树图区块链到底牛在什么地方?

发布于 2021-09-08 08:11

平稳运行120天之后，2021年2月27日上午，上海团队全自主研发的Conflux树图公有链系统1.0，作为重大科研成果在徐汇滨江发布。

成果发布会现场本文图片均由上海树图区块链研究院提供

　　澎湃新闻记者获悉，这个全新的区块链系统，凭借高性能共识排序算法，每秒可处理3000笔以上交易，是比特币系统性能的428倍、以太坊系统的75倍。

　　公有链，也称公链，是指全世界任何人都可以随时进入到系统中读取数据、发送可确认交易、竞争记账的区块链。比特币、以太坊是时下最流行的公有链。目前，区块链，尤其是公有链的技术应用已延伸到数字金融、物联网、智能制造、供应链管理等多个领域，世界各国竞相布局发展。

技术上，公有链交易吞吐量和确认时间的矛盾，是其公认的性能瓶颈。

以全球最有代表性的两个公有链系统为例。比特币每秒最多能处理7笔交易，每笔交易（不算排队等待上链的时间）上链以后还需要大约1小时才能确认；以太坊每秒能处理大约30~40笔交易，交易确认时间是10分钟。而我们日常用的Visa支付系统，实际吞吐量是每秒处理1500~3000笔交易，确认时间大约10秒钟。因此，比特币和以太坊的实际使用体验，无法广泛赋能各行各业。

针对这样的瓶颈，上海树图区块链研究院科研团队，打破了“区块一定要串成一条链”的思维定式，创造性地提出了基于树图（Tree-Graph）结构的高性能共识算法。

他们发现，在一个区块链系统中，真正有意义的共识是对于交易顺序的共识，区块只是交易的载体，拘泥于链状的结构如同给区块链套上了性能枷锁。

因此，树图共识算法抛弃了简单的链状结构，先用图的结构组织区块，再用算法把这些区块排出一个所有共识节点都一致认可的先后顺序，实现了一种“形散而神不散”的区块链共识。这样一来，区块的组织结构不需要是一条链，系统中不同的节点可以并发地产生区块，从而更充分地利用网络带宽和计算资源。对区块进行全排序后，这些区块在逻辑上的顺序和普通的区块链并无二致，不影响交易的执行。

这个算法，成就了Conflux树图公有链系统1.0。自2020年10月29日上线以来，系统处理了来自上万名用户超过400万笔交易（现在系统每天处理约4万笔交易），期间从未发生交易拥堵。实测显示，系统区块大小600KB、出块速度0.5秒、确认时间30秒以内……目前，系统在线共识节点数量突破5000个，一跃成为在线共识节点数世界排名前三的公有链系统。

树图创始人龙凡教授指出，上海树图区块链研究院拥有完全自主知识产权。近期，虚拟数字货币剧烈波动，催生去中心化的公有链等技术快速发展，在此基础上的去中心化金融应用，体量也不断放大。在这种背景下，性能领先的树图公有链系统对我国具有战略储备意义。这项技术的突破，也让中国在国际公有链竞争中获得优势，抢占制定公有链技术规则的一席之地。

目前，区块链技术虽然在多个行业都已有应用场景，但真正贴近实体经济和实际生活相关的区块链应用却不多。主要原因在于传统的区块链性能很差，仅适合用于高附加值的场景，普通应用根本无力负担昂贵的使用成本。

举个简单的例子，针对网约车平台杀熟问题，可以把网约车的部分逻辑部署到区块链上，让它变得更加公平，但一笔订单至少得和区块链在定位、预约车辆、支付费用上进行三次交互，如果部署到以太坊上至少要300元左右的成本，这个价钱已远远超过打车本身的费用。

那么是否可以针对交易处理性能，做对应的优化提速？事实上，这是极其困难的。因为根据区块链技术“不可能三角”（交易处理性能、去中心化、安全），提高交易处理性能，必然会牺牲去中心化和安全二者其一，这是使用者不愿看到的。所以，传统区块链技术只能顾及到其中的一方面。选择安全性的话，就会出现区块小、出块慢的情况，导致资源浪费，吞吐率低；选择交易处理性能的话，则可以做到区块大、出块快，但这又会降低安全性。

因此研发并实现更高性能的区块链共识机制，成为突破性能瓶颈的关键。2020年10月，新一代树图公有链上线，以树图结构组织区块，高速出块，允许分叉，能有效利用并发区块，每秒可处理交易量已经达到比特币的428倍、以太坊的75倍以上，同时也不会影响安全性，突破了区块链核心关键技术瓶颈，被誉为第三代公有链。

相比只能顺序产生区块的传统区块链结构，树图区块链基于图结构的排序算法，实现从“枢轴链上的区块顺序”到“所有区块的全排序”的升级。通过允许分叉和有效利用并发区块等技术优势，做到高速出块。

除了先进的共识技术，树图区块链在技术标准化方面的表现也可圈可点。零幺宇宙首席技术顾问、树图区块链研究院CTO伍鸣博士认为：一个系统内部的共识可以由分布式共识技术实现，但不同系统之间的共识必须靠统一的标准实现。要想让区块链真正做到赋能实体经济，需要制定统一的区块链标准，如智能合约语言标准、链间通信标准、后端应用标准等。

目前，树图区块链研究院正主导发起《Standard for Blockchain System - Application Interface（区块链系统应用接口规范）》国际标准的制定，同时推动《区块链和分布式记账技术智能合约实施规范》、《区块链和分布式记账技术存证应用指南》等国家标准的制定，还致力于《区块链服务能力评价》、《区块链跨链技术规范》、《区块链物联网应用参考架构》等团体标准的制定。

随着树图区块链在性能瓶颈和标准化等方面的逐步突破，其技术应用已开始实际落地到各个场景中。作为树图区块链研究院的技术应用和产业化的最前沿阵地，零幺宇宙一直都致力于提供创新的行业级区块链产品。如今，零幺宇宙已在医疗、金融、政务、能源等领域形成了多个案例。