金色觀察 | Jump Crypto：一個分析1層公鏈的框架

2022年3月30日，Jump Crypto副總裁Rahul Maganti發文總結了一個簡潔但功能強大的，分析L1公鏈的框架。金色財經編譯如下：

引言

在上一篇文章中，我們介紹了1層（L1s）區塊鏈基礎設施的一些組件。讓我們再仔細檢查一下這些 L1。在這裏，我們定義了一個簡潔但功能強大的框架：

• 有效地分析L1的性能。

• 根據明確定義的屬性和可衡量的指標確定其生態系統的商業可行性。

不含糊其辭

圍繞評估和比較第1層和獨立區塊鏈生態系統性能的語言通常含糊不清。像這樣的問題經常主導討論：

• 生態系統是什么樣的？

• 這個網絡如何擴展？

• 該鏈是否支持可組合性？

雖然這些問題是相關的，但它們並沒有針對特定L1可能比緊密競爭對手表現更好的症結所在。讓我們嘗試通過开發一個簡潔的框架來使這一點更加具體，該框架使我們能夠在分析L1性能的方法中更加具體和結構化。

讓我們從一些基本定義开始。

*請注意，我們將指標稱為硬的、可衡量的統計數據，將屬性稱為從這些統計數據產生的“緊急”條件。

技術指標

節點處理要求：有效操作節點所需的最低CPU/計算資源。

每秒交易數（TPS）：每秒在鏈上處理和驗證的交易。

鏈增長（Chain Growth）：最長鏈的平均增長率。

鏈質量（Chain Quality）：最長鏈中誠實區塊的比例。

最終確定時間（Time to Finality）：從交易提交到鏈上確認的時間。

節點數量：參與共識、執行或兩者都參與的節點數量。

區塊大小：一個區塊允許包含的最大數據量。

技術特性

安全性 ——網絡中節點通過密碼學和/或博弈論強度（game-theoretic hardness）中繼和驗證交易的能力。

活躍性 ——網絡中節點交換消息/達成共識的能力。 

可擴展性——網絡驗證或處理交易的速度和能力。

節點要求——用戶運行節點和參與治理決策的進入障礙。

中本聰系數——衡量去中心化的一個指標。破壞網絡中至少一個子系統所需的驗證者/實體的數量。（即成功發起51%攻擊所需的資源）

可升級性 ——網絡/社區提出、評估和實施協議更改的能力。

生態系統增長指標

鎖定總價值（TVL）——鏈上資產的總價值。

每日交易量——每天處理的交易數量。

生態系統屬性

易於集成/可組合性——應用程序與網絡上的其他應用程序交互、構建和集成的能力。 

用戶體驗——普通用戶可以輕松理解和參與鏈上應用程序。

社區參與——項目持幣者與應用程序本身、其他用戶和开發人員交互的程度。

讓我們看看這些屬性如何組合在一起，以推動我們對如何評估網絡的理解。鏈增長和鏈質量等基礎技術指標可用於確定安全性、活性和去中心化等屬性。反過來，這些屬性有助於確定啓動網絡所需的基礎設施的哪些組件。這種基礎設施是構建在上面的應用程序成功的關鍵。

有幾種方法可以跟蹤生態系統的增長，所有這些都以某種方式與速度、效率和活動相關。這包括通過社交媒體和財務指標（如協議收入和鎖定總價值 TVL）圍繞社區參與的指標。使用這些指標，我們可以更好地了解生態系統的成功及其未來增長的潛力。

1層性能堆棧

生態系統屬性                                                                                            

社區參與 | 用戶體驗/用戶界面 | 易於集成/DApp可移植性

生態系統增長指標                                       

總價值鎖定 (TVL) | 日交易量 | 社交媒體增長 (Discord / Telegram / Twitter) | 开發者數量 | 協議收入

基礎設施要求                                                               

數據可用性 | 跨鏈互操作 | 可搜索性/索引 | 开發者工具

緊急技術特性                                                    

容錯 | 安全 | 活力 | 可擴展性 | 去中心化 | 可升級性

基本技術指標                                            

節點處理要求 | 節點體積 | 每秒事務數 (TPS) | 鏈式增長 | 鏈條質量 | 塊大小 | 延遲 | 停機時間 | 傳播時間 | 中本聰系數

把它煮沸

上面的框架中有很多術語。傳統上，區塊鏈三難困境為快速評估區塊鏈提供了一種很好的粗略方式。那么我們如何從去中心化、可擴展性和安全性的角度來構建這些屬性呢？

可擴展性

水平可擴展性——網絡的處理能力（以每秒交易量來衡量）應該隨着參與節點的數量而增加。理想的L1的TPS規模與節點數 (n) 呈线性關系。然而，稍微次线性縮放它是可以接受的。

低开銷——相對於處理每筆交易的成本，實現共識、安全性和此列表中所有其他屬性的額外計算成本應該是最小的。為了獲得亞线性縮放，我們需要專用於驗證狀態更新的資源量 (q) 在用於計算狀態轉換 (p) 的計算資源中是亞线性的。

最終確認時間短——提交交易和狀態更新完成之間的時間最小化。

去中心化

可組合性/原子性——在L1上運行的所有應用程序都應該能夠互操作。例如，用戶應該能夠發送結合任意兩個應用程序功能的原子交易。系統的狀態應該作為一個單一的統一對象工作，而不會讓用戶“陷入”碎片狀態。在處理分片鏈時，這尤其是一個問題。

最終確定性——狀態必須在某個時間點之後變得不可變。最終確定性允許用戶使用L1執行具有鏈下組件的交易。最終確定性可以通過密碼學或經濟方式實現（即，執行雙花攻擊變得不可行）。

安全

安全性/穩健性——惡意方或一組惡意方不應以高概率說服網絡進行無效交易。區塊鏈應該指定一組強有力的保證，或者通過博弈論激勵來抑制不良行為，或者建立加密原語，使此類攻擊在計算上不可行。

抗審查性——每個人都應該平等地訪問系統。參與協議的計算機不應拒絕任何參與者的訪問。參與共識/驗證的門檻應該很小（即運行節點的最低計算/存儲要求）。

容錯性——任何攻擊者都應該很難破壞協議的運行。例如，系統的狀態必須被復制，以便強大的攻擊者無法擦除它。

活躍度——確保誠實的消息被包含/可供區塊生產者使用。共識協議旨在實現的安全條件從根本上基於鏈的活躍性——驗證者無法驗證他們無權訪問的消息。對於某些共識架構（例如 PoW），鏈質量和鏈增長等指標可能是活躍度的有用指標。

要考慮的權衡

上面概述的屬性提供了評估L1的分類方法，但並沒有真正提供一種有效評估不同網絡的相對優點的方法。我們介紹了一組關鍵權衡，討論這些不同術語之間的關系。根據權衡來構建這種分析提供了一種清晰的方法來了解哪些鏈可以最好地服務於特定的用例。

1、共識开銷 vs. 安全性 vs. 可擴展性：參與共識或驗證狀態轉換過程的節點/計算機越多，網絡的安全性就越好。例如，這在PoW模型中很明顯，其中最長的鏈成為網絡的規範鏈或“真實狀態”。但是，如果這些節點的大部分子集用盡了它們的計算資源，而不是將它們專用於計算狀態轉換，那么吞吐量就會受到限制，並且網絡會變慢。

2、Time-to-Finality vs. TPS vs. Safety：區塊完成的越快，驗證者就狀態達成一致的時間就越少。更快的出塊時間可以帶來更高的TPS，但是如果沒有足夠的時間來有效地達成共識，回滾可能會更加普遍，從而損害系統的安全性。

3、節點要求與可擴展性：為了讓區塊鏈真正去中心化，每個人都應該能夠輕松訪問/參與網絡。為了使系統盡可能地無權限，運行節點的最低要求應該相對較低。然而，隨着節點要求的降低，網絡可用的總計算能力也會降低。結果可能會有更多節點加入網絡，但節點數量的增加必須彌補能力較弱的機器造成的計算帶寬損失——達到適當的平衡仍然是一個關鍵挑战。

4、數據可用性與可索引性：隨着鏈上數據量的增長，有效地解析或過濾數據變得更加困難。DApp需要能夠實時查詢鏈上數據，以便為其用戶提供大量或快速的請求集。

5、水平可擴展性與原子性：分片需要跨多個子網維護鏈狀態的不同部分。雖然這允許並行處理交易，但這增加了用戶可能陷入困境的風險。有多種方法可以跨分片保持原子性，但所有這些方法都需要一些額外的开銷。

應用級效果

我們討論的基礎設施參數可以顯著影響在特定鏈上構建可能或實際的應用程序類型。考慮以下示例：

• 帶寬約束會限制對高吞吐量應用程序的支持。相反，更高的TPS限制可實現更高頻率的交易和實時更新。

• 對於需要快速結算的支付或其他應用程序，較長的最終確定時間可能不太有用。

• 高昂的鏈上資源成本（即gas成本）可能會阻礙應用程序的开發。（例如，傳統的中央限價訂單簿（CLOB）在以太坊上是不可行的，因為Gas成本高，因此Uniswap等自動做市商（AMM）盛行。在Solana等費用較低的L1上，以及像以太坊L2上，CLOB可以非常實用）。  

上面，我們展示了一個分析L1性能的框架。在這裏，我們就如何更好地從其生態系統和/或鏈上構建的項目集評估L1的過程提供更深入的分析。

我們將這些項目分為四個主要類別：

加入和整合這些原語的能力對其短期增長和長期可持續性至關重要。

我們認為，除了支持單個項目外，高增長生態系統發展還有5個主要步驟：

1、通過資產或通用橋實現跨鏈通信。

2、通過集成DeFi原語為平臺帶來流動性。（例如貨幣市場和交易所）。這激勵核心开發者社區構建更好的工具和抽象，從而允許不太復雜的开發者構建更多面向消費者的產品。

3、通過這種DApp增長來激勵用戶/零售商的採用。

4、專注於通過預言機或專門的數據可用性層將高保真數據上鏈。

5、索引這些數據並以易於理解的格式（例如在資源管理器上）顯示它。

結論

不可否認，自2009年比特幣問世以來，加密貨幣經歷了快速增長。這種增長很大程度上是由新 L1的出現所塑造的。2011年，以太坊引入了帶有以太坊虛擬機 (EVM) 的圖靈完備架構，使區塊鏈不僅可以作為靜態分布式账本，而且可以作為可以運行和執行任意表達程序的全局狀態機。這為更通用的DApp开發打开了大門，將普通零售用戶帶入區塊鏈生態系統，DeFi Summer等運動就是明證。然而，隨着採用率的增加，可擴展性方面的新挑战也出現了，迫使建設者尋找新的方法來幫助緩解容量限制。

現在，隨着新的L1圍繞可擴展性探索利用更好的共識機制和加密原語的新架構，有效評估其價值仍然是一項艱巨的任務。我們希望本文通過展示核心、可衡量的技術指標如何與生態系統增長相關聯，並最終幫助確定特定網絡的市場價值，為你提供一種更結構化的方法來更全面地評估L1。

請繼續關注下一篇文章，我們將討論區塊鏈擴容的各種方法！

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