高性能商业应用公链METABIT上线主网为Web3与元宇宙推开新世界的大门

时间：2023-05-04|浏览：242

过去几年，Web3 已然成为热门概念，腾讯、谷歌、Twitter 等各大传统互联网巨头纷纷宣布入局。不过，从现实落地来看，实现 Web2 向 Web3 无缝过渡仍然面临较大的阻碍。一个核心的原因是，目前的 Web3 区块链网络底层性能无法支撑大规模商业应用。

以游戏为例，玩家与系统的交互频次较高，如果使用以太坊网络进行交互成本太高，单笔 GAS 高达数十美元难以扩大商业规模，用户体验也会受到影响；并且随着游戏的复杂度提升，操作频率会更高，以太坊短时间内还无法响应这类需求，更不用说更为复杂的元宇宙应用。

因此，要想推进区块链商业落地，承载更多业务场景和更广泛行业参与，区块链底层需要更易治理、更安全、更灵活可扩展、更高效好用、更开放的技术体系，必须从网络、计算、存储等各个维度，提升区块链系统的横向可扩展性，使其可支撑海量服务场景。

为了解决上述问题，大规模高性能商业应用公链 METABIT 应运而生。METABIT 是一家可支持大规模商业应用公链，其高性能、独特的共识算法和验证、低交易成本和定制的 gas 机制，旨在打造高执行层和安全的区块链生态平台，为去中心化金融、社交、电商、搜索、存储、元宇宙等大规模商业应用提供支持。

具体来说，METABIT 应用虚拟分层技术，独有的激励机制使得全链资源自动优化重组，动态配置资源，破解区块链「不可能三角」实现性能拓展； METABIT 交易引擎实现了一套并行执行交易的框架，使得同一区块中的交易得以并行批处理执行，TPS 可达 70000，远超以太坊，有效满足各类商用场景；METABIT 还大幅降低了网络 GAS 费用，并且兼容 EVM，开发人员可以轻松实现以太坊 DApp 的迁移和部署。

值得注意的是，METABIT 还将零知识证明技术 ZK-rollup 与人工智能内容生成（AIGC）相结合，有效保护隐私。例如，在一些敏感数据上应用机器学习模型，在不透露输入到第三方的情况下，用户可以知道他们的数据在模型推理后的结果。ZK+AI 的创新性应用既保护业务隐私，也实现信息隔离基础组建，满足信息的时效性、保密性以及可验证性要求。

目前，METABIT 已经成长为加密领域增长最快的生态系统，拥有 15 万用户以及数百个 Web3 迁移项目，涵盖钱包、NFT、GameFi、DEX、DAO 等。METABIT 已然成为实现数据化转型的新一代发现工具，效率工具，创新工具和金融工具。

一、METABIT 虚拟分层破解区块链「不可能三角」

从区块链技术诞生以来，不可能三角（也称「三元悖论」）一直是绕不开的问题，METABIT 提出的虚拟分层，很好地交出了答卷，破解区块链「不可能三角」。

所谓不可能三角，是指无法同时满足去中心化、安全、可扩展性/效率这三项特性。也就是说，区块链网络模型无论采用哪种共识机制来决定新区块的生成方式，都难以同时兼顾去中心化、安全、可扩展性/效率这 3 项要求，只能三者取其二。

受到「不可能三角」的制约，早期的区块链网络通常是单链形式，为了兼顾安全性与去中心化，不得不作出性能方面的牺牲，主流区块链比特币、以太坊都在「不可能三角」的某个特性上做了妥协。过去几年，行业也在不断探索如何实现对这一「悖论」的突破，实现三角之间的可能，主要有两大方向：分片和分层。

分片是一个特别复杂和具有挑战性的方案，包括计算分片、共识分片、存储分片、网络分片等。它存在于多个层面，如何解决相互融合的问题是关键。一些方案在计算分片方面虽然取得了一些进展，但其他问题还没有成熟的解决方案，即使在实验室中也是如此。即使理论上制定了方案，也需要面对工程实施的挑战，并在生产环境中经历长时间的实际验证 (若干年)，以证明其安全性。这也是过去几年普遍存在的问题，无论是以太坊还是试图在分片上尝试解决区块链扩展性问题的团队，都遇到了很大的阻碍。

由于分片的发展面临极大的阻碍，短期内看不到任何突破的可能，因此分层成为当下最优的选择，代表案例便是 Layer 2（也称「链下」解决方案），即通过完成链下或链外的计算，然后在主链上完成清算，从而解决可伸缩性问题。其主要目的是扩展区块链的性能，同时保留分布式协议的分散优势，METABIT、Loopring、dYdX、Optimism、Arbitrum One、Metis Andromeda 都是 Layer2 赛道的代表。

作为 Layer1 赛道的佼佼者，METABIT 虚拟分层是除了具有上述几个扩容方案的优势之外，还创造性提出动态配置资源的概念，其关键要点是在统一的区块链物理节点网络之上，各类应用系统类别，甚至并且规则单个应用系统本身，都可以自组织为一个虚拟区块链系统，体现在共识节点，交易处理，存储要求以及网络带宽的各自灵活自组织。

METABIT 认为自组织的驱动力来自于各类 METABIT System 自身，当一个或一类 METABIT System 的交易量攀升，相应的资源要求也同步提升，METABIT 网络的激励机制会使得全链资源的自动优化重组。带来的效果是，全网络自发的在不同的 METABIT System 中动态配置资源，并且随着 METABIT Ecosystem 的扩展同步增加全网资源。举个例子，以链游为例，当某个厂商推出爆款产品受到市场热捧时，METABIT 的存储以及计算资源会随着网络变化自动聚集，交易优先级提高但交互成本却并未增长，从而实现大规模商业应用，这也更加符合商业社会资源倾斜的运行规则。

此外，通过连接到以太坊系统，METABIT 兼备了和以太坊主网一样的高安全性，同时采用 METABIT 也采用了独创的 MPOAS 共识机制，对于新加入的验证者进行投票机制，可以完全避免 51% 共识攻击问题。

从解决可扩展性问题的角度来看，METABIT 提出的分层方案比分片方案在工程实现上要方便和容易得多，并且借助主网可以保证安全性和分散性；从交易成本来看，METABIT 的方案可以大幅降低链上交易 GAS 费用（相比于以太坊 GAS 费用降低 90%），极大促进了 NFT 铸造、交易、质押等等链上活动。总得来说，METABIT 的解决方案是当下解决区块链性能实现大规模商用最有效的方案。

二、METABIT：兼容 EVM 的多链合约级互操作高性能链群

METABIT 的目标是实现 EVM 体系多链合约级互操作的高性能链群，打造高数据可获得性，强执行层且安全的区块链生态平台，致力于提升区块链基础设施性能，开发者能够自由创建各种场景下的复杂去中心化应用，同时给予用户近似互联网应用的体验。

从系统架构来看，METABIT 采用三层架构机制：1）数据层：METABIT 数据轻量、少量分布式存储、无限扩展；2）网络层：BDN 中立分发网络、虚拟分片、压缩交易；3）共识层：VRF、VDF 自选举，快速共识，秒级确认。

需要重点说明的是， METABIT 在处理交易的过程中运用了有向无环图结构，设计了一种基于 DAG 模型的并行交易执行器（PTE，Parallel Transaction Executor）。PTE 能充分发挥多核处理器优势，使区块中的交易能够尽可能并行执行。同时对用户提供简单友好的编程接口，使用户不必关心繁琐的并行实现细节。并且，区块内的交易不重复执行，没有预执行、预分析或重试的流程，更加高效。具体操作如下：

• 用户直接或间接通过 SDK 发起交易。

• 随后交易在节点间同步，拥有打包权的节点调用打包器（Sealer）从（TxPool）中取出一定量交易并将其打包成一个区块。此后，区块被发送至共识单元（Consensus）准备进行节点间共识。

• 达成共识前需要执行交易验证，此处便是 PTE 工作的开始。从架构图中可以看到，PTE 首先按序读取区块中的交易，并输入到 DAG 构造器（DAG Constructor）中。DAG 构造器会根据每笔交易的依赖项，构造出一个包含所有交易的交易 DAG，PTE 随后唤醒工作线程池，使用多个线程并行执行交易 DAG。汇合器（Joiner）负责挂起主线程，直到工作线程池中所有线程将 DAG 执行完毕。此时 Joiner 负责根据各个交易对状态的修改记录计算 state root 及 receipt root，并将执行结果返回至上层调用者。

• 区块验证通过后，区块上链。在交易执行完成后，若各个节点状态一致，则达成共识。区块随即写入底层存储（Storage），被永久记录于区块链上。

相较于目前市场其他并行执行机制， METABIT 的方案实现了一种高效、自动的并行交易调度策略，最大化交易执行性能的同时，降低了并行合约的开发门槛。基准测试程序的实验结果表明，相较于传统的串行交易执行方案，理想状况下 4 核处理器上运行的 PTE 能够实现约 200%~300% 的性能提升，且计算方面的提升跟核数成正比，核数越多性能越高。数据显示，目前 METABIT 网络 TPS 可以达到 70000，远超以太坊，适用各类商用场景；特别是对一些需要高频交互的应用来说，高性能的 METABIT 可以有效满足交互、交易需求。

此外， METABIT 网络的各个功能部分完全设计为模块化，实现了功能集合的高度聚合。同时，功能集合之间的通讯交互接口模块化的架构，使得系统的迭代安全性得以提高，并且保证操作的安全性和可靠性，以及更好的实现版本的后向兼容。

由于目前以太坊是加密生态最大的区块链网络，开发者众多，METABIT 实现了 EVM 兼容，原有基于以太坊生态的 Dapp 可以无缝零成本迁移至 METABIT Chain，METABIT 还会提供迁移奖励和免费的技术对接。考虑到 solidity 编程语言的局限性限制了主流开发人员进入加密市场，METABIT 也支持更主流和强大的通用编程语言，支持更为复杂的区块链编程逻辑。

METABIT 另外一个突出的技术优势是，顶尖的安全性和隐私性。在算法安全和私钥保管完好的前提下，区块链本身的公私钥机制保证了账户资产的安全。METABIT 网络会在一下方面进一步保证安全及隐私。例如，跟踪算法研究，引入抗量子算法，并同步提供账户切换。

三、零知识证明 ZK Rollups 在 METABIT 的应用

2023 年最热的概念之一，便是零知识证明技术（ZK Rollups），这也是 METABIT 的核心杀手锏之一，可以在在一般商业应用中保护业务隐私，实现信息隔离基础组建和模块，保证信息的时效性，保密性以及可验证性要求。

ZK-rollup 的运作简单来说是将多笔交易打包在一起，发布到 L1 上，同时发布一个证明（用零知识证明技术）来声称这些交易有效，一旦在 L1 上验证确实有效，那么 zk-rollup 的状态就会更新，这套证明机制也被称作「有效性证明」。目前 ZK-rollup 主要采用的证明机制是 zkSNARK 和 zkSTARK，METABIT 采用的是应用更为先进的 zkSNARK。

zk-SNARK 是一种文件很小且很容易验证的加密证明，而简洁就就在于非交互式。传统方案是交互式证明，即示证者和验证者之间反复确认。你可以理解为示证者不断向验证者询问「是或不是？」，然后验证者不断给出回答，直到最后碰出一个正确答案来，所以效率很低。而 SNARK 的解决方案是提前先搞一个「可信初始化」，从而生成公共参考字符串（CRS），这样所有的示证者直接访问它就可以了。你可以理解为有一个标准答案，示证者就像批改试卷那样去验证。

具体来说，ZK Rollups 在 METABIT 中应用体现在以下几个方面：

计算外包。在区块链中，每个节点的计算能力有限，METABIT 借助 ZKP 技术，节点可以将大量的计算外包给链下节点，这时只需要验证外包提交的计算结果和计算证明就可以知道计算是否正确。

数据压缩。在很多高速区块链系统中，交易的数据十分庞大，系统需要保留所有的区块以备共识协议的验证，所以系统对硬件的要求极高，永久保存意味着区块链节点将需要不断增大磁盘空间和数据索引能力。这时候可以借助 ZKP，将验证数据压缩，METABIT 通过递归零知识证明，将账本压缩到 11 KB，但依旧可以验证区块的正确性，同时运用 ZKP 构造了时空证明系统，能证明用户在本地存储了特定文件。

隐私证明。METABIT 将 ZKP 应用于 Token 的转移，使得交易的信息完全保密，但同时能被区块链上的节点验证。未来的一个应用方向是开放类似 Tornado Cash 这样的混币器，使用 ZKP 证明 Merkle-Tree 上的节点，用户可以将固定金额的 Token 存入资金池，然后使用 ZKP 生成的 Proof 证明自己曾经存入过资金，但不需要暴露自己存入时的交易信息。

关于隐私证明，METABIT 还将 ZK 技术与人工智能内容生成（AIGC）相结合。如今，AI/ML 生成的内容越来越难以与人类生成的内容区分开来。零知识密码学将使我们能够做出这样的声明：「给定一段内容 C，它是由模型 M 应用于一些输入 X 生成的。」我们将能够验证某个输出是否是由大型语言模型（如 chatGPT）或文本到图像模型（如 DALL-E 2）等任何其他我们为其创建了零知识电路表示的模型所生成的。这些证明的零知识属性将使我们能够根据需要也隐藏输入或模型的某些部分。一个很好的例子是在一些敏感数据上应用机器学习模型，在不透露输入到第三方的情况下，用户可以知道他们的数据在模型推理后的结果（例如，在医疗行业）。

跨链桥。METABIT 可以借助 ZKP 驱动的跨链通信，因为 ZKP 可以提供简洁的证明，它可以消耗更少的存储，将源链状态中继到目标链。此外，在目标链上验证 SNARK 证明相对便宜。ZKP 的这两个重要特性可以实现低成本的跨链消息和状态传递。在目标链上的验证源链状态可以实现 IBC 风格的跨链桥接。这大大增加了跨链的安全性。

零知识证明 ZKP 是解决区块链隐私性、计算扩展和数据压缩问题的有效方法，METABIT 率先开始探索实践，已经领先以太坊、比特币、BSC 等其他主流区块链。

四、顶尖团队设计循环共享经济模型

METABIT 基金会致力于将 METABIT 打造成为拥有全民共识的公链，秉承 DAO 的治理模式，支持和扶持各个细分领域的建设者在 METABIT 社区中开发和创新，为生态带来勃勃生机。而在整个生态治理中起到决定性作用的便是生态 Token BMTC。

BMTC 是 METABIT 生态内交易的基础，也是网络 GAS 费用支付媒介，BMTC Token 持有者可以提交提案、修改参数、增加或者减少挖矿奖励等等，一切 METABIT 的一切活动都将由 Token 持有者投票决定。此外，BMTC 也将用于生态系统内的质押挖矿、流动性挖矿等场景。

从 Token 分配来看，BMTC 总量 10 亿个，创世团队只有 10%，这是目前主流区块链中自留比例最少的；基金会份额占比 12%，主要用于扶持生态项目，增加 METABIT 生态价值；10% 用于融资，包括种子轮（2%）、机构轮（7%）以及 IDO（1%）；这三大部分都将进行锁仓，从 6 个月到 34 个月不等。

需要着重强调的是，考虑到此前有的项目方会主观作恶，号称锁仓却故意砸盘，METABIT 计划公开经济模型涉及的主钱包、运营钱包及合约地址，钱包也会采用 RSA 加密的多签方式，号召社区监督从而提高项目透明度。

最后，BMTC 总量的 68% 将用于生态建设，其中一个重要方向便是节点挖矿。METABIT 通过 MPOAS 共识机制，创立了超节点、轻节点验证者和授权者三个角色。

轻节点验证者需要购买轻节点并质押 1000 个 BMTC 来激活，同时支付每年管理费维持节点正常工作和网络安全——140U/年节点管理费+5999U（目前是优惠价格，ICO 后将变为 6999U）；节点授权质押者需要支付给轻节点持有者质押佣金，节点持有者可以收取 0%-5% 不等的佣金，从挖矿奖励里扣除。轻节点有多方面收益：包括个人质押奖励（质押年化收益率 20%～100%），邀请直接下线挖矿的网体收益，GAS 费收益，管理费返点，佣金等。轻节点作为维护网络安全和稳定的重要角色，METABIT 项目方决定向全球开放 5W 个轻节点作为二层数据网络，让全球用户参与到网络建设之中

需要注意的是，节点挖矿只有 3.4 亿个，另外 3.4 亿 Token 用户可以通过手机挖矿获得。METABIT 通过 ZKP 零知识证明技术实现了轻节点与主节点通讯机制，使手机、闲置电脑资产成为节点质押挖矿的工具，降低挖矿门槛和难度，实现人人参与挖矿。每 4 年减半，第一年 4250 万个；最小质押单位 1 个 BMTC，最大质押单位为 999BMTC；挖矿的收益和质押的挖矿单位数量成正比，年预期收益率为 100%--200%（以 BMTC 个数计算），可随时提取收益。

另外值得一提的是 METABIT 的创始团队，计算机科学博士为主，技术实力雄厚，也让项目本身充满了浓厚的学术色彩：首席技术官 Jason Zhao，17 年资深软件工程师和技术总监行业经验，曾就职谷歌和亚马逊且担任多个项目的技术总监；科技专家 Fadi Yamout 教授，英国桑德兰大学计算机科学博士；技术专家 Alia Ghaddar，法国里尔大学计算机科学博士；技术专家 Alia Ghaddar，法国里尔大学计算机科学博士……这只是 METABIT 强大团队的冰山一角，还有更多优秀的人才汇集在这一新兴的区块链生态中。