深度拆解 Avalanche：从共识、平台、子网到生态进展

互联网阅读 279 2022-03-26 14:31:00

令人惊讶的是，虽然 Avalanche 核心的操作机制非常简单，但这些协议却带来了非常理想化的系统结果，使它们适合大规模部署。

——Avalanche 平台白皮书

公链之战仍在继续，最近创造 ATH 的 Luna，创始人 Do Kwon 的对赌协议，都让 Terra 大放异彩。

Cosmos 在不佳的市场环境下，仍然非常坚挺，同时靠着大量的空投预期也收获了不少关注。

而作为 T1 级别的公链 Avalanche，最近好像有些失声。

虽然子网（subnet）也有不少人在讨论，但好像市场对于 subnet 的潜力或 Avalanche 本身的愿景并没有太明确的了解。

最近 Avalanche 发布的 2。9 亿美金 Multiverse 激励计划，其中也有一些部分被「市场」忽视。作为长期关注 Avalanche 的韭菜一枚，我们认为这些被忽略的细节却恰好能证明 Avalanche 的坚定愿景与发展潜力。

本期内容将从原理出发为大家分享什么是 Avalanche，子网是什么，雪崩最近的一些市场动作和值得关注的几个项目，仅代表个人观点，非投资建议，欢迎大家在文末加入雪崩社群与我们一起交流。

本期内容将不会涉及通证模型，锁仓情况等，此部分内容来自 GalaxyDigital 的文章：Galaxy Digital Research 剖析 AVALANCHE 已经讲的非常清晰，建议也配合此篇内容一起服用，效果更佳。

什么是 Avalanche：Snowball+DAG，Avalanche 是一个开放平台

Avalanche 给自己的定义是：一个适合部署 Dapp 和企业级区块链的开放平台。

也因为 Avalanche 适合很多的区块链部署，所以当你去对比 L1 的公链时，其实从长期来看，把他和 Polkadot 和 Cosmos 这类多链并行的项目进行比较更合适。

当然从本身的公链性能上来讲，Avalanche 的交易速度和去中心化程度也是相对较优的。即使在节点倍增的情况下，链上的交易速度和安全性依然不会受到什么影响。相比于 COSMOS，除了后文会介绍到的雪崩对传统金融上链的努力外，因为每一条 subnet 的创立都需要质押 2，000 AVAX，因此 Avalanche 原生通证的价值捕获也更高。

Avalanche 与其他公链的核心区别在于共识协议，我们也将由此展开。

Avalanche 的共识演进

Slush->Snowflake->Snowball->Avalanche，从简单重复采样到完备共识。

共识是指：一系列独立的投票者（即：验证者）对一个决策达成一致的过程。

过去的共识协议分主要为两类：

经典共识协议（Classical Consensus Protocols）和中本聪共识协议（Nakamoto Consensus）。但两者分别在规模化、交易速度等方面做出了妥协，也就有了后面我们经常聊到的区块链不可能三角。

即：去中心化、高性能和高安全性不可能同时满足。

而 Avalanche 的共识机制则宣称能打破区块链不可能三角的限制，以下是官方给出的不同共识机制对比。

Avalanche 的共识形成主要分为四个阶段，Slush、Snowflake、Snowball 以及最后 Snowball+DAG 结合形成的 Avalanche 共识协议。

在具体分享共识演进过程之前，了解雪崩的朋友可能听过一个词叫做：亚稳态（metastability）。

亚稳态是指：触发器无法在某个规定时间段内达到一个可确认的状态。这也正和 Avalanche 不断的二次采样（subsample）有关系，我们从 Slush 开始。

阶段一：Slush：引入亚稳态，进行简单重复采样

这是 Avalanche 得以演进的根基。Slush 的灵感来源于流言协议 Gossip Protocol（或称为：流行病协议 Epidemic Protocol），Bitcoin 就是用的流言协议来广播交易和区块信息的。

为流言协议做一个形象化的比喻就是：想象一下流言传播的过程或者你吃瓜的过程，往往是由一个人先告诉你「是什么瓜？」，然后你又「把这个瓜传播」给其他人，最后大家「都知道了这个瓜」。

图来自知乎用户 @juniway

而 Slush 对以上「吃瓜的过程」做了优化，即通过不断向身边的人求证这个瓜的真实性，最终确认自己是相信还是不相信。这个过程即：重复子采样。

核心来讲，假设你有三种状态：

不确定状态：即你还没有被传播到，不知道是什么瓜；

相信此瓜：即你相信这瓜是真的；

不信此瓜：即你相信这瓜是假的。

首先作为不知情的你，将通过如下过程完成共识。

a）带着信或者不信的预期开始进行采样；

b）被采样的节点返回他们是信或者不信的结果；

c）根据少数服从多数的原则，如果多数结果是相信（如相信：不相信 = 3：2），采样节点选择相信，如果多数结果是不相信（如相信：不相信 = 1：4），采样节点选择不相信。

图来自知乎用户 @JoeQuant-Jackal 提供

而为了安全，节点会进行多次采样，如果连续几次采样结果都一致时，节点才会最终改变自己的状态。动态采样过程如下：

图来自知乎用户 @JoeQuant-Jackal 提供

选取多少个节点，以及需要连续多少次采样一致，即白皮书里提到的参数 k 和 α。

但如此采样的过程其实会遇到一个问题。

即如果有恶意节点把自己调整为相反的状态，让那个采样的节点不能在正确的状态完成最终确认，则网络安全性就会不够。

基于以上问题，就有了 SnowFlake 的概念，在 Slush 上加了一个计数器（counter）的概念。

阶段二：Snow Flake：为 Slush 加入一个计数器，记录节点历史达成共识的次数

Slush 有一个特点是：无记忆（memoryless），即节点只会保留最终的状态，但不会记录采样历史。

而 SnowFlake 则会让节点保存「之前连续采样一致的次数」，具体执行如下：

- 为每一个节点增加一个计数器；

- 如果采样结果与上一轮不同，计数器重制为 0；

- 如果采样结果与上一轮相同，计数器 + 1；

最终当「连续采样一致的次数 α」大于「系统规定的某个数值 β」时，则完成状态的确认。

这样的好处是，即使中间有错误的采样，如果节点以往的采样结果积累 α 是大于 β 的话，仍然可以完成状态的切换。

但这种确认过程仍然会遇到一个问题，即如果作恶节点频发，计数器就会反复归 0，这样某些节点就无法达成共识，从而一直在重复采样。

基于以上问题，就有了 Snowball 的概念，将 Snowflake 里的计数器改进为了置信度（confidence）的概念。

阶段三：Snowball：为 Snow Flake 加入置信度，衡量节点历史验证质量

Snowflake 的核心问题在于：节点作恶使计数器反复归零，最终造成网络无法达成共识。

改进为「置信度计数器」之后，节点就不会因为单次采样与之前不同就改变状态或者把计数器归零，而是降低自己的置信度，最终颜色的改变会根据置信度的数值来决定。

这就是 Snowball 共识的由来，也是 Avlanche 的核心之一。

感兴趣的朋友也可以通过以下链接体验 Snowball 共识的形成过程，在矩阵图里拖动鼠标即可模拟作恶节点。

https://tedyin.com/archive/snow-bft-demo/#/snow

而 Avalanche 在此基础上还做了一层升级。

阶段四：Avalanche：为 Snowball 加入 DAG 的概念，增加交易的效率和安全性

为了让网络更加高效和安全，Avalanche 还为 Snowball 添加了 DAG 的概念。

DAG：即 Directed Acyclic Graph，有向无环图。

区块链的数据结构是一个链表（暂不延伸），属于线性结构，而 DAG 则是一个图结构，这样一来就可以让交易平行进行从而加快交易速度。

图来自知乎用户 Peter 王广忠

还有一个特点是，因为每笔交易都有一个定向的箭头（有向的概念），交易之间的父子关系会相互缠绕，因此如果要篡改一笔交易，就增加了篡改的复杂度，想要作恶的成本就会提高。

因此 Snowball + DAG 就是我们说的 Avalanche 共识协议。这里需要注意的是，雪崩的三条链并不都是 Avalanche 共识。

因为 P 链和 C 链的数据仍然是链式结构的，所以 Avalanche 共识只能用于 X 链的交易场景，P 链和 C 链采用的是一种基于 Avlanche 定制的线性共识 Snowman。

基于 Avalanche 和 Snowman 的共识，雪崩官方做了实测，数据显示即使在节点增加到 2000 时，吞吐量也不会有太大变化。即使以后节点再多，雪崩的共识仍然是以这种「重复子采样」的方式来完成，因此理论上网络仍然会保持较快的速度。

以上则为 Avalanche 在共识方面的核心介绍，当然白皮书里还有一些细节，比如如何快速处理一些交易冲突的场景，节点变化对延迟的影响，avalanche 怎么看待分片等问题，篇幅有限，先不展开。

我们在白皮书中做了一些简单的标注，感兴趣的朋友可以微信公众号后台回复「AVAX」获取我们简易标注版的白皮书并进入社群。

Avalanche 的相关概念区分

X/P/C 链、Primary Network、验证者、子网与区块链的关系

市场上比较常见的图如下，图中详细的介绍了 Primary Network 的结构和特点。

简单来讲：

X 链：主要用于创建和交易资产；

P 链：承载了 Avalanche 网络的元数据，并用于协调验证节点和创建子网；

C 链：这是一条兼容 EVM 的链，用于创建 EVM 相关的合约等。

这里需要指出的是，只有 X 链是 Avalanche 共识，所以 X 链属于 AVM（Avalanche Virtual Machines），目前用户使用较多的场景是：将 Avalanche 钱包与交易所钱包进行交互，而实际上这并不能代表 X 链的潜力和广泛的用例。

Avalanche 有一个愿景是希望把更多传统的金融资产带到链上，这就需要对资产进行定义，比如这个资产只能由某个国家的人进行交易，或只能在某个时段进行交易，或者在其他的定制化场景下交易等。X 链的定义是：一个创建和交易数字资产的去中心化平台。这样的功能将有机会实现 Avalanche 的愿景，同时也是雪崩被市场广泛忽略的特点之一。

由于对子网的讨论越来越多，子网涉及的验证者、与 X/P/C 链的关系等相关概念就需要一个更加完整的图来做梳理。

我们将 Primary Network、X/P/C 链、子网、验证者的关系等做了如下的一张图总结，在这里有几个前置概念需要理清：

子网是由一系列为了达成区块链共识的验证者组成的网络；

每一条区块链只能由一个子网进行验证；

每个子网上的验证者可以验证多个子网；

每个子网都是 Primary Network 的一员，且需要质押 2,000AVAX。

图中分别列举了三个 Subnets1/2/3，并分别由多个验证者的集合 A/B/C 进行验证。

深入子网，探索 Subnet 规则与潜力

由上图看到，每一个 Subnet 都是 PrimaryNetwork 的一员，而在 Primary Network 中的 P 链又是为所有子网进行服务的，这也是为什么会说，自定义的子网在定制化自己区块链的同时，仍然享受了 Avalanche 整体网络的保障。

同时作为子网，能看到 Subet3 可以同时验证 Subnet2，但可以不用验证 Subnet1。也就是说，每个自定义的子网可以只去关注 / 验证自己感兴趣的网络数据，而不用为不感兴趣的网络进行验证从而给自己增加负担。

以上是子网的结构特点带来的好处。

同时子网的核心潜力在于你可以自定义网络的规则，从而让这条链更适合自己的业务。

比如上面说到的某些资产只能由某些国家的人进行交易，同样的，你也可以让自己网络上的节点只能由某些国家的设备接入，或者采用其他一些限制来打造自己的区块链。

比如针对游戏的区块链，你希望验证节点的硬件配置比较高，也可以对相关验证者提出要求。

最近比较火的两条游戏 Subnet 分别是由 Crabada 主导的 Swimmer Network，以及由 Defi Kingdom 主导的 DFK Chain，在网络速度提升和提供激励的同时，两者也都把各自的主要通证作为了新公链的 gas fee 并，增加原生通证的使用场景（消耗）。

自定义区块链的同时也可以自定义虚拟机，如上图的 Subnet3。目前 Avalanche 的 C 链主要是兼容 EVM，而理论上讲开发者可以通过雪崩自定义各类的 VM（Virtual Machine 虚拟机），甚至使用 Go 语言。

目前雪崩上有子网计划的项目不算多，除了前文提到的 Crabada、Defi Kingdom 外，还有 Ascenders， Shrapnel， Cryptoseal 等等，而大部分项目都是跟游戏相关且都还在开发阶段。虽然 Avalanche 以前也跟德勤等公司合作过定制区块链，但对于雪崩而言，Subnet 的潜力仍未真正释放。以下网站展示了目前 Avalanche 上的子网数量，感兴趣的朋友可以持续跟进。

链接如下：https://explorer-xp.avax.network/subnets?tab=validators

Avalanche 的新进展与项目介绍

黑客松大赛与 Multiverse 激励计划

目前雪崩正在进行的几个大事情分别是巴塞罗那的 Summit 峰会，亚洲的黑客松计划，以及最新推出的 2。9 亿美金的 Multiverse 激励计划。

以上动作都是在为 Avalanche 生态持续创造新鲜血液。关于黑客松与 Multiverse 这里不做更多介绍，感兴趣的朋友可以自行查看。

这里主要想提一个被广泛忽略的事情：在 Multiverse 的计划中，有一段写到，Avalanche 将会为机构提供链上的原生 KYC 功能。

这样的功能恰好是 Avalanche 要把传统金融带到链上的又一重要动作。

Avalanche 与子网相关的主流项目

我们分 Gamefi/Defi/NFT/DAO 进行分享。

Gamefi

Crabada 作为 Avalanche 上用户最多的链游，其开发的子网 SwimmerNetwork 已开启测试；

Defi Kingdom 则是 Multiverse 计划中的第一个游戏子网项目；

CryptoSeal 致力于打造 Avalanche 上的 Loot，目前子网也已上线测试；

Ascenders 最近刚开启游戏部分玩法的 Demo 公测，其交付质量也相对上乘；

Wildlife 世界上最大的手游开发商之一，其子网开发进度仍然值得关注。

DeFi（目前无官宣的子网项目，欢迎补充）

Trader Joe 作为 Avalanche 的原生龙头 Defi，其用户量 / TVL / 利润等一直排在前列，值得一提的事，在 Trader Joe 更改了经济模型后，其 JOE 的价值捕获也在提高，同时疑似官方将进一步发布 NFT 商城。如果说 Defi 要出一条子网，Trader Joe 的可能性会比较高。