UPE:金色相對論之High-Light：百度XuperChain開源_區塊鏈

5月28日，百度超級鏈Xuperchain正式宣布開源。根據官網顯示，鏈內并行技術、可插拔共識機制、一體化智能合約等四大技術支撐開源，讓區塊鏈應用搭建更靈活、性能更高效，全面賦能區塊鏈開發者。

金色相對論之High-Light第一期請到了百度的資深研發工程師、此次負責XuperChain底層技術開源的孫君意作為首期嘉賓，金色財經技術男神潘瑞攜手佟掌柜，專研最前沿的區塊鏈技術與應用，為金色財經讀者帶來最精彩的技術AMA社群討論~第一期迎來流量霸主百度，一起聊聊開源的那些事兒！

佟揚：大家早上好~今天是個好日子~金色財經的新欄目High-Light上線啦~High-Light旨在打造最精彩的技術AMA社群討論~所以除了佟掌柜外，我還邀請了我們金色財經的技術當家人潘瑞潘總來一起跟大家討論技術的那些事兒~歡迎潘瑞

潘瑞：謝謝大家很高興可以與大家一起學習分享

佟揚：我先來介紹一下潘總。潘瑞，技術當家人～曾就職于國內最著名論壇服務商Discuz!、騰訊、伙伴集團，現任金色財經聯合創始人

佟揚：介紹完潘總，就要有請出我們本次的嘉賓啦~我們本次請到的是百度的資深研發工程師孫君意孫總@百度超級鏈-孫君意，歡迎做客金色相對論之High-Light

百度在區塊鏈領域的布局

佟揚：@百度超級鏈-孫君意孫總大家都對百度在區塊鏈方面的布局非常感興趣能否請您先代表百度先簡單介紹一下呢？

孫君意：朋友們，大家好。我叫孫君意，是百度區塊鏈實驗室的資深研發工程師。我在超級鏈里面負責架構設計，也是負責這個超級鏈活動的宣講和推廣。

孫君意：上圖是百度超級鏈的產品體系。左邊是我們的核心技術XuperChain，它包括XuperUnion、XuperCore、XuperCross和XuperLight四個主要的技術。這次我們開源的是XuperUnion，主要是聯盟鏈的一個技術，包含著我們六大核心技術中的四個。

右邊是基于超級鏈，我們做了很多行業解決方案，這里面會和比如說可信計算、大數據然后還有邊緣計算都有一些技術的融合，然后產生的XuperFair、XuperIPR、XuperEngine、XuperData和XuperEdge。

金色相對論?|?Acala?Network姜富耀：波卡平行鏈的上線技術驅動聯動的效果會越來越明顯:金色財經報道，12月11日消息，在今日舉行的金色相對論中，針對“插槽拍賣的主網啟動前最重要的里程碑，這個里程碑會帶來什么聯動效果？”等問題，Acala?Network姜富耀表示，PLO(平行鏈租賃發行)可以讓多方參與者互利共贏，1. Kusama，Polkadot 鎖倉并捕獲 Token 價值，受益 2. 項目方獲得插槽，享受共享安全，以及跨鏈互操作，受益 3. 用戶抵押KSM/DOT，不損失資產前提下，獲得項目方 Token，受益 4. 用戶抵押KSM/DOT, 不直接給項目方，KSM/DOT 沒有項目方拋盤，反而鎖倉，用戶鎖定資產部分，受益 5.跟交易所、礦池等等合作的玩一些新花樣，那這些合作方也受益。

因此，波卡平行鏈的上線技術驅動聯動的效果會越來越明顯，對于 Acala 來說最重要的就是產品會放入市場中得到更多的驗證，一站式跨鏈 DeFi 等衍生品服務本身就會對整個市場帶來更多流動性。[2020/12/11 14:56:04]

XuperUnion開源地址：github.com/xuperchain/xuperunion

后續我們會還會開源我們的XuperCore，是和公開網絡技術相關的一些組件，還有XuperCross，是和跨鏈有關的技術。還有將來會再開源XuperLight，它主要解決的是在一些IoT設備上部署我們的輕量級的節點，這里面有很多技術問題要在XuperLight里去解決。

孫君意：這張圖是我們超級鏈底層的六大核心技術。首先第一點是超級節點技術，因為現在拋開共識算法的計算以外，其實區塊鏈的性能還存在很多問題，尤其是在智能合約這里還不能做到并行、利用多核能力的計算模型。然后，超級鏈實現了計算和存儲分離的這樣一個架構，即一個節點，它表面上是節點網絡中的一個節點，它的背后則是一個強大的、分布式的計算和存儲集群。

第二個鏈內并行技術，鏈內并行技術是說基于經典的UTXO模型，演化出來一個XuperModel模型，它能夠支持多個事務并行的去處理和校驗智能合約，從而利用多核和甚至是多機的計算資源。

金色相對論 | Bifrost產品經理Tyrone：波卡在平行鏈上線之前還有一個挑戰來源于以太坊開發進度:金色財經報道，12月11日消息，在今日舉行的金色相對論中，針對“波卡生態眾望所歸，未來的期許很高，那各位認為在波卡以及各個平行鏈還會面臨哪些挑戰？”等問題，Bifrost（彩虹橋）產品經理Tyrone表示，波卡在平行鏈上線之前還有一個挑戰來源于以太坊開發進度。 Vitalik于11月18日就表示以太坊2.0的原路線圖將發生變化，總體將數據分片作為Rollup基礎首要實現目標，基本鎖定在ZK Rollup和Optimistic Rollup之間，雖然在技術實現上還有許多難題，但新路線圖的公布說明了以太坊2.0要加快在擴容實現上的腳步。如若以太坊2.0早于波卡實現擴容方案，更多項目將涌入以太坊，同時現在受低吞吐量影響而蠢蠢欲動的項目將繼續扎根以太坊，DeFi將在以太坊2.0迎來一波新的進化，波卡生態的開啟或將面臨不小的挑戰。對平行鏈項目方來說，波卡才短短上線幾個月的時間，就涌入了300多個項目。平行鏈卡槽的競爭預計會非常激烈，只有接入波卡平行鏈的項目才能享有其無分叉升級，異構跨鏈，共享安全的特性。[2020/12/11 14:56:00]

第三點是立體網絡技術，就是基于我們的平行鏈還有側鏈技術，能夠讓整體的性能達到進一步的飛躍。

第四點，在開發者支持這方面，我們主要是提供了一個一體化的智能合約解決方案，我們通過一個XuperBridge的技術，能夠去支持多種虛擬機的可插拔和替換，然后只要實現一些標準的接口，就能把這個虛擬機很容易的移植到XuperChain中。

第五點，我們提供了一個完善的權限帳號系統，這個帳號系統和Fabric那種中心化的權限系統不一樣，它是一個完全內置在賬本中的一個去中心化的全面解決方案，非常的靈活，支持多私鑰控制，每個私鑰的權重不一樣，然后支持私鑰一個集合運算，從而能夠去適配很多種靈活的權限模型。

第六個就是可插拔的一個共識機制，因為大家知道現在關于PoW好還是PoS好，關于兩者優缺點的爭論非常的多。然后我們作為一個技術解決方案，提供了一個可插拔的共識機制。開發者可以很容易地進行二次開發，只要求開發者實現兩個標準的接口就可以變成一個插件，放到XuperChain里面，從而可以在他部署自己區塊鏈的時候，選擇自己的獨有的共識機制，來滿足他的客戶需求。

金色相對論 | 楊玉梅：整個行業正經歷一場大浪淘沙、去偽存真的洗牌:在本期金色相對論中，節點資本管理合伙人楊玉梅發言指出：目前區塊鏈仍處在早期發展階段，整個行業在發展進程中正經歷一場大浪淘沙、去偽存真的洗牌，并且嚴格意義上來講，真正專注于區塊鏈行業的投資機構并不多，因此在這個過程中自然會淘汰一批并不專注，投機性質較強的區塊鏈投資機構，因此我們會看到目前出現一些“衰落”的現象。但是真正在這個領域一直努力前行著的真正的區塊鏈行業投資機構，會在滌蕩過程中更加堅定、活躍、脫穎而出。[2020/2/13]

孫君意：這個是輕量級節點技術Xuperlight，我們前面也提到區塊鏈在具體的實施過程中，其實大家要解決一個問題，就是怎么保證最開始上面的這些數據沒有篡改并且是可信的，比如說是攝像頭采集的信息，或者是比如充電樁采集的這些用電信息。

我們提供了一個輕量級節點的技術，可以把輕量級節點很方便的去植入到包括Limux系統、arm芯片等架構的IoT設備里面，需要去解決大量技術問題。我們把整體的解決方案放在XuperLight組件里面，后續會把這些內容開源。另外，在實施項目的過程中也會遇到客戶需求不光是標準的橢圓曲線加密，還會有很多其他的需求，比如對國密的支持，尤其在一些政府項目中。

孫君意：XuperData，就是把區塊鏈、大數據和可信計算做了一個融合的解決方案。它解決了什么問題呢？當企業、機構之間要交換數據的時候，會擔心數據的權限不可控，數據被復制和數據被竊取等問題，通過把這幾個技術進行融合，提供了這樣一個平臺，然后實現多方數據交換時，數據可用但是不可見。那區塊鏈起到什么作用呢，區塊鏈主要存儲了什么數據呢？它存儲的是數據的指紋信息，當然指紋數據的變更也會推到這個鏈上，還有一個數據的使用方去申請信息，申請請求也是上鏈的，同時數據擁有者的審批也是通過區塊鏈來完成的，這樣就使得多方能夠對數據的權限、價格流轉、使用等都能夠達成一個共識，而且是可衡量的，數據的交換的價值本身也是可衡量。

孫君意：目前的超級鏈和北京，廣州互聯網法院共建的一個司法區塊鏈系統，這個就是基于我們的XuperIPR解決方案。

金色相對論 | 比太錢包文浩：大節點必須設計良好的架構來確保安全:在本期金色相對論之“閃電網絡：Hello，TPS”上，金色財經合伙人佟揚對話比太錢包創始人文浩，針對有人說加入閃電網絡后，會出現中心化安全風險，這樣是否會降低錢包的安全性的問題，文浩表示，安全永遠是相對的概念，哪怕錢包賬戶是去中心化的，對于用戶來說仍然需要根據自己的資產特點來設計適合自己的安全存儲資產的方案。對于錢包的安全性來說，閃電網絡本身并不增加安全風險，當然由于會增加技術復雜度（比如說通道狀態的記錄等），因此提供服務時要做好充分的測試，以確保資產安全。另外，隨著閃電網絡應用的發展，未來必然會出現大節點，這類的大節點會為很多用戶提供通道的建立和關閉以及通道狀態的維護等服務。此類大節點面臨一個問題，就是當其為大量的用戶提供閃電網絡節點服務時，不得不在通道里壓大量的幣，這就必須考慮安全性，因為大量的通道內的幣都是處于熱錢包狀態，節點必須要設計良好的架構來確保安全。總之，閃電網絡是革命性的，將大大顛覆傳統幣圈鏈圈的生態模式，從這個角度上講，每一個業內參與者都理應對其引起足夠的重視。[2019/3/7]

佟揚：我先來問一個比較基礎的問題哈~不過也是大家非常關心的問題，正好結合現在孫總丟的這些圖片，可以更好的說明孫總在宣講什么。百度區塊鏈部分有百度證據鏈、數據協同平臺、XuperEdge、百度圖騰、度宇宙等產品以及司法與版權兩個解決方案，請您舉例解釋一下區塊鏈在這些場景中的運用？其中區塊鏈技術的不可或缺性體現在哪里？

孫君意：例如版權交易場景，通過應用區塊鏈技術進行數據存證及數據溯源。區塊鏈技術能夠公證透明地記錄、追溯數據資產的來源、所有權、使用權和流通路徑，通過共識算法建立可信任的數據資產交易環境，破除數據被任意復制的威脅，保障數據擁有者的合法權益，有助于數據要素流通融合。這個是中心化平臺做不到的。

孫君意：這個是后續的Roadmap

佟揚：百度一直強調自己是100%自主研發為什么要重新開發全新的區塊鏈系統.新系統的可靠性和健壯性如何驗證?

孫君意：技術是無國界的，但是工程師是有國籍的。幾乎每個流行的區塊鏈項目都有一個穩定的核心開發團隊圈子，為了不受制于人，尤其對于新興技術，唯有自主研發才是正途。百度超級鏈的愿景是讓信任的建立更加便捷，未來區塊鏈會廣泛應用在各行各業的大量業務，成為信任的連接器，當前我們已經在版權保護、司法存證、數據流通等領域落地了應用，可靠性健壯性得到了驗證。此次開源也是為了在更廣泛的業務場景中應用，我們也會不斷迭代代碼、打磨系統，完善文檔。

金色相對論 |?幣印潘志彪：閃電網絡的繁榮會對鏈上交易起促進作用:在本期金色相對論之“閃電網絡：Hello，TPS”上，金色財經合伙人佟揚對話幣印創始人潘志彪，針對閃電網絡的出現與應用會對礦工、礦池以及鏈上生態起到什么影響的問題，潘志彪表示：假設未來閃電網絡能夠繁榮起來，將會出現一個全新的交易市場。鏈上的交易將主要由價值較高的交易占主導；閃電網絡將會是價值相對較低的交易占主導，并且這是一個巨大的增量市場。礦工的收益主要來自于鏈上交易的手續費，由于閃電網絡的繁榮，也促使鏈上交易繁榮，礦工的手續費將會極大提高。而礦工的手續費提升的影響是多方面的。例如USDT是發行在比特幣上的token，手續費的提高，意味著交易成本提高了，可能會抑制其流動性，小額的就沒法轉賬了，只能走類似Offchain錢包的轉賬；但對于挖礦來說，就是利好，手續費市場繁榮，礦工收益就大，算力就會比較大，那么整個POW網絡就更加安全。[2019/3/7]

佟揚：感謝孫總，我關于應用場景的問題就問完啦，后面的技術問題就交給我們金色財經技術當家人潘總。

High-Light：近看百度XuperChain開源

潘瑞:好的，感謝孫總的講解，非常高興今天作為一位開發者近距離了解百度區塊鏈。我的問題是:XuperChain引入鏈內并發及多版本事務處理技術,那么它又是如何保證事務的原子性及時序性?是否與分布式數據庫的事務相似呢?

孫君意：通過將一個事務涉及的數據變更打包在一個底層KV數據庫的Batch寫，保證其原子性。事務的處理時序是通過事務的引用關系來定序：DAG的拓撲序。在經典的UTXO模型中，事務聲明了“資金引用”，而XuperChain的事務模型中，有兩種引用：資金引用和數據引用，通過數據引用來支持通用的智能合約。

孫君意：鏈內并行原理：節點收到一個事務后，除了校驗密碼學簽名，還會校驗其依賴的Input哈希指針（指向依賴的其他事務的output)是否有效（uptodate)，如果有效則加載數據構造合約執行環境，然后重新執行合約，驗證輸出的數據是否和其聲明的Output一致。這整個過程都是無鎖的，因此能并行，利用多核能力。驗證通過后，事務的Output寫入賬本，這個過程是有鎖的，寫入前會再次檢查一次哈希指針的有效性。整體上的原理和分布式數據庫的MVCC并發控制有相似之處。

潘瑞:感謝孫總的回答,我們都知道事務處理最怕的惡魔就是死鎖,那么我的下一個問題是:如果具有時序性,是否會產生死鎖問題?為什么?

孫君意：不會有死鎖。從前面對鏈內并行的原理分析也可以看到，我們是采用的“樂觀鎖”的機制，有點類似CPU的硬件同步原語Compareandswap。事務之間最差情況是沖突導致單次提交失敗，不會死鎖。超級鏈中事務的提交分為兩階段，預執行(PreExec)和提交(PostTx)。預執行階段合約對賬本是只讀(Read-Only)的，預執行結果會返回事務的“讀寫集合”，其中讀集合描述了事務依賴數據各個Key的Hash指針，這個Hash指針指向已經成功提交的事務的Output域。客戶端將讀寫集和自己的簽名組裝起來，開始第二階段：提交，節點驗證成功后，事務輸出才寫入生效，進入待上鏈狀態。如果提交失敗，客戶端可以返回第一階段重新開始。

潘瑞:了解這樣確實安全的實現了并發和事務,我的下一個問題是:XuperBridge是合約虛擬機和區塊鏈賬本的橋梁,它的好處當然有很多,可以統一接口,更低的耦合度,但同時也會限制一些靈活性,關于這點是如何處理的呢?

孫君意：XuperBridge通過統一接口降低了將不同類型的虛擬機接入到XuperChain的難度，給予開發者更多的選擇來開發Dapp，而不限于某一類特定的編程語言。目前我們已經接入了WASM和Docker來滿足不同場景的業務需求，后續我們會開放更多的接口來滿足開發者的多樣的開發需求。事實上，我們通過XuperBridge也已經支持了以太坊的solidity虛擬機，只是由于License問題，此次不便開源。

佟揚：可插拔共識是否有什么限制?

百度超級鏈孫君意：當前，每種共識都有他的優缺點。POW太消耗能源，而DPOS經常被質疑是不夠去中心化的。所以，在XuperChain的代碼中，我們實現了一種可插拔的共識機制，只要開發者自己實現兩個接口，編譯成插件就可以完成替換，在代碼的consensus文件夾中可參考。

潘瑞:作為一名十年以上的開發者,我們深知在技術選型時開源項目對開發工具、開發流程、開發文檔、開發社區的重要性,XuperChain對開發者友好方面我們都作了什么呢?

百度超級鏈孫君意：在應用開發的支持上，我們是有自研的Wasm虛擬機，目前已經支持了C和Go這兩種主流的編程語言，未來支持其他的也非常方便。而且，提供了豐富的智能合約樣例代碼，公開發者參考。代碼質量有誠意的，如單元測試、代碼風格、注釋等方面我們一直嚴格要求，通過goreport檢查獲得了A的成績。

在架構方面，超級鏈是完全的可插拔架構，如果編譯過我們的代碼，會發現我們的程序是由一個主程序和若干個模塊插件so組成的。開發者完全可以根據自己的需要靈活地替換插件。比如，實現一個自己的共識算法，實現自己的加密庫等等。

潘瑞:感謝孫總的回答,看到XuperEngine可以允許開發者快速構建自己的區塊鏈系統,我的問題是:開發者基于XuperEngine創建的鏈與XuperChain是什么關系?

百度超級鏈孫君意：XuperEngine提供了一種超級鏈平臺化能力，適合于基于區塊鏈開發應用的用戶，他們能夠便捷地搭建一整套區塊鏈，在上面快速把應用跑起來，且有完善的監控和配套服務。另外，由于底層對接了百度云，不需要用戶擔心機器資源層面的問題。XuperChain這次開源的代碼，使得用戶可以做二次開發，不僅僅是開發智能合約應用，也可以定制自己的區塊鏈。

佟揚：我還有個問題：關于邊緣計算目前XuperEdge的目標和目前所處的階段是什么?

百度超級鏈孫君意：XuperEdge目標是將閑散的邊緣計算資源整合為彈性更好的算力、帶寬、存儲資源，通過區塊鏈技術讓資源更高效的流通和利用起來。目前XuperEdge已經在邀請使用階段，在未來2個月內會對外全面開放。

潘瑞:感謝孫總的回答,前面了解到了開發者構建自己區塊鏈系統的相關問題，我下一個問題是:百度區塊鏈部署的亮點/技術優勢？

百度超級鏈孫君意：部署亮點：不同于傳統的聯盟鏈系統，超級鏈具備全球化部署能力，節點通信基于加密的P2P網絡，支持廣域網超大規模節點，且底層賬本支持分叉管理，自動收斂一致性，提供了內置TDPOS算法確保了大規模節點下的快速共識。

主要技術優勢是：高性能：通過原創的XuperModel模型，真正實現了智能合約的并行執行和驗證，通過自研的WASM虛擬機，做到了指令集級別的極致優化。

架構靈活：其可插拔、插件化的設計使得用戶可以方便選擇適合自己業務場景的解決方案，通過獨有的XuperBridge技術，可插拔多語言虛擬機，從而支持豐富的合約開發語言。

安全：內置了多私鑰保護的賬戶體系，支持權重累計、集合運算等靈活的鑒權策略。保障了智能合約運行的安全和可控。

社群提問

佟揚：社群問題1：在場景應用方面，個人覺得SAAS有比較廣泛的應用，能解決大型企業不愿意使用中心化的SAAS云服務器以免自家的數據不可控的問題，請孫總賜教，超級鏈在SAAS方面有沒有解決方案，感謝！

百度超級鏈孫君意：我們各種解決方案開放能力已經具備，也正在建設自己的SAAS服務平臺，就是前面介紹的XuperEngine，目前平臺正在逐步完善中，正處在測試邀請階段，如果群里有興趣使用的，可以線下聯系我們申請測試賬號。

佟揚：社群問題2：我看百度超級鏈也參考了超級賬本架構，具體是哪些方面?

百度超級鏈孫君意：這個朋友是說合約預執行么?Fabric的Ledger是不支持分叉的，XuperChain是支持的。Fabric中數據的版本編碼是和區塊高度綁定的，因此它不支持在同一個區塊內多筆事務修改同一個Key。而且，Fabric也沒合約虛擬機啊，不支持Gas審計。總之，區別太大了。

佟揚：社群問題3：百度超級鏈在狀態和賬本裁剪上如何設計？避免存儲增長問題?

百度超級鏈孫君意：XuperChain中的節點主要分為全節點和輕量級節點，輕量級節點是運行在IOT設備上的，其賬本存儲是裁剪過的。全節點目前沒有支持裁剪，但是底層的存儲是抽象了KV接口，默認是一個Leveldb實現，如果單機存儲容量也沒法滿足，也可以實現一個分布式數據庫的KV去適配，非常方便。可以參考開源代碼的KV文件夾。

佟揚：由于時間的關系，孫總只能回答最后一個問題啦~社群問題4：超級鏈的可插拔共識機制如何解決因此導致的鏈與鏈之間的互操作問題？

佟揚：其他的問題，大家可以加@百度超級鏈-孫君意，PM哈~

百度超級鏈孫君意：這個問題很好，跨鏈技術一直是討論的焦點，目前我們開源出來的XuperUnion只有平行鏈技術，沒有跨鏈互操作。后續我們會在XuperCross這個項目中開源我們的跨鏈技術方案，敬請關注。我們已經建立自己的開源社群，歡迎各界開發者加入，后續還有更多的問題，可以進群交流。

潘瑞:感謝金色財經佟掌柜構建High-Light這樣一個技術分享精進平臺,讓區塊鏈技術同學們一起近距離共識出塊。感謝孫總@百度超級鏈-孫君意，為我們帶來的講解,并讓我們全方位了解關于區塊鏈技術及百度區塊鏈技術的方向和思考。謝謝大家

佟揚：那本期的High-Light就到這里結束了~感謝群里所有的技術大咖們~我們下期再見~

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