温故知新之EOS

1概述

EOS.IO 是 Block.One 公司研发的一个区块链底层公链系统，目的是解决现有的区块链应用性能低、安全性差、开发难度高以及过度依赖手续费的问题，实现大规模商业化应用。

EOS.IO 系统的代币为 EOS，总量发行 10 亿，每年有 5%的通胀，EOS 基本数据如下:

EOS 采用 DPOS+BFT 共识机制，让 EOS 持有者通过投票来选择 21 个超级节点对交易数据进行确认和记账，提升了系统出块时间、 络 TPS 性能，同时通过跨链通信传输、完备性证明实现了系统高并发性能和低延时，有利于大规模 DAPP 商业开发和应用。

EOS 提出了“治理”的概念，针对无法完全用软件算法定义的共识时，由全体投票者赋予区块生产者一些权限来对底层协议进行硬分叉及改进、有缺陷的应用程序或代码升级等，有利于 EOS 系统的稳定升级和功能扩展。

在资源使用上，EOS 摒弃了 Gas 手续费机制，根据账户中 EOS 持有的数量来分配系统资源 RAM(内存)、CPU(计算)、NET( 络带宽)，通过市场调节机制来促成资源的合理利用，这种机制能够降低开发者和 DAPP 使用者的成本。

在生态建设上，EOS 计划拿出 10 亿美元进行投资，布局 EOS 区和生态建设， 目前已经在美国、亚洲和欧洲进行了生态投资基金方面的布局。目前基于 EOS 系统构建的生态相关 DAPP 应用超过 400 多个，涵盖钱包、游戏、开发服务、交 易所、教育、媒体、 交 络、健康、数据服务、金融、侧链、版权等各个领域。 但 EOS 也面临着各类公链如 ETH、NEO、AE、ZIL、IOST 等的竞争，同时在共识机制、众筹资金透明度、系统安全性等方面存在潜在的风险。

2具体分析

EOS 是 Block.One 公司正在研发的一个区块链底层公链系统，目的是解决现有的区块链应用性能低、安全性差、开发难度高以及过度依赖手续费的问题，实现分布式应用的性能扩展。EOS 提供帐户，身份验证，数据库，异步通信以及在数以百计的 CPU 或群集上的程序调度。该技术的最终形式是一个区块链体系架构，该区块链每秒可以支持数百万个交易，普通用户无需支付使用费用，并且允许快速和轻松的部署去中心化的应用。

2.1设计目标

EOS 自出世以来，就是以以太坊为对标，将解决以太坊现有 络拥堵、手续费居高不下等问题作为设计目标，实现大规模商业应用的目的。EOS 设计目标包括：

支持百万级用户

EOS 想实现的目标是区块 络每秒可支持数百万交易，处理每日数以千万的活跃用户的数据，承载大量的商业化 DAPP 交易与应用的平台。 目前 EOS Dawn 4.0 版本已达到 3972TPS，采取的共识机制(DPOS+BFT 拜占庭容错)将出块速度提高到 0.5S，通过链间通信的扩展，以及 RAM、CPU、NET 资源的释放调节，可以实现更高的 TPS 吞吐量和 络性能扩展潜能。通过相同或 者不同的节点生产者对 1000 条链的并行操作，EOS 能实现每秒钟百万笔事务。

使用免费

比特币和以太坊的转账交易操作，都涉及到矿工费，无论是对于普通用户还是开发者而言，每次操作都需要支付手续费，成本太高。EOS 络采用的是基于膨胀的奖励机制(每年增发 1%，总增发不超过 5%)， 完全取消了交易手续费，可供用户免费使用(提供服务的开发者和企业需要支付 使用系统资源的费用)，能够扩展用户基础和便利 DAPP 开发者。

简单升级和 Bug 修复

企业构建区块链基础的应用需要能够为应用增加新特性的灵活性。所有非同凡响的软件都会受到 Bug 的影响，即便是经过了最严格意义上的验证。这个平台必 须具有足够的鲁棒性以便应对不可避免出现的 Bug。 EOS 提出了“治理”概念，区块生产者(超级节点)被授予有限的检查权威来冻结账户、升级有缺陷的应用程序或代码，以及对底层协议提出硬分叉的改进建议 的权利。

低延时

一个好的用户体验需要延时时间在数秒内就能收到可靠的反馈。 高延时会阻碍 用户，并且会让构建在区块链上的应用比已有的非区块链应用缺乏竞争力。EOS 通过 DPOS+BFT 拜占庭容错的共识机制提升了出块速度，降低了 络延时效应。

高并发性能

大型可扩展应用需要将工作量分配到多 CPU 和计算机之上，以及需要足够的性 能来处理很高的交易量。EOS 采用的共识算法，配合跨链通信传输、完备性证明、 系统资源分配方式等，提升了系统应对商业化高并发性、高时序性能的能力。

2.2EOS 共识机制

关于共识的概念前面文章可以翻阅一下，现今区块链领域里常见的共识机制有：工作量证明机制(PoW)、权益证明机制 (PoS)、股份授权证明机制(DPoS)、拜占庭容错证明机制(PBFT/DBFT/BFT)。

比特币和以太坊采用的是 PoW 共识机制，在这种机制下，矿工通过挖矿(破解哈希)来获得记账权和数字货币奖励。PoW 没有准入门槛，任何节点都有平等的权利参与记账，胜出的概率与算力有关。

EOS 采用的委托权益证明(Delegated Proof of Stake)机制，类似于董事会投票 (人民代表大会制度)，不需要每个节点都参与共识的达成，只需那些选出来的 节点去达成共识就可以了，大幅缩小参与验证和记账节点的数量，缩短了共识达成的时间。

EOS 的 DPoS 机制让持有 EOS 币的人可以通过持续的投票系统来选择 21 个作为代表的超级节点—出块节点(Block Producer)，由超级节点轮流进行交易数据确认和记账，并给予其一定的奖励。

EOS.IO 软件每 0.5 秒生成一个块，每个块生产者可以生产 6 个块，一共 21 个块 生产者，每一轮生产 126 个块，给定时间槽内，只有一个块生产者来生产区块。

在正常情况下，DPOS 块链不会有分叉。因为这些块生产者是合作生产块，而不是竞争生产块。如果有分叉，共识算法也会自动切换到最长的链条。当 21 个生 产者中有 15 个给出确认后，所有的节点就认为这一区块是不可逆的。通常 DPOS 区块链 100%会有区块生产者参与，一个交易从广播开始平均 1.5 秒就可以被确 认。

2.3EOS资源利用机制

以太坊 络，采用的是 gas 资源模式，即用户在以太坊 络上进行转账交易、智能合约等操作，都需要花费一定数量的 ETH 作为矿工费，而矿工费多少根据 络拥堵情况决定。

这种 gas 模式的好处是资源分配规则简单明了，按照市场化的方式来运作，谁给的矿工费高就优先处理谁的交易，区块 络不容易被滥用。但也有缺陷，因为每笔交易操作都需要消耗 gas，容易造成 络拥堵，高频 Dapp 应用很难落地。

EOS 项目对标以太坊，在设计白皮书之初就考虑了这个问题，采用的是根据账户中 EOS 代币的数量来分配系统资源。EOS 上的资源主要包括 RAM(内存)、CPU (计算)、NET( 络带宽)。

RAM 是指运行时的内存 ，在 EOSIO 系统中，RAM 是一项宝贵的资源，将数据存储在区块链中要消耗该资源，是 DApp 开发时必须的资源，属于消耗资源，不可赎回，只能买卖。

CPU 和 NET 主要是通过向系统抵押 EOS 代币获得。例如，如果你持有全 1%的 EOS 代币，那就可以抵押这些代币来获得全 1%的 CPU 和带宽。当不再需要 CPU 与带宽资源时时，可以按之前抵押数量赎回，不过会有三天的赎回期。

EOS 系统资源中，RAM 的价格基于 Bancor 算法来实现 RAM 的市场配置；如果 RAM 供不应求，则买入 RAM 时就需要更多的 EOS 通证，而这时卖出 RAM 也 能获得更多的 EOS 通证。

EOS 这种将不同资源细分的设计思路有一定的开创性，但从实际运行情况来看， 也存在一些问题。主要是 RAM 市场投机行为，由于当前 RAM 市场配置不完善， 如缺乏期货机制、供给缺乏弹性，导致 RAM 短期内发生暴涨暴跌等投机性行为， 不利于 RAM 市场稳定。

2.4EOS”治理”

EOS 提出了“治理”概念，主要是针对一些无法完全用软件算法来定义的需要通过协作的方式来达到共识的过程。简单来说就是，所有对区块链的修改必须得到股东投票同意，EOS 的区块生产者(21 个超级节点)被授予有限的检查权威来冻结账户、升级有缺陷的应用程序或代码，以及对底层协议提出硬分叉的改进建议的权利。

EOS 治理中还提出了“宪法”的概念，定义了当代码无法执行用户之间的义务时， 通过建立管辖权和法律来解决相互间的争端，并制定了一些公认的准则。当对宪 法或协议进行变更，需要完成以下步骤:

1. 区块生产者对宪法提出改建意见并获得 17/21 批准。
2. 区块生产者持续 17/21 品准连续 30 天。
3. 所有用户需要使用新的宪法来做签名。
4. 区块生产通过变更代码的方式来影响宪法并且提交一个 git 记录的哈希值。
5. 区块生产者持续 17/21 品准连续 30 天。
6. 7 天后改为会起影响的代码，给所有完整节点 1 周时间确认源码后进行升级。
7. 所有未升级到最新代码的节点被自动关掉。

按照 EOS.IO 的默认配置，添加新特性升级区块链的流程需要 2 到 3 个月，而 修复一般的 bug 不需要更改宪法需要 1 到 2 个月时间。 Block.one 副总裁 Thomas Cox 在 EOS Go 区发布 EOS 宪法草案，新增到十五条，从建立仲裁法庭、仲裁员标准、多语言合同、无积极权利等方面阐述处理法则。

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