區塊鏈:Layer0層擴容，做區塊鏈的CDN

最近研究了一下Bloxroute這個項目，算是擴容方案里面比較獨特的，其參考了互聯網時代的CDN的思路，它基本沒有動共識相關的東西，而是重新構建了一個中心化的網絡，通過一定的技術來加速整個區塊的傳播，可擴展性和性能提升非常不錯，整個技術方案也非常有意思。

區塊鏈分發網絡

Bloxroute通過在全球部署服務器構造了一個高吞吐，低延時的網絡，這個網絡中的服務器被稱為中繼，這個網絡經過優化，可以快速的傳播區塊鏈中的交易和區塊。為了讓區塊鏈的節點和這個網絡通訊，還開發了一套網關軟件，可以讓區塊鏈中的消息和BDN的協議進行交互。具體如下圖所示：

網絡中的角色

以太坊Layer2總鎖倉量為44.6億美元:金色財經消息，據L2BEAT數據顯示，當前以太坊Layer2總鎖倉量漲至44.6億美元，7日漲幅11.74%。其中，鎖倉量前五分別為Arbitrum（23.4億美元，7日漲幅8.5%）、Optimism（9.74億美元，7日漲幅28.04%）、dYdX（5.59億美元，7日漲幅3%）、Loopring（1.89億美元，7日漲幅7.82%）、MetisAndromeda（1.2億美元，7日漲幅9.65%）。[2022/7/25 2:36:49]

在整個BDN網絡中分為多種角色：

1、網關

2、中繼

3、控制平面

4、遠程區塊鏈節點

網關：

網關是一種可以將你的區塊鏈全節點連接到BDN的應用程序，網關可以比區塊鏈的P2P網絡更快的將區塊和交易傳輸到你的全節點。對于與網關相連的區塊鏈全節點來說，網關是透明的，就像另外一個節點一樣，但是因為網關不保存區塊鏈的狀態，所以網關需要遠程的區塊鏈節點來響應節點的請求。

DFG宣布為DeFi互操作平臺Interlay眾貸貢獻15萬枚DOT:12月24日消息，DFG宣布為基于Polkadot的DeFi互操作平臺Interlay眾貸貢獻15萬枚DOT。

Interlay是一個基于Polkadot的DeFi互操作平臺，此前于12月22日宣布完成650萬美元融資，該輪融資由DFG Capital領投，IOSG、KR1、Hypersphere、NexoFinance、D1 Ventures和Signum Capital等參投。[2021/12/24 8:01:41]

當開啟網關后，用戶需要指定一個IP，然后網關連接到控制平面，并提供它的IP，控制平面根據網關提供的IP的地理位置，返回一組最接近網關的中繼服務器列表，并通過ping來確認最低延時的中繼服務器，從而提高傳輸的效率。

中繼：

Aave V3將引入支持以太坊Layer 2以及跨鏈等功能:11月5日消息， Aave發布了一個更新，描述了其協議的V3以及更新中包含的新功能。V3更新準備創建下一代Layer-0 DeFi協議”，并指出這將改善用戶體驗、資本效率、去中心化和安全性。該更新將引入幾個值得注意的功能，包括對以太坊上各種第2層網絡的支持；還將包括一個名為Portal的跨鏈功能，允許資產在不同網絡上的Aave部署之間移動，包括Ethereum、Solana、Polygon、Fantom等。另一個即將推出的功能是高效模式。這將幫助用戶獲得最高的借貸利率和收益率，自動優化用戶的投資，而無需他們尋找最佳機會。該更新還將去中心化新資產的上市，允許Aave治理授予各種實體通過鏈上投票在平臺上列出資產的權利。最后，升級將帶來風險管理改進，例如引入債務上限的隔離模式。它還將引入供應上限、借款上限以及治理成員和管理員可以設置的各種其他限制。Aave尚未宣布V3何時上線。（Crypto Briefing）[2021/11/5 6:32:19]

中繼是組成BDN的骨干，中繼服務器遍布世界各地，給各地的區塊鏈節點提供更快的傳輸服務。

Injective與Klaytn達成合作，使去中心化交易觸及百萬級用戶:Injective宣布與Klaytn達成合作，將去中心化交易帶給Klaytn生態中的數百萬用戶。通過集成Injective的去中心化衍生品協議，Klaytn用戶將能夠訪問其他地方無法提供的各種新金融市場。而Injective的用戶將能夠使用建立在Klaytn鏈上的資產來創建新市場。

據悉，Klaytn是由Ground X開發的公鏈，Ground X是韓國互聯網提供商和信息公司Kakao（韓國90％以上的人口使用的超級應用程序）的區塊鏈部門。Injective Protocol是全球首個Layer-2衍生品DEX，支持用戶交易任何類型的衍生品，釋放無邊界去中心化金融的全部潛力。[2021/4/22 20:46:40]

為了提高傳輸效率，分別設計了兩種中繼——交易中繼和區塊中繼，分別傳輸區塊鏈中的交易和區塊，這樣設計可以保證，交易和區塊的傳輸互不影響。

Bittrex Global宣布9月3日開始KLAY交易競賽:據官方消息，Bittrex Global宣布9月3日至9月10日期間，將開啟KLAY的交易競賽，限于BTC-KLAY以及USDT-KLAY的交易對。

Bittrex Global由美國數字交易平臺Bittrex擁有，并以嚴格的上線流程著名。作為世界上最安全的交易平臺和數字錢包基礎設施之一， Bittrex Global的總部位于靠近蘇黎世金融中心的列支敦士登公國 。

KLAY是Klaytn的生態代幣，Klaytn是由Ground X開發的全球公共區塊鏈平臺，Ground X是韓國互聯網公司Kakao的區塊鏈子公司。 Klaytn是一個以服務為中心的區塊鏈平臺，提供直觀的開發環境和友好的用戶終端體驗。 它以可靠的性能和顯著的穩定性為基礎，并通過充足的服務開發而被大量采用。 該平臺允許即刻創造大規模的實際應用程序，因此終端用戶即使沒有區塊鏈或加密貨幣方面的大量專業知識也可充分利用服務。[2020/8/31]

交易中繼和區塊中繼雖然邏輯上是分離的，但是物理上可以在同一臺機器上，通過不同的端口來提供交易和區塊的傳輸服務

控制平面：

控制平面主要負責給連接進BDN的網關，提供最低延時的中繼服務器

遠程區塊鏈節點：

網關在跟全節點進行通訊的時候，使用的是區塊鏈原生的P2P協議，但是因為他們并不是全節點，他們無法完成一些全節點的功能，比如驗證某個區塊是否合法，這個時候如果跟它聯通的節點向網關請求信息是無法響應的，所以需要部署一些遠程區塊鏈節點來幫助網關響應正常的區塊鏈請求。

從整個設計中，我看到了高端路由的設計方式，也就是控制平面和數據平面的思想，這當然跟團隊本身就是搞網絡出身相關。

通過這四個角色搭建的一套網絡，可以從地理位置上分配更近，延遲更低的服務器來進行區塊的傳播，從而達到了提升性能的目的。當然這只是從網絡拓撲本身來提高性能，其實Bloxroute還從其他方面來進一步提升傳輸的性能。

高性能和可擴展性的關鍵

除了網絡拓撲優化之外，Bloxroute還使用了基于交易索引的區塊壓縮技術和直通路由技術來提升性能。

基于交易索引的區塊壓縮技術

我們知道在區塊鏈中，每筆交易產生后會先進入一個交易池中，然后通過P2P網絡進行擴散，進入每個節點的交易池中，然后等待被礦工打包。在Bloxroute的方案中，當未驗證的交易被傳輸到中繼后，會生成一個唯一的shortID和這筆交易對應，然后再將這個sID和交易一起傳播到其他的中繼中，再由中繼將這個交易索引對同步到和其相連的其他網關中，具體流程如圖所示：

經過這一輪傳播后，所有的網關里面都包含了交易和交易的索引，這個時候它還不能發揮作用，需要等到礦工挖出區塊才行。

我們知道礦工經過POW競爭后，將未確認的交易包含在區塊中，并進行傳播，當礦工將它新的區塊發送給網關后，網關會根據交易和交易索引表，將區塊中的交易部分全部替換成索引，因為交易索引一般只是4個字節的容量，所以這樣替換一下子將區塊的大小縮減了很多，從而達到擴容的目的。

然后網關會講壓縮的塊傳播到中繼，并進一步傳播到其他的網關，這個時候網關需要將壓縮后的區塊進行還原，首先它會根據索引來查找自己的高速緩存，如果不巧沒有找到，它會去請求連接的網關進行還原，如果還是還原不了，則它會直接丟棄這個壓縮的區塊。如果成功還原壓縮的區塊，網關就會將還原后的區塊傳輸給和它相連的全節點。

Bloxroute的交易壓縮是非常出彩的部分，本身在整個區塊中，區塊頭只占非常小的部分，而區塊體中的交易占大頭，在區塊鏈本身的P2P網絡中非常難壓縮，因為還涉及到區塊和交易驗證的問題，而在BDN中完全不需要管這些東西，只要交易和交易索引的對應關系不要搞錯，可以非常方便的進行壓縮。

直通路由技術

在區塊鏈的P2P網絡中，任何區塊在傳播之前都需要驗證它的有效性，所以每個節點必須接受該區塊的全部信息，然后驗證完后才能傳播給下一個節點。而在BDN中不需要驗證區塊的有效性，所以當中繼接受到一個區塊的網絡包后，它不需要等待其他網絡包到來組成一個完整的區塊，而是立即將這個包傳輸到下一個中繼或者網關去，從而提升了傳輸的效率。

我們可以看到圖中，中繼沒有等到區塊全部接收到后在傳播，而是接收一部分后就立即傳播了。

結尾

Bloxroute使用了非常精妙的手段進行了擴容，對區塊鏈的入侵性小，可擴展性高，提升了非常多性能，但好的技術也需要市場推動，我們對這個項目拭目以待。

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