ADA：一個嚴謹浪漫的完美主義者（上）

1綜述

Cardano 專案發起於 2015 年，名字的由來是來自 16 世紀的義大利數學家 Gerolamo Cardano。而 Cardano 的代幣 ADA 則是以 19 世紀英國貴族 Ada levea 的名字來命名，她是拜倫的女兒，被稱為人類史上的第一位程式員。 Cardano 是第一個採用多元科學、同行評審的學術型區塊鏈專案。Cardano 的 目標是構建分層次的、集成了數字貨幣功能和智慧合約功能的區塊鏈生態系統。 Cardano 系統的原生代幣為 ADA，基本資料如下：

Cardano 設計了一個會計和計算的分層協議，分為

結算層 CSL 與計算層 CCL

。 結算層可以提供轉賬、挖礦等基礎服務；而計算層使用者可以執行用

Plutus(智慧合約開發語言)

編寫的智慧合約，ADA Token 可以在這兩個層間流動。但現實落地過程中存在較大風險。

Cardano 採取

權益證明的共識機制 Ouroboros

，該演算法出自 IOHK 的幾位密碼學專家發表在頂級會議（CRYPTO2017）上的一篇學術論文，這是一種經過理論證明的 PoS（Proof of Stake）共識演算法。

Cardano 開發總共有五個階段：

拜倫(Byron)、雪萊(Shelley)、哥根(Goguen)、 芭蕉(Basho)、伏爾泰(Voltaire)

。Cardano 目前處在第二階段雪萊（Shelley），第一階段拜倫（Byron）已釋出了結算層網路和電子錢包 Daedalus，可以實現 ADA 數字貨幣的交易功能。

目前，Cardano 專案對節點的激勵

只有交易費用，而不包括區塊生成的額外激勵

， 這可能不利於前期節點的參與。但其採用財政系統的治理機制設計具有創新性， 有利於生態系統的建設。在生態建設上，Cardano 開發了 Traxia 應用。

Cardano 專案由 IOHK、Emurgo 和 Cardano 基金會三個實體負責，有很好的區塊鏈技術支援、學術成果和較好的專案孵化能力，同時也有程式碼審計和眾籌審計等監督措施。但是，與競爭者 ETH 和 EOS 相比，目前 Cardano 在社群熱度、程式碼活躍度以及生態建設上明顯偏弱。

2專案分析

2.1生態體系

Cardano 採用了分層體系，共分 2 層，結算層（CSL）和計算層（CCL）。Cardano 的分層與升級版以太坊將採用的分片技術，是不同的概念。分片是同類型鏈之間的資訊互動，而分層則是兩條治理理念和治理方式完全不同的鏈，在同一個生態體系下執行。

結算層CSL

Cardano 結算層（Cardano Settlement Layer，又叫清算層）是由 IOHK 聯合愛丁堡大學，雅典大學和康涅狄格大學共同設計開發的一種加密貨幣，代號ADA。CSL 承擔著儲存賬戶餘額的賬簿的作用，類似於許多其它現有區塊鏈的功能。同時，ADA 持有者對網路協議的未來發展有發言權和投票權，避免很多不必要的硬分叉。任何對現有網路的更新都會是軟分叉，並且保證網路中所有的節點都可以及時更新。

因為結算層對標的是比特幣，相對來說是比較單純的數字貨幣（所謂單純是指未附加智慧合約之類的設計），所以很多設計沿用了比特幣的做法，比如賬戶模型就採用了 UTXO 模型。

典型的區塊鏈中的節點間是對等的，隨著資料量的增多，才漸漸出現了全節點和輕節點的區別。而 ADA 在網路架構層次上對節點分了層，現階段，主要有以下三組節點：

核心節點：

整個網路的重中之重，所有的權益都集中在核心節點，只有核心節點才可以是權益所有人。只有核心節點是區塊鏈節點，其餘兩種節點只是輔 助節點。而且為了加強核心節點的安全性，完全可以將核心節點與公網隔離， 只通過中繼節點與外界通訊；

中繼節點：

公網與核心節點的通訊代理，由於中繼節點是不隔離的，所以他 可能被攻擊。但是中繼節點被設計成無狀態的，因此可以使用負載均衡分散流 量。中繼節點即便被攻擊，對核心節點的影響幾乎為零；

邊緣節點：

可簡單的認為是與區塊鏈互動的客戶端，主要負責發起交易，而核 心節點和中繼節點沒有權利建立交易。從名字就可以看出來，邊緣節點是沒有 機會直接與核心節點交流的，必須透過中繼節點轉接。

在 ADA 中，領導者出塊因為有區塊擴散的過程，因此不是一個確定性的共識演算法。官方給出了一個交易安全確認的等級表，攻擊者的比例越高，需要確認的區塊數越多；確認水平越高，相對應的需要的區塊數也越多。

計算層 CCL

Cardano 計算層（Cardano Computation Layer）包含交易產生的資訊和規則， 將提供智慧合約，身份認證，訊息通訊等等功能，以方便開發者在此開發程式。 由於 CCL 層分離於承擔賬簿功能的 CSL 層，所以 CCL 的不同使用者可以對處理交 易建立不同的規則。

CCL 智慧合約將使用以太坊採用的 Solidity 程式語言。不僅如此，Cardano 團隊 正在設計一種名字為 Plutus 的新語言來在 CCL 上開發智慧合約。

2.2不可能三角

可擴充套件性（Scalability）——可持續發展性（Sustainability）——可互動性（Interoperability）

Cardano 的設計哲學是在學習和繼承現有基礎公鏈優點的基礎上，進行概念和技術的創新，希望能最終解決上述三方面問題。Cardano 團隊展現出了極大的野心，意圖集合學術界的前沿成果與工業界的成功經驗，打造出一個能被廣泛使用並可持續發展的新系統。

可擴充套件性

Cardano 認為是否具有可擴充套件性，主要受三個因素的影響：

TPS、網路頻寬以及資料量

。

TPS

Cardano 的團隊研究了一種被命名為 Ouroboros 的演算法。與比特幣及它的工作量證明（Proof of Work）機制相比，Ouroboros 所採用的 PoS執行成本相對較低，TPS 相對較高。它會根據每個 Daedalus 錢包所擁有的Cardano 幣的數量，隨機地進行工作量的分配。

網路頻寬

網路頻寬指的是進行交易時所攜帶的資料在進行網路通訊時所需要的網路資源。當區塊鏈的規模越來越大時，所需要的網路頻寬也將會越來越多，實際上不可能做到每個區塊鏈的節點都支撐所有節點之間進行的通訊。為了解決這個問題，Cardano 採用了 RINA。RINA，名叫遞迴網路架構 （Recursive InterNetwork Architecture）。概括地解釋：它應該是一種類似於 TCP/IP 的架構，它可以非常自然地讓節點之間的通訊就像程序間通訊（IPC）一 樣，自然地進行規模化的通訊。RINA 計劃會在 2018 年開始加入一部分到 Cardano 當中，並且在 2019 年完成。

資料量

在壓縮技術上，Cardano 還會涉及到側鏈（SideChain）技術。透過側鏈，可以使得那些非常小的資料塊以雙向繫結的形式連線到一起，使得它們具有高級別的安全性和正確性。Cardano 會開發出一種新模式，使得使用者只需要保留非常小的資料的同時，獲得同樣的安全和正確性保障，以應對無限增長的資料量。

可互動性

世界上有非常多種區塊鏈系統，比如比特幣、以太坊、EOS、瑞波幣（Ripple）等。除此之外，還有傳統的銀行網路系統。這些系統都有自己的業務邏輯和規則，這也導致了系統與系統之間非常難以明白對方。總的來說，Cardano 在互動性上需要面對三個問題：元資料、合規性、歸屬問題。

元資料

元資料就是像是每筆交易從哪裡來、要去哪裡、交易雙方是誰、為什麼交易等資料，這些資料在區塊鏈世界並不關心，但傳統金融系統非常關心，所以需要將這 些元資料儲存在區塊鏈當中。但是這會涉及到一個隱私的問題，因為元資料都是一些敏感的資料，當然這些資料是不能直接公開的。而 Cardano 要做的，就是 弄明白到底哪些元資料需要放到區塊鏈當中，以及怎麼放（比如怎麼加密）、什麼時候放等。並且在存放之後，什麼人可以看到。 Cardano 的錢包 Daedalus 在未來的 12 個月內，會支援大量的功能來標註交 易和金融活動。這些元資料可以根據使用者認為是必需的需求，進而匯出或共享。 此外，資料可以由三方應用程式操作，用於特定目的（例如稅務會計）。其次， Cardano 也正在探索新增對可涵蓋雜湊和加密欄位的特殊地址的支援。這種結構 將允許使用者在區塊鏈上釋出元資料，而不需公開揭示它。但是，如果使用者想要共享資料，那麼它將具有交易享有的所有可審計性、不可變性和時間戳保證。

合規性

在金融領域，有三大監管條例：KYC（認識客戶）、AML（反洗錢）和 ATF（反 恐怖融資）。在加密幣世界當中，這些條例並沒有被重視，但在傳統合法金融體系中，這三大條例是關鍵因素。Cardano 正在試圖在加密幣世界和傳統合法金融體系中尋找到一個健康的平衡點，一方面能夠提供加密的能力，另一方面也能在每次交易當中加入元資料。

歸屬問題

歸屬問題說的是關於身份識別，也就是如何識別一個使用者。其實它也算是元資料 的一種，但是它特別重要。在現在的網際網路中，常用使用者名稱和密碼去進行識別， 但這種方式實際上是非常容易被猜到和被黑掉的。如果說每個人都有一個公鑰， 那這樣在網上就可以非常方便地識別每一個人。而加密幣正是生產令牌的工廠， 這些令牌可以作為公鑰存放在區塊鏈當中。Cardano 正使用這種的方式，來讓 使用者儲存和保戶自己的資產，以及讓網際網路識別自己。

可持續發展性

Cardano 使用了一個名為「國庫」（treasury）的“鏈上資助計劃”來解決可持續 發展性問題。

每個區塊獎勵的一部分（25%）會流入國庫（treasury）中。國庫（treasury）是一個 不被任何人所控制的特殊錢包，開發者需要向社群提交改進意見，以及他想要實 現這一提議所需要的經費，社群會給這些提議投票，選出最重要的改進提議，一 段時間後，國庫（treasury）就會給最熱門的提議釋放資金，來鼓勵和資助開發者 實現這一改進方案。

國庫（treasury）鏈上資助計劃保證了 Cardano 專案的可持續發展，能夠源源不斷 的為後續的研究和開發提供資金保證。

未完待續。。。