NET:詳解彈性側鏈網絡SKALE：技術方案、跨鏈橋與代幣經濟_區塊鏈工程專業學什么課程

原文標題：《詳解彈性側鏈網絡SKALE：技術方案、跨鏈橋與代幣經濟》原文來源：ZKSwap中文社區

側鏈是什么？這里援引BarryWhitehat對側鏈的定義。

其基本含義是：由一組驗證者，把一條鏈的最新狀態提交給一個智能合約，如此推進的一類系統。這些檢查點可被一個橋接合約使用，以支持用戶的存款和取款。一般來說，在該組驗證者之間也會有一個領袖選舉流程，來決定某時某刻由誰來創建側鏈區塊，例如PoA權威證明算法和PoS算法。

Barry同時提到，隨著一些Layer2擴展方案的成熟，可以考慮側鏈如何與其他方案更好地結合。并且在一些特定場合下，側鏈的特點能夠大放異彩。

目前，主流側鏈方案主要有：Polygon?、xDai?StableChain以及SKALENetwork。本文將梳理SKALE的技術方案、擴展包、IMA跨鏈橋、SKALE通證與治理以及SKALE生態發展與投融資情況。

SKALE簡介

SKALE網絡的定位是作為以太坊的「彈性側鏈網絡」，能夠支持成千上萬個獨立區塊鏈、側鏈、存儲鏈和其他類型子鏈。這些區塊鏈都與以太坊主網相連接，并且完全兼容以太坊生態。

SKALE網絡中的側鏈由一組從網絡節點集合中選出的虛擬子節點所運作。每一條側鏈都是高度可配置的，用戶可自由選擇側鏈的規格、共識協議、虛擬機、母鏈以及定制化的安全措施。

SKALE網絡使用Solidity作為智能合約的編程語言，運行模型完全兼容EVM，支持主流的以太坊代幣標準，同樣可以通過web3.js和web3.py連接網絡，以及使用Truffle和Remix等工具，實現了開發者友好。

SKALE網絡構成

Celo基金會加入綠色體育聯盟GSA:8月9日消息，Celo基金會宣布加入綠色體育聯盟（GSA），致力于創建可持續未來，Celo社區項目將為GSA活動提供支持：房地產行業脫碳平臺Carbon Title將支持GSA團隊和場館所有者測量其建筑物的碳影響；內置區塊鏈技術的碳中和平臺flywallet將供GSA團隊購買碳中和等。

GSA（Green Sports Alliance）是一個以環保為重點的貿易組織，召集全球體育利益相關者、動員體育組織、社區、運動員和球迷創建可持續社區。[2023/8/9 21:33:44]

圖片來源：SKALENetworkWhitepaper

SKALE網絡由SKALE節點和SKALE管理員兩部分組成，其中SKALE管理員是部署在以太坊主網上的智能合約。SKALE管理員合約起著「入口」的作用，承擔節點的創建與銷毀、彈性側鏈的創建與銷毀、虛擬子節點輪換和SKALE獎勵發放等任務。

圖片來源：SKALENetworkWhitepaper

其中，虛擬子節點是彈性側鏈的參與者，負責執行SKALE共識、運行SKALEEVM以及促進鏈間通訊。

節點的創建與銷毀

潛在節點轉變為SKALE網絡的節點需要進行如下步驟：首先運行SKALE后臺程序，由后臺程序評估潛在節點是否滿足網絡的硬件要求；如果評估通過，潛在節點可以向SKALE管理員提交申請以加入網絡。提交申請需要質押網絡保證金，并提供其IP地址、端口、公鑰等節點元數據；提交完畢后，潛在節點加入系統，并稱為「全節點」或「輕節點」。

當節點創建后，SKALE網絡會為其分配一組對等節點。對等節點將定期審查該節點的宕機時間與延遲，以此決定每個網絡周期發放給該節點的獎勵。

數據：比特幣長期持有者的積累距歷史最高水平僅差兩萬個比特幣:金色財經報道，根據加密貨幣分析公司Glassnode的數據，近兩年來，長期持有者一直在逐漸積累比特幣(BTC)。長期持有者在過去602天里已經積累了101萬個比特幣，使該群體的總供應量達到1447萬個比特幣，距離歷史最高水平僅差2萬個比特幣。[2023/7/5 22:18:54]

如果節點想要退出網絡，需要先向網絡廣播退出消息，并等待一段終止期。之后節點可以取回其質押的網絡保證金。

彈性側鏈的創建與銷毀

可定制化的「彈性側鏈」是SKALE的創新點之一。「彈性」意味著區塊鏈并不是固定不變的，用戶可以根據其需要，按照1/128、1/16或1/1的節點資源和3、6和12個月的時長選項，以及網絡的存儲容量來選擇區塊鏈的配置，并使用SKALE通證支付相應的租金。

用戶將申請提交給SKALE管理員后，一條新的彈性側鏈也就隨之創建。

圖片來源：SKALENetworkWhitepaper

如果用戶支付的租金已消耗完，或是用戶將其彈性側鏈刪除，此時彈性側鏈就會被銷毀。此外，用戶還可以對彈性側鏈的虛擬子節點進行輪換，來避免其互相勾結，確保彈性側鏈的去中心化。

整體看來，SKALE的彈性側鏈的創建與銷毀類似于我們平時租賃云服務器的模式，即按需選擇資源和按資源付費。在租金消耗完后，用戶可以選擇續費或是刪除服務器(也即彈性側鏈)。就像Docker和Kubernetes允許輕松定制且可擴展的云服務一樣，SKALE的愿景是提供去中心化的「鏈服務」。

SKALE獎勵發放

在每個SKALE網絡周期結束之后，該時期內所釋放的SKALE通證會平等地分配給該周期開始前參與到網絡的所有節點。

韓國通過法案要求立法者和其他政府官員申報其持有的數字資產:金色財經報道，韓國國民議會一致通過了一項法案，該法案將授權立法者和其他高級政府官員申報其持有的數字資產。一院制機構的 268 名成員均一致通過了以韓國代表金南國命名的《金南國預防法》。該法案于周一成功通過了一個關鍵委員會，并在最近進行了修正后獲得通過。該修正案要求現任議會成員必須在 6 月底之前披露從任期開始至 5 月 31 日期間獲得的所有數字資產。

議員 Chun Jae-soo表示，傳統資產，如現金、股票和房地產類型的資產僅在超過 1000 萬韓元時才需要申報。對于加密貨幣，由于不可預測的價值波動，每一枚硬幣都需要報告。[2023/5/26 10:40:40]

分配給每個節點的通證數量取決于其24個對等節點中的16個(剔除最高與最低的4個指標)所提交的平均指標。由于運行時間不足/延遲而未分發給節點的通證將流向N.O.D.E基金會。

彈性側鏈與共識過程

彈性側鏈是由SKALE網絡中的虛擬子節點組成的，這些虛擬子節點通過一種異步、無領導和可證明安全性的協議參與到區塊的創建與確認。只要超過2/3的虛擬子節點驗證集合處于在線狀態，它們就會在鏈上持續創建與確認新的區塊。SKALE的共識過程如圖所示：

圖片來源：SKALENetworkWhitepaper

區塊提案

虛擬子節點需要遵照以下原則來創建一個區塊提案：檢查其待辦交易隊列；如果待辦隊列中的交易規格小于等于MAX_BLOCK_SIZE，則虛擬子節點取出其中所有交易加入到區塊提案中；如果待辦隊列中的交易規格大于MAX_BLOCK_SIZE，則虛擬子節點按接收的先后順序取出其中的待辦交易，加入到MAX_BLOCK_SIZE的區塊提案中；之后，根據SHA-256根節點從最小值到最大值排序的交易，虛擬子節點收集區塊提案。如果待辦隊列為空，虛擬子節點會等待一個BEACON_TIME。如果之后隊列仍為空，則創建一個不包含任何交易的區塊提案。

數據：截至11月10日，USDC流通量增長約15億美元:金色財經報道，據Circle官網顯示，11月3日至11月10日期間共發行約64億美元USDC，贖回約50億美元USDC，流通供應量較上個統計周期增加約15億美元。截至11月10日，USDC流通供應量約436億美元。[2022/11/14 13:02:31]

在某個虛擬子節點創建了區塊提案后，它將按照數據可用性協議通知其他的虛擬子節點。數據可用性協議保證了信息能夠傳遞至絕大多數的虛擬子節點。

共識與輪次

對區塊提案的共識采用異步二進制拜占庭協議。目前SKALE使用來源于Mostefaouietal的ABBA協議的變體。

提案階段結束后，每個收到提案P的絕大多數簽名S的虛擬子節點A立即會在一個共識輪次R中對ABBA進行投票。協議如下：

對于每一輪R，虛擬子節點會執行N個ABBA實例；每個ABBA相當于虛擬子節點I在區塊提案中的一次投票；每個ABBA以一次「是」或「否」結束共識投票；ABBA全部結束后，會有生成投票向量v，它包括每次提案的「是」或「否」。

如果投「是」的僅有一票，相關的區塊提案P則被提交至彈性側鏈；如果投「是」的有多票，則會用偽隨機的數字R從「是」的投票提案偽隨機性選出P。選出的提案對R除以N_WIN剩下的部分進行索引，其中N_WIN為投「是」提案的總數；隨機數R是ABBA所有COMMON_COIN(一種隨機數源)的總和。如果所有投票全是「否」，則向該區塊鏈提交一個空的區塊。所有投票都為「否」的可能性非常小，隨著N的增加而降低。

一旦共識在任意虛擬子節點A上成功選出區塊P，虛擬子節點將執行以下算法以確定提案，并提交至區塊鏈。A會檢查其是否收到選出的提案P；如果A未收到提案，它將向其對等的虛擬子節點提出申請，進行下載；A將對P簽署一個簽名碎片S，并將其發送至其他全部的虛擬子節點；A等待接收來自包括其自己的絕大多數虛擬子節點的簽名碎片；A一旦接收到絕大多數的簽名碎片，就會把它們組合成一個閾值簽名；最后，A把P與閾值簽名S一同提交至區塊鏈。

狗狗幣區塊鏈瀏覽器Dogechain在Polygon Edge上線:6月2日消息，官方Dogecoin區塊鏈瀏覽器Dogechain現已在Polygon Edge上線。使用Polygon Edge構建可能意味著Dogechain現在擁有部署DApp、創建NFT甚至構建區塊鏈游戲的內在能力。

據悉，Polygon Edge采用去中心化Ethereum Bridge解決方案，實現跨鏈通信。這允許用戶從任何EVM或Substrate網絡發送和接收ERC-20代幣、NFT和封裝代幣。Polygon Edge還具有EVM兼容性，允許開發人員將以太坊智能合約直接集成到其鏈中。同時，這將與以太坊智能合約標準保持兼容，為生態系統互操作性鋪平道路。（U.Today）[2022/6/2 3:59:07]

此外，SKALE的容器化結構還為dApp開發者提供了企業級性能與選項選擇，旨在實現中心化系統同等級別的靈活性、可配置性及模塊化特性，提供SKALE管理服務、節點監控服務、虛擬子節點調配服務，并整合了一系列的應急策略和故障恢復方案，以應對網絡攻擊和故障等緊急情況。

SKALE網絡擴展

SKALE開發了兩個擴展包：文件存儲與鏈間通訊。

文件存儲

圖片來源：SKALENetworkBlog

SKALE網絡的文件存儲依賴于其內置的數據可用性協議，它確保了數據至少存儲在每個彈性側鏈2/3的虛擬化子節點上。fileStorage.js是一個npm包，用戶只需幾行代碼即可將SKALEFileStorage集成到他們的dApp中。并通過調用uplodaFile、downloadFileIntoBrowser/downloadFileIntoBuffer、deleteFile方法來對文件進行上傳、下載和刪除。

SKALE網絡用戶可以把文件劃分成1MB的「組塊」，并提交至fileStorage智能合約，以連續的方式存儲在每個節點的文件系統里。

鏈間通訊

圖片來源：SKALENetworkWhitepaper

SKALE網絡采用了BLS閾值簽名。BLS簽名算法是一種可以實現簽名聚合和密鑰聚合的算法，能夠避免簽名者之間的多余通信。

SKALE網絡中的每個彈性側鏈都支持該簽名，藉此能夠實現快速安全的鏈間通訊。即SKALE網絡中一條獨立的彈性側鏈能夠驗證另一條彈性側鏈簽名并提交的區塊，使SKALE網絡可以實現智能合約的執行及彈性側鏈之間的加密資產轉換。

IMA跨鏈橋

圖片來源：SKALENetworkBlog

SKALE于今年七月推出了IMA跨鏈橋，允許用戶在以太坊和任意一條SKALE鏈之間轉移支持主流ERC標準的數字資產以及通用消息數據。

如果用戶需要將資產從以太坊轉移至SKALE網絡，IMA跨鏈橋會將以太坊上的資產存入到DepositBox合約中，等待10個以太坊區塊的確認，之后發送一個傳輸請求到一個稱為SKALEIMAAgent的代理，該代理將輪流調用在SKALE網絡中運行的SKALETokenManager來在各自的SKALE鏈中處理這筆傳輸。

如果需要將資產從SKALE鏈轉移到以太坊，則代幣將在SKALE鏈上被燃燒并在以太坊主網上解鎖。如果需要轉移的代幣是在SKALE鏈上鑄造的，則作為轉賬的一部分，它將在以太坊上進行鑄造，以保留該代幣所有權。

SKALE通證與治理

SKALEToken代表作為驗證節點參與到網絡中的權力，或者作為開發者在某一段時間內部署和租用彈性側鏈所獲得資源的一部分。

用戶以彈性側鏈的形式，在一段預先確定的時間內，通過訂閱模式租用資源。驗證節點向網絡中質押SKALE通證，然后獲得運行節點、賺取交易費用和通貨膨脹通證的權力。

通常來說，SKALE治理采用委托質押模型，即利益相關者既可通過質押投票直接參與治理，也可將其投票權力委托給其他的利益相關者。

SKALE所采用的默認投票模型是一種簡單的少數服從多數投票。提案通常包括一個為期14天的投票階段。超過90天「忠誠而正式質押」的SKALE通證有資格就SKALE委員會提出的關鍵問題進行投票。

生態發展與投融資情況

SKALE在去年6月上線了其主網的第一階段。今年5月，在完成Denali升級后，SKALE鏈宣布其升級后的主網正式上線。此次網絡升級將多鏈引入到以太坊，并為SKALE網絡引入模塊化架構，允許其包含本地和第三方鏈服務，包括文件存儲、鏈間消息傳遞、Oracles、Rollups等。

并且引入了高性能App-specific，這意味著每個dApp和協議都可以在它們自己的EVM兼容鏈上運行，這些鏈與其他網絡流量隔離，但會繼承以太坊主網的安全性。

圖片來源：SKALENetworkBlog

今年七月底，SKALE宣布了第一批在SKALE主網上運行的dApps，包括：Boot.Finance、Covey、CurioDAO、HumanProtocol、Ivy、Minds。此外，據SKALE官方消息，除了已經加入SKALEInnovator計劃并正在平臺上構建的dApp外，SKALE還與40多個伙伴和驗證者建立了合作關系。

SKALE網絡得到全球頂尖的Validators平臺支持，包括01NODE、Ankr、Anonstake、AuditOne、Blockdaemon、Blockware、Chainflow、Chainode、ChorusOne、CypherCore、DokiaCapital、FigmentNetworks、FreshSkale、HashedxDELIGHT、Hashquark、Staked、Stakin、StakedWithUs、WolfEdgeCapital，以及StakingFacilities。目前SKALE網絡共有48個驗證人，運行160個節點。

融資方面，SKALELabs早在2019年10月宣布籌集總共1710萬美元的融資額，獲得了ArringtonXRPCapital、Blockchange、ConsenSysLabs、Hashed、HashKey、MulticoinCapital、RecruitHoldings等超過40個天使投資人和風投機構的支持。

小結

對比火熱的Rollup擴容方案和Polygon、xDai等側鏈項目，SKALE似乎顯得有些無人問津。作為2017年開始運作的老牌項目，SKALE在Denalis升級的主網上線后有了一系列的生態進展，例如上線第一批dApp、與其他項目和驗證者平臺建立合作關系等。

隨著各類擴容方案的紛紛落地，SKALE多年的積累使其技術面上有相對穩定的優勢，但仍需要在生態建設方面迎頭趕上。

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