什么是Avalanche(AVAX)雪崩协议

近年来,区块链技术不断发展,为可扩展性、互操作性、实用性等方面的“旧疾”提供了全新解决方案。Avalanche也推出了专属方案,在平台中设计了三条独立的区块链。Avalanche自称是“区块链领域最终确定时间最短的智能合约平台”,依据源于原生代币AVAX以及多种共识机制。

Avalanche网络致力于在不影响去中心化的前提下提升可扩展性。Avalanche的主网由三条区块链组成,分别是X链、C链与P链。

X链使用雪崩(Avalanche)共识协议,负责资产管理。C链和P链使用雪人(Snowman)共识协议,前者负责创建智能合约,后者协调验证者验证交易信息。

在雪崩共识协议下,所有节点并行工作,随机检查其他验证者的交易确认信息。通过足量的随机抽样检查后,交易将被认定为真实有效。该机制将Avalanche网络的交易吞吐量提升至6500 TPS,交易的最终确定时间不足1秒。雪人共识协议与雪崩共识协议类似,前者使用线性出块方式验证交易信息。

Avalanche还支持定制互操作性区块链。在Avalanche网络中,用户以AVAX代币支付订阅费后,即可自定义具有互操作性的区块链,数量不限。

Avalanche项目问世于何时?

2020年9月,Ava Labs团队在美国推出了Avalanche项目。这支团队获得了600万美元的融资,随后通过私人和公开的代币销售再度筹集了4800万美元。团队成员包括Kevin Sekniqi、Maofan “Ted” Yin以及Emin Gün Sirer。

Avalanche解决了什么问题?

Avalanche主要解决三大问题:可扩展性差、交易费用高以及互操作性不佳。

可扩展性与去中心化水平对比

长期以来,传统区块链项目一直在苦苦寻求可扩展性与去中心化的平衡点。随着用户与交易活动激增,网络可能无法快速针对有效交易生成共识。比特币(BTC)就是一项典型示例:在网络拥塞时期,用户完成一笔交易需要耗费数小时、甚至数周时间。

解决这项问题的一种方法是提高网络的中心化水平,赋予一部分人更高的权限,让他们集中验证网络中的交易信息。检查和验证交易的权限集中后,效率也随之提高。然而,去中心化是区块链的灵魂。正是公众对去中心化的渴望,才孕育出区块链技术。新区块链一直在尝试通过技术改进解决问题,Avalanche也给出了独特的方案,具体内容将在下文介绍。

高额费用

高额费用是困扰以太坊等大型区块链的另一道难题。该问题源于持续增加的链上流量以及用户数量。大型区块链的问题迟迟无法解决,竞争对手的生态系统也仍不成熟,这种情况终将打击用户的积极性。

例如,以太坊目前热度不减,强有力的竞争对手仍未出现。用户只能忍受拥塞的以太坊网络以及高昂的交易费用。在某段时间(如牛市),以太坊网络普通单笔转账的手续费超过10美元。若涉及复杂的智能合约,费用会更高。

互操作性

不同项目和业务对区块链平台的需求不同。此前,区块链项目只能在以太坊、无法按需求调整的独立区块链或私链之间进行选择。在可定制化与多链协作之间寻找平衡点,一直是区块链行业的难题。Avalanche的解决方案是,子网和定制化区块链共享主网的安全性、速度与兼容性。

Avalanche网络如何运作?

为了解决上述问题,Avalanche打出一套组合拳,推出独特的解决方案。首先,Avalanche设计了三条可互操作区块链:X链、C链与P链。

1.交易链(X链)。交易链负责AVAX代币及其他数字资产的创建与交易。此类资产的行为受到可更改规则的管理,类似于以太坊的代币标准。交易链使用雪崩共识协议,交易费用通过AVAX代币结算。

2.合约链(C链)。在合约链中,开发者可为DApp创建智能合约。该链实现了以太坊虚拟机(EVM)的一项实例,支持开发者对兼容EVM的DApp分叉。合约链使用雪人共识协议,它是雪崩共识协议的修改版。

3.平台链(P链)。平台链协调Avalanche网络的验证者跟踪子网活动,为创建子网提供支持。子网是某一类验证者的组合,他们长期为定制化区块链提供共识。区块链仅可由单一子网验证,而每个子网可验证多条区块链。平台链也使用雪人共识协议。

Avalanche为每条区块链赋予不同功能,与所有处理操作集中于一条区块链相比,这种方案提升了速度与可扩展性。开发人员为网络中的三条区块链设计了两套共识机制,通过原生代币AVAX将这三条区块链连接在一起。AVAX代币是Avalanche生态系统的通用代币,可在各子网使用,用于质押及支付网络。

Avalanche的共识机制如何运作?

Avalanche网络中的两套共识协议存在诸多相似性,但每种机制均可按特定区块链进行定制。这种双系统运作模式是提高网络可扩展性及交易处理速度的关键。

雪崩(Avalanche)共识协议

工作量证明(PoW)、权益证明(PoS)、委托权益证明(DPoS)等传统共识协议需要领导者促成共识,但雪崩共识协议恰好相反,它使得Avalanche网络兼具高度去中心化与可扩展性。PoW、PoS和DPoS等传统共识协议终将演变成一方处理交易,其他各方验证交易的模式。

Avalanche网络采用经有向无环图(DAG)优化的共识协议,让所有节点同时处理并验证交易。DAG支持网络并行处理所有交易。验证者随机抽取其他验证者并确认其是否验证了新交易。经过多轮随机采样,统计数据可以证明,交易造假的可能性近乎为零。

所有交易立即得到确认,无需其他任何附加操作。这表明不存在传统区块链所谓的区块概念,取而代之的是称为“顶点”的父级交易。运行验证者节点和验证交易的硬件门槛极低,这将吸引大量参与者,有助于提高网络性能及去中心化水平。

雪人(Snowman)共识协议

雪人共识协议基于雪崩共识协议,不同之处在于,前者使用线性交易验证方式。这种方式在处理智能合约方面尤为有效。与雪崩共识协议相比,雪人共识协议还存在区块创建过程。

AVAX代币

AVAX是Avalanche网络的原生代币,总供应量为7.2亿枚。网络中以AVAX结算的所有费用将被销毁,为AVAX代币创造了通货紧缩机制。AVAX主要有三大用途:

  • 用户质押一定数量的AVAX并成为验证者,亦可将代币委托给其他验证者。验证者可享受11%的年收益率(APY)并向委托人收取一定比例的管理费,具体比例可自行设定。
  • AVAX可作为子网的通用单位,有助于提升子网的互操作性。
  • AVAX可用于支付交易费用以及子网订阅费。

如何质押AVAX代币?

AVAX持有者可以通过在网络抵押代币来获得奖励。您可以成为验证者或者将代币质押给其他验证者,获得相应奖励。若要成为验证者,用户应质押2000枚AVAX。
验证者节点对硬件的要求极低,普通个人计算机即可满足需求。若将AVAX质押给其他验证者,在此验证者成功确认交易后,用户即可获得奖励。

Avalanche定制化区块链

Avalanche的底层功能和以太坊相同。在Avalanche网络中,开发者可以创建新代币、非同质化代币(NFT)、智能合约和去中心化应用程序(DApp)。用户可以质押代币、验证交易并使用DApp。Avalanche官方表示,他们对底层功能进行了优化。优化后,Avalanche的竞争力得到了显著提升。除了底层功能外,Avalanche还支持定制互操作性区块链。
基于高可扩展性平台的定制化区块链尤其适合大型企业,便于定制化区块链在生态系统中与其他区块链交互并利用其安全性。Avalanche拥有专属虚拟机,与以太坊虚拟机(EVM)兼容。熟悉以太坊Solidity语言的开发者可以迅速适应Avalanche的编程环境,移植既有项目也很方便。

每条区块链可以自定义原生代币,用户通过其支付交易费用。创建子网和区块链需要以AVAX代币支付创建费。子网维护人员也必须在主子网中验证,以便验证自定义子网。

Avalanche与其他可扩展区块链有何区别?

我们提出的问题和解决方案并不是Avalanche独有的。事实上,Polkadot、Polygon以及Solana等Avalanche的竞争对手也提出了类似的可扩展平台和互操作区块链。Avalanche又是如何脱颖而出的?

共识机制

Avalanche最独特的地方在于使用经过DAG优化的雪崩共识机制。然而,其他对手也使用了创新型共识机制。Solana采用历史证明,其交易吞吐量据称可达5万TPS(每秒交易处理量),远高于Avalanche官方发布的6,500 TPS。然而,官方数据和现实使用情况是否一致还有待考察。

交易速度与最终确定时间

Avalanche的另一特色在于最终确定时间不足1秒。这意味着什么?衡量网络性能时,不能单凭TPS来评估交易处理速度,还应考虑交易最终确认,不得撤销或更改的时间。即便每秒能处理10万笔交易,若最终确定时间存在延迟,用户体验依旧不佳。

去中心化

Avalanche还有一大独特之处,即高度去中心化。在建立初期,Avalanche网络的准入门槛较低,吸引了大批验证者。随着AVAX价格节节攀升,验证者的准入门槛也不断提升。

可互操作区块链

Avalanche支持用户创建可互操作区块链且数量不限。它的强力竞争对手Polkadot也提供此类服务。但Polkadot在平行链插槽拍卖中拍卖掉的空间有限,而Avalanche则只需缴纳简单的订阅费。

总结

去中心化金融(DeFi)平台希望找到以太坊的替代者,Avalanche兼容以太坊虚拟机并且费用低廉,显然极具吸引力。然而,在提升可扩展性和速度方面,DeFi平台已经找到了众多替代者。自上线以来,Avalanche一直热度不减。未来,它能否从Solana、Polygon等竞争对手中脱颖而出,我们拭目以待。