【童剛 10:59 發(fā)文】
一. 引言
2018年毫無疑問是全球公鏈競爭最慘烈的一年录择。在全球多達逾百個的公鏈中浊洞，有超過一半的公鏈在2018年發(fā)布其主網(wǎng)地回，尤其是在2018年的6月排宰，上線了一批明星項目平夜。
為什么2018年會上線如此多的公鏈腰鬼？最主要的原因是現(xiàn)有區(qū)塊鏈公鏈的交易速度過慢嵌赠，導致區(qū)塊鏈行業(yè)的商業(yè)化落地一直推進緩慢。
在傳統(tǒng)的區(qū)塊鏈項目里面熄赡，交易廣播姜挺，交易驗證，區(qū)塊廣播彼硫，區(qū)塊生產(chǎn)等等環(huán)節(jié)炊豪，都是基于軟件層面來實現(xiàn)。每個節(jié)點直接采用“弱串行”的方式拧篮，來傳輸和處理數(shù)據(jù)词渤。這導致了網(wǎng)絡拓撲結構復雜，延遲高串绩，性能低缺虐，用戶體驗很差。
為此礁凡，HPB(High Performance Blockchain)芯鏈創(chuàng)新性的提出了一種區(qū)塊鏈硬件+軟件的體系架構高氮，來解決主流區(qū)塊鏈平臺遇到的性能問題。具體包含芯片加速引擎和區(qū)塊鏈底層平臺顷牌，旨在實現(xiàn)分布式應用的性能擴展剪芍。
二. 芯鏈簡介
HPB芯鏈采用全新的區(qū)塊鏈軟硬件體系架構，該體系架構包含兩部分窟蓝，硬件體系架構及與之配合的軟件體系架構罪裹，是一個融合HPC(High Performance Computing)及云計算概念的高性能區(qū)塊鏈架構。
HPB芯鏈是全球首個通過軟硬件深度結合的方式解決鏈上擁堵的公鏈項目。對于HPB芯鏈而言坊谁，BOE硬件加速引擎不僅是全球第一款用于區(qū)塊鏈的硬件加速引擎，更重要的是在核心硬件的賦能下滑臊，讓HPB芯鏈有了顛覆現(xiàn)有區(qū)塊鏈節(jié)點生態(tài)的創(chuàng)新可能口芍。
三. BOE剖析
BOE硬件加速引擎可謂是HPB芯鏈項目最大亮點。也可以說BOE就是芯鏈項目的核心雇卷。
BOE是Blockchain Offload Engine的縮寫鬓椭。
Blockchain = 區(qū)塊鏈
Offload = 卸載
Engine = 引擎
“區(qū)塊鏈卸載引擎”，中文翻譯有些拗口关划。這款硬件引擎針對傳統(tǒng)區(qū)塊鏈系統(tǒng)低TPS的痛點小染，采用“軟硬結合”的方式，達到讓數(shù)據(jù)并行的目的贮折，保證全網(wǎng)性能的高并發(fā)計算裤翩。
根據(jù)白皮書的介紹：
BOE硬件設備，通過千兆/萬兆以太網(wǎng)接口踊赠，連接點對點網(wǎng)絡中的其他節(jié)點設備。MAC模塊用來處理以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)報文每庆，并與TOE模塊進行數(shù)據(jù)交互筐带。BOE模塊實現(xiàn)對TCP報文和UDP報文的解析，處理過程無需CPU參與缤灵，這將會極大的提高節(jié)點的性能伦籍。
上圖是我在網(wǎng)上找到的一張BOE板卡的實物圖片，根據(jù)本人十余年嵌入式硬件研發(fā)的經(jīng)驗腮出，以我的專業(yè)知識做了如上的標注帖鸦。
根據(jù)這塊硬件板卡的長寬比例，以及所帶的金手指插槽利诺，可判斷出這是一塊PCIe的硬件板卡富蓄，可以插在節(jié)點的服務器內。如圖片所示慢逾，板上共分為三個區(qū)域：最左側沒有大型芯片立倍，根據(jù)電容和電感的尺寸，可推測出這是板上的供電部分侣滩；板子中部有1片銀色的主芯片口注，應為FPGA（現(xiàn)場可編程門陣列）芯片，在FPGA芯片周圍均勻分布了12片黑色的DDR芯片君珠。板子右側是2片黑色的網(wǎng)口物理層芯片寝志，共引出了4個千兆網(wǎng)口，1個光千兆網(wǎng)口和3個電千兆網(wǎng)口。
根據(jù)白皮書描述材部，此FPGA芯片自帶ARM核毫缆，以筆者對全球主流FPGA廠家的了解，推測此FPGA芯片應是美國Xilinx公司的ZYNC系列乐导，可以滿足芯鏈系統(tǒng)的基本需求苦丁。
在2018年7月1日HPB發(fā)布會上，芯鏈技術VP婁山林以視頻演示了BOE（Block chain Offload Engine）驗簽和一般的CPU驗簽的區(qū)別物臂。
說明一下旺拉，現(xiàn)階段驗簽（驗證簽名）是處理過程中最慢的一個環(huán)節(jié)。根據(jù)芯鏈展示的視頻顯示棵磷，以20萬個驗簽數(shù)量為例蛾狗，BOE驗簽只用了8秒完成，CPU占用率為5%仪媒。而傳統(tǒng)的CPU驗簽需要40秒沉桌，CPU占用率高達76%。以此來看算吩，有了芯鏈研發(fā)的BOE板蒲牧，芯鏈TPS性能預計能提升5倍左右。
四. 芯鏈節(jié)點計劃介紹
介紹完了芯鏈的基本情況赌莺，再來介紹一下芯鏈的節(jié)點計劃冰抢。
眾所周知，要維系一個區(qū)塊鏈項目的正常運行艘狭，節(jié)點或者說是礦工是必不可少的挎扰。
自2018年7月1日起，HPB芯鏈已正式啟動節(jié)點計劃巢音，接下來是為期一個月的節(jié)點申請期遵倦，為8月份即將到來的主鏈上線和節(jié)點競選全速備戰(zhàn)。
1 節(jié)點分類
根據(jù)HPB芯鏈公布的節(jié)點計劃官撼，HPB的BOE節(jié)點包含候選節(jié)點和高性能節(jié)點兩部分梧躺，在主網(wǎng)上線階段，共設置150個節(jié)點傲绣，其中高性能節(jié)點數(shù)為31個掠哥，后續(xù)節(jié)點將擴展為300個，其中高性能節(jié)點數(shù)為61個秃诵。高性能節(jié)點每10分鐘輪換一次续搀，算法自動運行，在保證公平性菠净、提升網(wǎng)絡安全性的同時禁舷，也保證了系統(tǒng)高TPS的穩(wěn)定性彪杉。目前HPB芯鏈的TPS已經(jīng)達到每秒10000筆，處于行業(yè)領先水平牵咙，并且隨著未來HPB公鏈上DApp運行數(shù)量的增多派近，有可能進一步提升至百萬級TPS。
2 節(jié)點競選辦法
所有申請節(jié)點的機構或個人采取實名制洁桌，接受社區(qū)監(jiān)督构哺。所有的BOE節(jié)點，按照競選制和邀請制分配其相應的比例战坤。
在所有BOE節(jié)點中，70%的節(jié)點經(jīng)過申請和投票產(chǎn)生残拐，任何持有HPB Token的個人和機構都可進行投票途茫，每一個Token可以投一票。24%的節(jié)點采取邀請制溪食，企業(yè)用戶囊卜、學術研究機構、開發(fā)者和公益組織為主要受邀機構错沃。6%的節(jié)點由基金會維護栅组。這種競選制和邀請制結合下的創(chuàng)新制度，能夠在保證持幣者利益的前提下枢析，讓更多重要的戰(zhàn)略合作伙伴也可以參與其中共建生態(tài)玉掸，避免了資本方成為節(jié)點維護的寡頭，有效緩解了目前圈內節(jié)點過度中心化的困擾醒叁。
不難發(fā)現(xiàn)司浪，與EOS競選節(jié)點深度綁定資本不同，HPB芯鏈獨創(chuàng)的共識機制能夠篩選出最具代表性的節(jié)點把沼，在保證持幣者利益的前提下啊易，也讓更多對生態(tài)有貢獻的重要角色一同參與到HPB的生態(tài)建設中，除此之外饮睬，HPB硬件使得單個節(jié)點運營的年度成本只有EOS的十分之一租谈，節(jié)點進入的門檻更低，從而避免節(jié)點過度中心化捆愁，資本霸權隨之消除割去。社區(qū)生態(tài)的發(fā)展壯大是大多數(shù)人群策群力的結果，一個嘗試打破“偽去中心化”昼丑、具備內在自驅力的全新生態(tài)正在迅速崛起劫拗。
3 節(jié)點獎勵
為了更好地維護HPB優(yōu)化的網(wǎng)絡生態(tài)，HPB芯鏈將每年增發(fā)一定比例的Token對節(jié)點進行激勵矾克。在150個BOE節(jié)點階段页慷，預計年Token增發(fā)約為初始發(fā)行的3%憔足；到了300個BOE節(jié)點階段，預計年Token增發(fā)約為6%酒繁；單個節(jié)點激勵不隨總節(jié)點數(shù)目的擴張而改變滓彰。
HPB特采取雙維度節(jié)點激勵機制：
① 其中2/3的新增Token分配給高性能節(jié)點與候選節(jié)點，負責出塊的高性能節(jié)點收益是候選節(jié)點收益的兩倍州袒，此種分配對于節(jié)點維護者不斷進行設備進化揭绑，持續(xù)提升全網(wǎng)TPS有強激勵作用。
② 另外1/3新增Token郎哭，按照BOE節(jié)點在競選階段所獲得的票數(shù)比例進行分配他匪，彌補了第一種分配模式過分單一的兩分法問題缺陷，并降低了節(jié)點維護者的作惡風險夸研，保障了較大投資者的利益邦蜜。
4 成本和收益分析
HPB發(fā)行總量1億，第一階段每年增發(fā)3%即300萬HPB來作為節(jié)點獎勵亥至，按照目前市價12.4元唯绍，約合人民幣3700萬踱蛀。
這300萬HPB獎勵如前文所述蜒犯，分成2部分：挖礦收益為200萬HPB子巾，持倉收益為100萬HPB。
①挖礦收益：200萬HPB按照貢獻分配給高性能節(jié)點與候選節(jié)點
此部分獎勵是挖礦的獎勵茶敏，150個節(jié)點中有31個高性能節(jié)點壤靶，119個候選節(jié)點，出塊的高性能節(jié)點收益是候選節(jié)點收益的兩倍惊搏，通過以上數(shù)據(jù)進行估算萍肆，一直作為候選節(jié)點有多少收益呢？
200萬 ÷（31×2 + 119）= 1.1萬
通過計算可以知道候選節(jié)點的挖礦收益為1.1萬token/年胀屿，按照目前市價估算一年的收益為13.6萬塘揣。
而所需要付出的成本是多少呢？
普通的服務器大約3萬RMB（二手的會更便宜）宿崭，100M帶寬的機房托管費大約1萬RMB亲铡，里面已包括運維費用、網(wǎng)絡帶寬和電費葡兑。所以付出4萬RMB的成本奖蔓，收益為13.6萬RMB，在熊市中這個收益率相當不錯了讹堤！
②持倉收益：100萬HPB根據(jù)BOE節(jié)點在競選階段所獲得的票數(shù)比例進行分配
此的獎勵是根據(jù)投票時持倉多少（只需在投票期間鎖倉）進行獎勵吆鹤，假設此節(jié)點在競選時持倉的HPB數(shù)量占150個節(jié)點總量的5%，那么就可以得到5萬token/年洲守。
根據(jù)計算疑务，如果在熊市中沾凄，節(jié)點挖礦的收益已經(jīng)可以覆蓋成本，相信在將來到來的牛市中知允，HPB節(jié)點必然具備一飛沖天的潛力撒蟀。
同時，與EOS節(jié)點排名的秒級輪換不同温鸽，芯鏈節(jié)點是每三個月才重新競選一次保屯。新節(jié)點會接管老節(jié)點的BOE板卡，所以BOE板卡在實際的提速功能外涤垫，還相當于HPB的節(jié)點標識姑尺，有助于激發(fā)了節(jié)點對于芯鏈公鏈的歸屬感。同時蝠猬，由于每隔三個月會進行一次競選切蟋，也可以提升芯鏈的受關注度，而不會像現(xiàn)在EOS的持續(xù)選舉吱雏，導致選民慢慢的淡漠。
結語
期待隨著BOE加速引擎的正式發(fā)布瘾境，相信HPB芯鏈可以引爆區(qū)塊鏈世界里一場顛覆性的技術革命歧杏。
