在下一輪新公鏈週期中,Aptos 能否接棒Solana?

2022/10/21作者: C, Judy

新公鏈總是呈現週期性發展,上個週期以Solana 為首的新公鏈憑藉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 等新公鏈逐漸赶超。而老牌公鏈乙太坊,已經在多鏈未來中擁有了強大的護城河。

那麼,在下一輪新公鏈週期,Aptos 是否有望接棒Solana呢?

 

公鏈賽道的初步劃分


2015 年,乙太坊的上線,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,幾乎使乙太坊網路陷入癱瘓。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Web 3 長期剛需的黃金賽道。

為了方便進行對新公鏈的討論,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、不得不緩慢轉型的乙太坊,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」。

 

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高性能新公鏈賽道的規律


首先,我認為Aptos 有較大概率能衝擊Solana 的位置。

在乙太坊正式落地分片、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,「宕機鏈」的綽號逐漸取代「乙太坊殺手」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


一、超高的 TPS

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,這使其實現了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:能存儲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

(1)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服務器,交易的處理是非常簡單的:

  1. 交易信息被發送至支付寶
  2. 支付寶直接確認並執行交易
  3. 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。

(2)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:

  • 乙太坊

我們不妨來觀察乙太坊是如何確認交易的:

  1. 交易完成後,相關交易信息經過6 秒傳輸至乙太坊全網n 個節點
  2. 由一個隨機節點處理,將處理好的交易打包,生成區塊
  3. 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 將出塊時間從乙太坊的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 是如何記賬的:

  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:

  • ①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。
  • ②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。
  • ③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對應乙太坊,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宕機。

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宕機事故。頻繁的宕機事故,限制了Solana 的發展空間。在下輪牛市,用戶需要一條不會頻繁宕機(至少暫時沒有表現出極高宕機風險)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。

早期乙太坊採用了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。雖然乙太坊社區也有將EVM 升級(為EWASM)的規劃,但是距離落地還很遙遠。

而Solana 採用了Sealevel 支持智能合約的並行處理,支持了使用英偉達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:

  1. 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。
  2. 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,比乙太坊還要慢。

總結下來,4096 核並行計算的特性,讓它在可並行處理的程序中擁有超高的效率,但是一旦遇到無法並行處理的交易,他的效率會低於乙太坊,甚至可能出現故障而宕機。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,乙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,它不得不為容易宕機的特性埋單。

這就是區塊鏈版本的「用冗餘對抗不確定性」吧。

二、超低的費用

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乙太坊的商業模式:對於乙太坊來說,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,那麼對於乙太坊來說:
  • 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,在乙太坊gas 價格超過15 時,乙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 出走自建鍊等,其實也暗示了收支對公鍊格局的一些影響。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。

(1)中小企業

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乙太坊主鏈進行驗證和存儲以保證安全性,並向乙太坊支付相應費用,主要支出為乙太坊的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。

(2)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,其如果選擇乙太坊layer2,則其收入=交易手續費,支出=給Starkex 的付費+ 給乙太坊系統的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,則其將省下給乙太坊的付費,增加做鏈成本和gas fee 捕獲,當然也會損失一定乙太坊生態的流量。在當前乙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 自建鍊是一種順理成章的選擇。

當然,在乙太坊分片落地,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。

 

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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、社區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。

一、高性能

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,對於節點硬件的要求也是較高的,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。

二、Move 語言

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 不支持動態調用(Dynamic Dispatch),也就是所有的代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 則支持了動態調用,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。

新公鏈與乙太坊的對決


筆者對Aptos 衝擊乙太坊持悲觀態度,雖然Aptos 與乙太坊在區塊鏈性能層面各有取捨,但在多鏈未來的角度中,當下乙太坊與Aptos 很難稱為同一維度的競爭對手:

乙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。安全的多鏈體係將是乙太坊隱形的護城河。

一、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。

二、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「黑客的提款機」。

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。

三、多鏈體系的安全性

在多鏈時代,乙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,也可以通過乙太坊主鏈,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),都是由乙太坊主鏈保證安全性,規避了絕大多數跨鏈中存在的問題。

四、乙太坊的強大多鏈體系

乙太坊的多鏈生態已經有了強大的競爭力,乙太坊上的兩大OP Rollup:Optimism 和Arbiturm 的TVL 都衝進了前8。而在明年的乙太坊上海昇級中,預計乙太坊上各種Rollup 項目與乙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,進而使乙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,乙太坊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,衝擊強大的乙太坊多鏈體系,也是有極大難度的。

 

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結語


從目前來看,在新的公鏈競爭賽道裡,剛剛上主網的 Aptos 是有望接棒的 Solana 的,但想要與乙太坊競爭仍然是比較困難,甚至可以說目前兩者很難稱為同一維度的競爭對手。

當然,Aptos 實際上是否可以接棒以及接棒後的實際發展情況,就要考驗項目團隊的能力了。

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