以太坊2.0迷雾重重，Harmony公链或提前实现设想

目前公链上使用最多的是PoW算法和PoS算法，另外还有PBFT算法。 其中，PoW和PoS基于最长链共识，而PBFT是一种实用的拜占庭容错算法。 通过节点间的多轮消息传递，使网络中的所有节点达成共识，从而解决分布式系统中的拜占庭问题。

Harmony联合创始人兰荣建认为，PBFT机制的优势在于节能、无需算力证明、不耗电。 但传统PBFT传输的消息数量较大，在保证速度的前提下，支持的节点数量有限。 据介绍，Harmony是在PBFT算法的基础上改进而来，全称为FBFT Fast Byzantine Fault Tolerant Algorithm。

不同的是，在 PBFT 中，需要选出一个节点作为“领导者”，其余节点为“验证者”。 领导者将其提案广播给所有验证者，而验证者又将其对该提案的投票广播给其他人。 假设有 N 个节点，这个过程会产生 N2 次交互，这会影响整个链的可扩展性。 在FBFT中，leader并不要求所有验证者都广播自己的选票，而是采用多重签名的签名过程，收集验证者的选票，然后统一广播，也就是说每个验证者只收到一个多重签名，大大减少了它们之间的交互，只产生N次交互，减少了传输的数据量。

FBFT共识机制运行

这里所说的多重签名采用了斯坦福大学教授DanBoneh等人提出的BLS（Boneh-Lynn-Shacham）签名方案。 2001年，2018年更新。根据白皮书，BLS签名方案受到ByzCoin的启发，ByzCoin使用Schnorr签名方案进行常量和小型多重签名聚合，并在验证者之间传递消息。 然而，Schnorr 多重签名需要秘密承诺轮次，导致单个多重签名需要两次往返。 Harmony 通过使用仅需要 2 次往返的 BLS 多重签名改进来加速广播。

节点间的验证者根据权益证明（PoS）选出，领导者根据随机数随机产生，负责将收到的多个签名压缩为一个签名并进行广播。 更多，但另一方面，为了约束leader，也有相应的惩罚机制。 如领导未完成工作，可按约定更换。 如果在播出过程中出现问题，其部分权益也会被扣除。

对此，蓝荣建表示，这是该机制下美中不足的地方，因为更换leader时TPS会降低。

分片扩容是目前大多数公链选择的方式。 据介绍，Harmony是一种基于PoS的分片方案，包括一条信标链和多条分片链。

需要注意的是，这里的PoS并不是指算法，而是通过抵押代币的形式来验证节点身份的机制。 可以理解Harmony是一条基于PoS机制的公链，采用BFT共识算法。 PoS机制体现在我们前面提到的验证者的产生上。 要成为Harmony验证者，潜在的参与者（或stakeholder）必须持有一定数量的代币，而股权代币的数量将决定分配给验证者的投票份额的数量，每一投票份额对应BFT中的一票共识。

每条分片链的区块头都存储在Harmony的信标链上，分片链中新产生的区块的区块头会发送给信标链。 信标链验证上一个区块的哈希值是否已经提交到信标链，以及区块中多重签名的签名者是否为分片的验证者，以检查区块头的有效性。 验证成功后，提交的区块头将在全网广播，每个分片保留一串来自其他分片的有效区块头，检查其他分片的交易有效性。

这样，一方面降低了分片间广播区块头的网络成本； 另一方面，由于信标链和其他分片都存储了某个分片的区块头，增加了攻击某个分片的难度。 从而提高安全性。

信标链的作用除了增强分片交易的一致性和安全性外，还存在作为安全随机数生成器的作用。 蓝荣建介绍，Harmony的分片方案是通过随机数的过程产生的。

在随机数生成方案上，Harmony选择了VRF（Verifiable Random Function）+VDF（Verifiable Delay Function）的方式。 蓝荣建介绍，在VRF随机数生成方式下，随机数生成算法由协议层编写。 好吧，假设有10个验证者，他们每个人提出一个随机数，最后的随机数相加产生最终的随机数。 这样，当前9个人上报自己的随机数后，那么第10个人就可以调整自己的随机数来影响最后的结果，从而造成攻击。 但加入VDF后，通过延迟随机数的计算和PBFT机制的即时终结性，可以有效防止最后播音员的故意操纵攻击。

VDF 延迟公布最终随机数

通过随机数生成的方式，随机选择节点所在的shard和shard中的leader角色。 此外，据报道，分片说明的生成采用了一种称为自适应阈值PoS的方法，即节点加入网络所需的份额阈值将根据份额总数进行调整，投票将通过改变份额所需的代币数量，每个投票份额分配给分片以保证安全，而不是依赖单一的验证者，有利于分散链上的恶意节点，以及分片中的恶意节点都控制在一定范围内。

另外，分片的扩容不得不提到跨分片交易。 如果分片之间不能实现跨分片交易，那么各个分片之间就会相互独立，这是没有意义的。

Harmony 的跨分片交易分为两步。 例如，从A分片向B分片发送某种资产，A分片验证成功后，扣除相应数量的资产，并通过共识生成签名。 签名将通过切片之间的路由协议传递。 发送给芯片B。芯片B验证签名后，通过共识将资产发送至目标账户。

项目进展方面，目前测试网已经上线，主网计划在年中前后上线。

Harmony的编程语言是EVM，兼容以太坊智能合约，降低了以太坊开发者的迁移成本。 考虑到 Harmony 的开发模式与以太坊 2.0 不谋而合，看来是盯上了以太坊上的 DApp。 据蓝荣建介绍，目前考虑接入的应用包括去中心化交易所、游戏、去中心化地图应用（地图信息应用）等，他表示高频交易和相对小额交易的场景更适合。

团队方面以太坊社区，专职团队和兼职团队共16人，其中技术人员9人。 CEO谢振涛曾任微软研究院总部研究员、谷歌总部高级软件工程师、苹果总部总工程师。 他曾创立Spotsetter，一家专注于移动搜索的公司，后来被苹果收购； 玩商店工程师。

据了解，该项目上周宣布完成1800万美元融资。 投资方包括香港创投机构Lemniscap、澳大利亚BCA Fund、新加坡UniValues Associates、硅谷Consensus Capital。

目前公链扩容方案比较被市场认可和接受的是分片技术，Zilliqa和MultiVAC都采用了分片技术。 Harmony的技术白皮书也多次提到了Zilliqa的分片技术，提到了多条公链在发展上的不足。 基于对这些不足的研究和灵感提取以太坊社区，Harmony完成了自己的开发理念和技术实现。

但问题是，这种看似破烂又“缝缝补补”的解决方案真的可行吗？

另一方面，以太坊2.0是以太坊1.0的改进版本，对市场有很好的参考价值，但鉴于以太坊发展多年的转型存在太多障碍，一时间很难直接转向2.0，但不知道有没有类似思路的新公链或许能更早落地。