作者 | 吕文哲
整理 | Aholiab
作为国内技术力量强大的EOS超级节点竞选者之一，HelloEOS是国内最早接触区块链并为其布道的组织。其对EOS的理解和实践，有很多值得学习的地方。
4月21日，在CSDN主办，区块链大本营、EthFans、PDJ、极客帮创投协办的第7期CSDN区块链技术沙龙上，北京邮电大学博士、现YOYOW产品负责人 吕文哲带来题为《EOS的发展和总体介绍》的分享，从自身的区块链技术创业历程，对EOS的特性和组成部分做了深刻而全面的解读，带你重新认识这个重要的系统。
先介绍下自己，我是北京邮电大学的博士，之前主要在互联网领域创业。2015年开始接触区块链，虽然时间相对晚了一些，但对BTS或DPos机制是有信仰的。现在我希望能在DPos领域做一些理论层的研究。
大家都知道，EOS的作者叫Daniel Larimer（也叫「BM」），他是个有自己独特经济理念的人，我很欣赏他说过的一句话：
我终生的使命，都致力于找到一些加密经济的解决方案，给所有人的财产、自由、平等带来保障。
他从最开始做BitShares，到后来的Steem，再到最后的EOS，一直在追寻着这个理想。
今天我们就来看看EOS这个系统。
EOS到底是什么？
我认为，EOS的诞生是有一定时代意义的。如果比特币成功地把货币的理念带给了大家；以太坊主要实现一个图灵完备的训练机，并引入智能合约。那么EOS的最大价值则是商用，EOS的所有价值都是围绕商用来的。
EOS在各个点的极致优化上，都是围绕解决商用的问题。它最终的目的，是希望真真正正把区块链技术像Windows系统一样带给大家，系统上运行着很多DApps。
首先，EOS的开发是基于Graphene框架。这个框架最初其实就是BM写BitShares 2.0的时候提供的一套C++工具组。其次，EOS内置了WebAssembly的一个虚拟机，目前仅支持C和C++语言的合约代码，未来应该也会支持Go或其他语言。本质上来说就是，把不同的语言编译成合约能理解的语言。
第三，EOS给DApp实现了免费，它利用系统通胀支付超级节点执行智能合约的手续费（Gas），DApp用户无需付费。这一点很好理解，假设我们玩一些区块链游戏，但其实本质是一种投机行为，这样的话支付手续费是可以的。但假设未来我们手机上一半App的功能都上链的话，每一项操作都需要手续费，这就无法接受了。所以为了EOS的大规模使用，它必须实现DApp用户免费，这一点BM借鉴了他的第二个项目Steem上的一整个通胀机制的思想。说白了就是最初设定一个Token的总数，然后再设定一个通胀率，通胀率用来支付维护网络这部分人的工资，这些维护网络的人我们可以称之为是「块工」，也可以称之为「见证人」。
最后，EOS拥有21个主力超级节点（见证人节点）和100个备用（见证人）节点，为用户提供去中心化的区块链智能合约服务。 这个事情最近比较火，现在有70家想来参与超级节点的竞选。现在EOS的持币用户数量已经有40~50万的样子，算上交易所的话，是一个不小的数字。
EOS的诞生
继承了BitShares 2.0和Steem的优良基因
EOS是Daniel Larimer继BitShares 2.0和Steem之后主导的第三个区块链项目。BitShares是个非常神奇的项目，之前有段子说，目前市值前一百的币种，所有功能加起来都没有BitShares多。BitShares跟EOS很接近，采用的是DPos机制，可以实现线下机制的线上映射。
怎么理解呢？假设目前我和A分别持有100和10个Token，那么在这个系统中，我的话语权理论上就应该是A的10倍。任何持有Token的人，都会对这个系统有治理的权利，这个权利包括以下几方面。
第一，可以共同决定谁来替我们维护这个系统，因为这是一个分布式可信赖的系统，选出来的这个人，应该体现出Token持有者的共同意愿。这一点在BitShares上是非常好的。我需要向大家介绍我自己，并且得票率要超过20%，因为BitShares的流动量在20亿左右，也就是说想当选的最低标准是5亿张票。
上面的系统运行了三年，现在的情况是，如果我想当选，需要不断给给社区里的一些所谓的「大户」，包括在BitShares的论坛发帖子，然后告诉大家我愿意做什么事，我打算做什么事，才有可能成为这个见证人之一，而且这个见证人是实时计算的——1小时计算一次。
假设现在我作恶了：
连续两分钟一直丢块;
有自己的小算盘，联系一些其他见证人一起作恶。
上述两种情况，一旦被社区发现，大家可以迅速撤票，撤票操作的确认时间是1.5秒。然后经过一个系统维护周期（目前是1小时），我就不是见证人了。这是一个非常快的响应速度。
第二，BitShares还有一个机制叫「理事会」，理事会是什么呢？比如说系统中的转账，例如见证人的工资、在系统中发行一个资产需要消耗的费用等等，其中几十项的参数，全是都是可以由理事会进行修改的。而理事会的产生同样是按照DPos这套投票机制来的，一些代表做提案的发送，发送之后由理事会进行审议，通过后这个提案则可以执行。
总之，BitShares是一个整体自治性特别好的项目。
BitShares对EOS的的影响
BitShares和Steem虽然稳定的运行了2~3年时间，但也经历了多次硬分叉。比如Steem去年就经历了十几次硬分叉，每一次硬分叉都意味着我们对这个经济模型的一种探索。
而且，老是分叉对DPos交易所是一种困扰，你们天天没事儿就要分叉一次，而且每一次硬分叉都需要交易所进行支持，这可能是现实中的一个小瑕疵。
Graphene框架和相关开发库的不断升级
作为BitShares社区参与者我对这一点深有体会。整个基于Graphene框架的项目有很多，据我了解可能10、20个都不止，但整个Graphene的框架代码还是在不断的进化当中。
因为，在最初设定的时候有一些细节和小的Bug，一些漏洞也还在不断地进行修复。而Graphene包括BitShares这个社区，通常都会把开发的Bug包括影响大小推送给相关的项目方。这说明一个开源社区负起了它自己应负的责任。
Steem为EOS提供了灵感
Steem中的部分特性，如用户管理的密钥恢复，基于通胀的手续费支付等概念也为EOS提供了灵感。本质上来说，这个Steem也是BM在做商业可用性的一些探索。就是说一个商业的博客网站的话，如果密码丢失了，应该是可以找回的。但是，其它所有的区块链项目都会告诉你，私钥就是一切，私钥丢了就没戏了。
此外，对于其它项目，通常涉及通胀的很少。通常都会有意的设置一些销毁。比如说BNB他们就会提供一个有效的销毁机制，他们希望这个系统真正是一个营利性的系统，持有这个Token的人是有营利预期的。
但是，个人认为BM的一些经济理念，包括在BTS上、Steem上，甚至是在EOS上，他可能更注重的并不一定是持有投资者的利益（从长远来看，我们不能说近期）。他从通胀的消耗，相当于是我们持有Token的人，我们需要来承受这部分增发的，就像我们现实当中货币的一些超发这种情况一样。但是，增发这些钱数就是为了这个系统更好的发展。
EOS的现状
首先，RC（Release Candidate/发布候选版）1版已经完成，大家在GitHub上可以看到。包括很多的见证人和很多节点的候选人，在官方的组织下已经跑起来了一些测试。
第二，官方和社区测试网络已稳定运行。这一点跟我的预期还是比较接近的，就是测试网络以实现几千左右TPS。虽然前些天一个韩国团队他们运行的TPS数量不超过500，不过我个人认为是他们对Graphene的代码不是很熟悉所致。他们的测试是基于CLEOS的钱包项目，这相当于访问手机上的一个App来测试整个系统的性能，测试方法肯定是不合理的。
实际上，EOS官方和社区测试的网络已在稳定运行，测试性能在1000-3000 TPS，跟BitShares的测试性能基本一致。当然它声称可以实现百万级TPS还没有实现，但毕竟在它真正发布出来之前，我们谁也不知道它最后会采用一种什么样的方案。我推测可能是跨链，多个链条无限扩容这种形式。
第三，EOS VC的合作伙伴已经有4家，总金额共计6亿美元，为的就是共建EOS生态。如果EOS VC认为比较好的项目，Block.one可能也会跟着投一些钱，来支持这个生态的开发。
第四，目前已有超过70家的见证人节点参与超级节点的竞选。此外，有多个知名的项目正在迁移到EOS上，比如Bancor项目。我预计，今年可能会有很多在区块链底层做协议的，他们并不局限说一定要在哪个平台，哪里用户多他们就倾向于迁移到哪里。在这方面，目前EOS还是占一点领先的优势的，所以会有越来越多的知名项目和协议愿意迁移到EOS上来。
那么未来几个月，会发生什么事情呢？会有下面4件事。
第一，6月1日完成Token Sale。如果6月2日大家的ERC 2.0代币还没有做映射的话，很可能就已经失败了。这个到时候肯定会有铺天盖地的宣传的，大家无论是把Token存在交易所还是自己的钱包里，都需要做一下映射。
第二，EOS 1.0正式版发布并由社区启动主链。整个项目由社区发起，选出50个技术比较强的竞争候选者，再从这50个竞争者中随机挑选22个，来共同发起EOS主链。由社区启动主链，可能是为了规避一些法律风险。
第三，8月份开始启动EOS Storage的开发。本质上来说，EOS还没有提供非常强的存储功能，而我们在EOS的白皮书中提到，未来可能会把存储放到IPFS上。这个IPFS的代币应该不是我们提到的Filecoin。
本质上，IPFS是一个协议，是希望能替代HTP协议的。好像是三四年前，我就看到过IPFS在GitHub上就已经开源了。但谁给这套协议提供存储和带宽呢？就是IPFS的实验室，他们提出了一个想法，就是发一个叫做Filecoin的Token，这个Filecoin用来激励大家提供IPFS底层的存储。
而实际情况，我猜测EOS可能是会基于IPFS协议，但是不用Filecoin的那套代码的激励体系，应该是会自己提出一个Token叫EOT，类似于EOS内部发行一个自己的Token用来激励EOS项目上的存储。
只有解决好了存储，才能有效地支持EOS上的一些DApp。说白了，EOS希望提供一套完整的操作系统，把方方面面的问题都替你解决掉，你作为一个开发者就安心来这开发你的DApp业务逻辑就好了。
最后，年内启动智能合约并行执行模块的开发。这是一个提升性能的事情。
EOS vs. 以太坊
这里说一下EOS和以太坊的对比。
首先EOS有非常好的可扩展性，这个可扩展性跟它的并行处理能力是比较相似的。总体来说就是它的性能相对较高，不会有几个DApps比较火就影响到整个系统的情况。
第二是免执行智能合约，这是作为一个商业应用公链的一个必备因素。
第三是对抗DOS攻击的能力，主要是指粉尘攻击。怎么说呢？比如其他绝大多数的区块链项目为什么都涉及到转账的手续费？它们真的要收这点钱吗？其实不是，其本质是链上的左右交易都需要矿工把信息给记录下来，如果不收钱会造成大量的请求发布到网络当中，从而造成网络拥堵。
一旦收取手续费，就不会出现一些恶意的转账了。EOS如何避免这种情况呢？做法是假如你持有1%的EOS，那么你就有整个网络1%的使用权，你持有50%就有50%的使用权，不能越界。加入你持有10%，但你用不了这么多，你可以租借给别人，收取一定的费用，通过收取这个费用也可以抵消整个通胀带来的一些负面影响。
第四是高级用户账户的管理能力。EOS本身的设计是面向用户的，就像我们现在所熟悉的互联网产品一样。比如「找回密码」功能，用户在最开始的时候设定一个辅助找回用户，如果自己的密码丢了，可以加辅助找回用户共同协作，把密码找回来。
这个在技术上是不难实现的，但却给DApp的落地提供了很大的便捷。区块链项目不再是高高在上，而是真正走进我们的生活。
第五是完善的社区管理方案和区块链宪法。我认为这是BM在做了这么多项目之后的一种妥协。原因在于，现在BitShares也好，Steem也好，都存在一些不太合理的情况。本质上来说，真正用代码去实现的机制管不到所有场景，所以现在BM希望引入一些人治的机制。大家共同约定好一个宪法，然后根据这个宪法来写合约，如果有人违背就施行一些惩罚，就像现实社会中的情况一样。
BFT-DPOS共识机制
刚才主要介绍了EOS的一些总体的发展情况，现在我可以对EOS的共识机制做一个总体的介绍。
在BitShares和Steem上只有一个共识机制，那就是DPoS。这个DPoS就是刚才介绍的你持有多少票就有多少话语权的机制。整个DPos机制就是一个投票决定，在DPos机制里面，系统会选择得票最高的21个节点，这个数字是可以更改的。这21个节点选出来后，整个路径的规划方案就已经选好了，分别选取延时最小的路线，希望在0.5秒之内能够进行确认，能省一毫秒就省一毫秒。这21个节点就开始出块。
这会有一个问题，就是假设每个节点确认出块的时间是3秒（在EOS里，一个见证人是连出6块，0.5秒一块），那么整个确认流程就要1分钟，这是无法接受的。怎么办呢？就是引入BFT共识机制。
BFT的方法是，一个节点出块完成后立马广播给其他20个人，不按固定的顺序。这20个人在0.5秒内收到广播后就会给你一个反馈。只要超过15个人确认，这个信息就不可逆了。这样整个时间从一分钟就缩短到了0.5秒。
除此之外，每个主力见证人节点通过协商方式确定各自出块顺序并且每轮产生6个区块以减少网络延时的影响。在达到不可逆的状态之后就不发分叉，这是DPos的一个优点，因为大家是通过投票来得到一个共识的。
EOS智能合约
在介绍过EOS的共识机制后，现在来说一下EOS的智能合约。大家之所以对EOS保持关注，很大一部分是因为它的智能合约。EOS的智能合约使用C和C++作为编程语言，上面也说了，未来可能也会有Go或其他语言。底层采用WebAssembly JIT虚拟机。
另外，EOS已经拥有完善的开发和API文档。实话实说，虽然文档比较完善了，但现在例子其实还不够多，比如做一些智能合约的话，除了官方的文档之外其他的资料非常少。
EOS还支持STL开发库，现在C、C++语言中的一些非常成熟的库，我们就可以通过这种方式把它引入进来，降低开发成本。然后它采用的是zlib压缩算法，压缩智能合约体系。
感兴趣的话，可以去下面地址，查看API相关文档：
https://eosio.github.io/eos/
因为，虽然现在关于EOS的文章很多，但大多都是翻来覆去的去炒官方文章的内容，所以如果愿意学习的话，我推荐大家直接去看官方文章，这里面有BM的一些文章，可以帮助你对整个系统机制进行理解。
EOS的合约并行执行机制
说到EOS的合约并行执行机制，其实目前只是一个规划方案，还没有实现。我们知道，在以太坊上，这套机制其实是一个单线上同步执行的一套机制。相对于同步，异步的效率会跟高一些。EOS对智能合约的并行化处理将会在账户层，将不同账户的合约分配给不同“线程”同时并行异步处理。
因此，EOS可以看做是一台并行执行的程序，可以随时扩充创新计算机。从设定上来说确实是这个样子。但具体的落地，还得看整个开发的推进。
基于通胀的Gas支付体系
在EOS中，用户不必支付任何燃料费用的，开发者也并不需要直接支付代币来支付燃料费用，燃料费用本质上由系统通胀来支付。这是EOS跟其他项目的一个最大区别。
如果希望让整个系统的所有操作都免费的话，就需要做增发。目前EOS的年化通胀最高为5%，现在根据市值和节点的增加，可能跳到了1%或1.5%。具体多少，要看发布时的情况，我估计会有一个宪法来确定已多少年华通胀率来发起这个链。
另外，所需要的锁定代币的数量视乎于TPS以及合约所需要的执行时间，本质上跟你能使用的资源是成正比的。锁定了多少代币，就可以调用多少资源。由于代币总量和EOS的总处理能力是恒定的，因此不可能遇到垃圾流量攻击。
还有一种观点是，超级节点可能会进行一些资源上的扩充。为什么呢？我们拿到工资之后，随着EOS的DM上面的增多，它可能会对这个需求就会越来越大，在这个层面上，超级节点肯定会拿出一部分的资金进行整个系统的扩容。也就是说，EOS的处理能力会越来越强。
侧链和子链跨链机制与默克尔证明
这是EOS的一个创新之一，基于EOS.io开发的联盟链，侧链，子链都可以通过其内置的跨链机制与其他同样基于EOS.io的区块链实现高速的跨链价值转移和信息传输。不过跨链具体怎么实现，现在还没有定论。可能是由多条链来处理不同的任务，但在多条链上面，所有的EOS是需要打通的，也需要各个链上都能打成一个共识。
另外，通过Dpos共识机制，跨链传输仅需0.5秒确认时间，不可逆确认仅需1秒。而且轻量级默克尔证明（LCV）与比特币的SPV相比，验证速度更快，需要传输的数据更少，更适合跨链操作。
具体技术细节就不说了。但我想说通过轻量级默克尔证明，未来可能会出现三种情况：
超级节点需要保存各个链上的全链数据；
只保存某个DApp和某条链的数据；
甚至有了轻客户端，完全不用保存数据。
可以看出，EOS在不断地做一些优化或妥协，希望把这个平台变得更加商业化，更可落地。
关于EOS Storage
EOS Storage的核心是IPFS，它本质上是个协议，不一定是Filecoin。这个Storage其实也是通过超级节点来为用户提供服务的，通过Storage的功能这些超级节点给大家提供一些去中心化的存储。本质上，这个东西依托IPFS协议，特性也很相似。开发者通过抵押EOS代币，获得Storage的存储空间和使用权限。
关于用户的权限与管理，正如上文所说，EOS跟以太坊的区别在于它的账户是可以找回的，不像其他平台是一串哈希值，EOS的账户名称是可以自定义的，甚至合约也可以取一个自己的名字。这样更贴近我们的使用习惯。
结束语
时间关系，今天就先给大家介绍到这里，相信对于EOS大家已经有了一个整体的认识。6月份，EOS可能会进行宪法的选举，可能会有三四套方案。宪法的一些核心思想，是制定一些基础的共识方案。当然未来也可能会修改或者引入一些仲裁机构。
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