BUMO技術觀點：支撐幾十億用戶的Libra技術到底是什么樣的_LIB

6月18日，Facebook正式發布了其加密數字貨幣項目Libra的白皮書，引發了業界廣泛關注和討論。BUMO公鏈技術負責人趙正涌從開放性、數據模型、共識算法、智能合約、開發語言、Token、Gas、激勵機制、加密算法、隱私保護技術、多鏈分片技術、性能表現鄧多個維度，對Libra目前已公布其白皮書、官網及測試網進行了分析。

開放性：

Libra當前為許可鏈，并且計劃五年內開始轉向非許可鏈。目前只有授權的機構才可以接入鏈，設計中的兩點可以體現出其許可特性：首先在網絡層面，TCP負責可靠傳輸、Gossip協議用于Peer發現、Noise組件用于身份驗證和端到端的加密，只有符合條件的成員才能加入內部驗證網絡;其次，共識算法為libraBFT，一種拜占庭容錯協議，大多數許可鏈用到的共識算法，它區別于POS可以通過代幣權益競爭出塊權利、以及POW可以通過算力競爭出塊權利，Libra的出塊權利只歸已授權的機構。BUMO的底層技術BUChain通過配置也可以支持許可鏈的應用，網絡層面BUChain是基于成熟的PKI體系，使用數字證書加密連接及對Peer的網絡連接進行訪問控制，BUChain的BFT共識協議已經穩定運行多年。

Blockchain Capital重塑品牌，并推出投后支持項目“BCAP Build”:7月26日消息，加密風投機構Blockchain Capital今天推出了一個專注于為創始人提供投資后支持的新項目BCAP Build，同時還宣布重塑其網站，以展示其投資組合公司網絡。Blockchain Capital普通合伙人Kinjal Shah在接受采訪時表示，這個新項目將專注于人才、市場進入戰略及其合作伙伴網絡。

據悉，Blockchain Capital成立于2013年，目前管理著19億美元的資產，并正在積極進行投資。[2023/7/27 16:01:00]

數據模型：

不同于BTC的UTXO模型，其采用了基于賬戶的數據模型。作為要承載幾十億人使用的區塊鏈，這是明智的選擇，因為基于賬戶的區塊鏈可編程性強、學習成本低、與傳統業務設計相近。其核心有兩個概念：交易和狀態，并無明確提到區塊的概念，狀態存儲在其“版本化數據庫”中，版本化數據庫允許驗證者在最新版本處針對分類帳狀態執行事務，及響應當前版本及歷史版本的客戶查詢，保存歷史版本必然會導致數據急劇膨脹，存儲成本增大，會面臨大多數區塊鏈遇到的問題：歸檔和全節點數量的降低，不過其當前有限的幾個機構都很有財力，成本增加不是太大的問題。BUMO的設計中也有版本化的概念，賬戶可以版本化存儲，不過是為了應對賬戶高并發的訪問，是一種樂觀鎖的設計。

數據：穩定幣經濟價值在44天內流失了30億美元，其中BUSD市值月跌幅達7.2%:1月29日消息，數據顯示，在過去的44天里，或自2022年12月15日至2023年1月28日，按市值計算排名靠前的穩定幣的總價值已經下降了大約30億美元，即從當時的1410.7億美元跌至1380.7億美元。雖然USDT的市值在過去30天內上漲了2%，但USDC市值在過去一個月下跌了2.9%；BUSD市值跌幅最大，在30天內下跌了7.2%，在過去幾個月里BUSD出現了大量贖回，截至發稿BUSD的總市值為158億美元。此外GUSD市值30天內下跌了1.5%。

此外，整個穩定幣經濟價值1380億美元，占整個加密經濟價值1萬億美元的12.71% 。僅在1月28日的交易量中，穩定幣就占全球中心化和去中心化交易平臺上所有加密資產交易的78.85%，這意味著目前十分之七的加密資產交易都是與穩定幣進行交換的。[2023/1/29 11:34:35]

共識算法：

美國眾議員TedBudd：加密行業缺乏與監管溝通:在美國眾議院金融服務委員會任職的眾議員TedBudd與MakerDAO社區的Chris Cameron就加密貨幣監管話題進行了對話討論。Ted Budd稱目前部分國會議員很擔心加密貨幣對國家安全和美元穩定造成威脅，甚至會導致金融世界的911事件，但Ted Budd認為加密貨幣和區塊鏈是值得關注的技術創新，只是缺乏與監管機構的溝通與解釋。此前Ted Budd也曾在2019年Libra的聽證會上警告，稱如果美國想要繼續在金融技術領域保持世界領先地位，那應該努力避免扼殺區塊鏈技術的創新。此前報道，7月26日MakerDAO創始人Rune Christensen發推稱，如果美國禁止或嚴重干擾DeFi的發展，那將阻礙創新。[2021/7/29 1:22:31]

Libra的共識算法為libraBFT，一種基于HotStuff改進的算法，屬于BFT拜占庭容錯算法。為了安全性考慮，經過三輪共識后，第一個區塊才會真正提交并執行。此算法特點：基于消息傳遞、三階段提交、容錯能力為(N-1)/3，Libra選擇HotStuff的理由更多的是從工程實現考慮：模塊化、與交易執行模塊集成容易、性能尚可。但是HotStuff本身只是一種BFT算法，并不是為區塊鏈開發，Libra對其做了4個改進：1，修復可能導致確定性的bugs(確定性是區塊鏈的關鍵特性，是保證所有節點運算結果一致的重要前提);2，設計一種不依賴同步時鐘的超時機制，只依賴大多數驗證節點切換到下一輪共識的機制;3，“打算”設計一種不可預測的Leader選舉機制;4，設計聚合簽名以隱匿驗證者節點。

PeckShield：DeFi協議MerlinLabs遭到攻擊，是PancakeBunny的又一同源攻擊:5月26日消息，PeckShield“派盾”預警顯示，DeFi收益聚合器MerlinLabs遭到攻擊，此次攻擊手法與5天前遭到閃電貸攻擊的PancakeBunny的攻擊手段相似，損失200ETH。[2021/5/26 22:46:25]

除以上4點，BUMO的共識算法為提高可用性，設計的另外幾點：1，用智能合約管理驗證節點：把驗證節點的管理邏輯分離出來用智能合約實現，這樣可以復用合約狀態機功能。2，在共識算法的不同階段針對不同的節點總數，優化了法定集合數量。3，切換共識實例時，優化了消息結構提高數據傳輸效率。

智能合約：

Calibra團隊創新性的開發了MoveVM智能合約引擎，其編程語言是Move，編譯器為MoveIRCompiler，可以將Move語言編譯字節碼。Move語言強調的特性是安全，采用的是靜態類型系統，很多編程低級錯誤都可以在編譯的時候發現，而不是拖到運行期才爆出bug。除了常規的布爾類型、64位無符號整型、256位的地址等常規類型，Move還創新性的定義了“資源”類型，不同于一般類型的值，一般類型的值是可以復制的，而”資源“不可復制或丟失，特別適用于定義數字資產，比如在Move合約中，Token總量為10個，無論合約邏輯出現什么漏洞，都可以保證在任何時刻所有賬戶的Token總量永遠為10，該特性避免憑空造幣或者丟幣的問題。在BUChain中也有類似做法，在BU智能合約中如果要操作資產，可以調用原生發行或轉移資產接口。由于Move語言是一個全新的語言，還需要較長時間才能成熟可用，目前測試網沒有開放Move合約。

數字商品市場BuySellVouchers支持比特幣支付:數字商品市場BuySellVouchers已宣布接受比特幣支付。用戶可使用加密貨幣從零售商店（如eBay、Target和Google Play等）購買禮品卡。此外，官方表示，還可以使用其他數字貨幣，同時未來將計劃支持更多加密貨幣。（NewsBTC）[2020/10/16]

開發語言：

底層代碼用Rust語言編寫，Rust語言可為Libra程序帶來更多的安全性。智能合約用Move語言編寫，Move是libra自創的語言，用戶可以用該語言寫出更安全的智能合約。

Token：

Libra的Token名為LibraCoin，總量無上限，依據一籃子貨幣量而發行，只有被授權的機構才可以發行，與其他大多數公鏈的Token邏輯差別很大，大多數公鏈的Token都是固定的總量，并且Token的產生邏輯是固化在程序中，不會輕易改變，除非硬分叉。LibraCoin除了可以當穩定幣用于支付，還可以作為交易上鏈的燃料，防止DOS攻擊。

Gas：

LibraCoin可以當做交易上鏈的燃料，用戶可配置兩個參數：Gasprice,單位為microlibra/gas，用戶愿意為交易上鏈所支付的Gas單價;Maximumgasamount，要上鏈的交易被允許消耗最大的Gas值。當交易出現擁塞時，系統會按照GasPrice排序，GasPrice較高的交易優先被打包。

激勵機制：

在鏈上無代幣激勵，這也是大多數許可鏈的做法，但是有法定的儲備貨幣的利息收入。

加密算法：

Libra使用的雜湊算法為SHA-3第三代安全雜湊算法，之前名為Keccak，NIST對Keccak的評價是:具有良好的安全性和實現性能，特別是與SHA2不同的設計方式，可避免已有的攻擊方式，而且能夠提供SHA2不具備的一些性能。Libra使用的簽名算法為ED25519，一種橢圓曲線加密算法，特點是性能極高、簽名過程中不依賴隨機數生成器、不依賴hash函數的防碰撞性。注重商用的區塊鏈項目Ripple和BUMO都使用到該簽名算法。Libra使用的密鑰交換算法為X25519。

隱私保護技術

暫無明確規劃。Libra會在考慮實用性、可擴展性和可監管的同時，繼續評估增強區塊鏈隱私的新技術。

多鏈分片技術：

暫無明確規劃。為提高區塊鏈的性能，Libra會考慮到多鏈分片等技術。

性能表現：

Libra并沒有做實際性能測試，通過并行化、分片及分布式數據庫技術，其預估，假如每筆交易大小為5KB，帶寬為40Mbps，可并行驗證交易簽名，預計性能在1000TPS左右，交易確認時間10秒左右。假如每個賬戶4K，16TBSSD存儲介質可存儲40億個賬戶。而BUMO通過改進關鍵算法及優化共識協議，節點數量為100個，在局域網的環境下可測出3000TPS的交易速度，如果使用Orbits多鏈技術，則可隨著鏈的個數增加，線性提高TPS至幾萬到幾十萬，可見Libra的1000TPS的目標還是比較現實的，能滿足其初步需求。

總結：

從細節可看到Libra雖無過多創新，但是技術選型都是深思熟慮過的。總體來說目前還處于初級階段，要想為幾十億人服務，還有較長的路要走，尤其是在系統容量、穩定性、合約安全性方面需要投入大量資源去驗證與改進。

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