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EOS是什么?EOS和比特幣、以太坊有什么區別?

現在從加密數字貨幣的市值看,除了比特幣、以太坊等之外,市值最高的項目是企業操作系統(Enterprise Operating System,EOS)。從關注度看,EOS 也是 2017~2018 年的明星項目,并常被認為是區塊鏈 3.0 的主要競爭者。

EOS 是由 Block.one 公司開發的一個新的區塊鏈軟件系統,它的目標是將一切去中心化(decentralize everything)。從 2017 年年中開始,經過一年的代幣眾籌后,它于 2018 年 6 月 15 通過由數十個區塊生產者(block producer,BP,又稱超級節點)組成的社區上線了主網,EOS 主網這條主要的區塊鏈開始正式運轉。
通過 EOS Tracker 可以查看 EOS 區塊鏈網絡(EOS 主網)的情況,網址為:https://eostracker.io/。對應地,以太坊的網絡可通過如下網址查看:https://etherscan.io/;比特幣網絡可通過以下網址查看:https://blockchain.info/。

要注意,雖然有一個 EOS 主網,但實際情況要復雜得多,任何人都可以用 EOS 提供的 EOSIO 開源軟件建立自己的一條鏈,且 EOS 鼓勵開發者這么做。
接下來,我們分幾個主題介紹 EOS 這個基礎公鏈和它的應用開發。EOS 這個基礎公鏈可說是為應用而生的。

EOS VS 以太坊

了解 EOS 的方式之一是拿它與以太坊、比特幣進行比較。

從開發目標上來講,比特幣、以太坊、EOS 是漸進的,分別是區塊鏈 1.0、區塊鏈 2.0、區塊鏈 3.0,重心分別是貨幣、合約、應用。以太坊在實際應用中是以通證為主的。以太坊、EOS 均是借鑒與延續之前的思路重新開發,以太坊是比特幣的改進,EOS 是以太坊的改進。

這里先用比喻的方式來對比比特幣、以太坊、EOS,見下圖。

比特幣、以太坊、EOS的對比
圖1:比特幣、以太坊、EOS的對比

比特幣的設計思路類似于黃金。在數字世界中,按工作量證明共識機制,挖礦節點進行加密計算,獲得比特幣形式的挖礦獎勵。挖礦節點也可以獲得交易費收益,不過,雖然在比特幣網絡中的資產價值高,但交易并不頻繁,交易費收益目前在礦工收益中的占比并不高。

以太坊的設計思路類似于高速公路。在這條收費高速公路上,車輛行駛需要付費。它早期募集資金,建設“高速公路”,早期投資者享有“高速公路”的主要權益。之后,一起建設與維護“高速公路”的挖礦節點也可以獲得挖礦獎勵與交易費收益。在以太坊網絡中,由于各類項目已經基于它生成了大量的通證,以太坊網絡的交易量相對較多,挖礦節點獲得的交易費收益占比高于比特幣。

EOS 的設計思路則類似于房地產開發。Block.one 公司在將土地售賣出去之后,邏輯上它用獲得的資金進行基礎的開發,此后每年再以類似填海造田的方式增加 5% 的土地出來。

EOS 的繁榮主要取決于,已經競購得到大量土地的開發商是不是開發和經營好自己的地塊?EOS 網絡要依靠超級節點(即區塊生產者)來各自建設、共同運營,按現在的設計,這些節點共同獲得每年 1% 新增發的 EOS 作為回報。

與以太坊不同,EOS 網絡的設計是不再收取網絡交易費,持有 EOS 通證則擁有對應的網絡使用權利。但是,如果一個應用的開發者不持有足夠的 EOS 通證,可能就要從市場中購買和付費租用,以獲得使用主網的權利。類比來看,這種設計類似于購買或租用辦公樓。

當然,以上用比喻的方式討論只是為了便于理解。EOS 實際的情況是:Block.one 公司募集資金開發一個名為 EOSIO 的開源軟件。EOS 社區用這個軟件來運行 EOS 主網,且從邏輯上來講,這個主網并非由 Block.one 公司運行,而是由社區運行的。另外,其他人也用 EOSIO 這個開源軟件建立替代網(altnet)。
替代網(altnet)是一個模仿替代幣(altcoin)而創造出來的新詞。在社區運行的 EOS 主網(mainnet)之外,EOS 鼓勵其他人用 EOSIO 開源軟件架設新的區塊鏈網絡,這些區塊鏈網絡是類似于替代幣的替代網。比特幣的替代幣是與比特幣的價值無關的,類似地,替代網也與 EOS 主網無關。
EOS 是對以太坊的改進,各個用 EOSIO 開源軟件運行起來的區塊鏈網絡,可以做幾乎所有以太坊能做的事,如編寫智能合約、發行通證。

為什么 EOS 有超級節點競選

EOS 所采用的共識機制是 DPOS(委托權益證明),即一些節點在獲得足夠多的投票支持后,成為見證人(witness)節點或 EOS 中所說的區塊生產者(BP,也稱超級節點),負責區塊鏈的區塊生成。

對于比特幣系統,任何人都可以接入網絡,以算力競爭記賬權利,生成區塊。而對于 EOS,只有超級節點才有資格生產區塊。這是因為兩者所采用的共識機制不同:比特幣和以太坊采用的是工作量證明共識機制,而 EOS 采用的是 DPOS(委托權益證明)共識機制。

圍繞 POW 與 DPOS 的比較,討論主要集中在能源消耗、效率、安全等方面。但我們也可以從去中心網絡形成的角度來看,為什么 DPOS 是一種可行的選擇。

基于區塊鏈的思路開發的軟件系統有以下三個關鍵要求:
  • 一是性能。它的去中心網絡的整體性能能否支撐大量應用?
  • 二是網絡。它的共識機制、經濟激勵和社區運營能否吸引足夠多的節點加入,形成一個安全、可靠的去中心網絡?
  • 三是功能。無論目標是通用類、功能類還是行業類,它是否提供了應用開發所需要的必備功能?

一個基礎公鏈的成敗關鍵正是以上三點:性能、功能與網絡(見圖2)。EOS 已經在性能和功能上做了很多努力,而 DPOS 共識機制與超級節點競選是 EOS 在“網絡”這個角上所做的努力。

基礎公鏈的三角:功能-性能-網絡
圖2:基礎公鏈的三角:功能-性能-網絡

對比特幣和以太坊網絡來說,在較長的周期內,它們以挖礦經濟激勵的方式,逐漸地吸引了足夠多的節點加入。對于一些基礎公鏈區塊鏈項目,由于各種原因,它們的主要節點是由基金會或關聯方運行的。其中較為典型的是小蟻(NEO),它擁有較大的交易吞吐量(TPS),但官方節點只有不到 10 個。

在 2017 年 12 月的報告中,NEO 理事會提到了其網絡的去中心化計劃,并解釋道:“我們希望至少有 3 個節點由外部的實體運行……去中心化的初期階段:2個節點將由 City of Zion 運行,1 個節點將由社區運行,并將由社區資助(獨立于基金會),2 個節點將由以盈利為目的的區塊鏈公司運行,2 個節點將由NEO理事會運行。”
NEO 的共識機制是 DBFT,全稱為 Delegated Byzantine Fault Tolerant,是一種通過代理投票來實現大規模節點參與共識的拜占庭容錯型共識機制(見NEO白皮書:http://docs.neo.org/zh-cn/)。
EOS 則用超級節點競選的方式來刺激形成一個活躍的去中心網絡,并且,超級節點競選是與其共識機制 DPOS(委托權益證明)高度匹配的。按現在的設計,獲得投票的 21 個活躍生產者和 179 個候補生產者一起生產 EOS 這條區塊鏈的區塊,即運行這個區塊鏈網絡。這些區塊生產者是動態的,時刻根據投票動態調整。
EOS 的區塊鏈生產者的收益分配機制是,區塊生產者一共可獲得每年新增出來的 1% 的 EOS 通證作為回報,其中 0.25% 按每個區塊來進行獎勵,0.75% 按所獲投票來進行分配??蓞⒁?2018 年 5 月 12 日項目發布的信息。
從 2018 年年初到 6 月 15 日 EOS 主網上線,圍繞超級節點(BP)的競爭已經顯示了,這個機制相對成功地調動了眾多參與者競爭,促成了 EOS 去中心網絡的形成。這是一條務實、有效的路徑。

從另一個相關的機制設計上,我們也可以看到 EOS 團隊的精心設計。與其他代幣發行的項目不同,EOS 通證的發行持續了一年之久,這一方面吸引關注,另一方面或許更重要的是,這種做法使得 EOS 通證相對分散地存在于眾多持有者手中,在一定程度上保障了它所使用的委托權益證明共識機制的有效性。

EOS 的體系架構:與比特幣、以太坊的對比

在討論以太坊時,我們對比了比特幣和以太坊的架構差異,現在,EOS 被認為是區塊鏈 3.0 的有力競爭者,我們再來看下這三者體系架構的差異。其中,EOS 的體系架構參考了唐煜的文章“從 EOS 系統架構看 BM 的野心”,如圖3所示。
從 EOS 系統架構看BM的野心,唐煜/文,2018 年 4 月 24 日,https://mp.weixin.qq.com/s/pJQmZngnginnQL-OwcVMag。
EOS體系架構
圖3:EOS體系架構

在最基礎的層次——數據層和網絡層上,EOS 和比特幣、以太坊并沒有多大的區別。

EOS 的共識機制采用了與之前較為不同的 DPOS(委托權益證明)共識機制。由于采用 DPOS 共識機制,EOS 網絡的激勵層就可以看成不再單獨存在(圖中也未表示出來)。EOS 網絡每年新增發 5% 的 EOS 幣,其中 1% 按一定的規則分配給區塊生產者,另外 4% 進入社區的提案系統(worker proposal system)資金池待分配。

EOS 的智能合約和以太坊略有差異,但基本上采取了相似的設計。EOS 的應用也與以太坊相似。因此,對于合約層和應用層,兩者是相似的。

EOS 的體系設計的創新在于工具層和生態層。

為了讓 EOS 適用于應用開發,EOS 團隊為它設計了賬戶、持續化數據庫(Multi-Index DB)等工具與接口。因此,這里延續唐煜的分類,認為在合約層和應用層之間存在一個工具層,這使得在 EOS 區塊鏈上開發應用更為便利。

EOS 的另一個特殊設計在于,它將自己的 EOS 主網和 EOSIO 軟件分開,鼓勵開發者采用 EOSIO 軟件建立行業專用、領域專用的區塊鏈網絡(應采用新的網絡名),并建立自己的一系列應用。在體系架構的最上層可能出現一個生態層,這一層是采用 EOSIO 軟件的區塊鏈,比如專為游戲、物流、金融、社交、能源、醫療開發的公鏈。

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