從底層的公鏈，到真正能實現(xiàn)各個 Dapp 們 “顛覆谷歌”、“顛覆Facebook” 的雄心壯志，中間還有不少的路要走。

而這 “不少的路”，指的其實就是中間層。

中間層是什么？目前并沒有公認定義。不過，我們可以和傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)對比。

如果我們把傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)分成五層的話，則有：

那么相對應(yīng)地，區(qū)塊鏈也可以分為五層：

硬件即挖礦與礦機；底層公鏈例如比特幣、以太坊、EOS 等，負責搭建基礎(chǔ)設(shè)施。而區(qū)塊鏈與 C 端的結(jié)合 —— 比如游戲、物流等 —— 則是最上層的 DApp（Decentralized Application，分布式應(yīng)用）應(yīng)用層。

因此我們也可以說，中間層要解決的問題，就是如何成為底層基礎(chǔ)設(shè)施和上層 DApp 之間的橋梁，讓區(qū)塊鏈技術(shù)能被真正運用到生活中。

在這個基礎(chǔ)上，我們又把中間層進一步分成了兩部分：面向公鏈的下層中間層，和面向 DApp 的上層中間層。這篇文章主要討論面向公鏈的下層中間層。

中間層在解決的問題很多，此處我們主要探討下目前最熱門、最急需解決的三大問題：

擴容

鏈下計算和存儲

Oracle

下面，我們就結(jié)合每個領(lǐng)域有代表性的項目，說說這三部分的目前的發(fā)展趨勢。

我們這里討論的擴容定義如下：如何在 DApp 增加的情況下，通過提高主網(wǎng)性能（比如提高吞吐量、降低延遲等）且不影響用戶體驗的辦法，適應(yīng)新的用戶需求。

擴容是中間層發(fā)展里，最關(guān)鍵、最需要解決的問題。如果擴容問題都沒解決，就開始談?wù)撚嬎銉Υ?oracle，那基本就是耍流氓。

說到擴容，不少人的第一反應(yīng)都是解決比特幣擁堵問題的閃電網(wǎng)絡(luò)（Lightning Network），和其以太坊版本的雷電網(wǎng)絡(luò)（Raiden Network）。由于這兩種解決方式是對公鏈本身性能的補充，因此我們暫不把它們算作中間層，本文僅做簡單介紹。

我們知道，比特幣交易速度太慢一直是其致命弱點：每秒僅能處理 7 筆交易。這個速度讓每秒能處理 2.4 萬筆交易的 VISA 笑而不語...就連 Bitcoin Cash 這種比特幣的 “山寨幣”，都有每秒 61 筆的速度。

為解決這個問題，有人提出，我們沒必要在區(qū)塊鏈上記錄每一筆交易，可以把這筆交易搬到鏈下，這就是 “閃電網(wǎng)絡(luò)” 的思路。換句話說，閃電網(wǎng)絡(luò)在比特幣的區(qū)塊鏈上又加了一層，用戶能在這個新添加的一層上，與任意其他用戶搭建起一條專門用于支付的 “快速通道”。由于這個通道是兩個人之間的特殊管道，因此有交易速度快、交易費用極低甚至免費的優(yōu)點。

然而，主要解決支付問題的閃電網(wǎng)絡(luò)和雷電網(wǎng)絡(luò)也有它們?nèi)晕唇鉀Q的問題。這就說到了下一代意在解決擴容問題的項目。

我們在這里介紹兩個比較有代表性的項目：

Loom Network和Celer Network。

Loom Network 是以太坊側(cè)鏈平臺，意在把游戲和社交功能從擁堵的以太坊網(wǎng)絡(luò)中分離出來，分擔以太坊主網(wǎng)數(shù)據(jù)負載，以解決以太坊擁堵。

記得 CryptoKitties 嗎？Loom Network 的誕生和它還很有關(guān)系呢！

去年年底，基于以太坊開發(fā)的云擼貓游戲 CryptoKitties 突然爆火，但由于以太坊主網(wǎng)是主要為解決金融交易而誕生、且大額和小額交易并無區(qū)分，因此 CryptoKitties 爆火后帶來的大量小額交易一下就讓以太坊吃不消了，發(fā)生了極為嚴重的擁堵問題。

Vitalik “宿敵” BM：傻了吧？還是真貓好玩

為解決以太坊的擁堵問題，Loom Network 團隊在以太坊的主鏈上開發(fā)了 Loom Network 側(cè)鏈，這一側(cè)鏈解決方案，V 神看了都說好。

圖片截取自 Vitalik 推特

之所以得到 V 神垂青，是因為 Loom Network 很可能成為以太坊應(yīng)用落地的關(guān)鍵。為什么這么說呢？

這里我們要介紹一個新概念：DAppChains。DAppChains 是一個可運行在以太坊智能合約上、能大規(guī)模優(yōu)化數(shù)據(jù)而非僅僅是金融交易的側(cè)鏈。而 Loom 的 DApp chains 是Loom 針對以太坊主鏈單獨開發(fā)出來的側(cè)鏈，以成為以太坊網(wǎng)絡(luò)上的“游戲”和“社交”的平臺。

除了強大的數(shù)據(jù)處理能力、Loom Network 還推出了軟件開發(fā)工具包 SDK，讓不懂底層區(qū)塊鏈架構(gòu)的開發(fā)者也能開發(fā) DApp，降低開發(fā) DAPP 門檻；另外，Loom Network 還順手推出了 EthFiddle 和 SolidityX 兩款產(chǎn)品，讓程序員開發(fā)復(fù)雜項目更簡單。這些特點使不寫白皮書、只出產(chǎn)品的 Loom Network 被寄予厚望。Loom 的應(yīng)用領(lǐng)域是大型在線游戲以及社交應(yīng)用，也就是說，以后區(qū)塊鏈上的魔獸世界、Fortnite、臉書微博，有可能都要跑在 Loom 上面。

現(xiàn)在我們再來說說 Celer Network。和剛才的 Loom Network 線下處理游戲和社交功能不同，Celer Network 是第一個具有連貫技術(shù)和經(jīng)濟架構(gòu)的脫鏈運營網(wǎng)絡(luò)，意在讓區(qū)塊鏈有互聯(lián)網(wǎng)級別的可擴展性。Celer Network 可橫向擴展到每秒數(shù)十億次的交易。

Celer Network 實現(xiàn)這個目標的方法之一，就是對鏈下擴容的革新。這要從現(xiàn)在鏈下擴容的趨勢談起。鏈下擴容主要有兩個方向：狀態(tài)通道擴容（state channels）以及側(cè)鏈擴容，兩種方法各有利弊。

什么叫狀態(tài)通道擴容呢？打個比方，你把一些錢從你的銀行賬戶轉(zhuǎn)到了支付寶上，以后每次你用支付寶買東西時，就直接在支付寶內(nèi)加加減減，不用通知你的銀行，而你在支付寶內(nèi)的交易也不會反映在你的銀行記錄里，從銀行的角度看，就省了不少記賬的麻煩事。

這就是狀態(tài)通道的思路，在這個例子里，銀行相當于公鏈，支付寶是每人自己的賬戶，不用每筆帳都麻煩公鏈記錄，公鏈可以做別的事情，也就相當于給公鏈擴容了。

不少人認為，狀態(tài)通道存在天然的局限性，比如其更適用于固定交互雙方的高頻互動，而不適用于頻繁變動的交互雙方的低頻交互。小探在查資料時，也看到了這種說法頗為流行。

但 Celer Network 的團隊認為，這個論斷其實是不準確的，因其并沒有考慮到“網(wǎng)絡(luò)“的作用。誠然一個多邊狀態(tài)通道的參與方相對固定，但一旦狀態(tài)通道形成網(wǎng)絡(luò)，就可以非常靈活地與任意的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點進行高頻或低頻的交互，且可以隨時變換交互方并同時與多方交互。這里就如同家里的電腦僅憑一根網(wǎng)線就可以任意遨游互聯(lián)網(wǎng)一樣。支持這樣的網(wǎng)絡(luò)平臺正是 Celer Network 的重點工作方向之一。

與狀態(tài)通道擴容相對的是側(cè)鏈擴容。側(cè)鏈擴容使單個區(qū)塊的容量更多，即同時使用側(cè)鏈的人數(shù)更多，但單筆交易速度就會更慢。

而 Celer Network 則可以根據(jù)需要，自行在側(cè)鏈和狀態(tài)通道中做出選擇。

不論 Loom Network、Celer Network、或 Liquidity Network 等其他意在解決可擴展性的項目，可擴展性一直以來都是區(qū)塊鏈和加密貨幣領(lǐng)域的一個重要瓶頸。“高效” 和 “去中心化” 兩者不可兼得，而不同技術(shù)的解決方式都是在盡量平衡兩者。

解決可擴展性難度不小，但可擴展性是計算、存儲、以及 Oracle 的基礎(chǔ)。如果可擴展性不解決，區(qū)塊鏈的大規(guī)模應(yīng)用也就遙遙無期。

現(xiàn)在以太坊慢到什么地步呢？以太坊創(chuàng)始人 Vitalik 曾開玩笑說以太坊速度和 “1999年的手機”一樣快。顯然，對于自稱 “世界計算機” 的以太坊來說，這個速度遠遠不夠。

為了提速，以太坊社區(qū)沒少想辦法：從PoS 到雷電網(wǎng)絡(luò)、從分片技術(shù)（在我們之前的公鏈文章里有提到）到狀態(tài)通道技術(shù)，不一而足。而區(qū)塊鏈項目 TrueBit 提出來了一種新的思路：提高網(wǎng)絡(luò)本身的計算能力，而不僅僅是加快交易速度。

TrueBit 將算力移到鏈外，從而繞過以太坊運行被燃料費限制的這個瓶頸，以達到擴容的目的。理論上說，不論計算任務(wù)多大，TrueBit 都可以安全完成。

但 TrueBit 依然需要驗證一個計算是否正確。為了讓礦工能在有限帶寬下驗證計算，TrueBit 設(shè)計了一套制度：TrueBit 對正確完成計算任務(wù)的礦工進行獎勵，以此調(diào)動積極性。但計算任務(wù)完成得正不正確，誰說了算呢？為此，TrueBit 設(shè)計了 TrueBit 合約，誰去驗證合約，誰就能得到獎勵。如果出現(xiàn)爭議，TrueBit 會以 “驗證游戲” 的方式檢查合約中的細節(jié)。

需要注意的是，TrueBit 的這套機制不是為了找出哪些節(jié)點誠實可信，而是通過假設(shè)所有節(jié)點都想利益最大化，去獲得利益最大化的外部計算機資源，用這種方式提高計算能力。

作為以太坊智能合約的一種，其他以太坊智能合約可以把 TrueBit 作為子程序，因此 TrueBit 就能增加每一個以太坊網(wǎng)絡(luò)可以正確處理的區(qū)塊數(shù)量，以達到提升以太坊容量的目的。

Plasma 和 TrueBit 想法類似，都是通過設(shè)立獎勵機制達到擴容目的，但具體思路有不同，因為篇幅緣故就不在本文多做介紹。

看來，不論用哪種方法，以太坊的擴容問題需要解決已是社區(qū)內(nèi)的普遍觀點。

隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等的發(fā)展，我們產(chǎn)生的數(shù)據(jù)呈幾何式增長。據(jù)估計，2020 年時（也就是一年半以后...），全球聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備數(shù)量將超過 200 億臺。此外，基于區(qū)塊鏈技術(shù)的眾多 DApp 也將使用和產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)。

這么多數(shù)據(jù)，都存放在哪兒呢？而且就算找到地方存儲這些數(shù)據(jù)，隨著數(shù)據(jù)井噴，如果我們想找某個數(shù)據(jù)，又該如何從海量數(shù)據(jù)里迅速準確地再把它找出來？

目前普遍認為，去中心化存儲是解決方案。類似于區(qū)塊鏈的分布式賬本技術(shù)，去中心化存儲也可以把數(shù)據(jù)放到多個、而不是單個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上。

與去中心化存儲相對應(yīng)的，當然是中心化存儲 —— 這也是現(xiàn)在存儲數(shù)據(jù)的主要方式。無論是單系統(tǒng)存儲、還是云端存儲（比如亞馬遜的 AWS），都是高度中心化的。中心化的系統(tǒng)往往脆弱而高效，而去中心化存儲則不會有這個問題。

但是，隨著區(qū)塊鏈交易量逐漸上漲、可擴展性問題還沒解決，“把大量數(shù)據(jù)都存儲在區(qū)塊鏈上” 這種思路就越發(fā)行不通。

而 Swarming（運用大量節(jié)點）和 Sharding（分片），這兩項重要的互補技術(shù)提出了 “分區(qū)的集中存儲” 這一解決去中心化存儲問題的思路。

那么 swarming 是什么意思呢？Swarm 在英語里是 “蜂群” 的意思，正像很多蜜蜂一起合作、有條不紊地朝著同一個目標工作一樣，去中心化存儲里 swarming 這種方式也是利用龐大的節(jié)點組對數(shù)據(jù)進行存儲和管理，而每個節(jié)點就叫做 swarm —— 這么看來，swarm 這個名字倒是起得很恰當。

檢索數(shù)據(jù)時，每個節(jié)點 —— 也就是 swarm —— 從離它最近、最快的節(jié)點進行搜索，通過這種方式大幅提高速度（是的，聽起來很像 torrents）。 而且，由于一個 swarm 里包含了很多個離它很近、但各自不同的節(jié)點，因此其可靠性也更強。

說完了 Swarming，我們再來說說去中心化存儲領(lǐng)域里兩個比較有特點的項目：IPFS 和 Storj。

如果你沒聽說過IPFS，那你一定聽說過它要取代的對象：統(tǒng)治互聯(lián)網(wǎng)的超文本傳輸協(xié)議的 HTTP。Http 看著眼熟？沒錯，就是任何網(wǎng)址前面的那個 https://，比如你打開百度，地址欄就會顯示 https://www.baidu.com/。但是，HTTP 也有一些廣為詬病的弱點，比如其超中心化的趨勢、效率不高、數(shù)據(jù)中心的運作嚴重依賴 Internet 主干網(wǎng)絡(luò)等問題。

那么，IPFS 又是什么呢？

IPFS（InterPlanetary File System），也叫星際文件系統(tǒng)，名字聽起來就很炫酷。IPFS 是一個面向全球的、點對點的分布式版本文件系統(tǒng)。IPFS 把所有具有相同文件系統(tǒng)的計算設(shè)備連接在一起。

也就是說，IPFS 徹底改變了 “查找文件” 的方式。我們現(xiàn)在熟悉的 HTTP 用基于域名的地址查找文件（比如輸入網(wǎng)址），而IPFS 則是以儲存在某個地方的內(nèi)容作為線索尋找。結(jié)果就是 IPFS 提高網(wǎng)絡(luò)速度的同時，還能更加安全。

此外，IPFS 也改變了存儲的方式。與比特被的 “每個節(jié)點都存儲所有內(nèi)容” 不同，IPFS 認為，節(jié)點的所有者可以自由選擇想要存儲的數(shù)據(jù)，換句話說，節(jié)點憑自覺自愿，為其他內(nèi)容提供服務(wù)。當然，“自覺自愿” 聽上去不錯，但缺乏獎勵機制也是個問題。加上獎勵機制的 IPFS 基本就是 Filecoin。

而以成為基于區(qū)塊鏈技術(shù)的、去中心化版 Dropbox 起家的Storj，則是想成為一個 “可以不被審查和永不停機的” 云存儲平臺。Storj 也是第一個使用區(qū)塊鏈和加密技術(shù)來保護文件的分散式點對點加密云存儲。

Storj 的使用流程如下：首先，文件會在計算機客戶端上被打散、分解成加密數(shù)據(jù)塊，然后，這個已經(jīng)被加密過的文件再通過 Storj 網(wǎng)絡(luò)分散存儲 —— “網(wǎng)絡(luò)” 指的是由分散于全球各地的用戶運行的節(jié)點組成，他們通過把自己閑置的硬盤空間出租給 Storj 獲益。因此，Storj 比傳統(tǒng)的云存儲平臺更快捷、更便宜、更安全。

和擴容問題相比，區(qū)塊鏈的存儲問題挑戰(zhàn)相對較小。目前有加密學、糾刪碼技術(shù)（erasure coding）、零知識證明（Zero-Knowledge Proof）等方法解決。去中心化數(shù)據(jù)存儲在最近一兩年里的迅速發(fā)展，讓人對這個領(lǐng)域的未來十分期待。

我們在區(qū)塊鏈白皮書里，經(jīng)常會看到 oracle 預(yù)言機這個詞，指的可不是硅谷的科技公司甲骨文哈。區(qū)塊鏈里的 oracle，指的是為區(qū)塊鏈提供外部數(shù)據(jù)的信息平臺或技術(shù)。

這是啥意思？

在區(qū)塊鏈上有很多 “如果條件 A 滿足，則 B 發(fā)生” 的智能合約，比如一款放在區(qū)塊鏈上的航班延誤險的智能合約可能就是 “如果航班延誤超過 X 小時，則自動理賠給乘客 XX 元”。

那么，我們怎么把現(xiàn)實世界里 “航班延誤” 這件事告訴區(qū)塊鏈里呢？這就是通過 oracle。換句話說，oracle 是把真實世界里的信息匯報給區(qū)塊鏈的橋梁，這也就是為什么我們說它是 “為區(qū)塊鏈提供外部數(shù)據(jù)的信息平臺或技術(shù)。”

與剛才提到的擴容、計算與存儲問題相比，oracle 是這三大種類問題里相對已經(jīng)解決得最好的一個，因此我們只通過兩個領(lǐng)先項目 Augur 和 ChainLink 做簡單介紹。

Augur（意即占卜師）是基于以太坊的去中心化預(yù)測平臺。Augur 的創(chuàng)始人估計是聽過 “三個臭皮匠頂個諸葛亮” 這句話，因為這就是 Augur 的思路。Augur 認為，一群人的智慧會高于這群人中最聰明的人，因此一群人的預(yù)測結(jié)果往往比較準確。Augur 的這種模式，除了使區(qū)塊鏈上的事實和真實生活中的事實更吻合，還能大大降低服務(wù)器的中心化風險。但是，這種 “多數(shù)人應(yīng)該就是對的” 制度顯然也不是萬無一失的。

而區(qū)塊鏈項目ChainLink，則是提供讓區(qū)塊鏈的智能合約調(diào)用外部數(shù)據(jù)的中間件。

普遍認為智能合約前景廣闊，但這需要建立在 “區(qū)塊鏈能穩(wěn)定、大量地獲得外部數(shù)據(jù)” 這個前提條件之上，但這個條件目前還不滿足。ChainLink 提出的解決思路是，給智能合約的制定者們提供多個可靠的外部數(shù)據(jù)庫，用戶可以在一個合約中調(diào)用一個或幾個數(shù)據(jù)庫，兼聽則明，讓數(shù)據(jù)盡量準確可信。

看到了嗎，這兩個項目其實都在解決 “如何確保區(qū)塊鏈上的信息、數(shù)據(jù)真實可信” 這個問題，這也就是我們剛才說的 “把真實世界里的情況如實反應(yīng)在區(qū)塊鏈上” 的意思。

不過，雖然 oracle 已經(jīng)取得了一些發(fā)展，但還有兩個問題需要解決：一是oracle 的安全性還是不夠，不能完全杜絕現(xiàn)實生活里被騙的可能性；二是成本高，智能合約使用 oracle 的花費的時間和投入，比在現(xiàn)實世界中獲取信息要高得多。

區(qū)塊鏈的中間層雖然不如 DApp 直觀，也不如底層公鏈廣受關(guān)注，但它卻是區(qū)塊鏈想要大規(guī)模應(yīng)用（mass adoption）的必經(jīng)之路。

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文章來源：硅谷密探

作者： 硅谷洞察研究院