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隨著區塊鏈技術的價值凸顯，其已受到越來越多國家和地區的積極擁抱和支持，眾多知名企業也紛紛開始佈局區塊鏈。相比傳統的軟件開發，區塊鏈技術難度大，企業造鏈成本高。並且目前的區塊鏈，例如比特幣和以太坊，都是數據和價值的孤島，無法實現鏈間通信，長遠來看，這是一個必須得到解決的問題。
那麼如何降低區塊鏈開發難度，幫助企業實現輕鬆造鏈呢？區塊鏈間又該如何實現跨鏈呢？近期獲得BlockGroup 2億美元併購基金戰略投資的NULS，和主網剛完成上線的Cosmos，正是造鏈和跨鏈領域中的突出代表。
本文將從不同的角度，對NULS和Cosmos兩個明星項目，進行分析和比較，幫助你理解他們在造鏈和跨鏈中的技術實現，以及他們具有怎樣的價值。
1. 分層設計
從整體架構上來看，NULS和Cosmos都採用了分層設計，將業務層和底層進行了分離。
Cosmos整體分為兩層，底層叫Tendermint Core，包含了共識層和網絡層，業務層叫Cosmos SDK，封裝了通用的業務功能。Cosmos業務層通過調用Tendermint Core的接口ABCI（Application Blockchain Interface），完成與底層的交互。
NULS整體分為三層，底層叫NULSTAR，是一個區塊鏈微服務底層框架，業務層又分為兩層，分別是區塊鏈基礎服務層、NULS模塊倉庫和DAPP應用層。
NULS模塊倉庫與Cosmos SDK類似，內置了通用的功能模塊。 NULS根據區塊鏈的業務，將所有區塊鏈都需要用到的功能，拆分成了通用模塊。
使用NULS和Cosmos造鏈的企業，都只需要關注特定的業務功能，然後使用NULS和Cosmos提供的通用功能，就可以創造一條符合自己需求的區塊鏈。
分層設計的好處在於，底層代碼得到了封裝，業務層提供了通用業務功能。通過這樣的方式，NULS和Cosmos將造鏈簡化為針對特定業務的開發，極大地降低了開發難度，可以有效地節省開發時間和開發成本。
與Cosmos不同的是， NULS專門設計了DAPP應用層，添加了對智能合約的支持。
這可以幫助使用NULS搭建的區塊鏈更好的拓展生態。在NULS的DAPP應用層，也可以看到添加了應用程序基礎庫，這可以幫助DAPP開發者處理網絡消息等基礎工作，從而降低工作量。DAPP與NULS平臺的交互，是通過NULSTAR中的連接器(Connector)提供的接口完成的，可以有效地降低消息通信的複雜度。
2. 模塊化
在分層設計的基礎上，NULS和Cosmos都採用了模塊化的方式進行開發。
在業務層，NULS和Cosmos都把通用的業務功能拆分成成不同的模塊，然後每個模塊分別實現對應的功能。這樣，當開發者進行應用開發時，就只需要進行特殊業務功能的開發，通用功能就可以直接使用NULS或者Cosmos提供的功能。
Cosmos SDK的模塊化
NULS的微服務模塊化
結合分層設計和模塊化，NULS和Cosmos都做到了，開發區塊鏈只需要完成特定功能的業務開發，不需要關心區塊鏈的底層，大幅度降低了造鏈的難度和成本。
但是NULS和Cosmos在整體架構上有很大的不同。Cosmos採用的是單體架構，當開發者進行開發和測試時，需要下載所有代碼，開發測試相對複雜。針對功能擴展，Cosmos用插件進行實現，這會受到開發語言的限制。
NULS採用的是微服務架構，模塊間沒有代碼上的依賴，每個模塊可以獨立開發和部署，對開發者相對更友好。進行功能擴展時，是對單一模塊的開發或升級，也不會受到開發語言的限制。
由於整體架構的不同，也導致使用NULS和Cosmos進行造鏈會有許多差別。例如在進行模塊化拆分時，Cosmos將共識機制放到了底層Tendermint Core中，而NULS則將共識機制放到了區塊鏈基礎服務層，獨立開發成共識模塊。這意味著使用Cosmos開發的區塊鏈，共識機制只能是Tendermint，使用NULS開發的區塊鏈，可以採用不同的共識機制。NULS獨立的共識模塊，可以滿足更多場景的業務需求，讓企業可以根據業務需求進行靈活地調整。
NULS採用的微服務架構，相比Cosmos的單體架構而言，模塊化程度更高，有利於系統的功能擴展，可以更靈活地應對不同的業務場景，當需要對某個模塊進行升級或者替換時，不會對其他模塊產生影響，能夠保證整個系統的穩定性。對於業務複雜的區塊鏈來說，微服務可以更好的將業務進行拆分，保證業務數據的清晰，降低企業運營系統的難度，節省成本。
3. 共識機制
Cosmos的共識機制叫Tendermint，是由Cosmos的核心開發團隊Tendermint研發的。NULS的共識機制叫POC（Proof of Credit），是由NULS核心團隊研發的。POC和Tendermint都是POS類型的共識算法，並且都結合了拜占庭容錯。
在POC和Tendermint中，都分為驗證人和委託人兩種角色。驗證人通過質押Token的方式建立節點，參與共識，獲得獎勵，委託人把Token委託給節點，同樣可以獲得獎勵。參與共識的Token，會暫時限制流通，想要流通Token時，也可以很快退出。
目前Cosmos Hub的主網剛完成上線，還不能進行Token流通，第一階段，Cosmos可以支持100個驗證人節點。NULS的主網已於2018年7月完成了上線，目前主網運行穩定，節點數目並沒有特定的數量限制。
Cosmos主網數據
NULS主網數據
在DPOS中，出塊節點只有超級節點，委託人不會得到共識獎勵，參與共識的Token並不會限制流通。與DPOS相比，POC和Tendermint可以讓更多節點參與出塊，鼓勵更多人參與網絡的維護，保證系統的去中心化。並且共識Token不能流通，可以提高網絡的安全性。與比特幣的POW相比，POC和Tendermint參與挖礦的門檻足夠低，還可以節省大量能源。
對於區塊鏈來說，分區容錯是必須要考慮的，POC和Tendermint在應對分區時，兩者有所不同。當網絡出現分區時，Tendermint網絡更側重一致性，如果分區導致參與投票的節點不足2/3，Tendermint網絡是無限等待的，這意味著Tendermint的網絡可能會卡住。而POC網絡在出現分區時，不同的分區都可以正常出塊，當網絡恢復時，會進行合併，遵循最終一致性。
尤其對於公鏈來說，保證可用性非常重要。當網絡出現分區時，如果網絡不能使用，會導致大量應用和交易不能使用，這會影響企業的正常業務運轉，對於擁有眾多用戶的公鏈來說，這會導致交易和大量DAPP不能使用，這會帶來不可預估的影響。
4. 造鏈
在對於造鏈來說，NULS和Cosmos在理念上幾乎是一致的。都是通過對底層進行封裝，將業務層進行模塊化拆分，讓造鏈者只需要關注特定的業務功能開發，就可以實現造鏈，從而降低造鏈難度，節約開發時間和成本。
但是Cosmos採用的是單體架構，使用Cosmos造鏈時，需要在Cosmos SDK的基礎上，通過開發插件的方式，實現其他特定業務模塊。而NULS採用的是微服務架構，使用NULS造鏈時，可以獨立地開發特定的業務模塊，然後與NULS模塊倉庫的通用模塊進行對接即可，並且每個模塊可以有多個可替換的插件，進行業務功能的擴展。
相比Cosmos的插件式造鏈，NULS的模塊化造鏈，不會受到開發語言的限制，開發和測試過程更加簡單，具備更高的靈活性，能夠滿足更多企業的定製化需求。
對於業務簡單的系統來說，甚至可以直接與NULS進行對接，不需要任何額外的開發工作。對於大型區塊鏈系統來說，微服務具備更高的可擴展性，能保證系統的穩定性，節省大量運營成本。
從Cosmos和NULS的整體路線圖中，我們可以看出Cosmos與NULS的發展定位有所不同。Cosmos整體更側重於跨鏈領域的發展和研究，而NULS將發展分為造鏈和跨鏈兩個重要發展階段。造鏈階段，除了模塊化造鏈，NULS還計劃推出核心產品鏈工廠，希望實現“一鍵造鏈”
NULS的鏈工廠基於NULS模塊倉庫實現。NULS的模塊倉庫除了包含通用的功能模塊外，還包含了由不同開發者開發的業務模塊，意味著企業使用鏈工廠造鏈時，還可以選擇一些適合自己的業務模塊，進一步降低開發成本。
使用NULS的鏈工廠造鏈，需要4個步驟：
1. 在鏈工廠的模塊倉庫中，選擇需要的模塊；
2. 進行系統參數配置，填寫創世塊中的內容；
3. 填寫鏈介紹和發鏈方式；
4. 交納保證金，廣播造鏈交易。
鏈工廠本身也是一條區塊鏈，鏈工廠的節點可以同時運行多條鏈，這樣使用鏈工廠搭建的區塊鏈，就可以直接選擇鏈工廠的節點，運行自己的區塊鏈，省去了搭建區塊鏈節點運行環境的麻煩，同時成本大幅降低。當然，企業也可以選擇自己創建節點，然後運行區塊鏈。
Cosmos整體更側重跨鏈領域的發展，在造鏈領域，Cosmos通過Cosmos SDK實現了插件式造鏈。NULS將發展階段分為造鏈和跨鏈兩個階段，在造鏈階段，NULS實現了模塊化造鏈，未來計劃通過核心產品鏈工廠，實現“一鍵造鏈”。
5. 跨鏈
NULS和Cosmos的跨鏈解決方案，整體思路大同小異。為了實現鏈與鏈之間的價值互通，NULS和Cosmos都採用了中繼的方式。
在實現上，Cosmos通過Cosmos Hub作為橋樑，讓其他平行鏈實現互通，NULS通過NULS主網作為橋樑，讓其他平行鏈實現互通，並且NULS會對跨鏈交易進行拜占庭，80%節點確認後交易才會打包，並且跨鏈交易不會丟失，合併分區網絡後，依然會恢復對交易的確認。對於數據和其他業務場景的互通需求，NULS和Cosmos都可以通過增加其他中繼鏈的方式來實現。
Cosmos跨鏈解決方案
NULS的跨鏈解決方案
對於通過NULS模塊倉庫和Cosmos SDK直接搭建的區塊鏈，NULS和Cosmos都有自己的跨鏈協議，可以直接實現跨鏈功能。對於生態外的區塊鏈（簡稱外鏈），例如比特幣和以太坊，NULS和Cosmos都採用了間接互通的方式。NULS提供了協議轉換層，外鏈可以通過與協議轉換層對接，協議轉換層可以與主網對接，從而間接的實現鏈與鏈之間的互通。Cosmos需要使用Cosmos SDK開發一條代理鏈，由代理鏈實現與外鏈和Cosmos Hub的互通，從而間接實現與其他平行鏈的互通。
6. 總結
1、 NULS和Cosmos都採用了分層設計，通過模塊化的開發方式，降低企業的造鏈難度。不同的是兩者在技術選型上有著很大差別，Cosmos採用的是單體架構，NULS採用的是微服務架構；
2、 單體架構和微服務架構，有著不同的適用場景。對於小型的區塊鏈系統來說，Cosmos的單體架構可能更適合，但對於大型的區塊鏈系統來說，NULS的微服務架構能夠更好的進行業務拆分，提升系統的可擴展性，降低企業的運行成本；
3、 NULS和Cosmos對造鏈的支持程度有所不同，Cosmos實現的是基於Cosmos SDK的插件式造鏈，NULS希望通過核心產品鏈工廠實現“一鍵造鏈”；
4、 NULS和Cosmos都採用的是POS類型的共識機制，對每個參與共識的持幣者，都有共識獎勵，能夠激勵更多的人參與網絡的維護，提高了系統的安全性，同時參與挖礦的門檻很低，能夠有效的保證區塊鏈的去中心化；
5、 NULS和Cosmos都佈局了造鏈和跨鏈，兩者的整體思路有許多相似之處，未來NULS和Cosmos的成功，會對整個區塊鏈行業的發展產生重要的影響。
黃連金
著名區塊鏈專家，核聚鏈首席科學家、美國 DistributedApps CEO、中國電子學會區塊鏈分會專家委員、NULS顧問。
向文波
Java軟件工程師，Cryptotech-Writer，NULS Core Team成員。專注於區塊鏈技術研究和區塊鏈解決方案。
冉小波
NULS聯合發起人&社區負責人 長期從事區塊鏈技術和項目前景研究；區塊鏈早期的參與和佈道者，擁有豐富的社區建設運營經驗，負責NULS社區治理研究和運營。
參考文獻：
《NULS的一鍵造鏈和跨鏈生態》 向文波 NULS中文社區；
《軟硬核：徹底讀懂 Cosmos 如何一鍵發鏈與萬鏈互聯》李畫 鏈聞ChainNews；
https://www.csdn.net/article/a/2019-04-08/15971580
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