在本期节目中，Shardeum 的首席技术官 Srinivasan Parthasarathy 分享了 Shardeum 如何通过动态状态分片和无块交易模型构建自动扩展的第一层区块链。该架构实现了线性可扩展性，同时保持了节点要求的低门槛，提供了性能与去中心化之间的独特平衡。

他还讨论了测试网操作的经验教训、关键的漏洞奖励发现以及网络的安全方法，包括每 60 秒轮换节点责任的定制 Proof of Quorum（法定人数证明）。作为一个开源、社区驱动的项目，Shardeum 计划于 5 月 5 日推出其主网，后续将分阶段支持智能合约和激励计划。

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介绍与 Shardeum 概述

Ehan：欢迎来到吴说不加密播客。今天，我们很高兴邀请到 Shardeum 的首席技术官 Srinivasan。欢迎您，请您介绍一下自己和 Shardeum。

Srinivasan：是的，大家好，我是 Srinivasan。我是 Shardeum 的首席技术官。在 Shardeum，我们正在构建世界上第一个自动扩展的第一层区块链，我非常高兴能够在这里。

我进入区块链的旅程始于 2016 年。在 2017 年，我构建了我的第一个 NFT 市场。从那时起，我在多个地方工作，并构建了许多与 Web3 相关的产品。我曾在 DraftKings 担任工程副总裁，帮助构建他们旗舰产品的区块链基础设施。最近，我在一家名为 Six 的公司工作，我们销售代表美国资源权利的 NFT 代币。

现在在 Shardeum，我领导着一个出色的团队，我们专注于构建这一开创性的自动扩展第一层区块链。

Shardeum 如何在保持节点访问低门槛的同时扩展？

Ehan：Shardeum 声称是第一个自动扩展的第一层。其架构是如何在保持节点要求可访问的同时实现高交易吞吐量的？

Srinivasan：我觉得用一个视觉类比来解释区块链的工作原理以及 Shardeum 的不同之处会很有帮助——这样可以吗？

一个很好的思考事件驱动型区块链的方式是想象它像一个电子表格，包含行和列。每一行代表一个区块，而每个单元格则是一个交易。这个电子表格对任何人开放，具有透明性，但一次只能由一个人写入——特别是，每次只有一个人可以写入新的行。在大多数区块链中，关键问题是：谁有权写入下一行？所有共识协议的本质都是确定谁可以写入这一行。

现在，想象这个电子表格有十亿行，且有一个单一的进程来管理这一切。随着行数从十亿增加到二十亿、再到一百亿，它将变得越来越缓慢且缺乏可扩展性。但如果不是一个巨大的表格，而是有 1000 个选项卡，就像 Google Sheets 一样呢？你可以通过字母分组算法将数据分配到这些选项卡中，因此你将在许多表格中分散较小的数据集。这基本上就是分片的工作原理，这也是 Shardeum 所做的。

但是 Shardeum 更进一步。我们并不是固定数量的选项卡——比如 1000 个——而是在运行时动态调整它们。你可能一开始只有 10 个选项卡，但随着交易量的增加，你可以扩展到 200、1000 或更多的选项卡。当交易量下降时，又可以缩减回去。这被称为动态状态分片，正是它使我们能够自动扩展。

还有一个重要的区别。大多数区块链围绕 “区块” 的概念运作，这意味着编写者必须在我们电子表格的类比中写入完整的一行。这使得写入行的人可以看到待处理的交易，从而可能进行操控——例如重新排序交易。

Shardeum 不依赖于区块的概念。相反，我们以最纯粹的形式处理交易。我们执行的最小单位是该行中的一个单元格。我们不需要一次性写入整个行。虽然为了与 EVM 兼容，我们在外部模拟区块——以便 JSON-RPC 客户端知道如何与我们互动——但在内部，我们并不真正受限于这种结构。

这种架构使我们能够修改单个单元格，而非整个行，根据交易量动态分片和重新分配工作负载，并以最小的性能瓶颈水平横向扩展。这是一个难以解决的技术难题，但正是这一点使 Shardeum 与众不同。

Ehan：那么，这种自动扩展设计有什么权衡吗？

Srinivasan：显而易见的权衡是，这种设计引入了节点之间更高水平的通信。在传统区块链中，每个验证节点都保存整个区块链状态的完整副本——在我们之前的类比中，基本上是整个电子表格。这意味着每个节点需要大量的处理能力和存储容量。

在 Shardeum 中，由于我们将数据划分为更小的片段——或选项卡——每个节点只需要处理一小部分，比如 1000 个选项卡中的一个。这显著降低了每个节点的计算和存储要求，使其更易于访问。然而，缺点是每个节点现在只能看到整体状态的一部分。就像只能访问电话目录的 “A” 部分。

因此，当一个节点需要其分配段外的数据时，它必须首先确定哪个节点持有所需数据，然后向其请求数据。这引入了一层节点间的通信，使事情变得更加复杂。

尽管如此，我们通过定制的通信协议解决了这一挑战，使节点能够高效地定位和共享数据。是的，这增加了复杂性，但回报是巨大的——Shardeum 可以仅通过增加更多节点几乎线性地扩展交易吞吐量。

因此，尽管去中心化的进程间通信是一个艰难的技术挑战——并且在其他系统中尚未完全解决——我们相信我们已经破解了一个可扩展的模型，使 Shardeum 成为真正独特的第一层区块链。

从激励测试网中学到了什么？

Ehan：在运营大规模、真正去中心化的激励测试网中，你们获得了哪些关键见解？

Srinivasan：是的，这个问题很好。我们运行了四个激励测试网，参与程度令人难以置信——人们几乎遍布全球运行节点。我们的主页上写着 “为所有人去中心化”，我们确实是这样想的。我们希望建立一个系统，不仅允许拥有昂贵硬件的发达国家的人参与，也允许任何人——即使是资源有限的人——也能启动一个节点。

这种方法有助于推动去中心化，同时增强网络安全。因此，从我们的激励测试网中获得的关键经验之一是如何使节点参与真正全球化和可访问。我们必须弄清楚如何清晰地传达节点要求、入门步骤、质押与解质押的工作原理，以及如何创建一种用户体验，使这些过程直观易懂。

许多用户体验改进直接来自于观察人们与测试网的互动。我们了解到哪种界面效果最好，哪些方面会引起混淆。除了用户体验之外，我们还利用测试网识别并修补了多个安全问题。

另一个主要的见解是关于网络协调。当你有许多节点，每个节点只有部分数据时，你需要一个强大的协议来达成共识——尤其是因为我们并不控制任何节点。有人可能在福州启动一个节点，另一个在西伯利亚，另一个在印度——他们所有人都需要在去中心化的环境中达成共识。 你可以想象，在西伯利亚有一个节点，在印度还有一个节点——它们都需要在一个去中心化环境中达成共识。确保这种协调能够在没有中心化控制的情况下实时顺利进行，是一个巨大的技术挑战。但解决这个问题正是 Shardeum 独特之处的关键。

漏洞赏金计划中发现了哪些关键漏洞？

Ehan：你能分享一下在漏洞赏金计划中发现的最关键的漏洞，以及你们是如何解决它们的吗？

Srinivasan：当然可以。我们已经进行了多个漏洞赏金计划，发现的一些问题相当独特。首先，我们所做的一切都是开源的，因此所有的修复和更改都是公开可见的。任何人都可以访问我们的 GitHub 仓库，查看我们为支持网络所做的具体修改。

话虽如此，在这些计划中我们确实发现了一些重要问题。其中一些问题涉及我们如何签署交易——例如选择了错误的哈希或签署过程中的不一致性。这些漏洞可能带来风险，例如重播攻击，即来自测试网的交易有可能在主网中被重播。因此，我们必须仔细分析并修复所有这些漏洞。

漏洞赏金计划对我们来说极具价值。我们发现了大量问题，尤其是在多重签名支持等协议层特性方面，这些问题我们已直接在协议层实施。白帽黑客帮助我们对这些功能进行了严格测试，他们的反馈促成了关键的安全改进。

所有这些修复现在已经整合到我们即将推出的主网版本中——计划于 5 月 5 日上线。

主网启动后你们将如何处理安全问题？

Ehan：Shardeum 在主网启动后将采取什么措施进行持续的安全监控和威胁缓解？

Srinivasan：我们采取了一种多层次的方法。我们有一个专门的内部安全团队，专注于监控系统的健康状况和评估潜在的攻击向量。

我们还建立并持续开发一个全面的遥测和可观察性系统，使我们能够实时了解网络中发生的事情。这使我们能够检测异常、跟踪系统行为并对威胁做出及时响应。

虽然我们已经建立了这个系统，但在接近主网启动时我们会不断改进它。实际上，我们正在从头建立一个完整的开放遥测框架，以确保网络在扩展时依然安全。

你们的 RPC 层与其他 EVM 链有什么不同？

Ehan：Shardeum 的 RPC 层在性能、可扩展性或可靠性方面与其他典型的 EVM 兼容链有何不同？

Srinivasan：这是个好问题。正如我之前提到的，使用电子表格类比——大多数 EVM 兼容链将整个区块链状态视为一个巨大的电子表格，每个节点都维护完整的数据。相比之下，Shardeum 将这个电子表格拆分为多个分片或标签，每个标签由一部分节点管理。

每个过程负责一个或多个特定的标签——例如，标签 33——而这个分配是动态的。Shardeum 在一个 60 秒的内部时钟周期上运行。在每个周期结束时，系统会轮换节点：可能会用五个新节点替换一千个活跃节点中的五个，这些新节点是从待命池中根据某些标准（如非活动时长）选择的。然后，系统重新分配职责——所以一个刚进入的节点可能突然负责标签 33 和 37，而事先并不知道，也不知道其他哪些节点共享这些职责。

这个机制大大增强了安全性。随机性和轮换使得针对或影响网络特定部分变得极其困难。任何交易要最终确认，必须有超多数——比如 100 个参与节点中的 67 个同意。而这 100 个节点并不知道组内还有谁，也不知道他们是如何被选中的。这种不确定性有助于确保去中心化和防篡改。

我们称这种共识机制为 Proof of Quorum（法定人数证明）。它与我们的 60 秒周期结构紧密集成。要想破坏网络，攻击者需要在一个周期内识别并控制随机分配的验证者集合中的三分之二——这是几乎不可能的。

从性能角度来看，我们的架构允许近乎线性的可扩展性。我们可以在 100 到 10,000 个分片（或标签）之间动态扩展，并在需要时缩减。这种灵活性使 Shardeum 在可扩展性、可靠性和安全性方面表现出色，同时通过我们的 RPC 层保持全面的 EVM 兼容性。

你们会继续进行审计和漏洞赏金计划吗？

Ehan：你们的安全策略是否包括持续的第三方审计或社区驱动的漏洞赏金计划？

Srinivasan：是的，绝对会。我们是一个开源项目——我们的整个代码库都在 GitHub 上可用——我们所做的每一个技术决策都完全遵循我们对去中心化的承诺。我们很幸运有一个出色的社区支持我们，我们对此深表感谢。

我们计划继续与第三方审计师合作，并开展社区驱动的漏洞赏金计划。实际上，我们有一个专门的团队致力于与社区合作，围绕 Shardeum 构建产品。其中一些项目我们会帮助启动，最终交由社区接手。

我们还计划举办黑客马拉松和其他活动，以鼓励社区的积极参与。一旦我们在 5 月 5 日推出主网，所有这些举措将加速进行。我们期待社区在 Shardeum 的持续成功中发挥核心作用。

你们是如何壮大社区和生态系统的？

Ehan：Shardeum 是如何建立其社区和生态系统的？哪些具体项目或激励措施最有效？

Srinivasan：我们的社区确实是我们最大的优势之一。例如，在我们最近的激励测试网 ITN4 中，我们全球参与的验证者约有 5,200 名（测试网 171,000 名）。我们在 Discord 和 X 等社交平台上建立了庞大且活跃的存在，我们的生态系统团队全心致力于与这个社区互动并壮大它。

我们采取了分阶段的发展方法——首先是代币转移功能，随后将推出智能合约和其他关键特性的支持。在每个阶段的进展中，我们的社区都会参与其中。

我们还有一个专门的团队，专注于设计和执行社区项目。这包括激励措施、入门培训、教育内容以及合作活动，以确保生态系统以可持续和去中心化的方式不断扩展。

目前正在 Shardeum 上构建哪些项目？

Ehan：那么，目前在 Shardeum 上正在开发哪些类型的项目或应用？

Srinivasan：这是个好问题。作为一个自动扩展的第一层区块链，Shardeum 特别适合那些可扩展性和交易成本是主要关注点的用例。让我举个例子：在我之前的公司，我们以 1,200 美元的价格出售代表现实资源（如马匹）的 NFT。当时，以太坊的燃气费用约为每笔交易 200 美元。购买价格上再加上 20% 的费用毫无意义——这根本无法持续。

而在 Shardeum，由于我们实现了线性扩展，无论网络拥堵与否，我们的燃气费用都保持低且稳定——即使某个 meme 币在链上推出。这使得该平台非常适合对费用敏感的金融和去中心化金融应用。

由于 Shardeum 兼容 EVM，开发者能够以最小的努力部署基于 Solidity 的智能合约。任何在其他 EVM 链上运行的合约都可以轻松迁移过来。这意味着我们继承了 EVM 生态系统的巨大网络效应——十年的工具、开发者知识和基础设施。

因此，虽然我们已经预见到去中心化金融和 NFT 项目将迁移到 Shardeum，但我相信…… 结构。

尽管我们已经预见到去中心化金融（DeFi）和非同质化代币（NFT）项目将会迁移到 Shardeum，但我相信社区会给我们带来意想不到的惊喜。一旦主网启动，我希望能够看到一波创新应用的涌现，这些应用将充分利用 Shardeum 的 EVM 兼容性、低费用、可靠性能和动态可扩展性。

代币将如何用于质押和治理？

Ehan：Shardeum 代币将如何应用于质押、治理或网络激励？

Srinivasan：我们仍在最终敲定治理的具体细节，相关信息将很快公布。也就是说，我们的核心原则是完全去中心化——任何持有少量 Shardeum 代币的人都可以运行一个节点。这些代币将在我们的代币销售中提供。

在激励方面，奖励机制基于节点在 “活跃集合” 中的参与时间，这个集合是当前参与共识的节点组。当你启动一个节点时，它首先会加入 “待命池”。每 60 秒，在我们内部时钟的每个周期中，我们会将部分活跃集合中的节点轮换出去，并从待命池中引入新节点。一旦节点进入活跃集合，就开始获得奖励。

奖励与节点参与网络任务的活跃时间成正比——包括验证交易、签署区块和维护网络安全。节点选择也会考虑过往的表现记录。那些符合预期的节点——在线时间、响应能力、行为正确——更可能在活跃集合中停留更长时间，从而获得更多奖励。

我们不会惩罚表现不佳的节点，但如果一个节点未能达到性能标准，它将更快地被轮换出活跃集合，减少其获得奖励的能力。这是一种更温和、基于激励的方式来引导行为，而非直接惩罚。

这些内容仍在完善中，关于治理和奖励机制的更多细节将在主网启动前公布。请关注我们的网站以获取更新。

你们如何确保透明度和独立性？

Ehan：Shardeum 如何确保运营透明度和治理独立性？

Srinivasan：这是一个很好的问题。正如我之前提到的，Shardeum 是一个完全开源的项目。我们所做的一切都是公开的——就像在一个鱼缸里工作。我们的所有代码都在 GitHub 上可用，任何人都可以查看我们的系统是如何工作的。

你可以查看我们的共识机制、用于节点选择和奖励分配的算法，以及协议的其他每一个方面。节点性能评估和网络扩展决策背后的逻辑完全透明。

在主网启动后，我们将不再对谁可以启动节点或在哪里启动节点有任何集中控制。该网络的设计旨在适应去中心化环境，动态处理节点参与和共识。这种开放性和缺乏集中权威是 Shardeum 对透明度和独立性承诺的基础。

主网何时启动，为什么这很重要？

Ehan：你能分享一下最近宣布的主网启动日期，以及这个里程碑对 Shardeum 的意义吗？

Srinivasan：我们的主网将于 5 月 5 日启动，这对 Shardeum 来说是一个重要的里程碑。这个网络已经开发了一段时间，我们有一个出色的团队在为此努力。

此次启动的重要性在于我们所构建的复杂性。自动扩展一级区块链，以及设计全新的交易协议，都是极具挑战性的技术工作——这需要时间和深厚的专业知识。

我们相信，现在是 Shardeum 进入下一个阶段的最佳时机。主网的推出将分阶段进行，第一阶段将于 5 月 5 日开始。从那时起，我们将逐步引入更多面向社区的功能，继续改善性能，并使系统对全球用户更加可扩展和可访问。

你们将如何吸引和发展贡献者基础？

Ehan：你们有什么战略来促进社区增长和有意义的贡献者参与？

Srinivasan：如果我理解你的问题正确的话，正如我之前提到的，我们有一个专门的团队与社区紧密合作，指导构建的内容以及如何发布。我们在过去的激励测试网中已经看到了巨大的参与度，我要感谢所有参与其中的朋友。

我们的社区团队积极与合作伙伴和贡献者合作，我们预计在主网启动后，这种参与程度将显著增长。我们期待继续与社区共同建设。

Ehan：还有什么想与我们的观众分享的吗？

Srinivasan：是的——感谢大家的巨大支持。你们在测试网期间的反馈和参与对我们确保网络安全和塑造 Shardeum 起到了不可或缺的作用。请访问 shardium.org 获取最新动态，我们非常感谢你们的持续支持。