基于EOS基礎(chǔ)公鏈和它的應(yīng)用開(kāi)發(fā)介紹

現(xiàn)在從加密數(shù)字貨幣的市值看，除了比特幣、以太坊等之外，市值最高的項(xiàng)目是企業(yè)操作系統(tǒng)（Enterprise Operating System，EOS）。從關(guān)注度看，EOS 也是 2017～2018 年的明星項(xiàng)目，并常被認(rèn)為是區(qū)塊鏈 3.0 的主要競(jìng)爭(zhēng)者。

EOS 是由 Block.one 公司開(kāi)發(fā)的一個(gè)新的區(qū)塊鏈軟件系統(tǒng)，它的目標(biāo)是將一切去中心化（decentralize everything）。從 2017 年年中開(kāi)始，經(jīng)過(guò)一年的代幣眾籌后，它于 2018 年 6 月 15 通過(guò)由數(shù)十個(gè)區(qū)塊生產(chǎn)者（block producer，BP，又稱(chēng)超級(jí)節(jié)點(diǎn)）組成的社區(qū)上線(xiàn)了主網(wǎng)，EOS 主網(wǎng)這條主要的區(qū)塊鏈開(kāi)始正式運(yùn)轉(zhuǎn)。

EOS VS 以太坊

了解 EOS 的方式之一是拿它與以太坊、比特幣進(jìn)行比較。

從開(kāi)發(fā)目標(biāo)上來(lái)講，比特幣、以太坊、EOS 是漸進(jìn)的，分別是區(qū)塊鏈 1.0、區(qū)塊鏈 2.0、區(qū)塊鏈 3.0，重心分別是貨幣、合約、應(yīng)用。以太坊在實(shí)際應(yīng)用中是以通證為主的。以太坊、EOS 均是借鑒與延續(xù)之前的思路重新開(kāi)發(fā)，以太坊是比特幣的改進(jìn)，EOS 是以太坊的改進(jìn)。

這里先用比喻的方式來(lái)對(duì)比比特幣、以太坊、EOS，見(jiàn)下圖。

比特幣的設(shè)計(jì)思路類(lèi)似于黃金。在數(shù)字世界中，按工作量證明共識(shí)機(jī)制，挖礦節(jié)點(diǎn)進(jìn)行加密計(jì)算，獲得比特幣形式的挖礦獎(jiǎng)勵(lì)。挖礦節(jié)點(diǎn)也可以獲得交易費(fèi)收益，不過(guò)，雖然在比特幣網(wǎng)絡(luò)中的資產(chǎn)價(jià)值高，但交易并不頻繁，交易費(fèi)收益目前在礦工收益中的占比并不高。

以太坊的設(shè)計(jì)思路類(lèi)似于高速公路。在這條收費(fèi)高速公路上，車(chē)輛行駛需要付費(fèi)。它早期募集資金，建設(shè)“高速公路”，早期投資者享有“高速公路”的主要權(quán)益。之后，一起建設(shè)與維護(hù)“高速公路”的挖礦節(jié)點(diǎn)也可以獲得挖礦獎(jiǎng)勵(lì)與交易費(fèi)收益。在以太坊網(wǎng)絡(luò)中，由于各類(lèi)項(xiàng)目已經(jīng)基于它生成了大量的通證，以太坊網(wǎng)絡(luò)的交易量相對(duì)較多，挖礦節(jié)點(diǎn)獲得的交易費(fèi)收益占比高于比特幣。

EOS 的設(shè)計(jì)思路則類(lèi)似于房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)。Block.one 公司在將土地售賣(mài)出去之后，邏輯上它用獲得的資金進(jìn)行基礎(chǔ)的開(kāi)發(fā)，此后每年再以類(lèi)似填海造田的方式增加 5% 的土地出來(lái)。

EOS 的繁榮主要取決于，已經(jīng)競(jìng)購(gòu)得到大量土地的開(kāi)發(fā)商是不是開(kāi)發(fā)和經(jīng)營(yíng)好自己的地塊？EOS 網(wǎng)絡(luò)要依靠超級(jí)節(jié)點(diǎn)（即區(qū)塊生產(chǎn)者）來(lái)各自建設(shè)、共同運(yùn)營(yíng)，按現(xiàn)在的設(shè)計(jì)，這些節(jié)點(diǎn)共同獲得每年 1% 新增發(fā)的 EOS 作為回報(bào)。

與以太坊不同，EOS 網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)是不再收取網(wǎng)絡(luò)交易費(fèi)，持有 EOS 通證則擁有對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)使用權(quán)利。但是，如果一個(gè)應(yīng)用的開(kāi)發(fā)者不持有足夠的 EOS 通證，可能就要從市場(chǎng)中購(gòu)買(mǎi)和付費(fèi)租用，以獲得使用主網(wǎng)的權(quán)利。類(lèi)比來(lái)看，這種設(shè)計(jì)類(lèi)似于購(gòu)買(mǎi)或租用辦公樓。

當(dāng)然，以上用比喻的方式討論只是為了便于理解。EOS 實(shí)際的情況是：Block.one 公司募集資金開(kāi)發(fā)一個(gè)名為 EOSIO 的開(kāi)源軟件。EOS 社區(qū)用這個(gè)軟件來(lái)運(yùn)行 EOS 主網(wǎng)，且從邏輯上來(lái)講，這個(gè)主網(wǎng)并非由 Block.one 公司運(yùn)行，而是由社區(qū)運(yùn)行的。另外，其他人也用 EOSIO 這個(gè)開(kāi)源軟件建立替代網(wǎng)（altnet）。

替代網(wǎng)（altnet）是一個(gè)模仿替代幣（altcoin）而創(chuàng)造出來(lái)的新詞。在社區(qū)運(yùn)行的 EOS 主網(wǎng)（mainnet）之外，EOS 鼓勵(lì)其他人用 EOSIO 開(kāi)源軟件架設(shè)新的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，這些區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)是類(lèi)似于替代幣的替代網(wǎng)。比特幣的替代幣是與比特幣的價(jià)值無(wú)關(guān)的，類(lèi)似地，替代網(wǎng)也與 EOS 主網(wǎng)無(wú)關(guān)。

EOS 是對(duì)以太坊的改進(jìn)，各個(gè)用 EOSIO 開(kāi)源軟件運(yùn)行起來(lái)的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，可以做幾乎所有以太坊能做的事，如編寫(xiě)智能合約、發(fā)行通證。

為什么 EOS 有超級(jí)節(jié)點(diǎn)競(jìng)選

EOS 所采用的共識(shí)機(jī)制是 DPOS（委托權(quán)益證明），即一些節(jié)點(diǎn)在獲得足夠多的投票支持后，成為見(jiàn)證人（witness）節(jié)點(diǎn)或 EOS 中所說(shuō)的區(qū)塊生產(chǎn)者（BP，也稱(chēng)超級(jí)節(jié)點(diǎn)），負(fù)責(zé)區(qū)塊鏈的區(qū)塊生成。

對(duì)于比特幣系統(tǒng)，任何人都可以接入網(wǎng)絡(luò)，以算力競(jìng)爭(zhēng)記賬權(quán)利，生成區(qū)塊。而對(duì)于 EOS，只有超級(jí)節(jié)點(diǎn)才有資格生產(chǎn)區(qū)塊。這是因?yàn)閮烧咚捎玫墓沧R(shí)機(jī)制不同：比特幣和以太坊采用的是工作量證明共識(shí)機(jī)制，而 EOS 采用的是 DPOS（委托權(quán)益證明）共識(shí)機(jī)制。

圍繞 POW 與 DPOS 的比較，討論主要集中在能源消耗、效率、安全等方面。但我們也可以從去中心網(wǎng)絡(luò)形成的角度來(lái)看，為什么 DPOS 是一種可行的選擇。

基于區(qū)塊鏈的思路開(kāi)發(fā)的軟件系統(tǒng)有以下三個(gè)關(guān)鍵要求：

· 一是性能。它的去中心網(wǎng)絡(luò)的整體性能能否支撐大量應(yīng)用？

· 二是網(wǎng)絡(luò)。它的共識(shí)機(jī)制、經(jīng)濟(jì)激勵(lì)和社區(qū)運(yùn)營(yíng)能否吸引足夠多的節(jié)點(diǎn)加入，形成一個(gè)安全、可靠的去中心網(wǎng)絡(luò)？

· 三是功能。無(wú)論目標(biāo)是通用類(lèi)、功能類(lèi)還是行業(yè)類(lèi)，它是否提供了應(yīng)用開(kāi)發(fā)所需要的必備功能？

一個(gè)基礎(chǔ)公鏈的成敗關(guān)鍵正是以上三點(diǎn)：性能、功能與網(wǎng)絡(luò)（見(jiàn)下圖）。EOS 已經(jīng)在性能和功能上做了很多努力，而 DPOS 共識(shí)機(jī)制與超級(jí)節(jié)點(diǎn)競(jìng)選是 EOS 在“網(wǎng)絡(luò)”這個(gè)角上所做的努力。

對(duì)比特幣和以太坊網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，在較長(zhǎng)的周期內(nèi)，它們以挖礦經(jīng)濟(jì)激勵(lì)的方式，逐漸地吸引了足夠多的節(jié)點(diǎn)加入。對(duì)于一些基礎(chǔ)公鏈區(qū)塊鏈項(xiàng)目，由于各種原因，它們的主要節(jié)點(diǎn)是由基金會(huì)或關(guān)聯(lián)方運(yùn)行的。其中較為典型的是小蟻（NEO），它擁有較大的交易吞吐量（TPS），但官方節(jié)點(diǎn)只有不到 10 個(gè)。

在 2017 年 12 月的報(bào)告中，NEO 理事會(huì)提到了其網(wǎng)絡(luò)的去中心化計(jì)劃，并解釋道：“我們希望至少有 3 個(gè)節(jié)點(diǎn)由外部的實(shí)體運(yùn)行……去中心化的初期階段：2個(gè)節(jié)點(diǎn)將由 City of Zion 運(yùn)行，1 個(gè)節(jié)點(diǎn)將由社區(qū)運(yùn)行，并將由社區(qū)資助（獨(dú)立于基金會(huì)），2 個(gè)節(jié)點(diǎn)將由以盈利為目的的區(qū)塊鏈公司運(yùn)行，2 個(gè)節(jié)點(diǎn)將由NEO理事會(huì)運(yùn)行?！?/p>

NEO 的共識(shí)機(jī)制是 DBFT，全稱(chēng)為 Delegated ByzanTIne Fault Tolerant，是一種通過(guò)代理投票來(lái)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模節(jié)點(diǎn)參與共識(shí)的拜占庭容錯(cuò)型共識(shí)機(jī)制。

EOS 則用超級(jí)節(jié)點(diǎn)競(jìng)選的方式來(lái)刺激形成一個(gè)活躍的去中心網(wǎng)絡(luò)，并且，超級(jí)節(jié)點(diǎn)競(jìng)選是與其共識(shí)機(jī)制 DPOS（委托權(quán)益證明）高度匹配的。按現(xiàn)在的設(shè)計(jì)，獲得投票的 21 個(gè)活躍生產(chǎn)者和 179 個(gè)候補(bǔ)生產(chǎn)者一起生產(chǎn) EOS 這條區(qū)塊鏈的區(qū)塊，即運(yùn)行這個(gè)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)。這些區(qū)塊生產(chǎn)者是動(dòng)態(tài)的，時(shí)刻根據(jù)投票動(dòng)態(tài)調(diào)整。

EOS 的區(qū)塊鏈生產(chǎn)者的收益分配機(jī)制是，區(qū)塊生產(chǎn)者一共可獲得每年新增出來(lái)的 1% 的 EOS 通證作為回報(bào)，其中 0.25% 按每個(gè)區(qū)塊來(lái)進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)，0.75% 按所獲投票來(lái)進(jìn)行分配?？蓞⒁?jiàn) 2018 年 5 月 12 日項(xiàng)目發(fā)布的信息。

從 2018 年年初到 6 月 15 日 EOS 主網(wǎng)上線(xiàn)，圍繞超級(jí)節(jié)點(diǎn)（BP）的競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)顯示了，這個(gè)機(jī)制相對(duì)成功地調(diào)動(dòng)了眾多參與者競(jìng)爭(zhēng)，促成了 EOS 去中心網(wǎng)絡(luò)的形成。這是一條務(wù)實(shí)、有效的路徑。

從另一個(gè)相關(guān)的機(jī)制設(shè)計(jì)上，我們也可以看到 EOS 團(tuán)隊(duì)的精心設(shè)計(jì)。與其他代幣發(fā)行的項(xiàng)目不同，EOS 通證的發(fā)行持續(xù)了一年之久，這一方面吸引關(guān)注，另一方面或許更重要的是，這種做法使得 EOS 通證相對(duì)分散地存在于眾多持有者手中，在一定程度上保障了它所使用的委托權(quán)益證明共識(shí)機(jī)制的有效性。

EOS 的體系架構(gòu)：與比特幣、以太坊的對(duì)比

在討論以太坊時(shí)，我們對(duì)比了比特幣和以太坊的架構(gòu)差異，現(xiàn)在，EOS 被認(rèn)為是區(qū)塊鏈 3.0 的有力競(jìng)爭(zhēng)者，我們?cè)賮?lái)看下這三者體系架構(gòu)的差異。其中，EOS 的體系架構(gòu)參考了唐煜的文章“從 EOS 系統(tǒng)架構(gòu)看 BM 的野心”，如下圖所示。

在最基礎(chǔ)的層次——數(shù)據(jù)層和網(wǎng)絡(luò)層上，EOS 和比特幣、以太坊并沒(méi)有多大的區(qū)別。

EOS 的共識(shí)機(jī)制采用了與之前較為不同的 DPOS（委托權(quán)益證明）共識(shí)機(jī)制。由于采用 DPOS 共識(shí)機(jī)制，EOS 網(wǎng)絡(luò)的激勵(lì)層就可以看成不再單獨(dú)存在（圖中也未表示出來(lái)）。EOS 網(wǎng)絡(luò)每年新增發(fā) 5% 的 EOS 幣，其中 1% 按一定的規(guī)則分配給區(qū)塊生產(chǎn)者，另外 4% 進(jìn)入社區(qū)的提案系統(tǒng)（worker proposal system）資金池待分配。

EOS 的智能合約和以太坊略有差異，但基本上采取了相似的設(shè)計(jì)。EOS 的應(yīng)用也與以太坊相似。因此，對(duì)于合約層和應(yīng)用層，兩者是相似的。

EOS 的體系設(shè)計(jì)的創(chuàng)新在于工具層和生態(tài)層。

為了讓 EOS 適用于應(yīng)用開(kāi)發(fā)，EOS 團(tuán)隊(duì)為它設(shè)計(jì)了賬戶(hù)、持續(xù)化數(shù)據(jù)庫(kù)（MulTI-Index DB）等工具與接口。因此，這里延續(xù)唐煜的分類(lèi)，認(rèn)為在合約層和應(yīng)用層之間存在一個(gè)工具層，這使得在 EOS 區(qū)塊鏈上開(kāi)發(fā)應(yīng)用更為便利。

EOS 的另一個(gè)特殊設(shè)計(jì)在于，它將自己的 EOS 主網(wǎng)和 EOSIO 軟件分開(kāi)，鼓勵(lì)開(kāi)發(fā)者采用 EOSIO 軟件建立行業(yè)專(zhuān)用、領(lǐng)域?qū)Ｓ玫膮^(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)（應(yīng)采用新的網(wǎng)絡(luò)名），并建立自己的一系列應(yīng)用。在體系架構(gòu)的最上層可能出現(xiàn)一個(gè)生態(tài)層，這一層是采用 EOSIO 軟件的區(qū)塊鏈，比如專(zhuān)為游戲、物流、金融、社交、能源、醫(yī)療開(kāi)發(fā)的公鏈。