本文嘗試對 Aptos 的未來發展定位為下一個 Solana。因為在區塊鏈不可能三角的約束中,新公鏈總是呈現周期性發展,上個周期以 Solana 為首的新公鏈憑借著激進的低費高速模式快速崛起,也因為一些內在的缺陷而有可能被 Aptos 等新公鏈逐漸趕超。而老牌公鏈以太坊,已經在多鏈未來中擁有了強大的護城河。本文源自 Mint Ventures 所刊載研究文章《Aptos、Solana和新公鏈周期律》,由 ForesightVenture 整理。
(背景補充:Aptos單日再飆漲30%!APT衝破10美元;主網交易逾920萬筆 )
(背景補充:Aptos 來勢洶洶「MOVE語言打底+ Libra資本餘威」TPS 仍待考驗 )
前段時間筆者受巴比特之邀,參與「Web3 Builder,無問西東」活動,被問到了一個問題是:「A16Z,幣安和 FTX 這些頂級機構都對 Aptos 等新公鏈非常看好,會不會讓這些公鏈能夠挑戰一下以太坊的霸主地位?」 鑑於對這個話題感興趣的讀者眾多,筆者在此對截至到目前為止的思考進行了梳理,形成了以下這篇對 Solana、Aptos 以及新公鏈的綜合評述。筆者將 Aptos 的市場定位,大致為當下Solana 的市場位置。
為了便於讀者理解,本篇文章將區塊鏈共識與通訊技術原理等做了一定的簡化描述。
以下內容僅為筆者對新公鏈若干特定議題的階段性思考,形式上近似於一篇漫談。
公鏈賽道的初步劃分
2015 年,以太坊的上線,開創了智能合約公鏈時代,也讓公鏈成為了整個 Web3 不可或缺的基礎設施。
2017 年,ICO 與加密貓(Crypto Kitties)的爆火,幾乎使以太坊網路陷入癱瘓。從此所有從業者都意識到,此時的區塊鏈是完全不足以承擔更大面積的現實社會交易需求,擴容必然是 WEB3 長期剛需的黃金賽道。
為了方便今天對新公鏈的討論,我們暫且擱置已擁有大量應用、大量開發者、超強影響力,但受制於已有的眾多利益相關者,不得不緩慢轉型的以太坊,而優先觀察沒有早期影響力與用戶積累,但是歷史包袱更輕、可以輕鬆採用全新高性能方案的新公鏈。Solana 一度是新公鏈賽道絕對的王者,但如今,Aptos 被眾多投資人視為「Solana Killer」。
高性能新公鏈賽道:Aptos 接棒Solana
首先,我認為 Aptos 有較大概率能衝擊 Solana 的位置。
在以太坊正式落地分片、實現足夠高性能前,高性能新公鏈賽道將表現出一定的周期律。具體來說,一條新公鏈受益於激進的高速與低費而快速生長,同時因為激進的高速低費選擇帶來的漏洞而走入負向飛輪。本輪的Solana 的高性能敘事開始失去光彩,「當機鏈」的綽號逐漸取代「以太坊殺手」的稱號,資本開始尋找周期律下新的接棒人。
Solana 的崛起與衰落之路——高速與低費
超高 TPS 的故事
Solana 高 TPS 是建立在 10 倍的區塊大小、低冗餘度及1/30 的出塊時間,還有並行計算後約10 倍的速度之上的,實現了ETH 約3000 倍的理論TPS。
(1)區塊大小
其中,Solana 將區塊體積從約1MB 增加至10MB,由此帶來 10 倍的性能提升。但是增加區塊體積並不是非常值得採用的方案,因為區塊體積過大,在增加系統處理能力的同時,會造成兩個明顯弊端:能儲存區塊鏈完整交易的全節點大幅減少、大區塊在系統中傳輸時間過長甚至易受攻擊(比特幣的幾個著名分叉BCH、BSV 等都來源於區塊大小的激烈爭論,最終比特幣堅持了小區塊)。
雖然 Solana 在通信過程中做了較多改進而規避了一些風險,但是 Solana 的大區塊依然增加了全節點的門檻,減少了全節點的數量,對於去中心化程度和網路安全性造成了一定的負面影響。
(2)共識層面的改進–出塊時間與低冗餘度
中心化的交易處理流程
在web2.0 的中心化系統中,以支付寶為例,由於後台只有支付寶官方的伺服器,交易的處理是非常簡單的:
- 交易資訊被發送至支付寶
- 支付寶直接確認並執行交易
- 沒有人負責驗證,因為大多數人默認相信支付寶不願意作惡。
總計1 次發送,1 次執行,0 次檢驗,總時長幾乎可以忽略。
去中心化的交易處理流程
但是在公鏈領域,成為驗證者是幾乎無門檻的事,我們無法直接相信一個驗證者做出了正確的交易處理。因此,我們需要大量驗證者,且驗證過程也會非常複雜:
- 以太坊
我們不妨來觀察以太坊是如何確認交易的:
- 交易完成後,相關交易資訊經過 6 秒傳輸至以太坊全網 n 個節點
- 由一個隨機節點處理,將處理好的交易打包,生成區塊
- 區塊被發送到全網 n 個節點進行檢驗。
總體增加了大量傳輸與檢驗次數,一個出塊流程為 12 秒。
由於單個節點的不可信,區塊鏈時代一定會有多輪博弈機制,讓所有節點相互驗證,從而維護區塊鏈最終結果的準確性,這增加了時間消耗和冗餘計算,也是區塊鏈不可能三角存在的重要原因。
Solana 在傳輸層面和區塊驗證層面均大幅提升了速度。Solana 將出塊時間從以太坊的12 秒降低下降至0.4 秒(最多0.8 秒),從而實現了約 30 倍的擴容。
- Solana
我們來看看 Solana 是如何記帳的:
(1)交易傳輸層面: Solana 會在每個運轉週期(Epoch)提前公佈每次出塊(Slot)的負責人(Leader),也就意味著,所有的交易只需要被傳輸到Leader,而無需傳遍全網,這降低了傳播環節的冗餘。
(2)交易的驗證層面:Solana 出塊負責人將區塊分割,其他驗證者只需檢驗分到自己的部分,而不是整個區塊。
Solana 的出塊機制下,計算的冗餘程度從n²下降至logn,從而實現了更高效的運轉(以下進行簡單的科普)。
我們不妨來回憶一些經典數學題:
- 如果n 個人中,任意2 人都需要互換賬本,一共出現了多少次賬本互換呢?答案是n(n-1) 次,或者說n²級別。
- 相應的,假設n 個人中,任意一人都需要和一個已知的「領導」互換賬本,賬本一共被交換了多少次呢?答案是2(n-1) 次,或者說n 級別。
- 再次假設,如果n 個人中,已知的「領導」和每個人互換賬本的一部分,那麼賬本總計被交換了多少次呢?顯然比n 級別還要低,我們可以簡單理解為logn 級別。
其中(1)對應以太坊,(3)對應Solana。
我們可以得到如下圖示,Solana 的共識機制下,系統出塊所需的冗餘計算大大減少,出塊速度也明顯提升。
在Solana 誕生之初,這樣的設計確實可以讓Solana 實現飛速的運轉。但是大家很容易發現這種模式的弊端:接受各種交易、識別有效交易、打包交易、分割區塊、要求其他驗證者各自驗證並回收驗證結果等工作,都是領導節點完成的。
領導節點面臨著極大的壓力,在交易量很大/ 無效交易很多等情況出現時,很容易出現崩潰。而從下圖我們很容易看出,領導節點一旦崩潰,整個系統是非常難正常運轉的,這就引發了整個區塊網路的頻頻當機。
此外,提前公佈的領導節點被賄賂作惡、被針對性攻擊等中心化問題也無法規避,這對整個區塊鏈也有一定負面影響。
2021 年9 月Solana 生態爆發後,至今已經發生了多次當機事故。頻繁的當機事故,限制了Solana 的發展空間。在下輪牛市,用戶需要一條不會頻繁當機(至少暫時沒有表現出極高當機風險)的新公鏈。
(3)並行計算
在基本的共識機制之外,Solana 也做了智能合約並行處理的改進。
早期以太坊採用了EVM 作為智能合約運行環境,這種選擇的重要特性是串行計算(依次處理交易事務),是相對低效的處理模式。雖然以太坊社群也有將EVM 升級(為EWASM)的規劃,但是距離落地還很遙遠。
而Solana 採用了Sealevel 支援智能合約的並行處理,支援了使用英偉達4096 核GPU 進行超強的並行計算。這讓Solana 在大多數情況下,都可以表現出超強的運轉能力。
但是Solana 也會面對以下一些特殊情況:
- Solana 需要正確的判斷交易是可以並行的,而判斷錯誤可能引起故障。
- 如果Solana 判斷後發現交易是必須串行的,則它串行運轉的速度,比以太坊還要慢。
總結下來,4096 核並行計算的特性,讓它在可並行處理的程式中擁有超高的效率,但是一旦遇到無法並行處理的交易,他的效率會低於以太坊,甚至可能出現故障而當機。此外,Solana 低冗餘度的特性,也就是通過「領導節點分配任務」的模式,讓Solana 可以輕鬆獲得更高的正常運轉效率。但是一旦出現故障,以太坊的高冗餘度使它可以迅速恢復,而Solana 的低冗餘度極容易使網路崩潰。總體上,Solana 項目做出了非常多高價值的創新,早期Solana 可以迅速通過高TPS 崛起,但後期,它不得不為容易當機的特性埋單。
這就是區塊鏈版本的「用冗餘對抗不確定性」吧。
超低費用的故事
(1)公鏈的收支與「印鈔」
Solana 崛起的另一大依靠是低費用。概括的說,低費用一方面來源於超高的處理能力,另一個方面來源於系統的發幣補貼。我們可以詳解這種發幣補貼模式下的收支。
如果我們思考公鏈的商業邏輯,它為各種商業項目提供營商環境,同時對所有的用戶收稅,那麼公鏈會很像一個國家,而公鏈代幣更像是用於交稅的法幣。
進一步分析,我們按照大多數公鏈的共同特徵,對這個收入與支出進行簡化。這些「國家」的稅收,是所有用戶的手續費,而這些「國家」的財政支出,則是為驗證者發放的激勵。如果大家去翻閱政府財政報告,大概率會看到這個詞:「收支平衡」。
正如國家需要收支平衡一樣,公鏈也需要收支平衡。但如果我們查閱每條公鏈的收與支,就會發現,絕大多數公鏈的支出,是超過其收入的:
給驗證者的獎勵- 手續費收入=公鏈的虧損
Bankless 曾經對公鏈的虧損率做出過如下的統計:
在一條公鏈的收入少於需要給驗證者的支出時,這些虧損的額度,往往只能通過「開啟印鈔機」,發幣進行補貼,也就是:
公鏈的虧損=增發獎勵
那麼,驗證的獎勵往往來源於兩部分:正常收入與「印鈔補貼」:
手續費收入+ 增發獎勵=給驗證者的獎勵
對Solana 來說,區塊鏈驗證者應收100 元「工資」時,Solana「印鈔補貼」給驗證者的金額往往高達98.8 元,實際從用戶收費大約只有1.2 元。當然,這個數據會隨時間變化,但是Solana 距離收支平衡與可持續運轉,還有很長的路要走。
(2)「印鈔」帶來公鏈的通貨膨脹
我們選擇了將公鏈類比為國家,將公鏈代幣類比為法幣,則對於一條公鏈來說,貨幣的總價值與商品的總價值應當是完全對應的。
我們可以簡單地進行如下思考:一個國家的商品只有蘋果,第一年,國家總計生產了100 千克蘋果,而總計發行了100 元貨幣,則蘋果的市場價格將為1 元/ 千克。如果第二年,這個國家發展迅速,有了200 千克蘋果,也增發了100 元貨幣,則蘋果的價格也可以穩定在1 元/ 千克。而如果第三年國家發展陷入停滯,仍然只生產了200 千克蘋果,但再次增發了100 元貨幣,則蘋果的價格,將變成1.5 元/ 千克,也就是出現了較為嚴重的通貨膨脹。
相應的,對於以較高速度增發「貨幣」的Solana「國家」來說,早期由於鏈上商品總價值的快速增長,增發貨幣的負面影響將被幾乎抵消。
但是,當Solana 已經遇到了明顯發展瓶頸之後,當總貨幣量與總商品價值開始失調之後,Solana 繼續印鈔來彌補虧空,或者減少印鈔而增加「收稅」,本質上都是不利於區塊鏈發展的。這也被一些人稱為「新公鏈的周期律」。
至少在下一輪,市場期待一條重新找到收支平衡,或至少通過早期生態的快速發展,不讓用戶感覺到收支不平衡的公鏈。目前看來,Solana 可能被接棒,Aptos 也有望成為那個接棒人。
我們也不妨在此也探討一下以太坊的商業模式:對於以太坊來說,在2021 年實現EIP1559 銷毀機制和2022 年正式合併而降低運營成本後,對應的公式已經變成了:
手續費收入+ 增發- 銷毀=給驗證者的支出
如果按照收入- 支出=利潤,那麼對於以太坊來說:
利潤=銷毀- 增發
其中,合併後增發量由每年450 萬個下降到18-209 萬個,而銷毀量則與區塊鏈使用情況決定。不難算出,在以太坊gas 價格超過15 時,以太坊大概率是一條超越了盈虧平衡線區塊鏈,若能長期保持,則能實現長期的發展和生存。
(3)收支視角下的一些分析案例
收支或許是大家常常忽略的話題,但是即使在全新web3 世界中,商業的最基本邏輯也依然離不開收入與支出。
2022 年6 月,Starkware 上Immutable X(IMX)項目增加收費,dydx 出走自建鏈等,其實也暗示了收支對公鏈格局的一些影響。我們可以在這裡按照收支的視角,對兩個項目進行一定的分析。
IMX
對於Immutable X 來說,我們不妨將其收入與支出進行基本的拆解:
作為一個zkrollup,2022 年6 月前, Immutable X 宣稱完全0 gas,因此主要的業務收入基本為0。
而作為基於starkware 開發的zkrollup,它需要將交易記錄打包至以太坊主鏈進行驗證和儲存以保證安全性,並向以太坊支付相應費用,主要支出為以太坊的gas fee。此外,IMX 也需要向starkware 交使用費等。
這樣的收支顯然不平衡,於是2022 年6 月,IMX 開始加收2% 的交易費,以維持系統收支的平衡。
DYDX 與短期應用鏈風潮
接下來,我們可以站在DYDX 的視角觀察它的收支與選擇:
對於Starkware 上的DYDX 來說,其如果選擇以太坊layer2,則其收入=交易手續費,支出=給Starkex 的付費+ 給以太坊系統的gas fee+ 做鏈上應用的成本。
對於去Cosmos 自建鏈的DYDX 來說,其收入=交易手續費+ 自建鏈gas fee,支出=做鏈成本。
也就是說,DYDX 如果選擇去Cosmos 自建鏈,則其將省下給以太坊的付費,增加做鏈成本和gas fee 捕獲,當然也會損失一定以太坊生態的流量。在當前以太坊的比較高的區塊租金和Cosmos 低建鏈成本的前提下,DYDX 切換到Cosmos 自建鏈是一種順理成章的選擇。
當然,在以太坊分片落地,變得更低費高效時,應用(鏈)視角下,自建鏈將不再是足夠經濟學理性的選擇,原先DYDX 等項目的應用鏈敘事,也就會到達一定的轉折點。
那麼按照高TPS 和低費用的邏輯與週期律,新公鏈賽道中Solana 的發展明顯遇到了瓶頸,新公鏈龍頭的接棒人將會出現。這個接棒人,從資本追捧、技術的重新取捨和Move 語言敘事可以初步看出,有可能會是Aptos。
Aptos 有望接棒新公鏈
目前看來,Aptos 與Solana 的投資方高度重合,Solana 的部分高管以及鏈上項目方也都有轉投Aptos 的趨勢,這對於Aptos 接棒Solana 是較大的機遇。此外,高性能的重新取捨、Move 語言的新故事,也都讓Aptos 有了較為強大的競爭力。當然Aptos 是否可以接棒以及接棒後的實際發展情況,可能要考驗項目團隊的能力了。
上線首日,Aptos 團隊在Token 分配、社群管理等方面均引發一定爭議,也讓筆者對項目團隊的能力不敢過於樂觀。
延伸閱讀:深度解讀|代幣經濟學的四大支柱與「VeToken」模型
高性能的故事
(1)Diem-BFT V4 共識機制
這種共識機制的核心創新之處大致如下:
①首先,系統每次把一大批交易記錄壓縮成一個「摘要」(圖中的「PoAv」)。
②其次,區塊中只包含「摘要」而不是全部交易記錄。
這樣一來,同樣大小的區塊,包含了更多交易記錄,也就實現了較高的擴容水平。當然,這種壓縮也會存在若干潛在風險,例如不同批次的交易記錄需要分割得不重不漏,否則會出現交易處理故障。
由於Aptos 當前公佈的Tokenomics 較為模糊,我們暫時不深入研究其經濟模型的持續性問題。
(2)並行計算
Aptos 採用了樂觀假設,即默認交易沒有關聯性後將其並行處理。如果交易之間的相關度很低、可以並行處理,Aptos 將因為並行計算大幅加速。但如果交易關聯度很高,則Aptos 將獲得略低於ETH 的處理速度,但後果相對沒有特別嚴重。
當然,Aptos 最終選擇了 16 線程並行處理,對於節點硬體的要求也是較高的,符合要求的節點數量也會有所減少(從Aptos 當前的節點篩選中也可以看出一些信號),這也會犧牲去中心化程度與安全性。
應該說,從純技術角度看並行計算,Aptos 更多是又一次的權衡取捨而非完全的創新,筆者對於樂觀假設等方案持保留態度。
延伸閱讀:Aptos 開發員爆黑料!質疑與交易所秘密協議、節點過度中心化、虛假的PoS機制…
Move 語言的故事
Move 語言是Aptos 的主要敘事之一,也確實擁有較強的影響力。
Move 是一種靜態的編程語言,強調了安全性。例如,Move 不支援動態調用(Dynamic Dispatch),也就是所有的程式碼必須在正式運轉前,具備讓人完全一眼看懂各種運轉關係的能力,這是更注重安全性的方案,在金融領域中具有獨特價值。Solidity 則支援了動態調用,更強調靈活性。
總體來說,Move 語言在很多區塊鏈場景中都值得採用。但Solidity 具備的靈活性等自身優勢與過往積累,也足以維持相當數量的用戶。
延伸閱讀:Aptos vs. Sui:一場 Move 上的 L1 對決!從融資、技術和生態詳談兩者差異
新公鏈與以太坊的對決
筆者對Aptos 衝擊以太坊持悲觀態度,雖然Aptos 與以太坊在區塊鏈性能層面各有取捨,但在多鏈未來的角度中,當下以太坊與Aptos 很難稱為同一維度的競爭對手:
以太坊已經構建起了安全且規模宏大的多鏈體系(包括Optimism、Arbritrum、Starkware、Zksync 等若干Rollup),且部分Rollup 已經有了接近新公鏈龍頭的發展水平,而Aptos 暫時仍屬於流動性割裂的單鏈。安全的多鏈體系將是以太坊隱形的護城河。
多鏈未來
首先,由於區塊鏈天生存在不可能三角,而區塊鏈上的賽道逐漸增多(Defi、Gamefi、NFT…)等,一條區塊鏈很難滿足多種用戶需求,所以未來一定會是多鏈的。
跨鏈的風險性
2021 年,高性能新公鏈、各賽道專用鏈飛速發展,但與此同時,用戶也注意到了極為明顯的問題,就是跨鏈風險與流動性割裂。如果一個用戶在Aptos 上購買和使用域名,在Solana 鏈上玩Stepn,在Flow 鏈買最新的NFT…用戶可能需要經常在不同區塊鏈之間劃轉資產,但目前為止,暫時沒有出現安全的跨鏈交互手段。「跨鏈橋」這種應用,因為多次出現被盜新聞,已經被業界稱為「駭客的提款機」。
眾所周知,單個區塊鏈受到共識機制的約束,是安全的。但兩條區塊鏈交互時,沒有一個共識機制來約束,因此跨鏈橋類項目存在無法消除的安全風險。
因而筆者對於多鏈時代的預測,是安全的多鏈體系,而不是流動性割裂的若干單鏈。
多鏈體系的安全性
在多鏈時代,以太坊做為共享安全層,各具特色的Rollup 滿足不同的用戶需求,其實是非常安全的多鏈體系。
設想一下,用戶可以存入資產去IMX 玩Illuvium 遊戲,也可以通過以太坊主鏈,將資產轉移至Arbitrum 參加奧德賽做任務,這些資產轉移過程(Cross-Rollup),都是由以太坊主鏈保證安全性,規避了絕大多數跨鏈中存在的問題。
以太坊的強大多鏈體系
以太坊的多鏈生態已經有了強大的競爭力,以太坊上的兩大OP Rollup:Optimism 和Arbiturm 的TVL 都衝進了前8。而在明年的以太坊上海昇級中,預計以太坊上各種Rollup 項目與以太坊交互的成本將大幅降低,這將促使各種Rollup 發展再次出現飛躍,進而使以太坊為共享安全層的多鏈體系擁有極為穩固的行業地位。
此外,以太坊Rollup 中的ZK Rollup 也在快速發展,且ZK Rollup 長期來看,在安全性、交易速度、交易費用等多個維度均相比OP Rollup 有更高的上限。隨著Zksync 本月上線主網,Polygon zkevm 與Scroll 的發展,在不遠的將來,ZK Rollup 的生態也將有望達到新公鏈龍頭的水平,Aptos 等流動性割裂的單鏈,即便有多鏈發展規劃,衝擊強大的以太坊多鏈體系,也是有極大難度的。
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