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头等仓研报:轻量级区块链Mina具备发展良好生态的潜质

原文标题:《头等仓【公开尽调】深度报告:Mina》Mina是一个轻量级的区块链,区块链大小可维持在22 KB左右,这允许节点以低门槛的硬件条件参与,哪怕是运算能力相对较弱的移动端,类似手机、平板电脑等,也可以去同步验证Mina网络。

原文标题:《头等仓【公开尽调】深度报告:Mina》

项目概要

Mina是一个轻量级的区块链区块链大小可维持在22 KB左右,这允许节点以低门槛的硬件条件参与,哪怕是运算能力相对较弱的移动端,类似手机、平板电脑等,也可以去同步验证Mina网络

同时,节点具备良好的可扩展性,让Mina网络整体更具分布式去中心化程度高。除此之外Mina围绕零知识证明搭建了一个可保护数据隐私生态系统,其生态应用Snapp可针对部分场景实现特定的业务逻辑,例如无需信任就可以将互联网数据导入到Mina。也可以通过转接桥,与其他公链进行合作,增强互操作性,实现互惠共赢。

Mina由O(1) Labs团队所开发并有多个领域的优秀贡献者参与到了Mina协议的开发中,团队拥有不错的开发能力,做事风格务实。目前累计募资了4,815万美元投资机构阵容豪华,包含了ParadigmMulticoinCoinbase一线投资机构以及华尔街投资者,优秀的投资机构往往会更加关注长期价值。而这些机构多数自带IP流量,对Mina未来市场的主动拓展非常有利。

Mina上线主网后,与信用风险平台Teller Finance达成合作,还和以太坊基金会联合发布EVM兼容方案。当前还未有生态应用,预计在在今年的Q4季度Mina会推出开发者工具包SDK,开启生态建设

代币MINA,初始供应量为10亿,会随着区块奖励增发,持续8年时间主网上线的第一年,年度通胀率预计会达到12%左右。通货膨胀率会随着时间的流逝而下降,最终在稳态时降到7%。

Mina作为一个以zk-SNARK为技术核心的公链平台,未来有机会隐私计算领域上实现多方面应用,例如去信任的互联网信息导入、身份验证、由零知识证明驱动的应用Snapps等。

Mina主网上线时间较晚,SDK工具包还在开发中,所以目前还未有生态应用,在进度上较PolkadotSolana以及BSC有一定程度的落后。但长期来说,Mina具备强大的技术社区志愿者和优质资本的支持,并坚持去中心化的理念,有利于未来吸引开发者自主加入其生态。

同时,Mina是以提供零知识证明服务为主的公链,与其他综合型公链相比,走的是差异化路线,技术功底深厚,且具有先发优势,不仅避开了通常意义上的竞争,还有望成为该领域的龙头项目。

项目的发展是综合性的,特别是公链项目,涉及到了团队开发的能力,产品运营能力,资金的管理,领域的可突破性等等多方面因素,Mina在具备技术硬件的条件下,同时又有着资本支持和领域内的先发优势,在未来能否成长为一个良好的生态应用平台,值得期待。

基本概况

1.  项目简介

Mina是一个轻量级的公链,通过递归零知识证明,将区块链大小维持在22 KB左右,带来了更低的节点门槛,节点也更具分布式,并且围绕着零知识证明搭建了一个可保护数据隐私的生态系统

2.  基本信息

头等仓研报:轻量级区块链Mina具备发展良好生态的潜质

项目详解

1. 团队

Mina成立于2017年,曾用名Coda Protocol。其开发团队为O(1) Labs,创始人Evan和Lzaak Meckler在高中时就认识,并在几年后建立了O(1) Labs,也就是Mina的启动团队。O(1) Labs团队目前由世界级的密码学家、工程师、博士和企业家组成,他们致力将Mina推向市场。

核心成员

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头等仓研报:轻量级区块链Mina具备发展良好生态的潜质

董事会

头等仓研报:轻量级区块链Mina具备发展良好生态的潜质

贡献者

Mina的开发除了O(1) Labs 团队之外,还有来自旧金山和世界各地的团队和技术人员为Mina提供了帮助。如下图:

头等仓研报:轻量级区块链Mina具备发展良好生态的潜质图2-1 贡献者

当前O(1) Labs在领英上的认证人数有28人,并有多个领域的贡献者参与到了Mina协议的开发中,为Mina的产品开发,市场推广提供了帮助。

2.  资金

Mina获得了Coinbase Ventures、MetaStable、Polychain Capital、Three Arrows Capital、HashKey Capital、Fenbushi Capital等顶级机构的投资,投资机构阵容豪华,根据历史数据而言,Coinbase所投资的项目,未来有一定的可能会上该交易所。Mina还获得Paradigm、Multicoin等一线机构的投资,优秀的投资机构往往会更加关注长期价值。而这些机构多数自带IP流量,对Mina未来市场的主动拓展非常有利。具体如下:

头等仓研报:轻量级区块链Mina具备发展良好生态的潜质图2-2 投资机构

目前共进行了四轮融资,详细如下表:

表2-1 融资详情 

头等仓研报:轻量级区块链Mina具备发展良好生态的潜质*注18个月的代币锁定时间起始为主网上线,2021.03.17

Mina在四轮融资中,累计募集了约4,815万美金,基金会并未对外公布资金使用情况,但当前的资金量看,Mina在短中期内资金充足。

代码

头等仓研报:轻量级区块链Mina具备发展良好生态的潜质图2-3 代码提交情况

代码方面,Mina在GitHub有32个代码子库,官方认证提交人有5个,主要提交语言为OCaml、C++、Python C Go等为主,累计提交了19,514次代码,总参与代码提交人数为242。在今年3月份之前,主网还在开发阶段,整体代码更新平稳。在3月主网部署完成后,代码更新方面有所下降。

技术

Mina是一个轻量级的区块链,采用zk-SNARK技术,以递归零知识证明,来实现区块的大小恒定。当前零知识证明技术主要应用于隐私交易Layer 2等,Mina创新性的将零知识应用于区块打包和网络状态验证。

为了更好理解Mina的递归零知识证明,我们先简要介绍zk-SNARK零知识证明技术的基本构造。

zk-SNARK是一种简洁的非交互式零知识证明,是英文Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge的缩写,它分为两部分:

1)Zero-Knowledge(零知识):允许一方(证明方)向另一方(验证方)证明某项陈述是真实的,而不会透露任何超出陈述本身有效性的信息。

2)SNARK(Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge)指具有以下特点的知识论证:

  1. 简明(Succinctly):独立于计算量,证明是恒定的,字节空间占用较小的
  2. 非交互性(Non-interactive):证明只要一经计算就可以在不直接与证明者交互的前提下使任意数量的验证者相信
  3. 可论证的知识(with Argument of Knowledge):对于陈述是正确的这一论点有不可忽略的概率,即无法构造假证据;并且证明者知道正确陈述的对应值(即:证据)

同时,零知识证明的可信度取决于两个因素,一个是证明的难度,一个是交互的程度。证明的难度即直接从数学性质上增加证明的难度,交互的程度是指验证者不断的随机提供参数或者前提条件再由证明者证明,随着交互次数的增多,使证明者要欺骗验证者的难度增加,因为证明者在不知道正确信息下提供正确证明的概率在统计学上是递减的。

简要来说,zk-SNARK零知识证明是指证明者能够在不向验证者提供任何有用的信息的情况下,使验证者相信某个论断是正确的。

当前以zk-SNARK技术为代表的项目有:

  1. Zcash是首个使用zk-SNARK 零知识证明的匿名币,能够隐藏交易者地址交易金额。
  2. Tornado是基于zk-SNARK在以太坊上实现的隐私交易中间件,它使用zk-SNARK能够以不可追溯的方式将ETH以及ERC-20代币(目前支持DAI、cDAI、USDC、USDT、WBTC)发送到任何地址。
  3. ZK Sync是以太坊的二层项目,一个基于ZK Rollup的去信任扩容及隐私解决方案

Zcash和Tornado利用zk-SNARK的非交互式验证,来隐藏或保护一定的交易信息,如交易地址、交易金额等,应用场景主要是匿名交易。ZK Sync是以零知识证明来实现Layer 1和Layer 2的信息交换,帮助以太坊解决扩容和网络效率问题而Mina的创新在于将zk-SNARK应用在区块的构建上,使得所有运营于Mina链上的Snapp都具有零知识证明的底层架构与特性,同时让区块链大小维持在22 KB,并且不会随着网络的运行而改变

当前公链的节点门槛越来越高,因为区块链中所存储的信息在持续增加。一个新节点进入网络需要从创世开始同步所有区块,并执行所有交易,从而才能得到最新状态。例如比特币区块链目前的大小在300 GB,一台普通电脑需要6个小时进行数据同步。而以太坊现阶段的大小在700-800 GB,随着链上数据的增长,这个数据将逐步增加,同步的时间也会越来越长。其他区块链网络也是这样,造成越来越少人会直接去访问区块链,因为节点的硬件成本非常昂贵,门槛高。

节点门槛的增高,减少了普通用户对节点部署的意愿,从而导致节点分散程度不足以及数量总体较小,并有部分节点集中在少数资本之下的情况。这不仅不符合区块链开放性、无门槛,人人皆可验证的思想,也让网络的安全性缺乏保障。全节点分布更广泛,数量更多,可使发起51%攻击的难度更高。同时,低门槛的节点部署,更容易普及到各类用户,用户易接触到节点和部署节点,也会让网络更加分布式,安全性也相应的得到提高。

而Mina只有22 KB大小,并且永远维持这个大小。随着时间的增长、随着网络交易的变多,它的大小仍然不会变化,而22 KB也就是几条语音消息的大小。所以,例如运算能力相对较弱的手机,也可以去同步验证Mina网络,相比之下,比特币和以太坊需要高运算的GPU和T量级的存储硬盘,才能支撑起节点搭建,进行挖矿。而Mina将节点挖矿搬到了普及度更高的移动端,在节点部署的简易性和网络的分散性上,较比特币和以太坊有了质的提升。

Mina通过递归零知识证明,将区块链大小维持在22 KB左右,构建了一个轻量级区块链,给用户带来了更低的节点门槛,节点更具分布式,让Mina网络变得更可接触性。

递归零知识证明

递归零知识证明指:在每次区块生产时,利用zk-SNARK技术将区块压缩为单个证明,并且每个新的SNARK证明都包含过去的SNARK证明,节点只需检测该证明即可,以此不需要检测整个交易历史记录,同时这些证明可以进行递归组合,以实现区块的大小恒定。

递归零知识证明的构成有两个主要部分:Tick和Tock,这是两条对称的计算曲线。在Tick曲线上证明计算的结果可以通过Tock曲线进行验证计算。Tock曲线上的验证计算的证明,又可以通过Tick曲线进行验证证明。某种计算从Tick曲线证明,并再通过Tock曲线验证证明(Wrap)的过程,是递归证明的基本电路框架。

同时,在Mina的网络中,所有的账户信息需要先通过Poseidon Hash计算,形成Merkle树。Merkle树根代表着当前账户的状态。这个状态被称为Staged ledger,即已经出块的账户状态。Mina还需要对当前的所有账户信息进行证明。该证明可让后续节点进行验证。

但对已出块的账户进行证明需要较大计算时间,为了避免证明计算拖慢整个链的性能,Mina设计了Snarked ledger,即指已经证明过的所有账户信息。

这样的设置方式,可以在出块时,立即改变状态,即处于Staged ledger状态,而对账户信息进行证明,跨步到Snarked ledger状态,可以在后续进行。

Snarked ledger是已经证明的账户状态。也就是说,通过验证Snarked ledger即可确定账户的状态,且Snarked ledger包含了全部账号的状态。节点只需要通过零知识证明验证Snarked ledger,即可验证整个区块的合法性,并不需要整个历史记录,只要最后一个区块中的Snarked ledger就能验证,这也是Mina的区块链精简的原因。

而递归零知识证明(Tick和Tock的交替验证)可以将上一次证明封装到下一次证明中来,这样每个证明都包括了所有的历史验证,并且每次证明都能维持大小不变。

Mina将所有的证明(交易和区块证明)都架构在递归证明之上。而精简的区块链,在于Snarked ledger是可以验证的状态,不需要所有的历史区块信息,只要提供了证明信息就能确定当前的网络状态。

举个比喻,递归零知识证明将整个区块链的状态捕获为一个快照,当网络中的下一个区块形成时,前一个快照将作为下一个快照的背景图。依此类推,即使图像中包含无穷信息量的证据,图像也将始终保持相同大小。

区块链22 KB的大小确保了节点从一开始就仅通过存储和依赖此数据就可以向前移动,而不必存储整个庞大的区块记录或历史记录。

网络框架

为了实现zk-SNARK的递归组合,Mina网络框架中包含三个节点角色,每个角色负责不同的区块运行机制。具体如下:

  • 区块生产节点
  • 区块生产者负责通过提供网络算力,处理交易并在链上生产区块。用户需要支付交易费用,以对区块生产者进行奖励。和一般的Pow机制一样,区块生产者会优先打包交易费用高的用户的交易。
  • SNARK生产节点
  • SNARK生产者负责利用zk-SNARK对区块进行压缩并生成证明,为区块生产者提供zk-SNARK进行交易验证,但这部分的zk-SNARKS证明是需要区块生产者对SNARK生产者进行付费。
  • 存档节点存档节点是存储所有历史详细区块数据的节点,作为一个持久化的数据源,便于检索。这类节点的数据存储压力相对较大,但可以简单验证这些数据的有效性,去中心化的程度较低。

区块生产者需要在Snarketplace中购买同等数量的SNARK交易证明来完成交易打包从而获得区块奖励,即对网络中的SNARK证明产生需求,和SNARK生产节点存在供需关系

共识机制

Mina使用的是Ouroboros Samasika权益证明PoS共识算法,基于PoS共识的改进,网络共识实现仍然是通过股权证明PoS来完成,允许任何人按协议中所占的比例参加。由可验证的随机函数(VRF)来选择每一轮的区块生产者。每个区块生产者独立地为每一个时隙运行VRF,如果他们得到的输出值大于与其质押大小成正比的阈值,则有机会在指定的时隙内生产区块。

区块生产者可以通过将代币委托给另一个帐户的区块生产者来增加被选择来产生块的概率。当被委托者账户质押时,组合的资金用于评估VRF阈值,从而增加了被选择来为槽产生块的可能性。委托的资金是不可使用的,但可随时通过将股权重新委托回原始账户来取消委托。

Ouroboros Samasika的特点在于共识验证者的数量是没有上限的。一般的PoS算法,多数是基于委员会选举,只能容纳大概数百名的验证者,因为网络通信的复杂度随着验证者数量的上升会急剧上升,节点没有办法承受通信开销。而Ouroboros Samasika基于传统PoS进行改良,在节点上,具备可扩展性。

其次,节点可以动态进出。大部分PoS共识协议对节点的在线时间都有要求,并对掉线者进行惩罚,这大大提升了运行节点的门槛,反倒让网络面临被攻击的风险。而Ouroboros Samasika则允许节点随意进出。

同时,Mina的节点只需要依赖简单的规则就可以判定「哪条链」是合法的,而不需要依赖外界信息的指引。大多数PoS算法存在长程攻击和Nothing at a stake的问题,需要引入“弱主观性”来对链的合法性进行判定。而Ouroboros Samasika主要使用“最长链规则”来应对短的分叉。针对历史的攻击,当节点面临长的分叉时,可以采用特殊规则,即简洁状态摘要,由于攻击者很难在短时间内计算足够的零知识证明,这保证了区块链很难被分叉。

Snapps

Snapps是Mina上由零知识证明驱动的应用。具有几个特点:

1)支持私密数据。即在使用用户数据的时候不需要去分享数据本身,只需要分享数据的证明;

2)有通用的可验证性,可以在计算上实现任意计算;

3)可扩展的执行。在状态变更层面,执行过程不仅可以调用自己的状态,也可以去更改其他应用的状态。

相比以太坊上的Dapp要求每个节点(上万个)都对其业务逻辑进行执行,Mina上的应用只需由某个节点执行一次业务逻辑,其余节点只需要验证正确性即可,这是效率上的提升。

基于SNARK构建,让Snapps可以具备隐私和可验证性的功能,Snapps可以隐秘地访问一些互联网服务,为用户数据生成相应证明,这些证明可以由互联网的应用来验证。同时,也可以把互联网的数据导入到Mina上,而在这个过程中,个人数据是没有被泄露的,是去信任化的。

借助这样一种技术可以去构建无需许可的互联网预言机,任何网站只要提供了真实世界的数据,不需要网站本身的许可,只需用现有的这些互联网协议,就可以把这些数据可信地传输到Mina区块链上。具体运用,可以下几种试例:

  1. 信用评分证明,为借款人提供一种方法来证明自己的信用评分高于特定阈值,利用SNARK技术,无需披露信用评分本身,从而能够在不发布任何抵押品的情况下借入资金;
  2. 真实身份证明文件的证明,可证明Mina地址的所有者可以从某个特定的块高度开始,而无需透露该文件本身,就可以访问真实的身份证明文件(例如驾驶执照)。身份证明文件的有效性将通过标准化的开源算法进行检查;
  3. Coinbase余额证明,向第三方提供属于特定电子邮件的Coinbase帐户中符合特定条件的资金证明,而无需透露实际存款金额;
  4. 私人投票,允许一组合格的选民(例如,拥有100个以上关注者的任何Twitter帐户)私下投票,而无需透露自己的身份和投票目的。投票期结束后,任何人都可以轻松验证整个投票的结果。

此外,Snapps所具备的零知识证明底层架构与特性,也能应用在DeFi中,比如可搭建保护用户数据的借贷协议,以去信任的方式将互联网数据导入,以扩展目前DeFi的应用范畴等。相应的开发工具包SDK已经在开发中,后续开发者可以通过SDK更便捷的在Mina上搭建应用生态。 

生态

Mina已经宣布和算法信用风险平台Teller Finance达成合作,Teller将利用Mina协议构建一个去中心化的借贷市场,以实现用户在不分享个人数据的情况下获得链上服务。Teller使用Mina的Snapps构建DeFi应用,用户可以根据Credit Karma等可信来源,证明用户的信用水平。

此外Mina基金会和以太坊基金会还联合发布了一项资助计划,征集改进EVM使其可以高效验证Mina的Pickles零知识证明的方案。

总结:Mina由Coda所更名而来,开发方向上并没有改变,目前代码和补丁方面迭代良好。共进行了四轮融资,累计2,900万美元,短中期内资金方面表现充足。

Mina通过递归零知识证明,将区块链大小维持在22 KB左右,构建了一个轻量级区块链,创造了更低门槛的节点,让网络更具分布式。应用Snapps具备隐私和可验证性的功能,可对部分场景实现特定的业务逻辑,例如可以去信任的把互联网数据导入到Mina。

生态上,目前的运用处于Demo阶段,与以太坊基金会联合发布的EVM兼容方案,以及即将推出的Mina SDK,期待Mina未来生态市场的潜力。

发展

1. 历史

表3-1 Mina大事件

头等仓研报:轻量级区块链Mina具备发展良好生态的潜质 

2.  现状

网络现状

自主网上线以来,Mina的区块高度达到了47,685个区块,24小时内活跃的区块生产者节点在140左右,网络的活动情况如下:

头等仓研报:轻量级区块链Mina具备发展良好生态的潜质图3-1 区块生产情况

数据统计是从5月25日起,在一个月的时间内,24小时内的区块生成数量基本维持在350个左右,其中在24小时内所产生的交易量如下图:

头等仓研报:轻量级区块链Mina具备发展良好生态的潜质图3-2 交易量情况

上图中,6月初的日交易量较高,最高突破13,000。其他时间的日交易量基本维持在2,000-3,000左右,结合24小时的区块生产量在350左右,平均每个区块的交易量在8左右。

与官方团队的沟通中,其表示:当前Mina网络的TPS不高的原因,一方面是因为处于生态早期,交易转账需求小,另一方面是为了确保网络的稳定性,所以并没有快速的扩展节点数量。同时,Mina团队表示,TPS并非本质问题,可根据后期需求而进行调节。

头等仓研报:轻量级区块链Mina具备发展良好生态的潜质图3-3 新账号增加情况

可以看到,在6月初新账户增加量较大,这也反应在日交易量上。可能原因是在6月1日,CoinList上线了MINA的交易与质押,用户可直接在CoinList上质押MINA,赚取收益。常规的每日账号增加数基本在500之下,表现一般。

Staking pool是Mina网络质押MINA代币的流动池,用户可以质押代币,运行节点参与挖矿,也可以委托给其他节点,分享其收益,目前,排名前10的质押地址如下图:

头等仓研报:轻量级区块链Mina具备发展良好生态的潜质图3-3 网络质押情况

在Staking pool的前十名中,除了前二的区块奖励占比稍大,其他地址的分配基本均衡,没有出现过度集中现象。

3.  未来

目前Mina已经完成了主网上线这一阶段,在与团队的沟通中,其表示:Mina当前主要是让网络稳定运行,并逐步增加节点。预计在今年的Q4季度推出开发者工具包SDK,来帮助开发者到Mina部署Snapps,并在之后开启生态建设。

总结:Mina自3月份上线主网以来,区块数达到了47,685个区块,24小时内活跃的区块生产者节点在140左右区块生成数量基本维持在350个左右,后续会随着网络的发展,增加节点数量,提高网络的TPS。当前质押地址上没有出现过度集中现象。预计在在今年的Q4季度Mina会推出开发者工具包SDK,开启生态建设。

经济模型

1.  代币供给

Mina的代币为MINA,初始发行量为10亿枚,但总量无上限,后续会进行通货膨胀。在主网上线的第一年,年度通货膨胀率预计会达到12%左右。

通货膨胀率会随着时间的流逝而下降,最终在稳态时降到7%。MINA在初始阶段为10亿,具体包含:Mina捐赠基金会,6.0%;O(1) Labs,7.5%;社区,42.3%;BACKERS,20.5%;核心贡献者,23.6%。

在主网启动后,会进行区块奖励增发,这部分持续后4年,代币的流通量会增加到13亿。具体的代币分配变化如下:

头等仓研报:轻量级区块链Mina具备发展良好生态的潜质图4-1 初始代币分配

Mina的初始释放总量为创世区块所存在部分,另一部分为区块奖励,这部分会从主网启动后一直释放,具体的释放曲线如下:

头等仓研报:轻量级区块链Mina具备发展良好生态的潜质图4-2 第一阶段代币释放

从代币释放趋势上看,第一阶段的前2年是一个上升释放趋势,且MINA整体8年的代币释放都是出于一个上升阶段,在8年时间内代币流通量会持续以一定的幅度增加

2.  代币需求

代币需求方面,MINA是Mina网络中主要的支付代币,可用于购买SNARK证明,区块奖励等,主要有3方面应用:

1)区块生产者需要质押MINA才能参与可验证的随机函数(VRF)的选举,获得区块生产的机会;

2)MINA代币的持有者可以选择将其代币委派给另一个区块生产者,以分享他们的收益;

3)MINA也是Snarketplace的支付货币,区块生产者和SNARK生产者使用它们买卖SNARK证明。

在Mina网络参与代币质押,可以选择锁定或不锁定,但为了激励用户锁定代币,在主网上线后的前15个月中,没有锁定代币的账户将获得两倍区块奖励,便于激励用户加入到网络中来,维持良好的生态系统。

总结:Mina的代币为MINA,初始供应量为10亿,后续会进行区块奖励增发,持续8年时间,代币流通量会一直以一定的幅度增加并且维持8年。

MINA的用途主要为网络中支付代币,用于质押参与区块生产,购买SNKRK证明,区块奖励等,目前未有相关应用上线,代币模型在生态应用上仍然存在更进一步完善的空间。

竞争

1.  行业概述

公链概述

公链是区块链应用的承载平台,在区块链行业发挥者底层设施的作用。公链的价值与用户和应用相联系,应用和用户增多,公链的价值也会上涨。公链在区块链行业发挥了底层基础设施的作用,也是行业中竞争最激烈的赛道之一。

过去人们总是会讨论谁会是下一个真正以太坊杀手,因为以太坊的开发者和用户所形成的生态壁垒,让众多以太坊杀手都在竞争中销声匿迹,如果一个公链的定位与以太坊相同,在竞争上则很难撬动以太坊的生态壁垒。

但现状发生了变化,公链不再以击倒以太坊为目标,转向选择了尽可能的与以太坊相关联,模仿以太坊的生态应用,以高兼容性和低价手续费,转移以太坊的流量和用户,利用以太坊的痛点来发展自身的平台,也带来了公链领域的再次繁荣。

公链发展历程

比特币是最早最具代表性的公链,自比特币诞生后,陆续产生了许多模仿者,例如Ixcoin、Tenebrix、Fairbrix和Peercoin等,这些公链的定位多数和比特币类似,代码上也是简单修改。直到以太坊出现,才给公链带来新变化。我们从下表中,了解一下区块链的发展历程:

表5-1 区块链的发展历程

头等仓研报:轻量级区块链Mina具备发展良好生态的潜质 以太坊是公链发展历程的转折点,将智能合约带入区块链,让公链具备了承载应用运行的可编程性,以先发优势吸引了很多应用开发者和用户,率先在公链中建立自己的生态壁垒。

此后,大量公链以超越以太坊为技术创新点,吸引用户的目光,但最终都未能成为以太坊真正的竞争者。例如,EOS曾是备受期待的公链,社区声势强大,还未上线就获得大批矿工的支持。但事实是EOS的节点过于中心化,背离了区块链的初衷,最终还是没有和以太坊站在同一高度上。

公链的再次繁荣

以太坊虽占据主导地位,但其DeFi的繁荣和网络拥堵的矛盾,给予了其他公链发展的机会,这些公链抓住以太坊上高昂手续费的痛点,开发兼容以太坊EVM的虚拟机,直接模仿或复制以太坊上的应用到自己链上,建立了和以太坊相似的应用环境,以让用户无需重新适应新平台的操作,成功从以太坊中吸走流量。

这些新生代公链的代表有BSC、Solana和Avalanche等,这些公链相对于以太坊,能够在手续费低廉的情况下快速达成交易。并且拥有不错的资本推动,通过各种途径将大量用户带入场。

例如Solana受到FTX创始人Sam的热捧,Sam同时也是参与以太坊DeFi的巨鲸,DeFi老玩家推荐的公链会受到很多的关注。并且Solana背后资本一直推动生态的发展,吸引了很多开发团队入驻。在Solana最近的黑客松比赛中,报名人数超过13,000人,来自全球的开发者提交了350多个项目。

其次是BSC,币安交易所推出的公链,交易所用户也受到吸引。BSC的代码是Fork以太坊,并建立与以太坊高度兼容的虚拟机,让以太坊上的很多应用代码可以直接复刻到BSC上,使其生态快速建立起来。目前BSC生态已经拥有属于自己的粉丝群体,平台锁仓量可达13.54B美元。

但BSC、Solana等新生代公链所获得的发展,是建立在以太坊的性能限制了交易数量,也抑制了用户增长的背景下,这部分本属于以太坊的用户被这些公链接纳了过去,这些在DeFi热度和资本的推动下所发展公链,在以太坊扩容问题解决或ETH 2.0上线后,是否还能有良好的发展是值得讨论的。

公链的目标是为了与以太坊竞争,争夺以太坊的用户。而Layer 2和侧链的初衷是帮助以太坊扩容,但随着各自生态发展,侧链和公链之间的界限逐渐模糊,侧链可以发展成独立的公链,公链也可以发展成侧链,这取决于团队的定位。

以太坊的Layer 2和侧链在近期也吸引了大批用户,代表有Polygon和xDai。Polygon是Layer 2中发展较好的,AaveCurveBalancer V2等以太坊上主要应用都已迁移到Polygon平台上,当前累计有4.75 B的平台锁仓量。xDai未来可能会作为以太坊2.0一条分片链运行。

现状

我们按照公链的发展现状以及自身特点,将当前发展不错的公链划分为几种类型,并挑选了代表性项目,仅供参考,具体如下表:

表5-2 公链格局

头等仓研报:轻量级区块链Mina具备发展良好生态的潜质 我们将公链划分为7个类型(未包含全部领域),老牌古典型的Cardano、Tezos,主打高性能的Solana,Avalanche,可以与以太坊高度兼容的BSC,Fantom。希望以中继链形态解决以太坊扩容问题的Polkadot,Cosmos,生态建设上不以DeFi、NFT为主而是为企业提供区块链技术服务的Hedera Hashgraph,以及最近热度较高,可以帮助以太坊解决扩容的Polygon和xDai。

在如今的区块链3.0中,公链的方向不单是模仿比特币或以以太坊为竞争目标,逐步成熟的区块链世界需要更多类型的基础设施来承载应用,云计算云存储,隐私计算等,这些都在未来的发展中具备应用需求。

Mina作为一个以zk-SNARK为技术核心的公链平台,未来可以在隐私计算领域上实现多方面应用,例如去信任的互联网信息导入、身份验证、由零知识证明驱动的应用Snapps等。

2.  竞争分析

Mina的竞争点在于,大小仅有22 KB,如此轻量级的区块链,低门槛的节点验证方式,为用户搭建了一个去中心化的公链平台,在提供zk-SNARK隐私服务的同时,带来可接触性更高的区块链网络,是一个新领域的创新。

另外,Mina围绕着零知识证明搭建了一个可保护数据隐私的生态系统,其生态应用Snapps可针对部分场景实现特定的业务逻辑,也可以通过转接桥,与其他公链进行合作,增强互操作性,让整个生态区块链生态互惠共赢。

例如,当前Mina基金会和以太坊基金会已经联合发布了EVM兼容的开发计划,当Mina能实现与EVM虚拟机兼容后,可与其他公链进行交互,比如BSC、Fantom、NEAR等,这些公链都与EVM有着高度兼容性。Mina在zk-SNARK领域的发展,也可为其他公链所提供,提供链上链下隐私计算,去信任的外部信息导入,为硬件钱包提供轻客户端等,让开发者利用Mina的技术优势去搭建更广阔的应用场景。

当前公链的生态发展中,BSC、Polkadot(插槽拍卖开启)以及Solana最近热度较大,并都具备有力的资本支持。Polkadot的跨链生态构建多年,当前已拥有463个官方认证的生态项目,包含DeFi、保险、云计算、NFT等领域。BSC在币安中心化力量的推动下,再加上选择模仿以太坊上热门生态应用,结合自带流量的平台属性,发展迅速,PancakeSwap的24小时交易量曾超过Uniswap。Solana则以优秀的底层架构,以及背后强力的资本推动等优质条件,也在快速建设自己的链上生态。在Solana最近的黑客松比赛中,报名人数超过13,000人,来自全球的开发者提交了350多个项目。

相比之下,Mina主网上线时间较晚,SDK工具包还在开发中,所以目前还未有生态应用,在进度上较Polkadot、Solana以及BSC有一定程度的落后。但长期来说,Mina具备强大的技术社区志愿者和优质资本的支持,并坚持去中心化的理念,有利于未来吸引开发者自主加入其生态。

同时,基金会是项目生态发展的重要一环,例如BSC背后有着币安的1亿种子基金会,Polkadot背后有Web 3.0基金,Solana在近期完成了3.14亿美元的融资,致力发展中国的开发者社区。

基金会可以为社区开发者提供资金上的帮助,吸引开发者到其生态上开发,帮助解决开发者在生态早期的资金问题,组建团队等。也可以赞助社区举办黑客松,每年有很多优质项目都是从黑客松中筛选出来,这些被选出的优质项目可以直接获得投资机构的融资,部署在平台上。

在与Mina官方团队的沟通中,其表示未来投资方会赞助Mina开展黑客马拉松,成立社区生态基金,以帮助Mina发展生态建设。这对Mina而言,是生态发展中重要的因素。

自3月份上线,Mina目前拥有140个活跃节点,相比Polkadot(250个)、Solana(760个),Mina近半年的技术社区发展不错强大的技术社区志愿者支持,让Mina具备与Polkadot以及Solana相比的市场潜力。

一个优质的公链生态,应该是要具备繁荣的链上交互,各类生态应用代币,在平台交互方面发挥着作用。而不是因为行情火热或是在资本的集中推动下,在短期内的假繁荣,在潮水退去后,只剩下零散的流量。

除了资本的推动外,生态质量是公链能否长久发展的关键。近期BSC上生态项目频繁被攻击,这与其采取直接Fork以太坊生态的方式,有着一定联系。缺乏研发投入,代码的构建并不完善。Polkadot的生态数目众多,但多数都是国内团队,在项目的创新性和研发能力上与以太坊上相比,竞争力稍显不足。

Mina的不同点在于,其网络架构上对节点数量不限制,区块链固定22 KB大小,这让网络更具分布式,节点的部署上更加去中心化,同时具备资本支持,开展黑客马拉松,成立社区生态基金,发展生态建设,并非是BSC式的集中化发展。

同时,围绕zk-SNARK打造生态应用Snapps,以及具备轻量级节点这一特性,目前只有Mina在该领域进行开发。当前很多专向领域的公链都有着显著的竞争对手,例如隐私计算领域有PlatON和Oasis、云存储领域有Filecoin和Swarm、隐私币领域有Monero和Zcash等等。

Mina以zk-SNARK为技术核心提供的零知识证明生态服务是与其他公链的一个主要区别点,在这点上当前还未有与Mina相似的公链,所以也无法选取竞品与Mina进行对比,Mina在当前领域上具备着先发优势。同时Mina轻量级这一特点后续可能会成为公链发展的一个趋势化,例如Polkadot在最新版的白皮书中,强调了收集者将采用零知识证明来打包未密封区块,可同时提交给多个验证者,减免验证者的工作量,轻量化了网络验证计算。

3.  行业前景

公链的未来发展

从功能角度

DeFi目前是以太坊上最繁荣的板块,也成为了其他公链生态建设的主要方向。但如果一条公链上的应用都是模仿以太坊的DeFi项目,那么该公链很难形成自己的生态社区,承接的只是那些没能在以太坊上满足需求的用户。如果Layer 2或ETH 2.0上后线,或者这些公链中的DeFi项目难以维持「薅羊毛」式的挖矿奖励,吸引来的用户就会迅速流失。

DeFi中的创新源自于DeFi项目方及开发者,拥有越多开发者的公链意味着越多的创新力和竞争力。因此其他公链不得不在运行环境上与以太坊靠近,以节约开发者的学习成本和门槛。当然,如果公链在开发环境上进行创新会形成自身的护城河效应,有利于形成竞争优势。吸引和培养开发者需要时间和资金成本,例如Polkadot经常举行Substrate训练营,确实也形成了自己独特的开发者社区,但未来在链上应用的创新实践上还需要时间检验。

从用户角度

公链的用户来源比例可以判断出公链的发展前景,如果用户完全是由于以太坊拥堵,或者链上的经济奖励吸引而来,那么他们在拥堵解决或者奖励减少之后也会离开。这种用户是不稳定的,甚至不断地薅羊毛还会损伤公链发展。如果是公链自带的原生用户,那会更有利于生态发展。

相对于以太坊来说,其他公链的中心化问题深受诟病,例如节点数量少且不开放,链上DeFi项目团队与公链联系很深等。甚至有些是资本推动,集中化的开发应用,这类公链的发展去中心化程度较差,安全性相较于以太坊Layer 2也要弱一些。

Mina相对其他公链应用的实现方面,有所创新,虽然还未组建生态团队,但考虑到已拥有技术社区志愿者和优质资本的支持,后续会开展黑客松,建立开发者生态,公链本身的性能和效率上也优于以太坊。长期来看,或许具备良好发展的潜质。

zk-SNARK的发展

在2010年,加密货币社区用户开始觉得比特币等一些原始加密货币缺乏隐私性,于是开发人员致力于研究以隐私为中心的加密货币。其中最突出的是Zcash,首个将zk-SNARK用于解决比特币区块链的匿名问题的项目。

之后zk-SNARK被多个项目采用,当前在区块链中有两个主要方面应用:隐私和扩容。

zk-SNARK可以在不移交信息控制权的情况下验证交易和个人信息或身份等数据,以一种更安全的方式来验证信息。例如:Zcash利用zk-SNARK来能够隐藏交易者地址和交易金额;Tornado Cash利用zk-SNARK,能够以不可追溯的方式将ETH以及ERC-20代币发送到任何地址等。

zk-SNARK可以和Rollup结合,即ZK Rollup,是当前主流Layer2扩容解决方案,使用该技术的项目有:Loopring、zkSync、Zeroswap,Curve、Zkopru等。

其他方面,Filecoin将zk-SNARK用于数据压缩、zkPoD将zk-SNARK用于零信任交易、Platon将zk-SNARK用于链下隐私计算,Hyperledger Fabric将zk-SNARK用于保护隐私的身份验证和认证属性的传输、Mina将zk-SNARK用于递归证明等。

除了区块链,zk-SNARK也可应用在其他领域,例如:

  1. 可用于保护数字服务支付,数字资产的私人交易和结算;
  2. 匿名可验证投票,提高投票过程的安全性和匿名性,并降低审查的可能性、让符合条件的选民或股东可以在不透露身份的情况下投票,并且他们可以要求验证他们的投票以确保他们的选票被计入;
  3. 帮助数据审计过程制定防止数据泄露的方案;
  4. 帮助金融机构对客户进行信息调查
  5. 让信用记录在多个实体之间进行共享,而无需透露个人信息;
  6. 医疗保健,保护云医疗数据不被第三方所泄露,监控医患的生命体征、数据挖掘以发现趋势并防止疫情爆发
  7. 身份验证,传统的消息传递程序要求用户向服务器验证他们的身份,让个人可以证明其身份而无需发布额外的个人信息。

随着数据保护和其他隐私问题方面的需求增长,zk-SNARK在中心化和去中心化环境,都有广泛应用场景和多方面需求。从匿名可验证投票到去中心化区块链上的隐私,该技术或许是解决区块链内外所面临的许多挑战的答案。

以zk-SNARK的应用场景来看,Mina围绕zk-SNARK搭建生态应用,在未来的生态发展中,可为多种场景需求提供服务。

总结:项目的发展是综合性的,特别是公链项目,涉及到了团队开发的能力,产品的运营能力,资金的管理,领域的可突破性等等多方面因素,Mina在具备技术硬件的条件下,有着资本支持和领域内的先发优势,在未来能否成长为一个良好生态应用平台,值得期待。

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