Turechain上线解读——如何实现高性能

# 介绍：

初链是什么？从白皮书中我们可以看到这样的定义，初恋是商用去中心化应用的无需许可链，基于混合共识机制设计，旨在为社会提供高速点对点通信、价值传输以及智能合约基础设施。初链的使命是——打造一个公平透明的区块链商业世界。初链的愿景是——成为影响百年的区块链基础设施。

优势：

1支持无限节点进入
2安全性
3高性能
4免费使用

关键词

高性能

在truechain众多优势中，我接选择高性能这以方面进行解读。近阶段，公链的矛盾在于公链的性能与当前用户需求不相符，从时常堵塞的eth我们便可知一二。所以公链之间的竞争归根到底是性能的竞争。那初链是如何实现其高性能呢？

谈到公链的性能，我们往往要去关注其共识算法。我们常见的共识机制都有POW、POS、DPOS、PBFT、VRF，但是每一种共识机制都存在缺陷，如POW会白白浪费很多的电力资源，POS容易引起“巨大的贫富差距”，DPOS目前常饱受“中心化”的诟病，而PBFT和VRF一般使用在许可链中。因此，目前区块链技术发展趋势之一就是在共识方面，从单一共识向混合共识演变。而初链就是其中的一个代表，其在共识方面讲POW和PBFT相结合，而不是使用单一的共识机制。进而衍生出双链接结构：快链（fastchain）和慢链（snailchain），已达到提高性能的目的。

fastchain基于pbft可快速地打包交易，交易打包成区块后经过拜占庭委员会（PBFT）的共识即被确认慢链区块包含快链区块的内容，通过挖矿完成慢链区块的打包。慢链基于pow，可通过算力保护整个区块链和拜占庭委员会的安全，以达到去中心化。

其中慢链源于水果链。FruitChains是由康奈尔大学教授Rafael Pass，副教授ElaineShi两个人共同创建的，FruitChains是基于中本聪的比特币来做的改善，所以也是基于比特币链协议来实现的，和比特币不一样的地方在于加入了一个Fruit的概念，Fruit类似Block也需要POW，只是Fruit的计算难度比较低，并且水果是挂在最近的Blcok下面，交易信息都保存在Fruit里面。

接下来看看github里的比较具有代表性代码实现

func (v *BlockValidator) ValidateFruit(fruit, block *types.SnailBlock) error {
	//检查序号
	//
	currentNumber := v.fastchain.CurrentHeader().Number
	if fruit.FastNumber().Cmp(currentNumber) > 0 {
		return consensus.ErrFutureBlock
	}

	fb := v.fastchain.GetBlock(fruit.FastHash(), fruit.FastNumber().Uint64())
	if fb == nil {
		return ErrInvalidFast
	}

	//检查完整性
	getSignHash := types.CalcSignHash(fruit.Signs())
	if fruit.Header().SignHash != getSignHash {
		log.Info("valid fruit sign hash failed.")
		return ErrInvalidSign
	}

	// 检查新鲜度
	var blockHeader *types.SnailHeader
	if block != nil {
		blockHeader = block.Header()
	}
	err := v.engine.VerifyFreshness(fruit.Header(), blockHeader)
	if err != nil {
		log.Debug("ValidateFruit verify freshness error.", "err", err, "fruit", fruit.FastNumber())
		return err
	}

	header := fruit.Header()
	if err := v.engine.VerifySnailHeader(v.bc, v.fastchain, header, true); err != nil {
		log.Info("validate fruit verify failed.", "err", err)
		return err
	}

	// 检查这个水果的签名
	if err := v.engine.VerifySigns(fruit.FastNumber(), fruit.Signs()); err != nil {
		log.Info("validate fruit VerifySigns failed.", "err", err)
		return err
	}

	return nil
}

这段代码是用于慢区块中水果的验证，其中包括这三方面
a) 名验证区块头
b) 验证水果新鲜度
c) 验证委员会签

由于FruitChains挖Block和挖Fruit是同时进行，并且挖Fruit的难度都极低的，挖Block的难度是固定的，所以无需加入矿池，节点更加分散，独立化，就不会出现矿场胁持带来51%的攻击问题。挖掘Fruit难度非常小，提高TPS能力并提高响应速度，这样交易费用不稳定的问题也可以解决。私自挖矿问题，由于Block里面包含了Fruit并且要求Fruit是最近的（新鲜度），使得攻击者私自扣留的水果失效，无法通过分叉长度抢占区块共识，也就不会出现私自挖矿的情况。

TrueChain选择FruitChains作为混合共识中的fpow部分，通过将pbft确认交易Transaction极低难度极短时间内共识成水果Fruit。

总结

本文从truechain如何实现其高性能，高tps进行了简单的探究，认为truechain在当前公链之林中，既做到了高tps，又保证了其去中心化性，实属不易。在目前已经上线的在无许可（Permissionless）环境中运行的公链中，初链TrueChain主网Beta版的tps的性能已经非常高，在后期正式主网发布和加上Sharding分片技术的融入，TPS将达到更高的性能要求。

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