提的是，目前咱们只公布了 Godwoken 的第一个版本，它仅限于以下设计抉择：

  • 将应用基于 Optimistic Rollup 的设计；
  • 通过 Proof-of-Authority 来管制 Layer 2 区块的发行。

​

咱们将持续减少 Godwoken 的更多功能，其中包含：

  • 一个真正基于 Proof-of-Stake 的区块发行协调机制
  • 基于 ZK Rollup 的设置
  • 以及更多！

最近，咱们惊喜地发现，Rollup 正在区块链世界里迅速流行起来（https://ethereum-magicians.org/t/a-rollup-centric-ethereum-roadmap/4698）。咱们很荣幸可能站在伟人的肩膀上，并且十分心愿能在这个畛域做出更杰出的工作，也心愿能站在他人的肩膀上有所翻新。

不过，应用 Rollup 框架只能解决问题的一半。一个只能发送原生代币转账的解决方案究竟不能解决所有问题。在竞争强烈且一直增长的区块链畛域，往往须要一个智能合约解决方案来开释更多的后劲。为了解决这另一半的问题，咱们还打造了 Polyjuice，它将与 Godwoken 互补运作。

Polyjuice：CKB 上 100% 兼容 EVM 的 Ethereum 解决方案

Polyjuice 是 CKB 上的以太坊解决方案，这意味着人们能够通过最小的改变，来将他们现有的运行在 Ethereum 上的 dApp 迁徙到 CKB 上。Polyjuice 的设计指标是与 EVM 100%，甚至 120% 兼容，这意味着：

  • 任何在 Ethereum 上运行的基于 Solidity 的智能合约都能够在 Polyjuice 上运行；
  • Polyjuice 甚至能够提供更多明天在以太坊上无奈实现的性能。比方你当初急需一个 EIP，Polyjuice 能够实现它来辅助你的 dApp；

须要留神的是，兼容性设计只实用于 EVM，Ethereum 也有反对的 RPC，应用程序能够通过 RPC 与链通信。遗憾的是，因为 Polyjuice 和 Ethereum 之间的设计不同，咱们不能保障与 RPC 齐全兼容。这意味着将您现有的 Ethereum dApp 在部署到 Polyjuice 之前须要做一些工作。

不过，咱们将确保

a) 智能合约不须要更改；
b) 两套 RPC 彼此类似。

咱们会将这些差别分明地记录下来。这样一来，移植工作会尽可能地缩小。咱们还将构建与 Portal Wallet 的集成，因而终端用户能够取得无缝的体验。

咱们在 2020 年 7 月份推出了 Polyjuice，之所以再次提到它，是因为咱们对 Polyjuice 进行了全面的审查和检修，并修复了它最大的问题：解决共享状态。

为了演示共享状态，咱们假如开发者曾经将一个 Ethereum 智能合约部署到 Polyjuice 上。在咱们之前的模型中，人们会创立这样一个 Cell：

要调用这个智能合约，必须要创立一个 CKB 交易，耗费该合约 cell 并创立一个新的合约 cell。


这就是问题所在：当多个用户调用同一个智能合约时，他们都须要耗费并从新创立合约 cell。实际上，他们在竞争共享的合约状态 cell。在大多数状况下，用户不会晓得其他人正在创立的交易；他们中的每一个都会应用链上最新的实时合约状态 cell 创立一个交易。

这会导致多个交易耗费同一个合约状态 cell，矿工不得不抉择一个交易，而这会导致所有其余交易有效。这是 CKB 抉择基于 cell 模型造成的后果，但这不肯定是毛病：

  • 不须要繁多共享状态的状况还有很多，sUDT 就是这样一个例子。对于这些状况，基于 cell 的模型提供了改良，比方进步了可扩展性和确定性；
  • 即便在共享状态不可避免的状况下（如投票利用，或 AMM），也有解决方案：

在许多状况下，能够利用简略的重试逻辑：能够创立这样一条规定「只有交易蕴含输出 1 和输入 1&2，我就不关怀输出 0 是什么，只需签名并发送交易」。也能够给规定附加一个超时工夫，比方 10 分钟的窗口。对于绝对较小的 dApp 来说，比方投票利用，这曾经足够了。

如果有些状况有其余需要，例如更高的 TPS 需要，那么重试逻辑就不可行了。Rollup 在这里提供了一个不同的计划。通过在 Godwoken 之上构建 Polyjuice，每个独自的 Polyjuice 交易就能够只是一个 Layer 2 的 Godwoken 交易。这样就防止了共享状态问题，因为只有打包好的 Godwoken CKB 交易才会耗费合约状态 cell，并从新创立一个更新后的状态 cell。

在这里，Godwoken 和 Polyjuice 是互补的：Polyjuice 提供了一种将自定义逻辑注入到 Godwoken 的 Rollup 解决方案，Godwoken 解决了 Polyjuice 的共享状态问题，同时也提供了更高的 TPS 后劲。 咱们心愿 Godwoken 和 Polyjuice 的联合，能对 Nervos CKB 仙境中的分层 dApp 设计有所启发。

值得指出的是，Polyjuice 并不是 Godwoken 的惟一虚拟机解决方案。咱们还能够将其余虚拟机与 Godwoken 集成，提供不同的 dApp 构建形式。例如，纯正的 JavaScript 虚拟机(https://github.com/xxuejie/ckb-duktape) 是齐全能够实现的，因而咱们只需在区块链中间接用 JavaScript 编写即可。或者作为更远大的指标，在 Godwoken 的帮忙下 CKB 上的 Diem(https://www.diem.com/en-us/) 也齐全能够实现。

(为进一步解释 Polyjuice 的内部结构，咱们也将于近期发表另一篇题为《Life of A Polyjuice Transaction》的文章。)

展望未来

在 Nervos 中，咱们心愿投合两种不同的开发者群体：

  • 对于繁忙的利用开发者来说，咱们心愿提供一站式的解决方案，让他们能够间接利用 Layer 2 EVM 驱动的区块链来公布他们想要的任何货色。例如，如果咱们通知你，Uniswap (https://uniswap.org/) 只需进行大量的调整，就能够部署到 CKB 上，那会怎么？

  • 对于更有冒险精力的人来说，CKB 提供了完满的乐高格调部件，你能够本人装配和从新组装。

    • 不喜爱通过 Solidity 来编写智能合约？为什么不在 Godwoken 上搭建本人的虚拟机来实现不一样的 Rollup 链呢？
    • Optimistic Rollup 听起来很无聊？您能够随便将其取出，并将其替换为更具挑战性的局部，比方 ZK Rollup。
    • PoA 的机制对你来说像是定时炸弹？那就把它删掉，用你本人的 PoS 甚至 PoW 计划吧。

总而言之，咱们心愿这个全新的 Layer 2 Godwoken/Polyjuice 在 CKB 上的部署，能够相似于你可能习惯的汽车：你能够从经销商处购买后将它开走（原厂），也能够关上它加装涡轮增压器，从而取得更强劲的能源。咱们曾经做好了筹备，你最终会对你全新「汽车」的所有改装感到诧异。

粉丝福利流动

  • 流动规定：

    • 关注 Nervos 官网号——「NervosNetwork」；
    • 在本文评论区留言写下对本文的一些认识；

  • 流动处分：

    • 咱们将会从评论区中筛选 1~5 条精彩评论，每人将取得一枚能够兑换星巴克咖啡的 COFFEE Token（兑换细节可戳这）。

  • 注意事项：

    • 同一个地址，只能支付一次处分；
    • 若发现流动中有舞弊行为，将勾销其流动参加资格。
  • 流动工夫：

    2021/1/21 12:30 – 2021/1/23 18:00

// 如果你喜爱 Nervos 并且喜爱开发
// 你能够关注并私信我哦~
if (you like Nervos && you like dev) {println("you can follow me and private letter for me~");
}

退出移动版