第10章PoS项目实例-Dfinity

确定性

项目介绍

官网对Dfinity的定义是：Dfinity（DecentralizedINFINITY）被称为下一代互联网的超级计算机，旨在打造一个开放的、去中心化的云服务器，为下一代软件和服务提供基础设施。

Dfinity 是一台互联网计算机——旨在托管下一代软件和服务的公共去中心化云。

以太坊也被称为全球计算机。 与 Dfinity 不同，它在性能和扩展性方面优于以太坊。 此外，建立在以太坊巨人之上的Dfinity，做的更多的还是重建基础架构。 Dfinity号称是Cloud 3.0，其目标是中心化世界的亚马逊云服务商，所以Dfinity更侧重于云基础设施，而以太坊则侧重于智能合约。 本质上两者并没有太大的区别，也不代表专注于底层架构的Dfinity不做智能合约，也不代表专注于智能合约的以太坊不专注于底层性能优化。 两者虽然不同，但是Dfinity和以太坊的目标其实很相似。 就连Dfinity的首席科学家Dominic Williams也在他的博客中表示，Dfinity是以太坊的姊妹链以太坊pos模式是什么意思，是以太坊的Pro版本。 两者是兼容的，运行在以太坊上的 Dapps 也是兼容的。 可以在 Dfinity 上运行。

作为世界级的超级计算机，Dfinity在宣传上还是会尽量做到差异化：与以太坊合作，取代AWS、谷歌云。 Dfinity 完全没有取代以太坊的打算（虽然 Dfinity 相比以太坊有非常大的性能提升），对外宣传的口号也一直很明确——第三代云服务商。 Dfinity要做的，就是利用区块链技术，尝试利用分散在世界各地的硬件资源，构建分布式的全球超级计算机，打破目前互联网巨头铸造的中央机房模式。

Dfinity的起源可以追溯到2014年，真正开始是2015年，直到2017年才开始受到关注。潜伏多年后，Dfinity在牛市期间“抓住”了以太坊交易拥堵的机会。 Dfinity针对以太坊的性能瓶颈提出优化建议，恰好迎合了众多投资者的关注，一炮走红。 此前延期的第二轮募资也开始筹划。 加上团队不断吸纳新技术人才，Dfinity项目立即成为投资人眼中的热点，为2018年Presale众筹打下了良好的基础。

许多知名科学家和数学家都参与了 Dfinity 团队，其中包括密码学界著名的 BLS 签名发明人 Ben Lynn（一个毛茸茸的爆炸头，就像爱因斯坦的亚洲脸）。 首席科学家Williams也是一位很早就参与加密货币圈子的伟人。 据说在团队扩大之前，Dfinity 的共识是由威廉姆斯一人完成的。

随着项目的火爆和团队的扩大，Dfinity的技术能力开始崭露头角。 提出的门限中继技术、BLS签名技术、分层设计等技术使得Dfinity在性能上比以太坊强50倍。 阿森松岛，这个理论值的公开，让所有人哑口无言。 作为一个严重依赖随机数的项目，Dfinity利用VRF（Verified Random Function）算法产生的随机性，不仅有利于全网的安全，也有利于Dfinity在Dapp生态的发展。 Dfinity 相对于以太坊的优势也很明显。 想象一下，如果一个运行在以太坊上的 Dapp 运行在 Dfinity 上，那么性能提升是显而易见的。

系统中可以使用随机数，例如验证者/区块生产者的选择、提议区块组的选择、验证者在组中的随机排序等； 也可以在系统外使用，比如Dapp的一些功能，投注，匿名投票，匿名随机app等等，随机数在这些app中无处不在。 安全、公正、不可预测和不可操纵的随机数是区块链中非常重要的功能。

Dfinity也是一条对中国网络非常友好的公链。 为了避免中国式“防火墙”的问题，Dfinity筹集的部分资金将用于建设一个名为Dragon Dfinity的特殊Dfinity网络，相当于一个Private网络，只对中国市场开放，并满足政府合规要求。 由此可见，Dfinity是一个非常了解中国市场、非常重视中国国情的公链项目。

代币情况

Dfinity，中文名称为Tiffany，代币符号为DFN。 DFN总量为469,213,710 DFN，单个DFN价格为0.25元人民币（数据来源）。 2017年开始募资，共进行2轮募资，种子轮和预售轮，硬顶6.1亿元。 预售轮可以理解为私募轮，并没有对外公开。 除这两轮融资外，东风日产并未对外进行大规模的ICO。 为了遵守规定，也是团队良心的体现（因为团队觉得ICO容易败坏项目，集中筹码）。

筹款情况

种子轮和预售轮结束后，威廉姆斯在博客中表示不会再有新的筹款轮次（本来有3轮，Preseed的种子轮，Seed的预售轮和众筹主要回合）。 因此，当主网上线时，DFN的分布基本确定：

从官方宣传的语气来看，Dfinity是一个更注重去中心化的团队，团队认为钱够了就够了，没有必要ICO再去募集额外的钱。 最重要的一点是ICO倾向于集中筹码。 在 PoS 网络上线初期，需要有足够的分散筹码用于 Staking 来保护网络。 去中心化分散是非常必要的。 为此，Dfinity也决定向社区空投1.25%的DFN，以表达分散筹码的决心。 支持社区用户。 （开发组说这部分空投一共价值1.7亿，不知道这个价格是怎么算的）。

Dfinity 以太坊众筹智能合约地址：

令牌角色

DFN 的作用类似于以太坊中的 ETH。 主要作用是充当燃烧的燃料（Gas）。 每当交易发生时，都需要使用 Dfinity 的网络资源来工作。 这部分消耗的成本需要由用户承担，然后交给提供资源的节点。 这个使用费可以理解为燃料。 除了交易，云网络 Dfinity 还提供存储服务。 在其上运行智能合约的开发者和公司除了 Gas 之外还需要支付运营和存储费用。 当然，这些费用不会落入 Dfinity 基金会的腰包，而是落入提供算力、带宽和硬盘的节点，即 Dfinity 矿工。

下面列出了 Dfinity 中 DFN 的 4 个可重用函数：

安装和运行智能合约（充当燃料 - Gas 的角色）

抵押DFN成为Dfinity矿工

抵押DFN成为Dfinity中的“神经元”（Dfinity链上的治理角色）

抵押DFN在Dfinity中使用私有云服务

与以太坊相比，2、3、4是PoS共识中需要的场景。 因为以太坊仍然是 PoW 共识，所以不存在抵押区块这样的东西。 改用Casper FFG后，以太坊还会有第二种场景，第三种和第四种是Dfinity独有的场景。

发展路线

Dfinity 没有具体的发展路线图。 我从网上搜索了一些足迹，拼凑出Dfinity的发展里程碑，但并不是真正的发展路线图。 目前，开发团队还没有给出未来上线的具体时间点。 不过在社区流传最广的是2018年底Dfinity的主网上线，但并没有真正发生。 后来推迟到 2019 年 5 月，但威廉姆斯在他的博客中表示将推迟到 Q2 后期。 我已经放弃了对主网启动的确切时间的希望。 90%的公链都出现过退票，尤其是在主网上线的时候。 跳票一次很正常，跳票2、3次也不少见。

设计理念

Dfinity 的设计理念基于以太坊。 基于对以太坊遇到的问题的思考，重新设计的Dfinity具有更好的性能和更大的可扩展性。 在以太坊的 PoS 算法 Casper FFG 实现之前，Dfinity 根本不需要考虑以太坊 PoW 的过渡阶段，而是专注于解决以太坊的性能和扩展问题。

同时，Dfinity兼容以太坊，尤其是在Dapp的运行上。 Dfinity 的 EVM 与以太坊的 EVM 兼容，但显然，同样运行在 Dfinity 上的 Dapp 具有更大的优势。 同时，Dfinity标榜自己的技术可以应用到以太坊上，希望以太坊使用自己的技术。 得到提振。

在性能方面，通过独特的门限中继方案，保证了验证者选举的安全性，并且是无偏随机的，同时可以在门限范围内快速达成共识。 共识的最终性可以在不需要运行共识算法的验证组中快速完成验证，确保交易几乎可以立即生效。

为了加快区块生成和验证的速度，Dfinity 将验证者随机分组，在组合组之间依次生成和验证区块。 阈值中继是通过算法将组与组之间的验证连接起来，以确保安全。 与区块链原理类似，在这种中继验证的情况下，攻击者很难进行协同攻击。

另外，阈值是数值。 例如，如果设置为验证组中51%的验证者，那么在400人的验证组中，只能验证201人的签名（Dfinity使用BLS算法保证任意201人的签名具有相同的签名）价值。 ）。

在可扩展性方面，Dfinity分层设计架构，将共识、验证、存储分离，实现更大的可扩展性。 这是一个引用：

DFINITY 通过分层共识、验证和存储实现“几乎无限”的可扩展性。 共识层不涉及交易数据。 存储层分为多个子链，每个子链负责处理更新交易的分片。 验证层负责将所有分片的哈希组合成类默克尔树结构，并将根状态哈希存储在父链上的区块中。 这种架构在实践中仍有一些重大问题需要解决，例如涉及跨分片状态数据的事务。

状态分片也包含在以太坊的路线图中，但距离部署在主网上还有几年的时间。 以太坊不得不从全局复制切换到分片，而 DFINITY 有机会从一开始就使用分片，这是一个巨大的可扩展性优势。 然而，第一个支持状态分片的 DFINITY 版本 Tungsten 还需要一段时间。

在共识层中，也可以看到分层设计，如下图所示。

第一层为ID注册层，主要用于用户注册成为验证者，押金罚金问题溯源。 第二层是随机数灯塔。 随机数通过注册层的所有ID通过VRF算法得到一个随机值，用于下一个周期的validator选举和排序。 该层部署了Dfinity的关键技术，阈值签名（BLS），保证随机值的生成可以动态完成。 第三层是区块链层，部署了Dfinity的另一项关键技术，概率槽技术（PSP），用于解决区块链分叉问题。 第四层是公证层，解决区块数据的最终性。 公证是验证者共同创建的某个区块下的门限签名，只有经过公证的区块才能上链。 Dfinity 可以实现 2 个区块，并在 7.5 秒左右确认交易。

确定性 PoS

参与Dfinity的运营，需要抵押DFN才有资格注册成为验证人（目前尚不清楚需要抵押多少DFN才能成为验证人）。 与大多数 PoS 公链节点一样，Dfinity 中的验证者也是完全匿名的。 注册成功后，将获得一个ID，这个ID将伴随验证者参与网络运营。

验证者要参与网络，需要运行一个节点程序，节点程序会规定验证者在指定的时间做一些操作，比如提议区块、签署区块等。为了提高效率，每个验证者ID会被划分分组，每组由一个随机数选择等待一个块。 对于每个高度，Dfinity 算法随机排序，根据 DFN 数量的权重，设置验证者 ID 出块的优先级。 区块被提议后，被选中的组中的所有验证者将对其进行验证并签名。 签名数需要大于等于阈值才会被广播，广播数据经过公证人公证后即为最终区块。

如果一个高级别的、非最高优先级的人也产生了一个区块，则验证者将对得分最高的区块进行签名，也就是说，如果由第一个最高优先级的验证者提出的区块是最诚实的，则由其签署验证者，次优先级块可能得不到签名。 如果子优先级得到了超过阈值的签名，那么Dfinity还有一个策略就是选择得分高（high-priority）的区块得到最长链，这是Dfinity的另一个技术点是概率槽（Slot）技术。

此外，验证人在参与运营过程中需要保持在线，否则可能无法获得激励。 如果你被选为出块人，但你不在线，那么你的权利将被剥夺，其他验证人将取代你出块。 这与 Tezos 对验证者进行优先级排序（priority）的方式是一致的，用于保证在这个高度始终有一个区块可以打包交易。

同一个验证者 ID 可能出现在多个组中。 每个组目前没有定义的数量。 例如，网络中有 1,000 个验证者，一组 400 人。 阈值为 201，即 51%。 签名通过的概率。

表现

从目前的测试网来看，Dfinity的性能可以秒杀现在的以太坊。 以下是官网给出的对比数据：

比特币

以太坊

确定性

区块间隔

10米

15s~20s

5秒

最终性

1小时

确认37块，约10m

2块确认，约7.5s

可用气体

---

低（因为泊松分布）

以太坊的50倍

可见，Dfinity 的理论价值较以太坊有明显优势。 但以上仅限于测试值，真正的数据要待主网上线，确定门槛后才能确定。 阈值的确定很关键。 如果阈值设置的小，达成共识的速度会更快，但安全性会成为问题； 相反，门槛越大，达成共识的速度就越慢，但会更安全。

除了安全之外，门槛的设置也存在着中心化的争议。 如果门槛设置得过小，很容易引起对中心化的批评。 比如100人一组，如果阈值设置为21，那么实际上一个区块只有21个验证人，这和EOS非常相似，所以Dfinity很容易被看成是EOS的放大版，虽然从 100 人中随机选出 21 个验证者与 EOS 中通过投票选出的 21 个节点有所不同，但不得不说的是，从数量上来说，如果 Dfinity 将阈值设置得足够小，很有可能陷入对集权的批判。

另外，如果Dfinity整体上验证者很少，那么不管阈值设置多少，都可能会出现这样那样的问题。 阈值的确定与参与 Dfinity 的验证者数量有关。 如果验证者的数量比较少，那么无论怎么随机，都会选择那些人。 所以有人会说Dfinity的门限签名只是一种随机的方法，而不是人工选举的方法。 如果人数真的少，做出来的随机性顶多是放大版的EOS。 关键是一个更尴尬的。 问题是，如果真的是EOS的放大版，性能还不如EOS。 目前tps还是相差很大，挺尴尬的。 不过，Dfinity现在还是一个测试网，最终的答案要等到主网上线才能确定。

按照目前Tezos的说法，Cosmos上运行的节点数量，100个节点已经很可观了。 把这个数字放到Dfinity上，门槛应该是51，每组51人。 基本上只要有多个群，大部分都分布在几乎所有的群里，所以门限签名技术貌似不错。 但是现在市场明显缺乏验证者，有必要吗？ 有点杀鸡用牛刀的感觉。

除了新的签名和共识可以保证出块和确认的速度，Dfinity的整个系统也非常高效。 这种效率体现在数据传输上。 我们来看一组测试网数据：

在一个400人的验证组中，阈值为201，完成一个阈值签名所需的通信开销预计为22kb数据。 这个数据很小。 在即将到来的5G时代，这样一个数量级的通信规模几乎可以在毫秒级传输。

区块生产者

Dfinity 的区块生产者也是验证者。 验证者运行节点程序，主要进行3个操作，

不清楚每次操作是否有奖励，但不需要验证者操作，只需要保证节点程序的运行，7x24小时不间断的网络和供电即可。 任何代币持有者都可以成为验证者，只需要抵押DFN并注册成为验证者即可。 除了验证者，代币持有者也可以参与 Dfinity 神经网络 BNS 的治理。 同样，DFN 也需要抵押才能投票给提案。

因为押金，验证者不能作恶，作恶则押金被没收。 系统做了很多容错处理，所以Dfinity对验证者的要求没有Cosmos那么严格。 不需要长期在线，不需要对提案进行投票，公开参与和公开退出，所以在Dfinity上做验证人的体验要比在Cosmos上好很多。

但是，Dfinity 对验证者服务器的要求很高。 作为云服务网络的节点，必须能够根据系统的需要，尤其是前期对存储的需求和Dapp的计算能力，随时提升自己的服务器配置、带宽、计算和存储在中期。 一经请求。

持有者

代币持有者可以通过质押 DFN 参与 Dfinity 网络。 10.5.3中列出了DFN的功能，第2、3、4点是持币者可以参与的功能。但是参与这些功能对持币者的要求比较高，会减少更多的参与。

目前，Dfinity 网络中没有允许用户将 DFN 委托给验证节点的功能，这意味着代币持有者只能自己使用 DFN 赋予的功能。

励磁

Dfinity 会对两种行为有比较明确的激励。 一是充当验证者，二是参与神经元系统中的投票治理。 前者需要持有者抵押DFN才能成为验证者并运行节点程序。 后者也需要持有人抵押DFN才能参与投票。 如果投票结果被采纳，将获得一定的奖励。

奖励的范围尚不清楚。 至于奖励的来源是基金会的剩余持股，还是通过增发？ 目前还不知道。 一定程度上反映了Dfinity团队在社区自治方面仍然偏向技术，对很多经济模型的激励优先级不高。

目前比较明确的是，增发和激励方案会根据Dfinity的神经网络系统动态调整。 例如，当 DFN 的市场价格下跌时，神经网络系统 BNS 会增加抵押 DFN 的数量，以防止网络的低成本。 攻击问题； 或者当 DFN 价格上涨时，BNS 会动态调整 DFN 的发行速度，以保证合理的通货膨胀率。

惩治

在 Dfinity 中，惩罚不是太明确。 白皮书只提到对系统表现不利的验证者将被扣除其保证金。 但白皮书并没有明确哪些行为是不良行为。 一般来说，Slash在PoS公链上的双签名、双区块、Dfinity的系统等行为都做了比较大的系统容错。 理论上，在这些行为下，系统不会出现，因此，这些双签双封行为是否会受到惩罚，目前尚不清楚。

同样，Dfinity的惩罚机制和数量也会根据神经网络系统BNS动态调整。

链上治理

Dfinity 非常专注于链上治理。 凡是注重链上治理的项目，都会做出自己的一套投票方案，比如Tezos的Futarchy、Cardano的大众民主、Cosmos的voting-Slash系统等等，Dfinity也有一套方案叫做blockchain neural网络系统（Blockchain Nervous System 简称BNS）。

BNS首先提出了AI is law（AI is law）的概念，相对于以太坊上的Code is law（代码即法律）概念。 这里的AI并不是我们现在说的机器智能学习，而是一种依赖于人类输入源影响的判断输出。 这种分布式智能被集成到 Dfinity 网络中，使得整个网络可以在没有人参与的情况下运行。 接下来，可以解决一些棘手的问题。

Code is law在现实中会遇到很多问题，因为人情世故总是在某些情况下难以避免，而代码的无情并不能解决这样的纠纷。 著名的 DAO 分裂实际上是感性派与 Code is law 派较量的结果。 在介绍BNS的文章中，WIlliams提到了5个比较重要的点来说明BNS的好处：

从这几点可以看出，基于权限的BNS拥有很大的权限。 可以冻结资产，甚至回滚交易，有点EOS治理的影子。 一个智能机器人，这个机器人会听从人的指挥，处理各种高层事务，解决当前区块链中的一些难题。

BNS如何参与？

代币持有者可以通过运行完全匿名的“神经元”客户端来参与 BNS 的工作。 任何人都可以通过提案获得 DFN 奖励。 同时，选民可以抵押DFN对提案进行投票，决定提案是否被采纳。 整个投票过程其实和Cardano的治理过程非常相似。 代币持有者可以直接投票，但如果你没有足够的依据来判断投票的内容，你可以将你的投票权委托给“专家”，让“专家”代为投票。

为了激励投票，Dfinity会对投票者进行奖励，具体数额与抵押的DFN数量成正比。

问题

Dfinity的负面新闻比较少，公关也比较好，但是在开发者关系和投资人关系方面都不是很好。 虽然有空投给用户，但是很多人并没有很好的接触到这个项目。 他们总觉得这个项目很神秘。 太神秘了，除了Dfinity融资了，他们不知道任何信息。 是的，testnet目前没有开放，不知道达到什么水平了。 这种情况下，根据公链发展的性质，估计很难如期上线。 下面说说我在研究Dfinity的过程中发现的问题：

未来

如果去中心化的云服务器发展壮大，确实是需要的。 但前提是性能要媲美今天的AWS和谷歌云。 如果达不到同等水平，现在谈去中心化云架构的好处还为时过早。

以太坊也在走向PoS共识的道路上，Casper FFG对PoW的提升也很显着。 Dfinity虽然是以太坊的姊妹链，但也摆脱不了两者之间的竞争。 超级计算机也提供基本功能。 Dapp 开发者肯定希望运行在性能相对较高的公链上，因此两者之间的竞争将是 2019 年的一大看点。当然，这取决于 Dfinity 和 Casper FFG 的顺利上线。

还有一点就是Dfinity能不能吸引到足够多的节点。 节点可以为网络提供硬件。 节点的数量不仅代表着去中心化的程度，也代表着网络处理能力的强弱。 目前，Dfinity的节点激励计划还没有出来。 如果通过 BNS 系统动态调整激励模型的参数，那么初始激励必须足够大，才能吸引足够多的节点参与。

最后，最重要的一点是网络采用。 网络采用意味着 Dfinity 的实际价值。 只有更多的网络采用和Dapp运行才能体现网络本身的价值，否则就是空中楼阁以太坊pos模式是什么意思，就像华丽的外表。 ，心丑的人，幸好Dfinity做了一个兼容以太坊的EVM，也就是说很容易把以太坊Dapps搬过来，只要性能和安全性好，剩下的就是公关的事情了。