学术与商业结合的“第三代”区块链协议（二）

版权声明：戴德文【U赞独家签约作者】，首发于U赞社区，同步于微信公众号【区块链践行录】，未经授权，不得转载。

引言

在上一篇文章中，笔者简述了Cardano项目的概况，以及它的“学术研究优先”的特点。有读者留言表示，不关心某个区块链项目是“第几代”,而只关心它能否真正落地应用；“与学术研究无关”，能否商业化、能否服务于实体经济才是根本，等等。

他们都道出了当前区块链行业的发展困境。很多项目只是“蹭”区块链概念的热门，并未解决行业痛点，或借区块链之名，行传销、圈钱之实。

诚然，愿景再美好也必须回归实现，白皮书做得再漂亮，若无落地应用，一切也只是空谈。但，我不认同“与学术研究无关”的说法。对于一个充满前景的新兴行业而言，围绕区块链的各种学术研究不仅必不可少，而且还是行业发展和进步的保障，学术化为商业化提供理论基础，商业化为学术化提供最根本的动力，是某项技术可持续发展的保障。

今天我们继续来了解Cardano这个项目，本文为专题文章的第二篇，本文将为你介绍Cardano的结构特点和其代-币ADA。

2.2 高标准，严筛选

Cardano使用Haskell语言编写代码，这是一种具有高度容错能力的纯函数式、静态类型编程语言，可以为代码的正确性提供数学证明，为系统提供极度稳健性和形式验证，被认为是最安全的编程语言之一。

Haskell语言虽然不是主流，但在学术界和工业领域却应用非常广泛。据悉，美国国家安全局（NSA）和一些航天公司、国防工程承包商使用的系统，就是使用一种基于Haskell的语言编写的[4]。此外，Cardano也使用Haskell的衍生语言Plutus定义智能合约。

团队在创建Cardano时，已充分考虑到与终端用户和监管者的关系，Cardano希望在“隐私监管”与“去中心化的核心原则”之间，可以找到一个平衡二者需求的中间地带。

三、分层结构

Cardano是一个类似于以太坊的智能合约平台，通过分层架构实现平台安全。它由两个独立的分层结构组成：

结算层（CSL，Cardano Settlement Layer）和计算层（CCL，Cardano Computation Layer）。

独立分层结构的优点是有利于通过软分叉的方式实现系统升级，这是与以太坊的区别所在。

3.1 CSL层

CSL层（结算层）是系统架构的第一层，基于Haskell语言编写，充当余额账本的角色。它由IOHK联合英国爱丁堡大学、希腊雅典大学和美国康涅狄格大学共同开发。

CSL层使用Ouroboros作为生产区块和确认交易的共识算法，它是PoS的Cardano迭代版本，该算法由爱丁堡大学的Aggelos Kiayias教授领导的科学家团队共同研发。

该层将实现以下功能：

使用两套脚本语言，一套用于价值转移，另一套用于提高叠加保护。

使用侧链技术链接至其它账本。

使用包括量子抵抗在内的多重签名。

多用户资产发行。

系统扩容，解决用户增长需求。

CSL层又可以分为三个“节点群组”：

核心节点（Core Nodes）；

中继节点（Relay Nodes）；

边缘节点（Edge Nodes）。

（1）核心节点

核心节点为CSL层的关键所在。在Byron阶段发布的CSL版本，资产权益都被锁定在一些联合核心节点上，后者通过选举的方式成为“时隙领袖”（slot leader），后者拥有生产区块的权利，但不能创建交易信息。

为了保证系统的安全性和稳定性，降低网络攻击的风险，核心节点被设计成与公共网络隔离，只能通过中继节点接入公共互联网。

（2）中继节点

中继节点由权益拥有者联合委员会控制，它们是核心节点与公共网络的连接桥梁，类似于代理服务器。中继节点不储存任何资产，也不能创建交易信息，而且数量可以不断增加，因此，即使遭遇黑客攻击，它们可以被立即移除，不存在资产被盗的风险，达到维护核心节点安全的目的。

（3）边缘节点

边缘节点是一个有且只有创建交易信息权利的简单节点，每个人都能在电脑上运行。它不能与核心节点直接通信，只能通过中继节点或者边缘节点间联系。

3.2 CCL层

计算层（CCL）是Cardano平台的第二层。由于它独立于第一层，因此处于该层的不用用户在评估交易时可以创建不同的规则。CCL层使用一种名为“Plutus”的新编程语言编写智能合约，同时也支持以太坊智能合约的编程语言Solidity。

为了建立这两条独立区块链之间的连接，Cardano引入了基于KMZ（Kiayias, Miller, and Zindros）新协议的侧链技术，以供交易在CSL和CCL之间流通，实现跨层传输。

Cardano将内置一个Plutus代码参考库，以供dApp开发者参考。此外，团队还将创建一套工具，用于验证代码，提升网络的安全性。

四、ADA与手续费

4.1 概况

Cardano平台流通的token被命名为ADA，标志为₳ ，如图3所示。

[图3，ADA的标志]

“ADA”一词取自19世纪英国数学家和作家Ada Lovelace的名字[5]。ADA的货币面额最小可以精确至小数点后6位，最小的货币单位被命名为“Lovelace”。二者的换算关系为：

1 ADA=1000000 Lovelace，或者 0.000001 ADA=1 Lovelace。

[表1，ADA与Lovelace之间的换算关系。]

根据Cardano发布的货币政策[6]，ADA设计的最大供应量为450亿枚，永不增发。据CoinMarketCap的数据，ADA目前流通的总供应量为311亿枚，市值30亿美元，在加密货币中排行第8位，已上线Binance、Bittrex、Upbit、OKEx、Huobi等主流数字货币交易所。

[图4：2018年8月9日，ADA市值统计数据，图片来源：Coinmarketcap]

4.2 交易手续费

根据官方的系统设计，用户之间转移任意数量的ADA均需收取一定数额的手续费。

提到手续费，很多人第一反应可能就会问：

为什么需要手续费？

官方对此给出的解释主要有两方面[7]：

（1）Cardano使用的是PoS，而非比特币使用的PoW共识机制，参与者无法通过“挖矿”来获得ADA。因此，手续费成了他们唯一的收入来源，以补偿和奖励他们为运行节点所付出的时间与努力。

（2）防止DDoS攻击。若有黑客尝试使用大量虚假交易攻击Cardano网络，他们将不得不支付每一笔交易相应的手续费，这使得攻击成本变得极其高昂，黑客将变得无利可图。

那么，手续费具体是如何收取的呢？

官方文档给出的手续费计算公式为：

a + b × size。

其中：

所有产生的手续费都会被注入一个虚拟币池，日后将重新分配给拥有生产区块权利的“时隙领袖”。现阶段的CSL层，其所有的区块均由Cardano基金会、IOHK和其它合作伙伴所运营的节点生产，但其中产生的手续费不参与分配而是被全部燃烧。根据Cardano的规划，当项目进入了“完全去中心化阶段”（IOHK退出运营和维护），虚拟币池的手续费才会根据既定规则进行分配激励[8]。

（未完待续）

（敬告：本文仅代表作者个人观点，不构成任何投资建议。）

[参考文献]

[4] Deep Dive into Cardano (ADA), The Third Generation Cryptocurrency , Coin Bureau, April 19, 2018

[5]Monetary Denomination & Units,cardanodocs.com

[6]CARDANO MONETARY POLICY,cardanodocs.com/cardano/monetary-policy>

[7] Lars Brünjes，How Cardano’s transaction fees work，cardanofoundation.org，10/20/2017

[8] Cardano Settlement Layer Documentation,TRANSACTION FEES IN CARDANO SL,cardanodocs.com