MultiVAC的全分片架构设计和实现方案

近期，公链项目MultiVAC发布了分片技术方案中文版《MultiVAC全分片黄皮书：计算、存储、传输全维度分片实现区块链完全扩展性》。

该方案的英文原版早在2018年9月就已发布，本次发布了其中文修订版。

扩展性是当前区块链技术的主要瓶颈，主流公链的吞吐量远远无法满足商业应用需求，如比特币仅能支持每秒4-5笔交易，以太坊是每秒10笔。分片作为在传统数据库领域的经典扩容方案，在并行化执行方面表现优异。但目前的区块链分片技术仍不成熟，如分片项目zilliqa和Elastico等都仅对矿工进行分片，未解决存储和传输瓶颈，无法实现整个系统的完全扩容。

该黄皮书具体描述了MultiVAC的全分片架构设计和实现方案，主要包括：

· 通过一个精妙的基于Merkle Root的分布式存储和传输创新机制，使用极其精简的数据就能对大数据集进行高效和安全地校验、增量修改和跨片通讯，大幅度降低了账本规模和网络传输量，减轻了矿工的存储负担和传输负载，从而实现了存储、传输、计算的分片；

· 在分片机制上用 PoS 机制抵御 Sybil 攻击，使用可验证随机函数 （VRF）将区块链网络划分为若干“分片”并将矿工动态分配给分片，内部通过拜占庭共识族处理交易；网络还可根据负载变化进行分裂增长。

据了解，MultiVAC的设计方案不同于现存几乎所有的分片方案，这个全维度分片方案，既使得区块链分片的并行化处理成为现实，实现了网络性能的线性增长和无限拓展，又降低了矿工参与门槛，维护了区块链去中心化的原始价值主张。

在2018年10月份进行的实验室测试中，MultiVAC 在由 64 个分片、12800 个节点组成的网络中达到了 30784 TPS，单分片处理能力超过 500 TPS；随着节点数量和分片的增加，全网性能表现出优异的线性增长。

MultiVAC CTO 应翔解释到：

“公链扩容的瓶颈，不仅仅在于计算，更在于存储和传输。假设有一个TPS可达到VISA水平（平均2000）的区块链系统，每个矿工都存储一份全账本，那么每年这个账本将增加23T（1T=1024G）的数据，并且随时间线性增加。如果不对存储和传输进行重新设计，这样的负载无论对于整个区块链网络还是单个矿工节点，都是无法承受的。”

“而在MultiVAC中，矿工仅需要保存不到1G的数据，通过极其精简的片内和跨片通讯，就能够顺畅地参与共识和挖矿。大量数据均由存储节点保存，但数据存储仅作为系统底层基础设施服务被调用，如中国电信和美国AT&T一样，存储节点无法擅自对数据进行任何操作，关于数据的所有产生、修改、删除等行为均由矿工共识达成。”

“这样设计的好处有两个，一是降低了矿工门槛，普通计算设备也能够成为矿工，避免矿机化的控制风险；二是将出块权力牢牢保留在普通用户手中，不存在超级节点的中心化风险；这两点都在提高容量和保证安全性的基础上，维护了区块链去中心化的核心价值。”

MultiVAC将于近期发布代号为“凤凰”的首个测试网络。

MultiVAC是专为大规模DApps设计的下一代高性能弹性区块链平台，目前已获得包括IDG、Hashed、NGC在内的国际顶级机构的战略投资，累计融资额超过1500万美金。