邀行業首席，談市場現狀，見趨勢未來！本期《對話首席之分片技術的現狀與未來》線上活動於3.29日16：00點順利舉辦。
去中心化、安全和可拓展性無法同時滿足，被稱為區塊鏈的不可能三角。這一結論難以通過數學證明的方式驗證，也一直被眾多項目質疑和挑戰。開發者們提出了分片、DAG、狀態通道、側鏈/跨鏈等多種Layer 1和Layer 2的擴容方案。分片技術在不降低去中心化程度的情況下提升了可拓展性，具有良好的應用前景。
近期多個公鏈項目如Ontology 等宣佈了自己分片技術方案，一些知名分片公鏈如QuarkChain等宣佈將於近期主網上線，引發市場對於分片技術的關注。TokenInsight邀請了QuarkChain、MultiVAC、Alephium、Ontology、Top Network 等採用分片技術的公鏈項目一起討論分片技術的現狀與未來。
同時，《對話首席》也歡迎交易所、錢包、礦池等區塊鏈各領域首席，參與到我們的活動中來，共同為行業的發展建言獻策。本次直播活動持續2個半小時，嘉賓分享的內容密集而精深，因此特分為上下兩輯，以饗讀者。
以下為【對話首席】文字整理版：
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第三環節：圓桌會議二/鏈得得：我的問題是分片技術尤其是其中狀態分片實現難度較大，那麼，分片技術是否具備足夠強的商業可用性？分片技術在實際落地當中需要注意哪些問題？未來分片技術是否存在被其他擴容技術取代的可能性？
QuarkChain：如果是要大規模的商業落地的話，那麼分片技術是區塊鏈裡面的一個基礎，就商業可用性的話，除了是跟分片技術相關之外，還有其他的方面的關係，包括比如虛擬機，賬本模型和代幣經濟學等。所以認為分片技術是商業可用性的一個前提和基礎。
在實際落地場景中，分片技術核心的一個問題是用戶的體驗。比如說從用戶使用體驗的角度出發，這個技術就是儘可能做到讓用戶意識不到分片的存在所導致的交易體驗的差異，不管交易是鏈內的交易，或者是跨鏈的交易，那麼對用戶來說可能不會有很大的區別。
那麼我覺得這是分片技術的一個需要注意的重點。這就好像我使用谷歌搜索引擎，他可能使用的數據分佈在不同的網絡節點中，但是用戶的體驗就是返回一頁的搜索結果。
最後一個問題是，關於是否可取代的可能性，我個人覺得它可能不是被其他技術替代，而是說和其他技術結合在一起，更好地解決擴容的問題。如果真有一個技術能夠完全替代分片技術，那我覺得對整個分佈式系統來說，可能是一個革命。但是至少短期內很難看到這種可能性。
另外一方面，分片技術和另一個大家經常提到的DAG技術，那這兩個其實不是互相沖突的技術，而且很多的分片技術跟DAG的其實是相關的，或者說，分片技術在某種意義上說也是一種DAG。所以，如果說分片可能會被DAG取代的話，我覺得這可能是個偽命題。
MultiVAC：我認為分片技術的難度確實很大，但這是我們目前看到的最好的最可行的方案，未來不排除有其他更好的技術出現。但在可預見的未來，我們暫時還是看不到其他更好的擴容方案。
商業可用性少，我認為不應該急於求成，而應該想得更清楚一些，做得更好一些。其實真說要用的話，現在也可以用，但是目前我看到的技術還不夠好，還不足以滿足大家的期待。比如說當初BTC的支付，其實它就已經有一個腳本的，你可以定義說什麼情況，我才能解鎖這個UTXO的錢。但是以太坊設計時，它的智能合約完全沒有去遷就兼容BTC的這個腳本，以前你寫腳本的經驗其實也就沒有用。
所以我覺得在商業可用方面，其實最難的是對過去陳舊的東西說不，這是很困難也很需要勇氣的一個事情，一個好的技術方案應該是去引領時代。
然後我認為取代以太坊的並不是更好的以太坊，應該是更先進的設計，我們認為分片是下一代區塊鏈的方向，我們理應去設計更好的開發範式，而不是想著怎麼去向前兼容，反正現在的DApp開發也沒有多少繁榮，然後除了ERC20就是賭博。
所以可能這是最困難的，就是說對過去說不。但告別舊的，我們才能迎來更好的，然後對過去的技術說不。對行業原來的認知所不。對未來越有信心，對現在就更有耐心。
Alephium：個人覺得分片技術是非常有必要的，因為一旦用戶或者使用量上來之後，性能的瓶頸馬上就可以看得見，比如說2017年的時候，我們在以太坊上就可以非常直觀的體驗到網絡的堵塞現象，一旦區塊鏈真的被大規模使用啊，就比如說簡單的一個跨境支付，可能現在的那個單鏈的系統就完全支撐不了。
分片技術，因為它本身相比於單鏈技術而言更加的複雜，跨分片交易和跨分片通訊。這個兩個技術難點都會給用戶體驗，系統設計帶來很大的影響，項目在設計應用層的時候肯定要綜合考慮這些取捨，比如說，如果一個項目他的跨分片交易採用的是二段提交的辦法，那麼他的錢包以及智能合約的設計，肯定就要處理這個兩個階段提交。可能帶來的一些問題，比如說延遲，比如說第一個階段提交成功了，第二個階段還沒有提交成功。這個時候怎麼讓用戶瞭解到這個過程。
所以這裡也涉及到第二個問題，就是用戶體驗的問題，一方面我們希望提供一個黑盒子，讓用戶不用瞭解我們的技術細節，不用瞭解分片是怎麼做的，就可以使用該技術；但是另外一方面我們又必須得提供一些跟我們分片技術相關的一些狀態，或者一些特殊的數據交給用戶，那這個時候用戶怎麼樣去理解，怎麼樣去正確的使用我們的應用。這個時候就需要有一些時間讓用戶去接受，去理解我們的技術的整個過程。所以這個我覺得這其實是一個很大的難點，比如說手機，從最開始的諾基亞手機到蘋果手機，其實現在還有很多的一些人就是使用起來會覺得不那麼方便。
分片技術會和其他的一些技術並存。因為首先區塊鏈領域我們沒有完美的共識算法。在這種情況下，不同的項目，不同的技術會有不同的取捨，這個時候開發者就需要針對自己的應用來選擇最合適的平臺，比如說，如果一個應用對於交易通量要求比較高，然後對跨分片交易的速度要求比較高，那麼採用我們的平臺就比較合適，因為我們的平臺跨分片交易速度非常的快。
Ontology：首先回答一下分片技術是否具有很強的商業可用性的問題。在我們自己的研發有一個目標，即更好地解決to B應用的需求。對於to B的業務來講，在區塊鏈上可能每個業務，就是在區塊鏈上通過一個智能合約的方式來實現。因此，在我們做分片技術的設計中，基本上是基於智能合約事務的一個分片的設計。另外在設計裡面最重要的一個問題就是安全性問題，因為我們目標是做to B，所以它的安全性必須要達到足夠的安全。
在實際落地中，我們需要注意的問題，除了分片設計的安全性、擴展性這些技術方面的問題外，更重要的是
選擇一個合理的商業模式，所以我們就是選擇了這個相對比較簡單的方式，就是現在想的比較簡單的to B的方向。另外就是關於一些商業隱私保護，我們的研究也是在分片網絡中相對更容易實現一些。最後一個問題，就是分片技術是否有可能被其他技術取代，我覺得是有可能，這種未來的事情很難說清楚，比如說這個密碼學方面的安全、IP技術等，如果是突然獲得一個較大的突破，我們覺得都會對區塊鏈的架構產生很大的影響。但是分片技術，我覺得和這些技術都可以相互融合在一起，因為在這些都不是完全互斥的一些基礎，所以對於分片來說應該是一個未來的方向。
Top Network：其實分片技術是少有的可以改變商業的案例，畢竟區塊鏈商業沒法落地的主要原因還是吞吐量，實時性和確定性的限制，分片技術如果運用得當是可以解決的業界的瓶頸，分片之前確實沒有成熟的方案，但這個現狀已經改變了。業界的頭部項目的已經有了可保證安全，可實用，可落地的分片方案。也就是說技術上已經看到的可以商業落地了。
從技術角度看，分片技術中計算分片、網絡分片，不涉及狀態的分片和同步，實現確實相對容易。但不實現狀態分片這個系統本身是不可能持久運行的，一個很高TPS系統，每天才能的區塊數據是海量的。一個TPS越高的系統，每一秒同步的數據需要帶寬也是巨大無比，最終會是99%的節點沒有這樣的帶寬的承受。那就演變的結果，要麼這個系統就變成完全中心化，或者說半中心化的系統。那也違背了我們區塊鏈的一個核心價值和理念。
關於分片技術會不會在未來會被其他擴容技術的取代，目前應該說沒有，所謂取代不取代之分，應該說有合適不合適區分。但是從計算機來角度來看，我們現在計算機系統裡解決系統吞吐量及性能的大部分手段和技術，其實都屬於廣義的分片技術，那從這個角度看，分片技術是未來解決區塊鏈行業性能和容量的主要手段。
/ 第四環節：專家觀察團提問/
AnChain.ai：很多人認為分片技術雖然在保證了去中心化程度的情況下解決了可拓展性不足的問題，但是會對安全性造成影響。您覺得分片技術對安全性的影響如何呢？
QuarkChain：首先，我覺得大家對安全性可能會有一些誤解。舉個最簡答的例子，像BTC這種經典的PoW鏈，它們對安全性的定義是51%的攻擊。現實中，除了BTC採用這種算法挖礦以外，還有BCH、BSV，他們都是在使用同樣的算法進行挖礦。
因為BTC的算法（SHA256）被稀釋，對他進行攻擊所需要的算力其實現在是遠遠低於（所有SHA256算法算力）51%的，更加不用說BCH或BSV的這樣的一些鏈。那麼我們關於安全問題的角度，其實是一個攻擊成本的問題。也就是說要考慮進行一個剛才說的51%的攻擊所需要的成本，比如說電力成本、租賃成本和攻擊者的個人影響成本。
那麼打個比方來說，假設我們有一個分片的技術，能夠讓BTC、BCH等同樣算法的數字通證以一種新的分配的形式存在，大家都能夠共享BTC的算力來保證安全。那麼我們認為他們其實是比現在的大家各自採用獨立鏈的這種方式的安全性更高。所以我們認為這裡是一些大家對安全性的定義的誤解，尤其是分片可能對安全性的影響，並不一定是負面的。
Alephium：剛才周老師從偏經濟學的角度講了一下擴容時候的安全性問題，我個人想從更加偏技術一點的角度去想這個問題。首先，國內應該很多人都有一個說法說有不可能三角，其實我覺得這個應該是一個翻譯上的問題，其實是一個三個維度上做一個取捨的問題。然後在我們真實的設計分片算法的時候，我們考慮做取捨的維度更多。比如我們要考慮分片算法可能給系統帶來的額外負擔到底有多少。然後還要考慮比如說合約方面的設計到底對分片技術有什麼影響等。
所以不同的項目採用了不同的技術，對最後帶來的擴展性到底能夠擴展到什麼樣的地步，然後有多麼的安全、去中心化，其實是各個維度都是不同的。然後對於我們Alephium這個項目而言，我們對安全性非常的看重，我們的安全性目前就是我們的算法保證了跟BTC的是差不多的，基本上是一樣的，因為我們引入DAG算法把分片之間的依賴關係給明確的處理了起來。在這種情況下，如果用戶要攻擊其中一個分片上的區塊或者交易的話，他必須得同時攻擊其他所有的分片，這個就帶來了51%攻擊的這個安全性。
王嘉平博士：對比與DAG（有向無環圖）、側鏈與跨鏈、閃電網絡等其他Layer 1 和Layer 2 的提升可拓展性的方案比較，分片技術的優勢是什麼？
TOP Network：這個問題，從技術角度看，分片優勢主要還是這麼3個：
一是能支撐比較強的水平擴展和按需擴展，而且不同的分片技術可以存儲，通信，計算等不同層面實現擴展。區塊鏈行業目前還處在性能瓶頸還遠大於業務瓶頸的階段，因此技術的提升對業務的支撐，將是至關重要的。
二是分片技術是可以在每一級裡都可以採用的技術，沒有太多的限制。我們說主鏈，側鏈，跨鏈，或shard都是可以得到很好的應用。另外既然核心資產和狀態是在Layer 1上的，那分片技術能發揮的價值顯然比off-chain這些技術更高。
三是計算機系統裡解決系統吞吐量和性能的大部分手段和技術，其實都是屬於廣義的分片技術領域。從這個角度看，區塊鏈行業可以從傳統計算機行業獲得很多的參考和靈感。技術實現的理論依據，和實踐經驗也是非常多的。
當然在不同的行業和應用，側重點是可以大大不同的，比如一些短時高頻業務確實layer2 方案是天生最契合的。
另外既然講到了其他擴容技術，我也拋磚引玉，簡單的總結下這幾個技術：
一是純粹的混沌結構的DAG 並不能帶來共識的擴展。DAG-Chain和傳統Block-Chain核心區別是：前者是先上車後查票，並行寫入chain非常快但並行對交易的完全有效性和一致性的檢驗就沒有那麼快；而傳統的Block-Chain是先檢票後上車，交易的有效性和一致性被打包在固定時間間隔內執行檢查。公平的說DAG好稱百萬的TPS只是從寫入和簡單有效性檢查看到的吞吐量指標而已，從一個交易的視角看整個交易流程被最後確認（settled)的時間不短，而且最後交易確認的時間有不確定性。
而TOP使用的是點陣DAG(Lattice DAG) ，Lattice-DAG 在數學上是非常有序和一致的的，可以很好的保障交易的確定性和有序性，可以避免上面的這些問題。
二是閃電網絡和state-channel 技術在絕大部分場景下體驗不好，甚至成本大於其獲得的收益。本來是為加快交易的，但實際上最後鎖定和解鎖過程繁瑣，時間成本不小。當然也要有看應用場景，TOP Network裡我們就對State-Channel的Layer2 方案進行優化設計，解決了解鎖和鎖定的弊病也保留了State-Channel在頻繁交易上的好處。特別適合去中心化分佈式通信中高頻小額的特點。
三是跨鏈和side –chain，從宏觀層面其實也是分片技術的一種。TOP 3層賬本設計中間一層是service-chain. 就是引用了side-chain的技術。
回到最初的問題，總結起來：分片技術在現階段是解決區塊鏈吞吐量和性能的主要手段，但分片本身不能解決所有問題，必須針對系統的實際問題有針對性的設計和創新；必須把其他好的技術比如點陣DAG，分層網絡，Layer2等技術綜合起來加以創新。最後也不要限制自己的視野，廣義的併發和並行的技術和廣義的網絡技術都是分片技術的下一步演進方向。從創新的角度看，區塊鏈往後的主要演進應該是朝綜合創新，組合優勢，理論和工程技術結合等方向走的。
MultiVAC：我跟嘉平老師算是以前的小同行，以前都在一個學術圈子裡面，十年前也讀過嘉平老師當年的論文，想不到現在大家又都來做區塊鏈的分片技術，看來做這個事情還是需要有相同的技術背景吧。
我先說一下我對側鏈、跨鏈和多鏈的一個看法。其實，這是一個認知升級的過程。在兩年前，那個時候分片還沒有火起來的時候，就有很多區塊鏈項目開始認知到一點，就是光靠算法，包括共識算法、賬本結構，修修補補是很難從本質上提升性能的，沒法真正解決擴容性的問題。所以大家就很自然的想到側鏈、多鏈這種方案了。
但是我認為，側鏈多鏈方案它的一個核心問題在於，多條鏈之間一旦多條鏈共存的話，那麼單條鏈的礦工數量肯定會不足，所以他帶來的問題就是這條鏈的安全性其實是沒有保障的。就是我剛才說的這個問題，這條鏈上可能始終是這麼幾百個礦工甚至幾百個都不一定有。就像我們現在，BTC才1萬個節點左右，然後以太坊才14000個節點左右。如果你要造出來100條鏈，那一條鏈能有多少礦工，礦工一少，它的安全性問題就會非常的嚴重。
相比之下，像我們“分片的隨機分配加動態調整礦工”這個策略，就可以很有效的去規避掉這個問題。所以本質上大家的思路是一致的，就是說用並行的方案去形成擴容。但是解決方案的這個路徑是不一樣的，以及大家對安全性的考量是不一樣的。
然後我再講一下DAG，今天這裡有其他的項目方想做DAG+分片等等之類的，其實我關鍵觀點比較激烈，就是我不太認可，DAG和分片是可以疊加的。
舉個例子，BTC和以太坊像是一個窗口前都排了一個長隊，第一個大家有序的一個排一個，排隊隊伍不是很長，但是很粗，大家都往窗口擠。分片更像是多開幾個窗口，每個窗口都能並行的處理。我認為他們之間的差異就是，排隊都往前擠，其實沒有根本性解決處理能力的問題。換在DAG裡面就是網絡風暴問題、賬本排序問題，你怎麼解決。我覺得這些本質問題是很難解決掉的，而分片是真正可以去並行去處理。當分片的技術真正落地之後，我覺得不需要再結合DAG了。
最後我說下閃電網絡，還有包括Layer2的這個問題吧。剛才TOP NETWORK的CTO也說了，就是所有的技術都是有邊界的，不能夠包治百病。然後我們知道分片它可以解決擴容的問題，就是Scalability問題，這個是能解決的。嘉平老師剛才也說了，在分片之中，分片的安全性問題也可以解決掉，分片解決不了的問題就是，
如果你要保證去中心化的話，那麼交易延遲這個問題是解決不了的。就是一個交易它需要一個區塊的確認時間，這個問題是分片去中心化的方案解決不了的，而閃電網絡對這個方案的解決是非常好的。我們看到閃電網絡，它可以縮短交易延遲，可以通過微支付通道去提升它的吞吐量。這個東西非常的好，但是閃電網絡也存在它的一些問題。現在來看閃電網絡，如果它往前持續演進的話，那麼最後肯定會得到一個效率最高的最優解，就變成我們每一個人跟，比如說支付寶或者說非常中心化的機構去建立一個微通道，然後通過他來做這個路由。你會發現這個方案是閃電網絡最後的最優解，但這個東西就會變得非常的中心化了。
包括Layer2多多少少也有一些中心化和安全性的風險，但是他確實也帶來了區塊鏈分片技術中所不具備的一些特點。就是它可以把另外的信息和價值上傳到鏈上，它可以實現很低的交易延遲，這是分片技術所不具備的。所以我覺得分片和閃電網絡包括Layer2，這些東西是一定程度上是可以結合的，他們之間並不衝突。但是Layer2對分片來說，它的意義不那麼明顯。不像以太坊之類的，它主鏈本身性能很差，所以Layer2就顯得極其重要。分片就相對來說，不那麼重視Layer2的再次擴拓展。
這是我對上述幾個方案之間的比較和看法。我認為DAG、側鏈網絡跟分片沒有必要共存。但是閃電網絡和Layer2還是對分片能夠有進一步的這個拓展的可能性，這是我的一個觀點。
王嘉平博士：我大概總結一下性能的幾個方向：1、單鏈系統是沒有伸縮性的包括algorand，TPS最高不超過3000，除非像EOS那樣禁止第三方全節點，變成一個雲服務；2、跨鏈有伸縮性，但是一鏈一業務，導致每個業務都被限制於單鏈的性能，只能支持每個業務都很小的情形，倒是符合現狀，但是無法迎接未來的大業務；3、側鏈是利用了垂直業務的自身特點，針對垂直業務，不過一個Layer 1上面可以部署很多種Layer 2的側鏈，彌補Layer 1的一些缺失，比如交易延遲。
蒲松濤博士：我有兩個問題：第一個是關於技術創新競爭態勢的，分片是當前區塊鏈領域技術創新的一個重要前沿領域，各國的區塊鏈研究者都在積極探索，您覺得從全球技術創新角度看，我國和國外相比在分片這個技術環節中處於什麼地位，是技術領先還是落後？另一個是關於技術應用生態投建的，您覺得分片技術的應用需要什麼樣的前提條件，從硬件設備、系統設計、網絡條件等方面需要什麼準備？
Ontology：我認為國內雖然起步晚，但國內國外處於相近的水平，每家都有自己的技術方案，百舸爭流，不像前幾年基本都採用了以太坊的框架。但是創新性方面國內確實比國外差一些，這一點可能和國內的大環境相關，項目普遍生存壓力較大，通常完成設計後會儘早上線，而海外更傾向於多次迭代。
分片需要的基礎設施方面，如果將來區塊鏈得到普及，底層應當是基於雲平臺（AWS等）實現的；在落地上，在to B方面推進分片落地是我們認為比較合理的一個方向。對於Ontology分片來講，由於我們是多層結構，每個節點是Root Chain節點同時也是分片節點，因此對硬件的要求相對高一些，根據節點參與分片的數目的多少會有不同，目前至少要求4核32G的硬件配置，目前在雲平臺肯定沒有問題。
另外對於分片來講，它帶來TPS的提高，交易量的增加，以及歷史數據增加，這在分片上是特別凸顯的一個問題，
存儲分離應該是必然的要求和方向，在分片網絡中必然存在一些存儲節點網絡，為整個網絡提供存儲證明這樣一個服務。最後我認為未來區塊鏈大規模應用之後，一定會出現針對區塊鏈應用的專業化雲服務運維的增值服務，整體上我認為底層基於當前雲平臺是好的，但是我認為會出現一些針對區塊鏈應用的增值服務。
（作者：TokenIn，內容來自鏈得得內容開放平臺“得得號”；本文僅代表作者觀點，不代表鏈得得官方立場）
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