Neutrino追问AMA第15期|Celer 创始人董沫博士：链下扩容更容易做高互动低延迟的应用
在3月7日 Neutrino 追问 AMA 第15期交流中，我们邀请到远在美国的Celer Network 创始人 董沫博士与 Neutrino 中国社区用户进行了一场关于《链下扩容能为区块链带来哪些新可能？》的线上社群分享。在交流中，董沫博士就链上、链下扩容区别，分层架构技术特点，项目进展及场景应用等话题进行了详细解答。
以下为3月07日第15期Neutrino追问®AMA交流整理
话题主持@Neutrino 问题1：现有公链的可扩展性问题严重制约了区块链应用的大规模落地，而不同社区或团队也提出了各自的解决方案.想请教下董博士，链上扩容与链下扩容这两种方案有什么差异？还有您是怎么看待它们的各自应用前景的？
董沫：有几点吧。
1. 链上扩容是有上限的，链下扩容的限制更少一些。链上扩容说白了还是对一个分布式系统的共识效能做提升，只要这个系统仍然保持相对高的去中心化程度，就会有扩展容量的上限。分布式系统中的信息传输的延迟，是根本性制约链上扩容不断发展的原因。即使使用分片技术，并行系统研究中有一个基本的理论叫做Amdahl’s law，就是说只要这个系统中，有非常小的一部分计算是没有办法并行运行的，那么这个没办法并行（分片）的东西就会很快成为整个系统的瓶颈，不管你如何去并行化这个系统。举个例子来说，加入一个系统当中有5%的转账是要跨片的，涉及到跨片通信和同步，那么不管怎么分片，都没法超过20倍的速度提升。
2. 链上扩容对交易延迟和应用互动性的帮助有限，但是链下扩容更容易做高互动低延迟的应用。原因跟上面也基本上是一样的，就是链上你一个交易要所有人知道。但是链下，不管是支付还是只能合约运行，都是在有限的，有关系的个体间完成的，高速更迭的一个过程。互动性高的应用，只能用链下扩容来做。
但是这不是说链上扩容不重要。我们认为，链下系统的安全仍然是依赖于底层共识保证的，没出事儿的时候都挺好，但是如果有人在链下作恶，我们需要去进行链上仲裁，链上仲裁的速度越快，整个链下系统就更安全。这就好像大家做生意，然后任何一个事儿追诉期都是1年，结果法院的案子排了两年出去了，那大家都不敢做生意了你说不是？
话题主持@Neutrino 问题2：我们看到Celer 定位于链下可扩展性解决方案，旨在将互联网规模带入区块链。相较于其他链下扩容方案，Celer 有什么技术特点或创新的地方，它是如何来实现这一“互联网规模”应用？另外，此前有多家媒体报道Celer能够实现10亿/s的交易速度，在这种速度下将会促进哪些区块链场景应用？
董沫：先说互联网规模是啥，互联网规模就是能有一些应用，可以承载庞大的用户群体同时进行高速交互。我们的目标是构建一个全球共享的分布式生态系统，使所有的计算机、移动终端和IoT设备都能够在其上进行大规模、去中心化、快速与安全的交互，那么这个系统的终极目标是要能够负载每秒钟数千百万甚至上亿次的运算。这里的核心关键就是让系统可横向扩展，即各个不相关的运算可以独立进行，这样自然系统参与者越多交易越频繁，则总体的交易量就会越大。
可惜现有的区块链由于巨大的链上共识成本而无法做到横向扩展。Celer的核心技术创新就是构建了一套通用高效的链下扩容平台。链下扩容包括状态通道和侧链等，其核心思想就是由交互方共同签名维护一个链下状态（交易证据），仅在无法达成一致时才会诉诸于链上共识。我们的目的是让底层公链的宝贵资源用在必须要求链上共识的事务上，如抵押，仲裁，强制执行等，而绝大多数的运算和交易都可以安全地在链下进行。这样不但能够极大地提高分布式应的性能，还可以极大保护用户隐私，因为交易细节只有交易参与方知道。
话题主持@Neutrino 问题3：在现今互联网体系中，网络拥堵是一个常见的问题，感知比较强烈的是像双十一、除夕夜这种瞬时峰值无法交易。当越来越多 Dapp 或用户在链下进行交互时，Celer是否也会遇到这种情况？对此你们是如何保障最优速度与安全的？
董沫：网络拥堵确实是当今互联网的一个经典问题，它的主因往往是大量的用户同时访问同一资源。这个问题在传统区块链尤为严重，因为所有的交易运算都是在竞争同一个链上共识的计算通信资源，所以但凡有大量的Dapp用户进行活动，无论他们的活动是否相关，都会造成链上网络拥堵。
Celer平台得益于链下扩容核心优势，可以海量并行处理互不相关的交易，从而可以使系统性能极大提升。当用户交易激升时网络拥堵无法避免，但这里拥堵交易量定义则有天壤之别，比如对于以太坊每秒十几次交易就是拥堵，而对于双十一的阿里巴巴每秒近百万次交易才叫拥堵。对于Celer来说，需要解决的核心不是链上共识拥堵，而是和阿里巴巴一样经典的分布式系统并行处理能力。Celer具有最顶尖的系统工程师，正在不断完善Celer平台使之更加高效稳定。
话题主持@Neutrino 问题4：区块链项目总是难免会涉及到经济与治理问题。链下扩容中的加密经济模型与纯链上项目相比会有什么不同吗？Celer 引入博弈论是基于什么考虑？白皮书中包含了流动性拍卖(Proof of Liquidity Commitment )，流动性锁定证明(Liquidity Backing Auction)，状态守卫网络(State Guardian Network)这三个互相联系的经济学机制设计，能否以通俗的方式介绍下你们的通证模型与设计思考？
董沫：这个通俗了可能一两句话就说不清楚了，不过我有个通俗版本的视频，讲得还挺详细的，各位老板有兴趣可以上一眼：Celer Network二层扩容平台加密货币经济学系统讲座
第一讲：如何利用Celer的状态守卫者网络解决对离线用户进行恶意结算的问题
https://v.qq.com/x/page/r0843dnrvo9.html
第二讲：如何利用Celer的状态守卫者网络解决对离线用户进行恶意结算问题
https://v.qq.com/x/page/i0844xdfi23.html
第三讲：利用流动性支持拍卖和流动性锁定证明降低二层扩容全节点运营的流动性阻碍
https://v.qq.com/x/page/u0844jh0eqy.html
这里简单答答。其实这个二层加密货币经济学机制，是我们的一个核心亮点，说白了就是CELR token是干啥的。
经常看到这样的问题，加密货币到底有什么用？加密货币经济学又是什么？加密货币经济学的本质其实是一种激励机制，目的是为了保证加密货币系统安全、高效、稳定并可持续的运行。其设计理念从宏观上来讲是利用了博弈论，经典经济学理论等等来进行的。加密货币经济学使用了公式代码、智能合约、密码学算法等来实现稳定可靠并具有共识的激励机制。大家熟知的工作量证明PoW以及各类的PoS等等就是典型的layer-1区块链加密货币经济学案例。
Celer的Layer-2建立在区块链主链之上，解决方案主要是把公链上影响用户体验的操作转移到链下来进行，但同时不放弃去中心化和安全性从而近一步改善用户体验，比如可以在用户之间迅速地进行价值的转移，使费用极大降低。它包括一系列技术解决方案，比如支付通道，状态通道和侧链等等。
虽然链下扩容可以扁平扩容，没有所谓的分片限制，但二层扩容自身中也存在一些加密货币经济学的问题，比如如何保证安全性和稳定性。当前市场中链下扩容的项目并没有一个良好的解决方案。因此，Celer为社区提出了一套完整的解决方案cEconomy。这套方案不仅可以适用于Celer平台本身，同时能运用到更广泛的链下扩容应用场景。
在技术创新的同时，Celer Network 独家首创了第一个基于博弈论的链下扩容加密货币经济学和代币模型，通过流动性拍卖(Proof of Liquidity Commitment )，流动性锁定证明(Liquidity Backing Auction)，状态守卫网络(State Guardian Network)这三个互相联系的经济学机制设计，利用CELR代币为纽带，系统和完整地提供了解决了链下扩容系统中流动性短缺和状态安全性的关键问题。
关于链下状态的可用性，也就是说如何确保一个账户的链下状态可以随时应付其对手方可能发起的恶意仲裁请求。Celer提出了去中心化的状态守护网络，用户可以选择把自己的状态与之同步。当用户下线时，状态守护网络可以代表其提交状态对应纠纷。Celer的经济激励与惩罚设计可以确保用户无需信任状态守护网络的节点。
另一个链下扩容引入的新挑战就是储备金问题。如果想运行一个链下扩容服务来赚取手续费，第一难题就是如何有足够的储备金放在和每一个用户开状态通道。cEconomy会奖励把自己闲置资金锁定在链下平台的行为，为链下生态系统提供丰富的潜在储备金，然后通过竞拍方式让链下服务商众筹储备金。参与众筹的储备金提供方可获得奖励，且所有用户都有安全保障。
还有很多挑战，比如连接性问题和降低争议仲裁等等，都可以用状态守卫者网络进行比较完好的解决。
话题主持@Neutrino 问题5：Celer 在整个区块链生态里扮演什么角色？与底层公链、Dapp、用户之间是什么关系？另外，当开发者迁移到基于Layer2做链下开发 Dapp 时，那公链的用户量势必会被分流，而其通证价值是否存在贬值的可能？因为链下项目更多会以CELR 通证为纽带。您是怎么看待这个问题的？
董沫：我们希望Celer在整个生态里面是向下推动公链生态发展，向上降低dApp开发和使用难度，提升用户体验，最终给开发者带来可持续的盈利模式的这么一个中间层的角色。Layer-2和Layer-1一定是一个相互成全的过程，不存在任何分流的问题，归根结底都参与了相应的公链生态。举个例子来说，我们现在的测试网就是基于以太坊的，4000多个测试用户，也是给以太坊以及上面的生态带来流量。从矿工的角度来说，我们认为，之后可能95%以上的区块链交互，都是发生在链下的，但由于这个总量太大，5%的链上交易或者互动就可以占满整个的layer-1区块链的处理能力，这才是能达到所谓的“互联网规模”。
当然，Layer-2并不依存于一个特定的Layer-1，也是自己的独立生态，比如我们就支持各类基于EVM的公链，以及别的一些虚拟机架构，比如DFINITY。
话题主持@Neutrino 问题6：在你们做的一个五子棋中用游戏中，用户接入 Celer Network时需要抵押数字资产（代币），这在以后用户使用网络的必要操作流程吗？还有用户或开发者使用 Celer 网络是否也存在类似 Gas 费这样的成本？此外，视频中介绍说，游戏中的两台设备之间不是直接相互连接的，而是通过Celer Network的主网络进行的链接。这与我们固有的去中心化好像存在一定差距，这是否可理解为在”不可能三角”中牺牲了一定的去中心化来保障可扩展性？
董沫：用户第一次接入Celer网络时需要“抵押”数字资产，同时与之对接的链下扩充服务方也会抵押自己的数字资产，保证用户和服务方都无法作恶欺诈，这是第一次接入的一次性操作。最最关键的是，这个抵押，是代引号的，就是并没有将你的token，转给了某个人。这个代币的控制权，仍然是你的，只不过是锁定进入了状态通道当中。接入Celer网络后用户就可以享受快速低成本的无需信任的链下交易。
使用Celer进行链下交易时并不需要支付链上gas，只有在有一方不合作需要链上仲裁时才会消耗gas。当然这里我们不排除一些链下服务提供商会收取小量的服务费用，但这一定会远远小于链上交易的费用，对于一些比较神奇的链下交互，比如“有条件的链下支付”，可能手续费相应的会贵一些。但从基本面来看，费用仍然大大小于链上交易。
由于这个“抵押”没有转移任何资产的控制权和所有权，我认为“牺牲去中心化”这样的描述是不准确的。这里我们先来对“去中心化”做一个更加明确定义。我们认为区块链的“去中心化”核心是针对“信任”，即任何一个人都可以在不信任对方且不信任任何第三方是都可以进行*的交易，也就是说并不需要一个像银行或中心化交易所那样的大家都要信任的机构。Celer的链下协议设计保障了用户并不需要信任Celer网络中的任何一个节点，Celer网络节点仅仅是帮助交易快速进行，而并不要求用户信任。用户对于自身的数据和资产都绝对且唯一的控制权。
话题主持@Neutrino 问题7：与现有的公链如以太坊智能合约开发相比，做链下智能合约或 Dapp开发会有什么不一样吗？ 如果从链上迁移到链下，是无缝平移的还是需要做某些调整？我们知道，董博士主要研究方向就是广域网数据传输加速与分布式系统，博弈论和网络形式验证，您对新入行的开发者有什么经验分享的？
董沫：首先不要怕，链下智能合约开发不需要“删号重练”，是一个“进阶”。
虽然链下智能合约的本身逻辑复杂性是链上合约，因为它需要处理更多的状态和可能性，比如需要同时追踪链下和链上状态。但Celer存在的目的之一则是让DApp开发者能够最简单便捷地进行链下DApp开发。Celer技术栈的一部分便是简单易用的应用开发框架和用户移动端接口cOS，它会自动处理链下扩容带来的额外复杂部分。
说通俗一点，就是写合约的时候，要满足特定的结构和设计模式，就能把一个链上应用“变成”可以跑在链下的应用。我自己很喜欢教课，之前也交了很多课，我们最近也在制作新的课程，教开发者一步一步搭建应用。对于一些特殊的应用类型，比如高互动的游戏，我们的目标是，只需要懂游戏开发，不需要懂区块链，就能将游戏跑在Celer上面。Celer很多团队成员都具有深厚的分布式系统和复杂网络系统的背景，而我们的目的则是让使用Celer平台的发开者并不需要去关注分布系统等复杂问题，而仅仅专注于DApp逻辑本身。
话题主持@Neutrino 问题8：在一篇文章中，Celer 提出了链下扩容2.0战略，以后会融合状态通道、侧链、交互计算和ZK-SN(T)ARK等多技术组件，Celer 目前项目进展如何？估计会什么时候能达成这个2.0战略？2019年会有哪些新的部件或产品上线？
董沫：我们已经在融合状态通道和侧链，状态守卫者网络本身就是一个具有plasma语义的侧链。我们有这样的vision，但不会为了执行技术理想而去执行技术理想，所有的技术都是要为应用和更好的商业化服务的。比如交互计算这一点，可以有非常多的东西可以做，但我们认为短期内最重要的是利用这种思想去降低Celer的链上仲裁成本，扩大应用范围，所以我们就会一点点的加，这是一个长期的过程，但我们从根本上是仰望星空的同时，也要脚踏实地。
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我们熊市仍然招人，大家有想要加入Celer的，发邮件到[email protected],会直接forward到我邮箱～～
————现场答疑————
Neutrino 社群成员：链下扩容技术会增加单点攻击的风险么，比如都是自己保存数据？
董沫：不会，因为没法攻击，虽然是自己保存数据，但是争议仲裁可以在链上进行，没办法去防止用户提交仲裁 。
Neutrino 社群成员：您好 董博士 问下。除了这个五子棋的应用，目前还有哪些应用很好的结合了Celer SDK。
董沫：其实五子棋只是为了证明Celer的低延迟交互特性 ，能做五子棋就能做很多东西。
在最近的Hackathon上面：
Example hackathon projects built on top of Celer include:
Off-chain prediction market
Microservices with SLA guarantee
IDE UX for developing on Celer Network
Financial derivative trading market with instant order matching
Interactive game on Celer
Battle Bombers | YouTube video demo
Ethergram video demo
Bears, Bulls, & Bufficorns | video demo
高流动性高交互的预测市场 https://devpost.com/software/airprediction；
基于微支付的云服务 https://devpost.com/software/micro-subscription；
利用********发红包https://www.youtube.com/watch?v=DuhhKwT-90Y；
还有更多的交互游戏https://kauri.io/article/7c2ceac6a11a4d0099abe15d0c0abad1/v4/bears-bulls-and-bufficorns
Celer在企业级应用当中也有所涉足。
Neutrino 社群成员： Celer在企业级应用当中也有所涉足”，哪种场景，举个栗子？
董沫：现在我们正在和美国最大的汽车制造商之一，进行一个概念验证项目，具体是哪家我们目前还不能说，应用的案例有：用电动车电池做中继的新能源分布式交易市场；还有动态的路权使用和拍卖（比如你有急事儿，可以瞬间付钱给前面的所有人，让他们让道）。
Neutrino 社群成员：状态通道看起来解决了需要两方持续高频交互的场景的效率问题，那如果是非这种场景呢，状态通道能起到作用吗 ？
董沫：首先高频交互，不是一个“特殊场景”。你觉得现在微信发信息这个算高频么？在1990年的互联网时代，这就算高频，但现在呢，已经是最普通不过的互联网应用了。任何新技术的传播和发展，都需要实现交互。互联网的爆发是从信息的交互开始的，我们坚信，区块链的爆发，也是从价值的高频交互开始，最终这种“高频交互”，变成了一种通常和普通的用例，整个技术也就普及发展了。
再说Celer，Celer不是一个状态通道解决方案，Celer不是一个状态通道解决方案，Celer不是一个状态通道解决方案（重要的事情说三遍）。刚才也讲过，我们认为各个layer-2的技术点，最终会逐渐融合。我们最近在做的一些技术尝试，就是在模糊状态通道和侧链之间的概念，让更多的用例可以跑在一个完整的layer-2平台上面。
Neutrino 社群成员：企业的应用可能也很看重交易的隐私性，celer在这方面有什么特点?
董沫：这个问题特别好，区块链的交易大家觉得都是公开的，但其实不一定，layer-2的交易天生具有私密性，因为能看到交易的人，只有参与的这些人，如果没有参与的人，是看不到这个交易的。
我给大家举个例子，在Celer上面发送支付，可以发一种特殊的支付，叫做“条件支付”，就是虽然这个支付是链下发出去了，但是这个支付并没有真的“完全发生”，他还依赖于一个条件。比如这个条件是apple股价明天涨多少。那么当这个条件满足或者不满足之后，这个支付就会自动的被resolve成一个非条件支付。最后呈现在链上的东西呢，只是一个简单的价值转移，很多逻辑都隐藏了起来。大家可以想想我说的这个有什么好处。
Neutrino 社群成员：下五子棋的过程中，仲裁时间很长，有些人在已经要输的情况下，就故意的进入仲裁阶段，然后真正想玩游戏的玩家就会选择平局，而以太坊的分片技术还需要一段时间才能落地，那么碰到那种恶意进入仲裁阶段的人，他们就没有任何处罚么？这个问题celer有解决方案么？
董沫：我们必须不能让歹徒得逞！这个其实是我刚才说的，降低仲裁成本的问题。我们目前正在开发的一套东西，可以让仲裁成本降到特别特别低，所以玩家即使进入仲裁，也可以等待仲裁结束，虽然影响了一点点体验，但毕竟有钱拿。
Neutrino 社群成员：被抵押的资产，如果遇到不可抗拒因素，加上用户或服务方本身具有唯一控制权，其本身无法取回，那么资产是不是也就一直被锁定在那里了变成无用资产？
董沫： 这个事儿发生的概率很低，需要你自己没备份状态，然后SGN里也没有人帮你管状态，一般不会发生。
end
Neutrino.Global
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Neutrino追问®AMA
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