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TokenGazer深度研究 ThunderCore:架构设计新颖独特,生态发展面临挑战
TokenGazer 05-07 10:547134
2019年5月6日,TokenGazer发布了区块链深度研究ThunderCore报告。当前TokenGazer往期的项目评级报告、深度研究报告、加密货币月报等均已收录在官方网站:www.tokengazer.com

1 项目起源

区块链技术在很多领域具有安全、去中心化等独特优势,但到目前为止并没有大规模的区块链应用爆发,ThunderCore团队认为,困扰现今区块链的两大瓶颈问题是可扩展性不足和确认时间过长,这促使了ThunderCore团队对区块链技术的重新思考。

为解决上述可扩展性不足、确认时间过长等区块链的困境,ThunderCore团队推出了新一代区块链公链平台ThunderCore,致力于建设一个安全、快速、高扩展性、与以太坊虚拟机兼容的公链平台。

2 项目概述

2.1 不可能三角

任何一个公链项目都需要考虑三个要素之间的妥协:安全性、可扩展性、去中心化程度(DBP,可以理解为区块生产者数量),这三个性能无法同时提高,所以任何一条单独的链,都是在这三者之间权衡和取舍。同时,区块是否能够快速达到最终性也是衡量公链性能的一个重要指标。

图 1 不可能三角

ThunderCore团队尝试采用了一系列的特殊设计来解决“不可能三角”问题,这些独特的设计一方面是ThunderCore团队拥有非常强的架构能力的体现,另一方面我们也需要仔细审视这个新的架构在不可能三角问题上可能的实现效果。

首先,ThunderCore的核心共识机制,也就是Fast Path的共识机制是PoS,ThunderCore团队认为PoS在一定程度上兼具了去中心化与中心化系统的优点:去中心化系统的安全和鲁棒性,以及中心化系统所能提供的高速交易处理能力。

其次,ThunderCore系统中存在加速器(Accelerator)这个角色,通过一个或者一组加速器的协调,由一组验证节点(validator)对每一个区块进行投票。在这个过程中,只需完成一轮投票,交易就可以得到快速确认,这大大提升了ThunderCore的交易处理速度,从而解决可扩展性问题。

同时,ThunderCore还设计了Slow Chain的机制,可以与比特币或者以太坊等其他区块链进行交互,使得用户即使在ThunderCore受到攻击时,仍然可以获得这些区块链的安全和性能保障。

在TokenGazer与ThunderCore团队交流过程中获悉,目前加速器和验证节点是由ThunderCore以及参与运行加速器和委员会节点的合作伙伴运行的,存在一定的中心化风险。但项目方表示,当前情况主要是从保证网络的稳定性和安全性的角度出发,后期将发布全节点的源代码,这样任何用户都可以运行全节点并参与共识协议。但是TokenGazer分析认为,Fast Chain模式下的交易容量对于节点的要求是非常高的,普通的比特币节点不可能达到这个交易量级的计算和存储的能力,因此ThunderCore在Fast Chain模式下的去中心化程度最终可能和EOS类似。另外在节点选举的随机性上,团队还没有披露详细的细节。

2.2 虚拟机

与以太坊的兼容性是ThunderCore的一个特点和优势。ThunderCore支持以太坊虚拟机(EVM),部署在以太坊上的DApp几乎不需改动就可以移植到ThunderCore,大多数以太坊上的开发工具与ThunderCore完全兼容,ThunderCore的共识机制与协议对开发者而言完全透明,不会影响现有的开发过程。

2.3 技术特点

  • Thunderella paradigm

Thunderella paradigm是ThunderCore团队Elaine Shi和Rafael Pass等研究人员设计的一系列分布式共识协议组,这个协议组中包括Thunderella、Pili、Pala等研究成果。其中,Thunderella已经通过了严格的同行评议,并发表在了国际顶级密码学会议EUROCRYPT 2018上。

Thunderella由一条基于PoS的快速链(Fast Path)和一条已有的慢速链(Slow Chain)组成。理论上讲,任意一条公链都可以成为Thunderella中的慢速链。ThunderCore团队表示,为了尽可能地充分利用慢速链的安全和去中心化特性,目前选择以太坊作为慢速链,其他类型的公链,比如比特币也完全可以作为Slow Chain,支持多条不同的Slow Chain也是ThunderCore未来的发展方向。

  • Fast Path/Slow Chain

Fast Path/Slow Chain是Thunderella协议组特有的机制,是其去中心化的重要组成部分。Fast Path是ThunderCore的主要工作模式,ThunderCore的主要交易处理,委员会选举等都在这一模式下完成。当加速器、委员会成员甚至整个网络系统出现异常时,系统转入Slow Chain,所有交易会被递交给Slow Chain。Fast Path/Slow Chain为用户提供了额外的去中心化和安全保障,这也是ThunderCore区别于其他区块链项目的特点。

ThunderCore团队表示,尽管Thunderella提出了Fast Path/Slow Chain的设计,但ThunderCore的主要目标是提供一条稳定高效的Fast Path,在这种情况下众多的DApp及其用户才能享受到高速、安全、低成本的区块链服务。

  • 数据交互

当Fast Path/Slow Chain发生切换时,其相互之间的数据交互主要有两种:

(1)Alive消息。

Alive是Fast Path上一系列区块的快照或者检查点。每隔一定的区块,ThunderCore就会在Slow Chain上发布一个Alive消息。Alive为所有发生在该消息之前的交易提供了最终性确认。所有人可以检查该快照与本地计算得到的快照是否一致,并以此验证ThunderCore是否能正常工作。

(2)Yell消息。

用户不仅可以在ThunderCore的Fast Path上提交交易,也可以把交易提交到Slow Chain上。ThunderCore加速器会从Slow Chain中提取Yell消息并发布在Fast Path上,这样的消息就是Yell。ThunderCore在Slow Chain上识别这些交易,并在Fast Path上进行处理。在假定Slow Chain可信的基础上,Yell还能保证整个系统能得到审计。

在Thunderella中,Fast Path的数据本身并不会写入Slow Chain。只有若干区块的Alive消息会被写入Slow Chain,从而实现数据的同步或者映射。

  • 委员会选举和奖励

任何持有TT Token的网络节点都可以通过权益抵押参与ThunderCore委员会的选举,抵押额度排名在前K位的候选人会被选中担任委员会成员。如果抵押总额达不到设定的阈值,系统就会继续加入候选人,直到抵押总额超过阈值。委员会选举每3个小时会进行一次,这也是ThunderCore解决去中心化问题的措施之一。但需要指出的是,现行的ThunderCore委员会成员选举方法需要候选人抵押大量Token,普通用户不可能成为委员会成员,使得系统存在中心化的风险。同时,要到达ThunderCore设计的TPS目标,节点需要的硬件条件也比较高,普通用户也难以承担。当然,普通用户可以通过加入PoS权益矿池的方式参与到共识。

目前,ThunderCore的委员会由32个节点组成,委员会Token抵押的总额阈值为Token总量的3%。被选中的委员会成员的Token会被锁定,他们会从交易费用中获得收益,在项目早期,ThunderCore还会提供额外的奖励。

在Fast Path模式中,每个区块需要3/4以上的委员会成员投票才会得到确认。如果有个别委员会成员存在不诚实行为,系统在一定程度上是可以容错的;如果1/4以上的委员会成员有不诚实行为或者拒绝投票,系统将无法生成新的区块,进而加速器无法生成Alive消息,而整个系统会转入Slow Chain。

  • Accelerator

加速器-委员会(Acclerator-Committee)机制是ThunderCore提供高速交易处理能力的关键。ThunderCore通过一个或者一组加速器的协调,由一组通过权益抵押而被选中的委员会节点对每一个区块进行投票。

加速器与委员会的选举都需要通过权益抵押,但加速器的选举会再加上TT Token持有者的投票过程。选举过程将选出一组候选加速器节点,其中一个节点将作为当前的加速器。ThunderCore目前支持多个加速器。假如当前的加速器出现故障或行为异常,另一个加速器会接管。

如果加速器出现不诚实行为,包括生成无效或重复高度的区块、审查交易等,委员会成员可以拒绝投票,甚至拒绝继续担当委员会成员。当在Fast Path模式中无法收集到3/4以上投票时,区块链增长就会暂停,整个网络就会转入Slow Chain。Slow Chain上的用户也可以通过Alive消息对加速器的行为进行监督,当Alive校验错误,或者加速器无法按时发送Alive消息,系统都可以认为加速器异常,从而转入Slow Chain。

3 项目生态

TokenGazer在币乎发表过一篇关于公链的文章(https://bihu.com/article/1600886263),其中有讲到PoW和PoS两种公链的对比,在比特币诞生十年之后的今天,PoW仍旧占据着数字货币的主流。

图 2 PoW和PoS两种公链市值对比

从使用率来看,比特币的使用率长期达到95%以上,是所有公链中最繁忙的公链;以太坊紧随其后,但是以太坊自从1CO和以太猫的热潮过去以后,现在的链上交易量虽然相比低点有了大幅度回升,但是仍旧和高点时24小时多达一百多万笔交易的盛况不可同日而语。所以PoW公链不但市值高、项目多,从链上的拥堵程度来讲也是超过PoS的。

图 3 PoW和PoS两种公链使用率对比

也就是说,PoS公链项目虽然设计的TPS非常高,但在实际使用过程中,大部分公链根本没有那么多用户使用。从某种角度来说,这些公链存在着资源浪费。除了ETH、EOS和TRON等现有公链之外,Difinity和Algorand等其他明星公链项目也将陆续上线,使得本就竞争激烈的公链赛道变得更加拥挤。如何在“公链大战”中脱颖而出对于ThunderCore项目来说也是一个极大的挑战。

ThunderCore主网已于2019年3月11日上线,目前来看,ThunderCore生态中的应用并不是特别多,已有的应用有TTRoll、Slots等,几个轻量化的钱包如Trust Wallet等支持Thunder Token的转账交易,ThunderCore团队推出了官方手机APP——ThunderCore Hub。在丰富和完善生态、吸引更多的开发者和用户方面,ThunderCore团队之前所做的工作是明显不够的,项目的生态建设还有很长的路要走。

4 项目基本情况评估

4.1 团队

ThunderCore团队履历非常出色,成员中集结了学术界的区块链先行者和硅谷的资深创业者。

ThunderCore核心成员如下:

综上,TokenGazer在团队配置上给予ThunderCore团队乐观评价。

4.2 募集资金情况

ThunderCore项目的热度比较高,通过种子轮、战略轮和私募轮共募集资金超过5,700万美元,具体募资情况如下表所示。

表 1 ThunderCore募集资金情况

根据Huobi官方信息,本次Prime Lite共出售Token总量为33,000,000,Token单价为0.015美元,共募集资金约500,000美元。Prime Lite出售的Token没有锁仓。值得注意的是,本次ThunderCore Token出售的单价仅比种子轮高一点,比战略轮和私募轮的单价都要低。

TokenGazer团队认为,ThunderCore项目经过之前几轮募资,团队资金非常充足,本次参加Huobi Prime Lite平台的1EO的主要目的是为项目的知名度做推广。从本次募集资金的总额比较低也可以印证项目方的主要目标并不是筹集资金。

4.3 社区

ThunderCore项目社区热度统计如下表所示:

表 2 ThunderCore社区热度

TokenGazer团队基于对数正态分布,对一级市场项目的Twitter及Telegram粉丝数做了累积分布函数统计处理,得到了ThunderCore项目热度在整个一级市场上的大致位置,分析如下:

Twitter 粉丝数 

图 4 ThunderCore项目 Twitter粉丝数累计概率示意图

从统计数据上来分析,ThunderCore的Twitter粉丝数在整个一级市场中排名比较靠前,累计概率约为0.7005,意味着其Twitter粉丝数超越70.05%的项目,项目关注度较高。

Telegram 粉丝数

图 5 ThunderCore项目 Telegram 粉丝数累计概率示意图

同上分析所得,ThunderCore的Telegram粉丝数在整个一级市场中表现靠前,超越了60.93%的项目,项目关注度较高。

4.4 路线图

ThunderCore项目方提供的路线图如下所示,从共识协议、主网和开发者三个维度给出了比较详细的工作计划。

图 6 ThunderCore项目路线图

在与TokenGazer沟通过程中,ThunderCore团队表示2019年的主要工作目标有两个。一是在主网全面上线的情况下,为区块链的开发者和用户提供一个理想的平台;二是基于ThunderCore区块链的游戏平台全面上线,同时吸引游戏开发者和用户。

5 Token分配

ThunderCore的Token总量为10,000,000,000枚,其具体Token分配机制如下所示。其中,项目融资这一项中有0.33%通过此次Prime Lite转让。

表 3 ThunderCore Token分配情况


图 7 ThunderCore Token分配图

根据项目方提供的Token分配和解锁计划,ThunderCore Token的流通情况如下图所示,在绘图过程中都取Token解锁计划的最大值。

图 8 ThunderCore Token流通示意图

从图中可以看出,2019年2月至2019年5月,ThunderCore Token的通胀率非常高,之后通胀率逐渐维持在5%以下。2019年5月,ThunderCore在Prime Lite进行1EO时,市场上存在的流通Token总量大约为3,130,239,563,占ThunderCore Token总量的30%左右。

6 总结

TokenGazer认为,ThunderCore可能更像一个安全性更高一点的EOS:利用相对中心化的超级节点实现强大的可扩展性,利用Slow Chain做进一步的安全级别保障。

ThunderCore团队采用了一系列的特殊设计来解决“不可能三角”问题,提高ThunderCore公链的性能。主要技术特点包括:Thunderella paradigm,Fast Path/Slow Chain数据交互机制,加速器-委员会机制,PiLi及PaLa共识,技术上架构的创新能力很强。

ThunderCore委员会成员需要抵押大量Token,普通用户在这种机制中不可能成为委员会成员;同时,要到达ThunderCore设计的TPS目标,节点需要的硬件条件也比较高,普通用户可能也难以承担。因此,ThunderCore存在中心化的风险。并且,加速器和验证节点目前是由ThunderCore以及参与运行加速器和委员会节点的合作伙伴运行的。

ThunderCore生态中的应用并不多,生态建设刚刚起步,在吸引更多的开发者和用户方面,ThunderCore还有很长的路要走。同时,ThunderCore要面临公链项目的激烈竞争。

ThunderCore团队履历非常出色,成员中集结了学术界的区块链先行者和硅谷的资深创业者。项目获得了几轮融资,项目方资金充足。ThunderCore的社区热度在整个一级市场中排名靠前。项目的路线图非常详细,主网已经在2019年3月上线,不过主网的功能还没有完全达到项目方设计的要求,现在处于pre-launch阶段。

TokenGazer认为,长期来看,ThunderCore技术团队有独特的架构能力,有强大的创新能力;但是独特架构的运行效果还需要在实际执行中去检验,同时ThunderCore的生态目前较为落后,需要密切观察团队在生态和社区方面后续的进展。因此,我们认为ThunderCore将是一个值得长期去观察和研究的项目。

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