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链客专访|CasperLabs首席技术官Medha Parlikar:筑梦新时代CBC CasperLabs做安全有活性的区块链

2020-03-19 ·3891次阅读 ·读完需要28分钟

3月13日, 链客Talk有幸邀请到CasperLabs首席技术官Medha Parlikar来到链客直播间,和大家一起探讨“筑梦新时代CBC CasperLabs做安全有活性的区块链”这一话题。


首先,给大家隆重介绍一下本次活动的嘉宾Medha Parlikar 及CasperLabs项目背景!



Medha Parlikar是CasperLabs首席技术官,同时,也是CasperLabs产品及项目负责人。曾在Adobe/Omniture、MP3.com等大型企业任职,拥有数十年的软件产品经验。


CasperLabs解决方案,由CBC开始CasperLabs权益证明的首次实现驱动CasperLabs在构建一个真正可扩展易于使用且安全的智能合约平台,致力于搭建一个为开发者、验证者和最终用户消除主流采用障碍的平台。

 

以下是Medha分享内容:


Medha很高兴今天能够有机会来链客区块链技术社区做分享。我的名字是Medha Parlikar,现任CasperLabs的CTO,今天先给大家介绍一下CasperLabs区块链。


扩容性限制了区块链的发展,现有技术无法在可用性价值或者信任方面进行扩容,我们也在试图解决这类问题。他们要么选择将验证者集合中心化;要么选择乐观共识 — 换言之不做故障检查。

 

这意味着为实现扩容性就要牺牲信任,区块链最重要的价值就是一个交易的环境是一个无需信任的交易环境。当前,基于虚拟机的区块链存在的问题在于专用的编程语言以及交易费用的暴涨,加上协议升级的不确定性。使得企业使用区块链的风险增加,这也是为什么许多的企业选择私有链而非公链,但是公链的安全性不如公链。

 


尽管Solidity目前是区块链开发者广泛使用的语言,但是总体使用它的开发者人数依然不多!开发者更倾向于使用Rust这样的编程语言,随着更多编译目标的建立,WebAssembly将允许平台支持更多的语言。

 


根据一项对企业的调查显示,企业不选择公链的最主要原因就是交易费用的不确定性,因为企业需要提前为交易做预算。

 

在过去八年间,亚马逊将其亚马逊云的价格下调了42倍,这就利用了规模经济的效应,然而,我们看到在区块链方面确实背道而驰的,区块链扩容性格根本的问题在于无法利用规模经济的效益,也就是说,随着用户的需求增加区块链平台的能力却无法相应地扩大,这才是我们真正需要解决的扩容性问题,对于企业来说,如果他们知道在使用区块链过程中存在着交易费用暴涨的可能性,他们就会觉得选择区块链的风险太高。

 


此外,应用和平台能够升级也是必须的,而协议分叉的风险加上区块链上合约的不可篡改性,使得合约的创建者很难支持自己的终端用户,对于企业来说,他们必须要为新用户提供bug修复和一些新的功能,这就意味着对于企业来说升级必须要是容易的。

 


我们成立CasperLabs,主要是为了解决阻碍公链技术大规模应用的一些问题。其中最重要的就是“为了扩容牺牲安全性!”。对于企业来说,由于无法做预算,加上很难招募到智能合约的开发人员,同样他们也很难控制或者是升级链上的合约,因此不会选择使用区块链。

 

区块链最大的价值就在于安全性,所以CasperLabs是不会为了性能而牺牲安全性的,对于开发人员来说,他们需要获得一定的功能才愿意使用区块链,同时要确保在未来能够不断地从区块链中获得他们想要的价值。总而言之,解决上述提到的种种问题,但是却不牺牲区块链技术的基石,也就是区块链的安全性就是CasperLabs的初衷。我们不仅仅是要解决区块链本身的问题,同时还要提供一些必须的功能,便于企业搭建应用!

 


换言之,我们所面临的挑战,就是创建一个安全、高性能,并向所有人都开放的系统,但同时不牺牲去中心化及安全性!

 

其实以太坊基金会已经致力于解决扩容性问题多年。以太坊一经推出,几乎立刻就意识到了扩容性的问题!

 

那么,CBCCasper 就是一个脱胎于以太坊研究的PoS 协议。但它同时又有以下特征:第一是故障检查;第二是它仅就“最重要的区块”而非交易的顺序达成共识,这就允许分片和同步!

 


Vlad  Zamfir构想出了一个保留了中本聪共识很多特征的协议,但是他所想出来的CBC-Casper协议又和中本聪共识存在一些关键的区别。包括以下几点:第一,如果攻击者想要回滚已经处理的交易,那么就必须要回滚此前做出的多个决定,这就会导致攻击者丧失其抵押的权益(stake)。这一点与PoW机制不同,在PoW中,攻击者的攻击实际上是没有成本的,或者说只有极小的机会成本!

 

2017年Vlad等人有关于CBCCasper的论文实际上没有明确的给出一个完整的协议。虽说论文包含了安全性证明、最终性客户端属性以及分叉选择规则,但完整的协议必须同时具有活性和安全性,才能够正常的运作。

 

活性意味着这个协议始终将区块链的下一个节点达成共识;而安全性则意味着决定应该是不可逆的。CasperLabs设计了Highway协议,CBC Casper 的第一个可证明活性且安全的实现。Highway协议与Casper FFG不同,它完全排除了PoW。

 

接下来我就给大家介绍一下Highway协议到底是如何实现活性的。Highway支持快线和慢线,对应快验证者和慢验证者,验证者可以根据自身系统性能和网络连接速度,按照不同的时间间隔提议区块,活性是通过支持领导人节点、动态轮次和Eras(时间窗口)来实现的。

 


图片上显示的就是一个协议架构 — DAG视图。有一个看起来像Choke point(阻塞点)的节点,代表领导人节点正在进行全网的同步。如果某个节点连续两轮无法发送消息,那么该节点就会被忽略(认为遭受了活击),还可以观察到图上的峰会结构 — 代表每一轮的共识层次,这张图摘自我们的区块链浏览器。

 


我们的系统也支持同步的区块链,比如这张图里一个节点同时处理3个父块,然后基于此创建一个新的区块。在以太坊的链上,其中两个父块会成为孤块,但是在CasperLabs的链上,我们可以在一轮中将这两个块的交易合并到新的块里。我们认为,对于区块链应用的开发者来说,孤块是有问题的。一旦一个交易成为孤块,就要重新提交。

 


我们认为区块链应当属于一个更大系统架构的一部分,需要和系统里的其它组件一道运作。也就是说要为开发人员提供一些非常容易调用的API,便于开发人员将区块链整合到他们自己的更大的架构之中。

 

开发人员也需要能够察看自己APP的状态,同时可以通过更新的方式来维护 APP。除此之外,他们也需要灵活而又强大的合约功能,从而减少代码量。

 

为此,我们提供Rust全套SDK和一个虚拟机运行环境,加上一个测试架构,开发人员就可以自由选择自己想使用的IDE,并且在自己的持续集成框架中运行合约!我们的账户管理系统支持账户找回,同时我们也支持用现有的多种语言进行智能合约的编写,其中就包括Rust和AssemblyScript。

 

我们有一个特别的许可模型,允许合约的创建者用经特别许可的引用去控制合约执行和数据。可以想象一下在街道上停的车,经过广播后,你可以看到合约的状态,但却不能在没有授权的情况下执行合约。

 


除此之外,我们还有一个创新的帐户多重签名功能,便于管理账户和合约。我们也为开发人员提供灵活的支付交易的方式。这是一个非常简单、但同时又非常强大的交易架构,可以满足复杂的交易支付的需求!

 


我们也支持创建特殊的支付功能,比如说给推荐人奖励,通过借记卡或者其他支付方式支付。企业可以设计自己的支付功能,有需要的话,也可以改变支付方式。在其他区块链系统中,要实现多种支付方式进行支付,是需要多笔交易的,而不是仅仅一笔交易!

 

现在我就和大家详细介绍一下,为什么我们的账户管理系统非常特别。


在我们的系统中有两类密钥的,可以给密钥设置不同的权重。也可以经过授权修改某个密钥的权重。同时也支持设置密钥管理和部署阈值,只有当阈值满足,行为才会执行。



图片显示,一笔交易既可以多人签名,也可以仅由一人签名,取决于他们所用密钥的权重。所有的权重和阈值,都可以写代码调整和修改,这就使得企业可以控制区块链上的交易权限。此外,授权是在一笔交易经过区块链处理之前发生,换言之,哪怕这笔交易失败了,也不会浪费任何的资金。此外也可以让账户与其他账户进行关联,并且给密钥授权对账户执行一些行为。



这张图片显示,可以将主秘钥安全存放,将签名权授权给其他密钥。这样哪怕交易签名的密钥丢失,你也可以很容易的销毁丢失的密钥,并收回对账户的控制。我们认为密钥找回的功能对于用户来说非常重要。

 

现在我想给大家介绍我们的团队和路线图。



回顾一下,我们团队一直都能够做到准时交付。我们从2018年10月份开始的这个项目,自此之后,每次发布的时间表我们都是严格遵循的,并且我们也兑现了对投资者以及支持者的承诺。


我们的团队成员来自业界领先企业,比如谷歌、亚马逊以及微软。我们和现代下属的一个子公司叫现代数字资产集团(HDAC)合作,一道做区块链的研发。我们通过传统股权融资的方式获得开发所需资金。



这也就意味着到目前为止,我们还没有销售过任何的代币。这就允许我们能够做对社区以及对整个项目都有利的事情。我们的投资者包括XRP Capital、One Boat Capital、 Hashkey Capital、共识资本这样的机构


为什么CasperLabs未来会成功?因为我们具有以下几个优势:首先团队一直是由创始人所领导;另外我们的团队汇聚了多元化背景的人员,在大型平台建设方面经验丰富;我们还打造了一个最健壮的区块链网络,加上了一些我们认为对于企业来说,是否选择使用区块链非常重要的功能。


我们的共识机制支持未来进一步的扩容和分片。除此之外,我们也专注于现实世界的应用,包括企业和开发人员的采用。

 


我们还有一支思想家和筑梦者的团队。DanielKane博士是一位知名的数学家,目前正在帮助我们做共识机制。Kevin Watt曾负责DropBox产品营销和AWS企业营销工作。我们的CEO Mrinal Manohar,我们的常务董事Scott Walker,是DNA Fund的负责人,2011年开始投身区块链。AndreasFackler是共识机制的主要研究人员之一,之前带领过Google以及MaidSafe和Xored RCPTT团队。

 


我们还有一支强大的顾问团队,包括Michael Arrington,来自Arrington XRP Capital,以及Matti Liukas,来自共识资本, 还有 Omer Ozden,RockTree Capital(石木资本)的主席。

 

我们致力于区块链的运用,我们通过提供加速器、开展合作和参与项目的方式,吸引更多的开发者来参与。我们也希望利用区块链技术,加快产品的上线速度。我们也想与全球领先的企业合作,从而使得整个区块链行业有所提升。我们也与全球一些主要的加速器合作,帮助初创企业用区块链技术。让使用区块链的人数变得更多。

 

最后再次感谢大家的聆听,让我们一道共创未来,筑梦前行!


问答环节:


主持人:刚刚Medha对Casperlabs项目做了一个精彩的展示,并且介绍的非常详细。接下来呢,我们请Medha回答一下 CasperLabs是如何平衡 “不可能三角”问题的?

 

Medha:这个不可能的三角形理论并不是完全错误的。区块链受网络带宽以及消息在系统中传播所花费的时间限制,因此,我们实际需要考虑的是同步限制的问题。换言之,是否需要全网就过去的状态达成共识,才能够进行下一批的状态更新。


在POW算法下,确实存在严格的限制操作,同时也限制了整个网络的吞吐量和扩容性。Casper协议提出了“past cone” 和 “futurecone” 虚拟机状态的概念您可以将“past cone”视为状态更新,该状态更新已被网络的很大一部分观察到并正在最终确定,而“future cone”是状态更新的一部分,正在处理和推送网络。这使许多状态更新可以同时在网络中移动,从而实现更好的吞吐量和规模。这就是我们一直在思考这个问题的方式。


主持人:CasperLabs有自己的开发者社区吗?目前是什么样的规模?中国的开发者可以加入吗?如何加入?

 

Medha:我们有一个非常活跃的开发人员社区,目前我们的Discord服务器中有将近200个成员。每个开发人员都可以通过加入Discord服务器甚至是微信渠道来加入。同时,我们每周二还主持社区电话周会和开发研讨会,供我们开发者社区听众收听,随时了解我们的更新进度,以及有关CasperLabs的各种教程, 也希望听到社区中所有中国开发商的来信。

 

主持人:CasperLabs代码是否友好,社区开发者需要掌握哪些开发语言?需要专门的培训吗?

 

Medha:  我们已实现了广泛的功能集,以确保该协议不仅对代码友好,而且非常易于使用。

 

1)开发人员可以使用可编译至WASM字节码的所有语言编写智能合约。这样一来,就可以轻松加入该协议,并且开发人员无需学习新语言即可与CasperLabs一起使用。目前,我们支持Rust和Assembly Script。


2)我们针对智能合约的Rust开发套件,包括一个测试环境和合约运行时,集成到现有的Rust工具链中,入门需要5个步骤。开发人员可以像使用常规开发一样,使用现有的IDE在VM中运行合约并执行断点和监视。您可以在https://crates.io/crates/cargo-casperlabs看到我们的Rust crate。


3)我们的区块链不仅支持将合约存储在一个不变的地址或授权引用中,还支持版本控制和轻松升级合约,有助于开发人员对合约进行必要的更新。


4)我们的帐户结构灵活而强大,使开发人员能够支持他们所需的任何类型的许可。


5)开发人员可以访问GraphQL来简单了解其应用程序的状态,使了解合约内部状态变得非常容易。


6)CasperLabs Type系统在客户端API层公开,因此可以使用Type系统查询系统。


7)支持图灵完备的付款选项,以便开发人员可以指定交易付款方式。


8)GraphQL用于对合约内部状态和数据进行在链洞察。


 主持人:寡头垄断或卡特尔组织对POS区块链有哪些一些影响?

 

Medha : 首先,重要的是要理解为什么人们形成卡特尔组织。通常有两个主要原因:第一个是形成寡头垄断市场第二个是从卡特尔获得更高的利润基本上,如果人们支付的费用更高,就会形成卡特尔。卡特尔的形成暗示着PoS网络上存在某种形式的集中化,这完全违背了区块链和去中心化的精神。例如,验证者卡特尔可以将其他卡特尔成员列入白名单,并将其他人列入黑名单。

 

我们已经对Highway进行了很多考虑。在Highway中,我们通过消除卡特尔以较小的赌注伤害验证者的能力来解除卡特尔的武装。我们称这种概念为奖励对称性:每个验证者令牌的奖励都是相同的,无论验证者是否发送了消息。除了奖励对称性之外,我们还实施奖励更正,这意味着总奖励随网络参与程度而定。

 

主持人:CasperLabs实现了首个可证实活性且安全的CBC Casper实施项目,如何解决活性和安全性的?

 

Medha安全是指交易的不变性。不良行为者可以恢复交易吗?活性意味着网络总是做出决定(达成共识)。在Highway协议中,通过要求验证者在特定时间发送特定消息来实现活性。如果节点未能按预期发送消息,则会失去奖励(惩罚)。如果节点在正确的时间发送正确的消息,它将获得奖励。安全是指决策的一致性。如果节点为一个块投票,然后在以后更改该投票,这称为模棱两可,这是安全攻击。如果节点创建了模棱两可,则将削减权益。如果系统检测到模棱两可,它将切换到可靠的广播协议,以防止进一步的模棱两可和安全攻击。


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