对标且兼容以太坊，DFINITY如何描绘一个无限吞吐量的区块链计算机蓝图？

2009年到2014年，比特币在加密经济世界大行其道。2014年至2017年，行业出现了许多区块链应用，并作为金融科技的一个重要分支得到公众的关注。此外，许多非金融区块链也走到台前。2017年以后，区块链将进入发展的第三个阶段——大规模的区块链应用会出现。以太坊（Ethereum）创始人Vitalik Buterin在近期上海峰会上揭示了区块链发展的三个阶段。

同时，他还抛出一个疑问，当前概念验证层出不穷，但是为什么还未出现真正的大规模应用？“最重要的阻碍因素是技术障碍，过去三四年需要我们普及区块链，但现在要做的是改变区块链本身”，“技术的限制比监管的限制更加严重。”

所以我们能看到两大区块链社区在不断改进基础架构，比特币社区提出闪电网络和多次硬分叉，以太坊有大都会计划与Plasma。此外，还有一批人他们选择跳出这两大势力范围，试图创造基础架构更优的新一代开源的区块链平台。

Tom Ding （丁磊）是其中之一，他是String Labs（密码学和分布式计算实验室） 的联合创始人和CEO。String Labs 总部位于硅谷，由来自斯坦福、耶鲁大学、谷歌、以太坊基金会等科学家和工程师组成，还是是BCG波士顿咨询Dvolution和EEA企业以太坊联盟的战略合作伙伴及创始企业成员，孵化出的产品有区块链云计算系统 DFINITY , PHI （去中心化商业银行）等。

String Labs 团队合影

“DFINITY的‘D’是指‘decentralized’去中心化，‘FINITY’是‘infinity’无限。”Tom Ding告诉雷锋网，DFINITY 想成为一个无限扩容的区块链计算系统和第三代区块链。除了高度兼容以太坊现有应用，DFINITY在吞吐量、高速计算、自适应三性能较以太坊有不少提升。而它在密码学和分布式系统方面的创新, 包括阈值接力(THRESHOLD RELAY)，概率卡槽协议（probablistic slot protocol）等。同时，在治理机制上引入了区块链神经中枢系统 (blockchain nervous system，BNS)，奉行“AI即法律”，通过社区民主投票的方式来修改规则。

据雷锋网 (公众号：雷锋网) 了解，DFINITY一共发布了三个版本计划，当前还在进行第一版本Copper的开发。

无限扩容区块链计算机的技术难题

2014年，DFINITY当时还是一个做大规模并行计算的项目Pebble，只支持代币功能。未几，面世不久的以太坊吸引住了他们。“我们非常认可以太坊和世界计算机这样的理念，所以这个项目就重新推进了。我们不仅要做大规模支付移动、代币移动的功能，并且要支持通用的计算。”团队一边参与以太坊社区活动，另一方面也发现了以太坊存在很多限制瓶颈。“我们试图改进算法，运用不同的治理理念，来提供不同的平台。”

2016年初，DFINITY作为商业项目正式立项。在这期间，他们受到波士顿咨询（BCG）较大影响，了解到世界500强客户对于商业化的大规模计算需求。所以，虽然DFINITY主要研究的是公有链，但它的算法可以拿来做私有链。

在意识到“现有的区块链系统无法满足实际的应用需求”这点后，DFINITY从设计之初就有很强的大规模商业化属性，目标是成为一个无限量计算、无限扩容的区块链计算机，支撑起千亿的规模。这就要求DFINITY至少需要解决三方面问题：确认交易速度、吞吐量、自适应能力。

第一是确认交易的速度。 通过下一代共识算法阈值接力，DFINITY第一版本的确认速度达到了7.5秒，相较于以太坊提升了100倍以上，将来可能有更多的优化空间。阈值接力使用BLS密码学签名技术生成随机性。

第二是扩展性。 “每当网络需要更多的容量，只要有新的矿工加入进来就可以扩展。”而现在的以太坊或者比特币区块链是没有扩容性的，比如给以太坊再加几千个节点，网络反而会变慢，因为它需要协调节点。DFINITY第一版本的目标是达到以太坊的20—50倍，终极目标是无限量扩容，增加100个机器，就能获得100个机器的性能，未来计划扩展到百万、千万甚至是亿。

DFINITY描绘出的“几乎无限”扩展性是通过三级扩展架构来实现：共识、验证和存储。万达网络科技集团创新中心副总经理季宙栋曾撰文分析DFINITY的可扩展性，

“共识层阈值接力随机生成一个heartbeat，不涉及交易数据。存储层被分成多个子链，每个子链负责处理更新交易的分片。验证层负责将所有分片的散列组合成类Merkle树结构，将根状态哈希存储在母链上的区块中。但这种架构在实践中仍然存在一些重大问题需要解决，例如涉及跨分片状态数据的交易。”

第三，DFINITY是一个自适应的网络，会不断调整自己的网络结构和参数。

“比特币和以太坊的协议并不支持规则的变更，坚持‘代码即法律’，要想修改核心规则必须通过体制外的方式分叉。所以我们现在有两个以太坊、四个比特币。”Tom Ding说。

而DFINITY的治理机制叫作“AI即法律”。他们相信算法本身是可以篡改、治理和自我调整的，像AI一样可以根据社区的意志来改变参数，社区通过民主投票的方式来决断是否扩容区块链、系统升级等。

最终的控制权来自于DFINITY的大脑——区块链神经中枢系统(blockchain nervous system，BNS)。BNS系统就是一组智能合约，具有大量管理功能，但是有一个严谨的治理规则前提、且不会被任何人、机构所更改——所有提案和决策必须反应社区的意志。

自适应、无限吞吐量、高速区块链计算，最终实现将互联网云计算搬到区块链上，Tom Ding表示，

“未来可能会出现去中心化的推特、微博和uber，不需要公司运营实体。当然,除了商业的部分，DFINITY还希望成为一个通用的计算平台，能够支持很多社区项目。两者的关系会非常紧密，可以互相支持。”

落地应用的限制因素

现阶段已经出现了很多有趣的应用场景，但大多是雷声大雨点小，一阵媒体报道后，落地的寥寥无几。Tom Ding认为主要原因是，基础架构比较落后，限制住了许多从业者的想象力；以及技术解决方案和应用的成熟需要时间，“IPHONE问世头三年，应用商店也充斥着大量垃圾APP，然后才出现了大量高质量应用。”

让人感到乐观的是，业界开始重新谈起基础设施研究。在Tom Ding看来，2017、2018两年将会是基础架构爆发的两年，基础架构的定义很广，“可以分为三层，底层是链本身的性能，上一层是链与链之间的通讯需求，顶层是基础公共组件，包括商业身份系统和去中心化交易所。”

“区块链尤其是公链创造了零边际成本流动性，带来了开放透明的信任关系和商业规则。此外，还利用零边际成本完全颠覆了传统金融市场的基本结构，让流动性变得几乎无处不在。”

在没有去中心化交易所之前，需要经过公司注册、文件起草、登记来上资产，而现在区块链以非常低的成本提供资产创造和流通服务，不必依赖传统的商品和金融中介，“当这些都完成后，或者是取得较大进步后，我觉得会对实际应用产生很大的推动作用。”

这里还值得一提的是，Tom Ding指出，当前区块链编程预言的学习和开发门槛很高。以以太坊为例，以太坊引擎EVM支持的主流语言是Solidity，但是这是个小众、还不完善的新语言。对于开发人员有学习周期成本和代码安全风险。因此，String Labs提出一个计划，打算为开发者提供现代化的开发环境，包括设计与传统语言非常接近或者完全移植的新语言。

剑指中国，独立的龙链

据介绍，当前DFINITY的主要合作伙伴是BCG服务的500强客户，以及一些国内的大型民营企业，具体名单会在近期宣布。问及首先发展的目标市场，Tom Ding表示没有限定行业，但相较于传统意义上的金融，他们的目光更多聚焦在泛金融领域，“区块链本身就有一个类金融和生态的思维 ”，供应链是一个研究重点，其他行业还包括通讯、汽车等。

据雷锋网了解，String Labs的中国发展计划已较成形，准备在国内推行独立的区块链“龙链”。Tom Ding表示，由于中国有特殊的国情，政策限制，网络环境出口带宽等，因此中国和大部分西方国家的链是相互独立的，它们之间可互操作，但是不依赖，如果一方的网络出任何问题，不会影响到对方。

龙链很多核心技术会参考或者采用DFINITY的技术，差别就在于会更加适应中国国情，比如计算节点都在中国境内，因为相关法律政策要求有些数据不能离开中国，而一般来说公链没有办法控制节点，所以必须设定好所有的节点。

值得关注的是，DFINITY号称拥有“私链智能合约可直接调用公链合约”的特点，也已经为一些国内合作企业部署了联盟链或私链，那么势必会撞上国内区块链企业，如何看待双方竞争？

Tom Ding回应称，不一定会形成竞争。他解释说，公链提供了最全面的安全保障、公关的互操作性，但牺牲了部分数据隐私，如同API。虽然在当前阶段，企业对于联盟链的需求更加明显，要求数据信息的隐私性，但单个联盟链无法发挥出最大的价值。因为商业系统之间最大的价值就是交互，互相价值转移，需要利用公有的API、服务满足需求。

“一个可能的未来是，公链和联盟链会发生紧密地互动和结合。 比如说在联盟链有一个仓储单，这是非常私有的数据。当仓库得到到货通知后，可能会触发公链上支付操作。两者可以无缝连接。”

这是他所描述的DFINITY第二个版本的功能，能够支持DFINITY公链和私链无缝的互操作。

中国缺少硬科学的积淀与机制思考

“今年是ICO和代币狂热的一年，全球的情况都差不多，市场鱼龙混杂”，在经历了硅谷区块链创业的三年，并于近年接触中国市场后，Tom Ding谈到了他在这个过程中感受到的中美两国发展差异。

而差异主要体现在两方面。其一是，硬科学的沉淀积累不够。区块链汇聚了多领域知识，包含经济、数学、计算机科学、社会治理等。

“欧美的分布式计算历史可能有几十年，密码学可以追溯几百年，积累深厚。而且，区块链行业‘产学研’距离非常小，国外很多著名的产业第一线人物都是在任的教授。但中国在这方面的研究和顶尖科学家还是有些薄弱。在国际上，中国的声音不响。”

其二，缺少对于区块链机制的思考。比如关于最重要的概念去中心化自治组织DAO，据他了解，欧美两地会组织讨论dao的实质，如何组织，合理的投票架构等，在中国可能更加流于表面，只是将它作为一种ICO融资的渠道。

对此，他的建议是，可以多举办些国内外学术交流会议，吸引国内学术界更多人才的兴趣。

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