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比特池塘 区块链前沿 正文
号称能够满足区块链扩展性要求的区块链3.0们,没有一百也有八十。这其中除开大部分的空气项目,真正有创新有作为的候选者,在笔者看来屈指可数。它们大都通过分片或者Layer 2的方案在传统的冯诺依曼体系架构下修修补补,不能说这样的选择有错。其实可扩展性难题来自于区块链之外,而在这些区块链3.0项目中,有一个却意义非凡 – RChain尝试从最根本的层次上解决可扩展性难题。$ {4 ~1 j4 Q$ V5 h
可扩展性难题的根源在哪?
3 y2 z5 f( b- N- H6 H" s+ K尽管编程语言越来越多, 但它们都走进了同一个死胡同 – “λ演算” 。-- 包括C++、C#、Java、Scala、Haskell、Python、Erlang、Golang等等,基本上只要你能叫出名字的编程语言,都源于“λ演算” 。
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, _9 N  P, A! eλ演算(Lambda-Calculus)可以被视为最基本的编程语言。它最早是由Alonzo Church(图灵的博导)在20世纪30年代引入,之后的Church–Turing thesis证明了λ演算与图灵机是等价的。随后的50年代,以随机存储器为特征、通过纸带输入的冯诺依曼计算机的面世,λ演算有了用武之地。在输入指令的时候,为了避免重复劳动复用某个功能,将这个功能的指令打包成一条纸带。每当需要用到这个功能时就输入这条纸带,这条纸带就可以视为λ演算中的函数(function),它将一组指令打包后允许重复地调用。即使发展到今天,虽没有了纸带,但本质上并没有任何改变 – 基于“λ演算”的语言的特征就是对函数调用的聚集。
" N5 T1 T# y+ w0 n% X/ R. lλ演算和冯诺依曼计算机相辅相成,奠定了当今信息时代的辉煌成就。但是单一计算节点总是存在容量瓶颈,为了提高系统的整体容量,必须让多台计算机组成一个整体协同工作。/ s6 W, H7 ~, V& V  _$ i+ y
可扩展性难题的根源就在于目前主流的冯诺依曼体系架构,因为它是不可组合的; 计算机与计算机之间的边界对于λ演算并不是透明的。
2 v8 e9 @& `9 q$ b# `, D& @7 P9 C. D即,两台冯诺依曼计算机加在一起还是两台独立的计算机。这种隔阂对于程序来说是不可忽视的,也就导致了前文中提到的难题。
" P& T: q. ?1 s4 e4 E* r) H. t根本性的解决之道6 r' U& S9 h" j6 W- V9 p: Q1 t9 @  [
既然根源在于缺乏可组合性(Compositionality),那么根本性的解决之道呼之欲出。7 u6 C) c8 [7 t3 j1 |$ O0 P8 R+ T2 [
λ演算从上世纪创立后并没有停止发展,在它的基础上逐渐发展出了以Rho演算(Rho-Calculus)和ϕ演算(Phi-Calculus)为代表的高阶演算(Higher Order Calculus)。其中Rho演算最为接近实用,它已经被成功地应用到了微软BizTalk服务中。从Rho演算衍生出的Rholang编程语言以及RhoVM虚拟机已经发布了0.6版本。
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RhoVM虚拟出基于Rho演算的计算机–RhoMachine,而Rholang就运行在RhoMachine中。RhoVM虽然运行于冯诺依曼计算机之上,却和冯诺依曼计算机有本质的区别–它虚拟出的RhoMachine是可组合的
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多台RhoMachine可以组成一台RhoMachine,这对于Rholang程序来说是完全透明的。从程序的视角来看,只有一台RhoMachine,这台RhoMachine可能由多台RhoMachine组成,但是程序并不关心,这样RhoMachine的总体容量不再受限于单个物理节点,同时程序在设计和运维上也不需要为特定场景针对性地制定方案。
/ b: a  F! I& p" r- \. v想知道Rho演算为什么具有可组合性?最直观的方式是从Rholang切入理解它的工作方式。《初始Rholang》和《元组空间》这两篇文章从原理上解释了可组合性的缘由。
4 C+ ?- ], O* t' F; ~Rholang设计为一种通用的编程语言,而RChain区块链项目只是它实践的第一个项目–搭建一台可以无限扩展的超级计算机。因此可以说Rho演算的征途是星辰大海,它的愿景是一劳永逸地从根本上解决冯诺依曼体系带来的弊端。) I+ c5 J1 Q+ t6 ^6 a& u, J$ S
后·冯诺依曼6 K: e6 [6 D0 q+ C
后·冯诺依曼时代已经悄悄来临,这是一片荒芜之地,也是一片可以大展拳脚的“蓝海”。可扩展性难题只是冯诺依曼计算机被诟病的众多缺点之一。Rho演算带来的不仅仅是可组合性一个特性,它还有其它许多方面的优势。
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RChain通过Rho演算的无限扩展能力解决区块链的瓶颈,通过特有的名字空间技术实现状态分片,集Casper TFG(CBC)共识、形式化验证等诸多亮点,极有可能成为后·冯诺依曼时代的开创者。
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