五分钟简评兼顾安全性与可扩展性的学术型公链 AVA

AVA 有分布系统专家 Emin Gun Sirer 教授主导，采用新的雪崩共识协议，团队学术能力较强，但缺乏软件工程实践。

撰文：Evaluape

AVA 是基于高性能、可扩展、可定制和安全的区块链平台。

优势：

劣势：

行业（7.5 分）：

区块链行业的核心是密码学和分布式系统，密码学是二战之后才出现的新兴学科，分布式系统更是这二三十年计算机领域的最尖端学科。因为新，很多概念只是刚刚在论文中提出，尚未实装在产业界；同样因为新，很多错误的理论还没有被证伪，理论和方法之间仍在很快速的迭代，不像是数学或者物理学的基础定理在上世纪和这世纪没什么区别，也就自然而然的引入到了中小学的教科书中。

所以可以说区块链行业是走在实验道路上的，大部分的项目是基于产学结合的，也就是说学术界新出来的一片重量级论文可能对这个行业产生很大的影响，同类型的行业很多，比如说人工智能、边缘计算和芯片这些科技领域的潮头，头部公司需要花大量的研发经费聘请顶级的学术人才加入，自己研发或者第一时间洞悉市场上的最新技术，才能保证领先。顶级的区块链公司也是一样，比特币虽然是中本聪创建的，但是背后有着很多顶级密码学家的论文支撑，直到现在也有大量密码学极客参与其中。著名的匿名币项目 Zcash 更是产学结合的典范，创始人是加密极客，又有约翰霍普金森大学、MIT、以色列理工学院的多个密码学学界大咖作为顾问或研发团队，2016 年推出之后迅速成为区块链领域的知名项目，早期投资人也获利颇丰。

由于区块链项目的高精尖属性，机构投资者也就更偏好在区块链领域投资有知名教授参与或相关学术背景的项目。在近年来的融资热潮中，以 Algorand 为首的一系列有教授参与的项目在一级市场获得了不俗的表现，一般来说，机构认为此类项目成功率高，且教授在学术圈和产业界有一定影响力，能够帮助项目带来合作方。

AVA 属于新一代公链项目，主打的是高 TPS、强可扩展性自定义子网和资产跨链，希望应用于金融领域。此类的项目很多，高 TPS 的包括 Algorand，Harmony 但这些项目大多使用 PoS+BFT 共识，BFT 共识的可扩展性一般，也就天生限制了节点的数量，跨链领域的项目 Polkadot、Cosmos 也存在同样问题。和 AVA 同样使用雪崩协议的项目 Perlin 因为各方面原因主网迟迟不能上线，如果 AVA 开发一切顺利，那么在技术上是有一定优势的。但是在技术以外，公链更拼生态和应用场景，AVA 将目标放在了金融领域，在这个领域中巨头摩根大通选择了以太坊，部分大银行选择了瑞波，AVA 想要翘取一定的市场规模难度颇大。

模式：（8 分）

AVA 是基于雪崩协议构建的区块链网络。除了应用雪崩协议带来的高速和可扩展性。相对于普通中本聪共识协议网络或拜占庭共识协议网络，AVA 的安全性也得到了保证。AVA 网络中系统设计者可以设定一个参数值作为阙值，攻击者持有的资源低于这个值时能够提供安全性，高于这个值时系统会性能退化，所以理论上可以在不保证网络活性的前提下抵御 51% 攻击。在 AVA 网络系统中可以随意搭建子网，子网既可以部署为私有网络又可以部署为公有网络。高性能的子网既可建立高度可扩展和分散的 Dapps，又可通过规则自定义复杂的数字资产。而原生代币所在的网络一方面负责安全，也可以作为结算层。项目的最终目标是为了数字资产创建、转移和交易提供统一的平台。

代币方面总量为 7.2 亿枚代币，其中 3.6 亿枚在主网启动时即可用。项目使用 PoS 机制决定验证人。实行特别的货币政策，根据二次抽样决定治理参数，目标是平衡用户持有代币和使用平台上的服务的需求的动机。将代币持有者作为分散的储备银行，可以通过链上治理投票决定抵押奖励、空投等等活动提高或降低回报率，从而进行代币的治理。PoS 机制中的验证者基于抵押的代币数量和时长进行分发，分发函数尽量追求方差最小化，保证公平分配，实现 Sybil control （抗女巫攻击）。除了提供安全性之外，AVA 代币也作为跨链的结算层，支持 AVA 平台上的其他子网进行跨链原子交换。

技术：（8 分）

雪崩协议是将依赖通信传输的经典的拜占庭共识协议和依赖工作量证明创造链式结构的中本聪共识协议的优势结合创建的新型共识机制，同时解决了经典拜占庭共识协议扩展性弱，鲁棒性弱和中本聪共识延迟高，吞吐量低的问题。雪崩协议和同类型协议基于轻量级的网络抽样机制，在保证鲁棒性的前提下实现低延迟和高吞吐量，扩展性方面支持大量设备介入，并且不依靠工作量证明从而不过度消耗能源。

具体来说，雪崩协议和同类型协议通过网路的重复采样操作建立亚稳态共识，在事件被创建并发送到验证者节点后，每个节点会随机选择一批固定数量相邻的节点询问，如果多数节点对事件叙述相同，那么即判断为真，如果大多数节点给出不同答案，则切换事件内容，重复采样将会多次进行直到达到收敛。举个例子，假设每个节点联系五个临近的节点，信息的内容是选择红色或者蓝色，在初始节点看来这五个节点是非红即蓝，概率 50 对 50，网络中每个节点是公平的，节点会不断的重复这个过程，从而选定红或者蓝，选择之后就不再改变，然后最初的节点会根据所有人选择的加权结果获得一个颜色，然后每个网络中参与的节点作为最初的节点重复这个过程，随着过程不断重复将会产生一个红色或者蓝色的倾向性，然后整个网络获得共识颜色。

简单可以理解为使用 DAG 结构实现模糊的 BFT 共识，但 DAG 网络中每个节点不用跟其他所有节点交互，只需要跟一定量的节点交互然后收集网络中其他节点的反馈，从而达成概率性共识。这种共识机制不像是经典共识需要节点了解网络中的其他节点，也无需担心节点数量过多导致的通信过于复杂，在节点数量较少的时候可以增多采样次数来保证网络的安全性，而当节点数量较多时，因为通讯复杂度没有经典共识的高，也无需担心网络过于庞大影响效率。在网络中每个节点都是相同的，只要被允许参与到网络当中就是验证者，如果出现双花，那么将会出现矛盾的倾向性结果，双花的两笔都会丢失，而且双花的交易无法对其他交易产生影响。

雪崩和同类型协议的核心优势在于可扩展性和去中心化程度，因为机制的特殊性，雪崩协议和同类型协议能够快速扩展到大量节点，并且在验证过程中每一个节点都参与，所以在出问题时系统只需要排除有异议的节点，并不需要验证者委员会的存在，也就减少了中心化腐败的风险。该协议是一个比较新的共识协议，初始论文由 Gun 教授在 2018 年 5 月份和一个匿名团队共同完成，直到 2020 年初，协议的代码实现暂时只在数学层面上和小范围测试中表现良好，还没有在有一定真实用户的分布式系统上完成公开测试。

随着雪崩协议性能和安全性改进，包括 BCH 在内的其他主流加密货币已经宣布计划合并 AVAlanche 或变体版，以太坊创始人 V 神也多次对该协议表示赞扬。相信更多的研究和在公链实装能够帮助雪崩协议快速迭代，验证雪崩协议在实际用户环境中是使用表现。

不同于很多区块链单层的架构，AVA Lab 设计了三层的网络结构，将执行环境和链本身分开，从设计角度就考虑了可扩展性、模块化和可组合性。在架构上项目方设计了单链版本的 Snowman 用于智能合约和 DAG 版本的用于做支付，两者是并行关系。DAG 网络上会有很多逻辑自洽的独立子网，每个子网都可以自己设定执行环境、规则和独立的验证者，也就是说这种子网的架构可以允许任何人部署自己的区块链平台。AVA 代币所在的子网作为 ID-0，负责管理达成共识、给子网提供安全性、跨链资产审核和对于新增子网的收费。子网之间具有互操作性，也就是说可以实现原子级别的跨链。

这个设计类似于目前大热的跨链项目波卡和 Cosmos，但跨链只基于 AVA 节点网络内，没有构建转接桥与市面上不同底层架构的项目进行链接。如果有项目想要接入跨链网络，可能需要先构建一个基于 AVA 底层架构的 fork 网络。这种架构更多是为网络内发行的资产自由转换做准备的，外部资产可以通过 fork 网络和跨链网关接入。

因为雪崩协议和类似的协议的节点不需要储存所有事物的历史状态，所以对 AVA 网络上的节点，不需要维持 DAG 的深度和高度，也就是说新的节点不需要向旧的节点证明和传输过去的历史记录，只需要储存现在的状态，可以在需要的时候进行增减。所以 AVA 网络中的节点可以分为三种，一种是归档节点，负责储存整个网络的历史，包括所有智能合约，这些节点可以作为新进入节点的引导节点，也可以选择性的存储其他子网的历史。另两种都是只存储活动状态的节点，一种参与验证，另一种只参与重复采样，用作安全考虑。

在虚拟机部分，网络将首先使用 EVM 用于支持智能合约，后续将会自行设计一套虚拟机工具。目的是支持智能合约具备链外执行、链上验证功能，并且可供并行处理用于应对不同子网中智能合约不同步的问题。此外子网可以由用户自行部署 EVM 预言机，或者与 Athereum 子网交互实现与 Ethereum 智能合约交互。也可以在不同的执行环境的子网下部署其他种类的预言机，相对较为灵活。

项目方曾在 AWS 上运行过包含 2000 个节点的网络，实现了超过 5000TPS 的高吞吐量和 1.35 秒的确认时间。2020 年 3 月项目在 github 上完成开源并开启 debug 的活动，主代码部分有 136 个 commit，88 个星标。由于项目刚刚开源，commit 和星标是在一个月的时间内达成的，说明该项目引起了很多程序员的关注。虽然项目已经发布了代码，代码完成意味着在逻辑实现，但代码质量，代码实际的运行效果仍然是未知的，更不用说是否能够在大多数外来节点同时运行的时候保持稳定。项目目前还没有上线测试网，只是完成了基于以太坊的子平台 Athereum 的有限节点网络，暂时还无法确定大规模测试中代码和网络的表现。虽然项目已经完成开源，但仍然还有很长一段时间走。项目预期在今年六月上线主网，届时将实现交易费用、自定义子网、原子交换、物理分片、治理等功能。

团队：（8 分）

项目的主要团队由康奈尔大学的学术团队构成，创始人兼 CEO Emin Gun Sirer 教授在美国华盛顿大学获取 CS 专业 PHD 后，在康奈尔大学工作了接近 20 年，主要研究方向是分布式系统和算法方向。在 2017 年 1 月到 2019 年 6 月作为联合创始人身份为 bloXroute Lab 工作，并且在康奈尔完成了项目的代码部分。在 2019 年 5 月全职加入 AVA Labs 项目，担任 CEO 职位。另外一位创始人 Ted Yin 和 CPO （Chief Portocol Architect）是康奈尔大学博士三年级的学生，2012 届上海交通大学 ACM 班成员，Emin Gun Sirer 教授的博士。也是 Facebook Libra 共识协议 Hotstuff 的作者之一。另外一个联合 Kevin Sekniqi 也是康奈尔大学的四年级博士生。

创始人 BD VP Lydia C 和部分员工出自 Sureview Captial／Sego，这家投资公司是一家侧重于技术和另类投资的家族投资办公室，曾经获得了黑石集团的战略投资，并且参与 Thunder Bridge 公司的两次 IPO。首席经济学家 Amani Moin 是康奈尔大学的经济学五年级博士生。

团队在官网展示的正式成员共有 26 个，另外有 5 个实习生，只有部分成员公示了领英信息，剩余的成员部分在领英上没有明确标注加入了 AVA Labs 项目，其中包括 CFO Chris Lavery （曾在 Blockchain.com 就职，目前处于正在找工作状态），Jim Ballingal （在 IC 组织工作），部分有对应领英但未在网站标注。成员大多与康奈尔大学有关，部分为本科生或博士生，部分为校友。由于团队中的成员大多没有大公司大规模开发的经验，对项目的整体开发能力一定程度存疑。

生态：（7.5 分）

项目官方 Twitter 共有 4970 个关注者，有官方 TG 社区和爱好者 TG 社区，爱好者 TG 社区讨论数量较高。Medium 第一篇文章为 2019 年 6 月，共有 10 篇文章，181 个关注者，值得一提的是单篇文章的拍手量过千。Discord 共有 562 个成员，讨论颇为积极。根据目前的数据显示项目在 C 端社区建设上做的一般，但这也跟项目测试网／主网尚未上线有很大关系。此外，项目方曾在大阪 Devcon 上推出了一个子网 Athereum，该测试网将 ETH 的底层共识更改为 AVA 的雪崩协议，目前处于有限节点的测试阶段。

在 B 端合作方面，项目方将重心放在金融领域，希望将创建数字金融资产作为自己的主要应用，同样也不排斥其他类型的应用。项目创始人 Emin Gun Sirer 博士在中文媒体采访中曾表示它们的目标是华尔街，特别是对那些尚未被充分交易的金融资产进行数字化。目前尚未在公开文献和报道中有表明 AVA 和华尔街公司达成合作或是正在开发相关产品。值得一提的是项目的部分成员出自 Sureview Captial／Sego，该机构的 CEO John Wu 曾在 2018 年做了一个基于证券化代币的未流通股交易平台。可以说在代币化金融领域有所经验，期待 AVA 测试网和主网上线后在金融领域的表现。在公链市场越来越饱和的今天，高门槛的技术优势已经较难吸引 B 端和 C 端的用户，公链与公链之间的竞争核心是用户获取和更有效率的达成客户的需求。正如前文所述，AVA 在与以太坊、瑞波等成熟大项目的竞争中可能需要放上更多的筹码。

融资：（7.5 分）

根据 Crunchbase 的数据，AVA Lab 在 2019 年 2 月完成了 600 万美金的 A 轮融资。Andreessen Horowitz、Polychain、Coinbase 前 CTO Balaji Srinivasan、Metastable、 Initialized 和 Abstract Ventures 的创始人 Ramtin Naimi 等机构和投资人参与了该轮融资。

总结：(8.1 分)

AVA 是一个比较新的公链平台，应用新一代雪崩协议共识体系兼顾了安全性、可扩展性和准入门槛，属于产学结合的教授币。团队包括康奈尔大学 Emin Gun Sirer 教授带领一批博士生和部分金融界人士，未来希望通过项目特有的子链系统接入更多数字化的金融资产。雪崩协议作为 2018 年才出现的新一代共识协议，目前所有的认知都是基于底层数学逻辑，暂时还没有分布式系统进行大范围的实装，无从考证协议的运作是否能达到预期的效果。并且由于项目只是完成了代码开源，还没有运行测试网，亦无从得知代码的完成质量、运行效果和网络的稳定性。由于项目技术团队大多没有互联网公司大规模开发的经验，所以在工程效率、未来网络维护方面上可能有所欠缺，这可能成为项目的潜在风险点。

另外，作为一个公链平台，技术、BD 和社区三者需要齐头并进，在假设代码运行顺利并按路线图向前推进的的情况下可以认为 AVA 的技术达标，接下来考验团队的就是构建社区和商务拓展的能力。如果能够顺利在合规的前提条件下拿到一批发行金融数字资产的订单，基本能够保证该项目在未来公链市场的竞争中占据不败之地。

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资料来源：官网、白皮书、Linkedin、Medium 和公开的访谈信息

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编译者/作者：Evaluape

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