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D18 | QuarkChain项目介绍

  • Genesis
  • 普通项目
  • 2019-05-05
简介QuarkChain 是基于分片技术的区块链底层技术方案,它具有安全、去中心化、高吞吐能力和可扩展的特性,它将实现每秒十万级链以上的交易处理能力(100,000+ TPS),旨在用区块链技术满足全球范围商业活动的需要。团队的核心成员从开发十亿 TPS 的集中式大型系统的经验中受到启发,将这些技术和思路应用于区块链,创建了针对区块链可扩展性问题的独特解决方案。该解决方案旨在大幅扩大区块链的可用范围而不损害其安全性和去中心化的特点。

项目简介

 
QuarkChain 是基于分片技术的区块链底层技术方案,它具有安全、去中心化、高吞吐能力和可扩展的特性,它将实现每秒十万级链以上的交易处理能力(100,000+ TPS),旨在用区块链技术满足全球范围商业活动的需要。团队的核心成员从开发十亿 TPS 的集中式大型系统的经验中受到启发,将这些技术和思路应用于区块链,创建了针对区块链可扩展性问题的独特解决方案。该解决方案旨在大幅扩大区块链的可用范围而不损害其安全性和去中心化的特点。
 

技术特点

 

可多次分片的双层链结构


QuarkChain 由两层区块链结构组成,第一层为分片层(可以理解为子链层),用于交易记账;第二层为一条根链,用于确认分片中的交易。在不影响根链的情况下,分片层的分片数量可以动态增加,从而来提高系统的整体吞吐量。


市场驱动的协作挖矿提供安全保障


为了确保交易的安全性,QuarkChain 基于博弈论框架设计了一个用于激励矿工工作并合理分配算力的机制,其中至少 50%的全网算力将分配到根链上,以防止可能的双花及恶意挖矿等攻击。


抗中心化的横向节点扩展


在任何一个具有高的TPS处理能力的区块链网络上,一个保存全网账本的超级节点将是非常昂贵的,这会导致中心化。为了避免这一问题,QuarkChain 支持多个廉价的节点组成集群的方式实现一个超级节点的功能,避免了中心化。


高效的跨片交易


QuarkChain网络支持在任何时间任何地点进行跨分片交易,并快速完成交易确认。随着分片的数量增加,交易速度将线性增加。


简单的账户管理方式


在 QuarkChain 系统中,每位用户使用整个区块链网络只需要创建一个账户。用户在不同分片上的加密资产将安全的存储在一个智能钱包中,使用体验就如同在单个链上进行交易。


图灵完备的智能合约平台


QuarkChain 支持图灵完备的智能合约,并采用了以太坊虚拟机(EVM),以便将以太坊上现有的 EVM DApp 轻松迁移到 QuarkChain 平台上。
 

核心特征

 
QuarkChain 具有以下重要的价值观:可用性(快速,简单),去中心化(公众可参与),安全(可靠)。下面列出了 QuarkChain 的核心特征。


抗中心化横向扩展性


为了构建一个不受恶意攻击影响的点对点网络,传统的区块链技术要求每个节点完全验证所有区块并拒绝任何无效的区块。同样,验证所有小块和根链块的 QuarkChain中的节点称为超级节点。如果 QuarkChain 中的每个节点都作为超级节点运行,则 QuarkChain 可以具有与传统区块链相同的安全级别。
但是,在高吞吐量区块链系统中运行超级节点是非常昂贵。例如,一个 250 字节 1M TPS的事务需要 2 Gbps 的网络带宽,这对许多用户来说成为一个巨大的障碍。另外,流量每天会产生大约 20 TB 的数据或者每年产生 7PB 的数据。超级节点对 CPU,存储,内存和网络带宽提出了高要求,而且这些要求可能只能由商业机构提供(例如,公司在其数据中心使用强大的工作站)。这极大地阻碍了去中心化,损害了区块链的核心价值。

图 7(a) 说明 QuarkChain 网络的横向扩展性,其中四个超全节点(左)被四个节点集群(右)取代,其中每个集群中的节点彼此诚实。(实线表示诚实的连接,虚线表示不可靠的连接)
 

图 7(b)显示了有 2 个分片的 QuarkChain 集群的高可用性,甚至一个节点崩溃(右),集群仍然可以充分验证网络。例如,假设有 2 分片的系统,A 验证分片 S1 和 S0,B 验证分片 S1 和根链,C验证分片 S0 和根链,其中 A,B,C 都是互相可信的,那么,B,C 可以形成集群,能够充分验证任何交易。
QuarkChain 通过允许集群中的多个诚实节点作为完整节点运行来解决这个问题。群集中的每个节点只验证一个子集。只要它们的子集的联合覆盖根链和分片,我们就可以证明它们能够完全验证整个区块链而不需要建立昂贵的超级节点。另外,如果其中一个节点在群集中崩溃,其余节点仍然能够完全验证任何块,因为它们中的任何两个形成另一个群集,从而实现这样的集群的高可用性。
此外,为了鼓励在网络中形成这样的集群,QuarkChain 将激励节点回答关于随机块的信息(例如,随机选择的分片或根区块链上的随机块的哈希信息作为问题)。这样的问题将鼓励节点存储全网的账本,短时间从网络上按需下载随机块来回答将是低效的。


高效、安全的分片交易


在 QuarkChain 系统中,交易分为两类:

●分片内交易,其中交易的输入和输出地址位于同一分片中。
●跨分片交易,其中交易输入和输出地址位于不同的分片中。

分片内交易很简单,因为分片已经包含分片的完整账本信息。由于两个分片之间的同步问题,跨分片交易很困难。 QuarkChain 完全支持跨分片交易,在某种意义上说:

●任何用户都可以随时发出跨分片交易。
●跨分片交易可以很快被确认。
●随着分片数量的增加,跨分片交易的吞吐量可以线性提升。

 
QuarkChain 的这些关键功能创造了高性能传输网络,任何人都可以以经济高效的方式轻松执行任何交易。

 

简易的账户管理