IOST 是什么意思? IOST应用级公链详解

我们在做IOST的时候，在想什么？

1.性能

支持智能合约的区块链构建了一台去中心化的计算机，具有可信的计算和数据，性能决定了这台“计算机”的上限。 上限越高，可以实现的应用类型就越多。 具体来说，性能指标可以分解为3个关键部分：

- 多方面的高吞吐量

这是提到频率最高的指标，也是很多人判断新一代公链的标准之一。 但是对于研发来说，我们关心的不仅仅是最大吞吐率，还有在执行不同的任务，面对不同的情况（比如一些攻击，网络不稳定等）时，能够尽可能的表现的好。

同时，我们更关注单个合约的吞吐率，而不是单纯的区块链每秒能跑多少笔交易。 比如我们可以同时运行两个以太坊网络，那么我们可以得到一个吞吐量是以太坊两倍的网络，但是由于两个网络的计算和状态是分开的，所以对于单个合约来说还是比较小的。 它只能运行在一个网络上，这方面的吞吐率并没有提高。

- 低延迟

一般我们指的是一笔交易从打包到确认的时间，这也是与性能相关的一个重要指标，但偶尔会被忽略。 一个面向交易的区块链网络或许能够接受比较大的延迟。 对于像IOST这样的应用级区块链，我们希望延迟越低越好，反馈越快越好。

- 虚拟机的高性能

不同的虚拟机技术在执行相同任务所需的时间上可能会有很大差异。 前文提到，一个应用级的区块链，不仅要执行我们期望中的一些简单的交易，还不可避免地会面临很多复杂的合约。 我们希望所使用的虚拟机性能足够好，真正大规模应用时能够承载负载，而不是仅仅在简单的交易中得到一个比较漂亮的数字。

2.去中心化与安全

- 比 EOS 更去中心化

去中心化是区块链实现信任的基础。 我们希望在扩容的基础上保持一定程度的去中心化。 EOS开启了应用级区块链的新起点。 EOS 的 DPoS 机制期望节点的稳定性。 选民没有动力，对贿赂的严厉打击使大多数人没有投票的动力。 委员会几乎很难改变，这导致其集权问题严重。

同时，EOS实施的“强链下治理”虽然可以解决一些问题，但也让区块链变得不那么纯粹，因为一个人在区块链上的数据随时可能被一个组织剥夺。 我们希望 IOST 仍然是区块链，能够具备区块链的一些基本属性。

- 安全

安全是区块链的基础，我们不希望IOST区块链上的数据丢失或者被破坏，所以IOST的安全性不会低于其他主流公链。

3. 方便用户和开发者使用

一个好的公链就像一个操作系统。 除了性能，它还必须易于用户和开发人员使用。

- 更灵活的权限和升级机制

我们以灵活的函数形式定义账户和合约的权限。 可以一直返回false表示合约永不升级，也可以配置合约可升级，只要满足函数对应的条件就可以执行。 比如前3天开发者投票或升级，相当于IOST在合约层为开发者创造了共识的可能性，这会让合约更加灵活。

- 手续费低，用户可免手续费使用

EOS在一定程度上实现了免手续费的目标。 但是，如果你真的在EOS上开发使用，你会发现它在某种程度上甚至比以太坊还要贵，用户创建账户的门槛也更高。 所以，EOS并没有一个非常好的应用生态，而这些归根结底还是EOS的RAM机制造成的。 高吞吐量的区块链应该降低使用成本。 我们建立机制以太坊的扩容方案，把资源交到真正需要的人手中。 同时，我们希望通过用户和开发者为区块链应用付费，尽量免除用户的手续费。

- 开发者友好

一个好的开发者生态是非常重要的，所以我们希望搭建一个平台，让开发者可以轻松的在上面进行开发，包括以下几个方面：

安全性：以太坊出现了很多合约层面的问题，导致了一些严重的后果。 虽然我们可以责怪开发者的粗心大意，但作为公链的开发者，我们要做的是有更严格的检查和更合理的接口，让开发者不容易出现漏洞。

开发语言：我们希望使用应用开发者容易使用的流行语言，所以C++、Haskell等不会成为我们的目标语言。

第三方工具：开发尽可能完善的工具也是我们的目标之一。

二

发展路线

IOST于6月底推出的第一版公测网Everest 0.5已经实现了完整的区块链网络框架和PoB的初步验证。 目前，我们的研发团队正在紧锣密鼓地开发第二版公测网。

在第一个版本的基础上，预计年内将推出两个版本的测试网。 这两个版本将主要关注PoB的改进、稳定性、新特性、经济模型和其他机制的确定。 也就是说，从今年到明年Q1，我们将重点在单个分片内对链上协议层的改进，明年剩下的时间里，我们将研究链下扩展方案和分片技术的具体实现。

在下个月发布的第二版公测网中，主要实现以下内容：

1.完善代码模块，提升基础性能和稳定性

2. 灵活的功能权限系统

3.更多PoB细节确认

4. 第一版经济模型

5、研究测试主流虚拟机后，决定将虚拟机迁移到V8

6.恶意节点处理和其他安全增强

7、P2P网络模块改造

8. 其他一些缺失的基础功能的实现，比如事件机制，更多的RPC接口等。

三

为什么选择这样的开发方案？

目前市面上的所有项目和研究中，常见的扩容方案有四种：选举、分片、DAG和Layer2（通常称为链下扩容方案）。

一、什么是PoB，为什么是PoB

对于IOST来说，PoB是选举的一个分支，然后我们会使用分片技术和链下扩容的方案来进一步提高系统的吞吐量。

EOS的DPoS虽然更加中心化，但是选举并不一定意味着中心化。 在一些传统的共识机制中，一个时间段内只有一个 Leader 有权产生数据。 DPoS只是选举程序大扩展分支下的一个分支。 在一定程度上，我们可以将去中心化程度定义为一定时间单位内区块生产者的分布情况。 我们当前的内部测试版使用两级资格模型。

在第一层，为了避免女巫攻击，我们仍然采用基于Token的质押加选举的方式，即有资格参与共识的节点需要获得一部分Token资源。

其实不难发现，真正安全的公链都是PoW或者PoS的分支，因为算力或者Token是唯一安全的区块链接入机制。 现在任何其他共识都会面临安全问题：是否可以伪造，数据是否集中提交，共识是否基于数据是否可以在链上证明而不是发生在链下，是否有新节点加入网络可以参与共识等等。 同样，PoB也是PoS的分支之一，第一层准入也是基于Token。 你需要自己质押一定数量的Token，累计授权Token数量达到一定数量，才能成为“可信节点”以太坊的扩容方案，才有资格参与共识。

第二层是PoB真正的核心部分。 这部分将实际选举产生区块的委员会。 在这一层，我们希望实现两个目标。 一方面，委员会需要推动快速变革以实现更好的权力下放。 另一方面，我们希望鼓励节点在相互竞争的同时为网络做出贡献。

为了实现这些目标，每个可信节点都会有一个点，即Servi。 Servi只能通过验证交易、打包交易等网络行为来积累。 同时，当时授权的Token数量也会在每个时间段按比例转化为Servi。 They need to compete before they can be elected as members of the committee that truly participate in the consensus. 每个被委员会选中的节点都需要消费Servi，并获得基金会的Token激励。

同时，我们会以比较高的频率进行委员会选举。 这将导致两个结果。 首先是每一次成为委员会的成员，都需要消费Servi，这样其他没有被选中的人就会有更多的Servi，下次被选中的机会就更大。 其次，所有成员都需要为网络做出贡献，才能获得更多的Servi，并有更多的机会分配节点奖励。 在 EOS 的 DPoS 中，超级节点什么都不做是不会受到惩罚的。 选举是最直接也是目前唯一适合大规模商业应用的区块链扩容方式。 节点是否“超级”并不是最重要的因素。 减小网络规模可以更快地达成共识，并鼓励节点提高计算性能以获得更多激励是该方案的关键。

2. 链下扩容方案，分片

无论是闪电网络，以太坊的Plasma，还是现在出现的一些新技术，都已经注意到不应该把所有的数据都放在区块链上，有些问题应该在链下解决。 这就是我们在第二步中所做的。 主要方向之一。

我们希望通过链下扩容方案解决一些场景的扩容问题，比如一些对安全性要求不高或者资金处理量小的数据。 但同时也要看到，链下扩容并不能解决所有问题。 一些丢失会造成严重后果的数据仍然需要在主链上运行。 它必须能够匹配数据的真实值。 我们把链下扩容方案看成是主链实施后比较完整的二步扩容方案。

同样，sharding也是一种基于PoB的协议层扩展方案，也是我们的第二步方案。 虽然我们对分片技术做了很多研究和测试，但无论分片技术采用什么样的方案，一个不可避免的问题是——将网络分成多个部分，虽然可以获得一个好看的数字，但是安全会成倍减少。 区块链网络的参与者需要不断积累。 在上线初期，我们希望IOST更加纯净，同时尽可能的安全稳定。 纯 PoB 已经可以满足早期使用需求，但分片技术仍将在我们的测试网络上活跃和更新。

3. 为什么不用DAG

我们对目前所有DAG相关的技术都进行了大量的研究，但是目前还没有非常成熟的方案可以落地。 另外，我们没有选择和研究DAG结构的另一个重要原因是DAG牺牲了强一致性，使用DAG技术肯定会造成巨大的延迟，这与我们的目标不符； 最终一致性下的DAG排序在极端情况下，可能会超过节点所能承受的计算量。

结语