原文標題：《引入存儲節點+「彈性計算」，MultiVAC 完成 1500 萬美元融資》

目前而言，分片技術（ Sharding ）是公鏈擴容方案的一個重要方向，被認爲是更爲長遠且理論上可行的擴容方案。擴容，通常指的是系統處理高頻業務量的能力。擴容方案主要解決的問題是通過提升區塊鏈系統的性能處理能力，以實現區塊鏈技術的大規模落地應用。

本文要介紹 MultiVAC 也是一個利用分片技術擴容的公鏈項目。他們還提出了一個不同於雲計算領域的「彈性計算網絡」的概念，即基於該公鏈的 DApp 開發者可以根據自身業務需要，選擇對擴展性、安全性、去中心化等不同維度的需求，底層網絡會以此將合約交易分配到不同的分片。開發者也需要根據自身業務部署合約。

分片技術的核心思想是「分而治之」，舉一個不夠恰當的例子，分片方案就好比在擁堵的高速收費站上開設多條收費渠道，以保證通行速度、減輕道路通行壓力。分片技術仍面臨很多問題，包括：各分片存儲數據量過多，節點切換分片時需要同步大量數據；分片意味着參與某一交易驗證和共識的節點降低，容易被惡意攻擊者控制；跨片交易產生的交互問題等。

因此，現仍未出現讓業界滿意的可落地分片方案。那麼，MultiVAC 的分片技術有什麼特點呢？

彈性計算網絡 MultiVAC 完成千萬美元融資，分片技術應用再進一步？MultiVAC 特點一覽表

分節點角色：減少存儲成本

MultiVAC 的第一個特點是，引入了存儲節點，降低礦工節點的存儲成本。

區塊鏈之所以需要分片，前提是交易量大到以單鏈系統難以承載，同時隨着數據量暴漲，普通筆記本電腦也不一定足以存儲全網賬本。

爲減少存儲數據，保證去中心化，MultiVAC 引入了存儲節點角色，將節點分爲存儲節點、礦工節點和輕節點三種，均不需要有全網賬本。

分片內礦工節點先選舉出塊節點、驗證並打包交易（此時出塊者需要向存儲節點調用 Merkle Proof 以證明該筆輸入未使用）、分片內廣播，然後發送給存儲節點同步。

礦工節點的功能是存儲摘要信息（區塊頭），並且負責驗證交易，擁有數據的控制權。存儲節點存儲分片內所有賬本，有點類似於超級節點的角色，存儲量大，有一定的准入門檻，但區別是隻存儲交易和協助進行交易驗證，對數據沒有任何控制權，保證了其去中心化的特性。MultiVAC CTO 應翔表示，存儲節點可以理解爲網絡節點基礎服務商，類似於網絡供應商（移動、聯通、電信）的角色。

該設計的要點在於，礦工節點可以直接用交易的摘要信息+交易+存儲節點提供的證明，來驗證交易。只存儲交易摘要信息，減少了礦工節點的數據量，也降低了礦工的准入門檻，普通 PC 也可加入。

MultiVAC 認爲，降低數據存儲量還更有利分片內節點的隨機變換。

安全性和去中心化一脈相承。分片存在安全性的退化，安全性就要求徹底去中心化。MultiVAC 設計的礦工節點和存儲節點在這兒也發揮作用。

假設一個分片有 100 個節點，要攻擊該分片，就只要知道這 100 個節點是什麼，安全風險很大。因此，大部分的分片方案都需要定期變換分片內節點。MultiVAC 亦然，每過幾分鐘，礦工所在的分片就會切換。

MultiVAC 每個分片內對應的幾個存儲節點是固定的，但是礦工節點是非固定的，藉助 VRF 變換，而存儲節點又沒有數據的控制權。由於礦工節點只存儲摘要信息，總量很小，因而礦工遷移的數據量大小也不必擔心。否則，礦工在變換分片時還是需要同步大量賬本數據，或者需要擁有全網賬本。應翔認爲，這也造成大部分分片方案的切換週期長（意味着不安全），並且每次只能切換一部分節點。

應翔總結，礦工節點和存儲節點需要涉及的業務量，與所在分片的交易量成正比，與全網數據量無關，並且每個分片完全獨立。

固定傳輸量，保證分片獨立的跨片交易

分片技術不得不面對的問題就是跨片交易的實現，假若沒有跨片交易，各分片間不存在交互，就和單鏈沒有區別。

有觀點認爲，區塊鏈中的交易都是原子性，必須保證其涉及到的操作達成最終一致性，即要麼全部完成，要麼一個都不開始。因此不得不協調各分片間的操作，以保證其正確地運行。據 《王嘉平：號稱「公鏈分片」技術的五大謊言》 一文：「當前而言，常用的處理方法是採用線程同步概念，鎖住交易所涉及的狀態，阻止其他非相關交易干擾這些狀態，直到完成交易所有操作後釋放。但該處理方法的問題在於，鎖住狀態下，部分分片的其他執行被阻塞，分片其他工作無法正常進行，而該情況隨着分片數量的增多，跨分片交易數量增多，產生的阻塞愈發明顯。」

應翔表示 ，MultiVAC 的跨片交易採用了不同的思路。可以保證每個分片獨立。

MultiVAC 的每一個分片，都會定期同步其他分片的區塊頭，一個分片裏面的每一個區塊，都有一個空間在記錄其他分片的最新狀態，並據此處理跨片交易。

分片 1 在某個時刻發起交易後，該交易在區塊高度 h1 被確認；（此時分片 2 的高度爲 h2 ），而這筆交易體現在分片 2 上，是需要在分片 2 的某一高度（一般是下一個塊，比如 h2+1）讀到了來自分片 1 的 h1 高度，纔會把錢加上去分片 2。這裏可有點像，A 銀行賬戶向 B 行賬戶匯了一筆錢，A 行顯示已經扣款，但 B 行不一定立刻收到，期間跨分片的網絡阻塞可能出現交易延遲情況，但不會影響分片內其他交易的正常進行。 MultiVAC 使用了最終一致性的辦法保證了分片 2 一定能按順序獲取到所有來自分片 1 的轉賬。

這樣的好處是可以把跨片交易的成本「固定」下來，不隨着跨片交易增多而增加，而且增加的存儲成本很小。「假設一個分片一個區塊頭的大小大概是 100 個字節（byte），如果是 64 個分片，大概就是 6KB 。」

至於弊端，應翔迴應，「如果非要找一個弊端的話，應該是一筆跨片交易在接收方收到錢之後，並不能馬上再轉花出去，需要等一個同步（大約 10s 左右）。比如 A 給 B 一塊錢，B 馬上轉給 C ，這兩筆交易在 BTC、ETH 裏可以同時在一個塊裏，MultiVAC 裏需要等一個同步。不過這樣立馬轉付的需求非常罕見。」

落地關注共享經濟應用

值得疑惑的是，MultiVAC 的方案節省了存儲成本，但是增加了很多傳輸成本，會否影響方案落地？對此，應翔迴應：「是的，增加 70% 需要傳輸的數據量，但是比如 Java 比 C++ 慢 10 倍，但是很多人用 Java，因爲開發成本低很多。這裏也是一樣的道理。」

他進一步解釋箇中邏輯：存儲節點提供證明，使得礦工節點可以在沒有賬本，只擁有很精簡的摘要信息的情況下，就驗證交易和出塊是否合法。這樣做的代價是，多出了一部分數據傳輸（證明信息）。70% 是未壓縮的數據量，事實上我們壓縮後大概是相當於 20-25% 這樣，未來還可以壓縮到更小。

但是反過來，傳統區塊鏈每個交易都全網廣播一次，一旦業務量上升，單個節點將不堪重負。一方面，分片機制讓交易只需要在分片內廣播。另一方面，對於分片內的數據來說，MultiVAC 是未確認交易發到存儲節點，存儲節點可以一次廣播多個交易，礦工將其收進自身內存池中。所以交易廣播的次數大幅度變少了，但是廣播的數據量多了 20-25%，總體上來說對網絡負載的拖累並不嚴重。

MultiVAC 表示目前已完成底層交易分片方案開發，單個分片 TPS 約在 500；合約分片仍在開發，應用落地預計在 2019 年後半年，比較關注共享經濟方面的應用實踐。

從未來發展來看，分片技術依然面臨着很多難題。目前主流的分片技術分爲網絡分片、交易分片和狀態分片等三個層級，其技術難度也隨之依次遞增。在具體落地方面仍有很多問題需要解決，比如共識、PoS、網絡延遲等。

共識機制方面，應翔認爲，當前沒有一個完美的共識機制，MultiVAC 採用的是二元拜占庭 + 羣簽名。

至於激勵機制，MultiVAC 表示礦工節點主要是挖礦收益，存儲節點的激勵機制考慮採用競爭（投標性質）機制，理想情況下會出現一個平衡，類似於以太坊的 gas 費。

團隊目前約 25 人，包括 17 名技術和 7 名運營。MultiVAC 技術團隊有來自哈佛、斯坦福、清華和南洋理工的計算機博士，以及谷歌、Facebook 及美團點評的資深工程專家。CEO 呂恆曾任美團技術總監和薪人薪事聯合創始人、CTO；CTO 應翔是天津大學副教授、南洋理工大學計算機博士、並行算法與通用計算領域專家。 CMO 王晨曾任美團產品經理、薪人薪事市場運營總監、居理新房（原侃家網）聯合創始人。

據介紹，團隊於 2018 年年中融資 1500 萬美金。官網顯示，投資機構來自韓國、美國、歐洲等地，包括 IDG、洪泰資本、九合創投等投資機構和 NGC、JRR Crypto、Hashed、Arrington XRP 等數字資產投資基金。