有了分層的架構(gòu)，就可以創(chuàng)建負(fù)擔(dān)得起的通用基礎(chǔ)設(shè)施，在我看來(lái)，這是區(qū)塊鏈驅(qū)動(dòng)世界唯一可行的未來(lái)。通過(guò)我的工作，我意識(shí)到人們很難理解Cell模型的概念。本文試圖以一種簡(jiǎn)化的方式來(lái)解釋Cell模型，以便于大多數(shù)人都能訪問(wèn)。

首先，從比特幣開(kāi)始，向前推進(jìn)是很重要的。比特幣被稱為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)電子支付系統(tǒng)，使用一種名為UTXO的編程模型。

將UTXO看作一個(gè)盒子是最簡(jiǎn)單的方法。（沒(méi)錯(cuò)，不是賬本，是箱子。）該框包含一個(gè)表示貨幣價(jià)值的數(shù)字，并有一個(gè)鎖。只有拿著相應(yīng)鑰匙的人才能打開(kāi)盒子。當(dāng)進(jìn)行轉(zhuǎn)賬時(shí)，持有鑰匙的所有者/個(gè)人使用鑰匙解鎖鎖，找到另一個(gè)空盒子，將新面值放入新盒子中，并附加一個(gè)新所有者的鎖。

比特幣的工作原理就像一個(gè)鎖著的盒子，里面有一些錢：一個(gè)拿著鑰匙的人可以打開(kāi)盒子花一些錢。每次取出錢的時(shí)候，舊的盒子就會(huì)被銷毀，剩下的錢就需要一個(gè)新的盒子來(lái)存放。

整個(gè)交易可以概括為打開(kāi)盒子，取出里面的錢，毀掉原來(lái)的盒子，然后把它放進(jìn)另一個(gè)盒子里。

總而言之，盒子表示存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的UTXO模型，鎖表示所有權(quán)。密碼學(xué)是一項(xiàng)偉大的發(fā)明，它將物理世界中的鎖的概念映射到虛擬世界。

除了UTXO模型，還有account模型。這個(gè)模型最著名的例子是以太坊。除了數(shù)據(jù)，以太坊賬戶模型中還有計(jì)算邏輯。你可以把ERC20合約想象成一個(gè)盒子，里面不是錢，而是一組復(fù)雜的邏輯和數(shù)字。

與UTXO不同，account模型的框總是被重用，并且不能在其生命周期內(nèi)打開(kāi)。一套規(guī)則會(huì)被寫(xiě)進(jìn)盒子里，當(dāng)它們被制作出來(lái)的時(shí)候，一些按鈕會(huì)被放置到位，這樣人們就可以和盒子互動(dòng)了。例如，規(guī)則可能會(huì)這樣說(shuō)： 如果一方想轉(zhuǎn)賬，那么她或他或它需要出示身份證明的一種形式，并輸入密碼。一旦完成前面的步驟，就需要以下信息： 轉(zhuǎn)賬金額、收件人和其他信息。輸入后，她或他或它需要按下transfer按鈕來(lái)完成傳輸。在接收到信息后，它會(huì)從您的金額中扣除，并對(duì)另一方的賬戶進(jìn)行更改，然后更新所有內(nèi)部數(shù)據(jù)。熟悉編程的人很快就會(huì)發(fā)現(xiàn)，account模型類似于現(xiàn)實(shí)世界中的面向?qū)ο缶幊?，按鈕的概念類似于API。）我妻子說(shuō)，聽(tīng)起來(lái)像自動(dòng)取款機(jī)。她是對(duì)的。）

如果我們擴(kuò)展盒子的比喻，以太坊的功能更像是一臺(tái)ATM機(jī)。

在account模型中，該框保存邏輯和數(shù)據(jù)。在將邏輯寫(xiě)入工廠設(shè)置的方框后，永遠(yuǎn)不能更改它。您只能在需要修改數(shù)據(jù)時(shí)使用外部按鈕。每個(gè)人的錢都記錄在盒子里。要進(jìn)行交易只需要輸入交易信息。該框根據(jù)規(guī)則處理請(qǐng)求并更新數(shù)據(jù)。

在cell模型中，我們也可以將cell看作一個(gè)盒子，因?yàn)樗cUTXO模型非常相似。您可以對(duì)該框執(zhí)行一些魔術(shù)，并編寫(xiě)一組規(guī)則來(lái)指定該框可以存儲(chǔ)什么。通過(guò)這種方式，單元內(nèi)的數(shù)據(jù)可以表示貨幣和/或加密貓之類的資產(chǎn)。此外，UTXO中的鎖也是相同的。但是在cell格模型中，用戶可以自由地更改和使用定制的鎖。（你可以想想簡(jiǎn)單的掛鎖vs指紋鎖或數(shù)字鎖）

Cell就像一個(gè)盒子，可以包含具有任意鎖的任意對(duì)象。

總的來(lái)說(shuō)，cell模型是一個(gè)廣義的UTXO模型，具有以下兩個(gè)意義：第一，鎖是可定制的;其次，盒子可以存儲(chǔ)用戶定義的數(shù)據(jù)。Nervos的CKB有一個(gè)結(jié)合了比特幣編程模型和以太坊編程模型優(yōu)點(diǎn)的編程模型。

有些人可能會(huì)好奇在什么意義上cell模型是高級(jí)的，以及如何使用它的編程模型。

首先理解區(qū)塊鏈系統(tǒng)的演化是很重要的。比特幣誕生了p2p支付系統(tǒng)，后來(lái)又誕生了更廣義的分散式應(yīng)用平臺(tái)以太坊。區(qū)塊鏈的進(jìn)一步發(fā)展帶來(lái)了各種各樣的新項(xiàng)目，而且越來(lái)越多樣化。

由于需要全網(wǎng)絡(luò)一致同意和存儲(chǔ)成本高昂，區(qū)塊鏈不可避免地將采用一種架構(gòu)，這種架構(gòu)允許在一致同意的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)靈活性，允許它們大規(guī)模交付低成本的交易。

兩個(gè)主要的障礙

繼續(xù)阻礙區(qū)塊鏈開(kāi)發(fā)的一個(gè)障礙是可伸縮性問(wèn)題。如果我們不能緩解這個(gè)問(wèn)題，區(qū)塊鏈的能力將是有限的，我們將不會(huì)看到開(kāi)發(fā)健壯的高級(jí)應(yīng)用程序，從而釋放分散式經(jīng)濟(jì)的真正潛力。

可伸縮性是“區(qū)塊鏈三重困境”的一部分，其中還包括安全性和分散性。

第二個(gè)障礙是交易成本問(wèn)題。一個(gè)社會(huì)整體交易成本的降低是衡量一項(xiàng)技術(shù)在規(guī)模上可行性的最有力指標(biāo)之一。由于需要全網(wǎng)絡(luò)一致同意的交易和存儲(chǔ)成本高昂，區(qū)塊鏈不可避免地將采用一種架構(gòu)，這種架構(gòu)允許在一致同意的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)靈活性，允許它們大規(guī)模交付低成本的交易。

解決方案： 分層架構(gòu)

計(jì)算機(jī)愛(ài)好者知道他們的設(shè)備包含一個(gè)復(fù)雜的分層架構(gòu)，包括內(nèi)存、硬盤(pán)、多級(jí)緩存和各種寄存器。這種體系結(jié)構(gòu)允許普通大眾以低成本使用，以及可伸縮的能力，以滿足不斷增長(zhǎng)的計(jì)算挑戰(zhàn)。

我們可以將相同的設(shè)計(jì)原則應(yīng)用于區(qū)塊鏈。有了分層的架構(gòu)，就可以創(chuàng)建負(fù)擔(dān)得起的通用基礎(chǔ)設(shè)施，在我看來(lái)，這是區(qū)塊鏈驅(qū)動(dòng)的世界唯一可行的未來(lái)。隨著Lightning、Plasma和state/payment通道的興起，我們已經(jīng)可以看到這種體系結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，以及它所促進(jìn)的用例。

在接近這個(gè)分層的區(qū)塊鏈架構(gòu)時(shí)，研究區(qū)塊鏈系統(tǒng)的三個(gè)不同數(shù)據(jù)模型之間的關(guān)系非常重要：比特幣的UTXO模型、 account模型和我們的貢獻(xiàn)——cell 模型。

驗(yàn)證與計(jì)算模型

Cell單元模型由UTXO模型派生而來(lái)，因此是一個(gè)驗(yàn)證模型。相反，帳戶模型是一個(gè)計(jì)算模型。

當(dāng)前的第2層解決方案，如閃電網(wǎng)絡(luò)，在資產(chǎn)從第2層返回到第1層時(shí)，使用一個(gè)提交證明和驗(yàn)證機(jī)制。由于第1層扮演的是驗(yàn)證角色，而不是計(jì)算角色，我們可以看到UTXO或cell模型是這種構(gòu)造的合適方法。

解決方案

目前，以太坊和“下一代”區(qū)塊鏈面臨著國(guó)家規(guī)模不斷增長(zhǎng)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。雖然大規(guī)模采用仍然遙遙領(lǐng)先，但全節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)成本已經(jīng)很高，包括各種僵尸帳戶，這讓情況變得更糟。

使用 account模型，所有用戶的資產(chǎn)都存儲(chǔ)在一個(gè)合約中。如果沒(méi)有為每個(gè)用戶劃分狀態(tài)的直接方法，就很難根據(jù)每個(gè)用戶占用狀態(tài)的容量和持續(xù)時(shí)間向他們收費(fèi)。

這對(duì)收費(fèi)的實(shí)施提出了挑戰(zhàn)，目前在以太坊，交易費(fèi)用是一次性支付，授予永久的州存儲(chǔ)?？紤]到區(qū)塊鏈?zhǔn)枪不A(chǔ)設(shè)施，這種模式是不可持續(xù)的。我們可以看出，連續(xù)支付倉(cāng)儲(chǔ)空間租金是一種更加合理的方式。

在cell模型中，每個(gè)用戶的數(shù)字資產(chǎn)分別存儲(chǔ)在各自的單元中。如果用戶不想繼續(xù)持有資產(chǎn)，則可以釋放單元中的數(shù)據(jù)，并將存儲(chǔ)容量出售或借給其他用戶。這種設(shè)計(jì)確保了第1層不會(huì)無(wú)限期地存儲(chǔ)廢棄的資產(chǎn)，并為狀態(tài)存儲(chǔ)開(kāi)辟了新的可能性。

結(jié)論

總的來(lái)說(shuō)，很明顯，當(dāng)考慮到存儲(chǔ)和驗(yàn)證需求時(shí)，cell模型最適合分層區(qū)塊鏈體系結(jié)構(gòu)的需求。