详解弹性侧链网络SKALE：技术方案、跨链桥与代币经济

原文标题：《详解弹性侧链网络SKALE：技术方案、跨链桥与代币经济》原文来源：ZKSwap中文社区

侧链是什么？这里援引BarryWhitehat对侧链的定义。

其基本含义是：由一组验证者，把一条链的最新状态提交给一个智能合约，如此推进的一类系统。这些检查点可被一个桥接合约使用，以支持用户的存款和取款。一般来说，在该组验证者之间也会有一个领袖选举流程，来决定某时某刻由谁来创建侧链区块，例如PoA权威证明算法和PoS算法。

Barry同时提到，随着一些Layer2扩展方案的成熟，可以考虑侧链如何与其他方案更好地结合。并且在一些特定场合下，侧链的特点能够大放异彩。

目前，主流侧链方案主要有：Polygon?、xDai?StableChain以及SKALENetwork。本文将梳理SKALE的技术方案、扩展包、IMA跨链桥、SKALE通证与治理以及SKALE生态发展与投融资情况。

SKALE简介

SKALE网络的定位是作为以太坊的「弹性侧链网络」，能够支持成千上万个独立区块链、侧链、存储链和其他类型子链。这些区块链都与以太坊主网相连接，并且完全兼容以太坊生态。

SKALE网络中的侧链由一组从网络节点集合中选出的虚拟子节点所运作。每一条侧链都是高度可配置的，用户可自由选择侧链的规格、共识协议、虚拟机、母链以及定制化的安全措施。

SKALE网络使用Solidity作为智能合约的编程语言，运行模型完全兼容EVM，支持主流的以太坊代币标准，同样可以通过web3.js和web3.py连接网络，以及使用Truffle和Remix等工具，实现了开发者友好。

SKALE网络构成

数据：Q1加密货币风险投资资金较同期下降80%:金色财经报道，据研究公司 PitchBook 数据，今年第一季度加密货币初创公司的私人融资跌至 2020 年以来的最低水平。该行业的全球风险投资资金在本季度下降至 24 亿美元，较去年同期的历史最高点 123 亿美元下降 80%。

PitchBook 加密货币分析师 Robert Le 表示，这一下降并不令人意外，今年风险投资全面减少。除了利率上升之外，第一季度还见证了硅谷银行的崩溃，该银行是一家受到风险投资支持的公司广泛依赖的机构。[2023/4/17 14:08:39]

图片来源：SKALENetworkWhitepaper

SKALE网络由SKALE节点和SKALE管理员两部分组成，其中SKALE管理员是部署在以太坊主网上的智能合约。SKALE管理员合约起着「入口」的作用，承担节点的创建与销毁、弹性侧链的创建与销毁、虚拟子节点轮换和SKALE奖励发放等任务。

图片来源：SKALENetworkWhitepaper

其中，虚拟子节点是弹性侧链的参与者，负责执行SKALE共识、运行SKALEEVM以及促进链间通讯。

节点的创建与销毁

潜在节点转变为SKALE网络的节点需要进行如下步骤：首先运行SKALE后台程序，由后台程序评估潜在节点是否满足网络的硬件要求；如果评估通过，潜在节点可以向SKALE管理员提交申请以加入网络。提交申请需要质押网络保证金，并提供其IP地址、端口、公钥等节点元数据；提交完毕后，潜在节点加入系统，并称为「全节点」或「轻节点」。

当节点创建后，SKALE网络会为其分配一组对等节点。对等节点将定期审查该节点的宕机时间与延迟，以此决定每个网络周期发放给该节点的奖励。

THORChain：已确定潜在漏洞报告可信，但没有节点可以利用该漏洞:金色财经报道，去中心化跨链交易协议THORChain官方表示，开发人员和安全团队已确定上午潜在漏洞的报告是可信的（与TSS相关），但没有节点可以利用当前漏洞。Churn被禁用等待修复。Trading/LP/Savers Vaults已全部恢复。[2023/3/29 13:32:09]

如果节点想要退出网络，需要先向网络广播退出消息，并等待一段终止期。之后节点可以取回其质押的网络保证金。

弹性侧链的创建与销毁

可定制化的「弹性侧链」是SKALE的创新点之一。「弹性」意味着区块链并不是固定不变的，用户可以根据其需要，按照1/128、1/16或1/1的节点资源和3、6和12个月的时长选项，以及网络的存储容量来选择区块链的配置，并使用SKALE通证支付相应的租金。

用户将申请提交给SKALE管理员后，一条新的弹性侧链也就随之创建。

图片来源：SKALENetworkWhitepaper

如果用户支付的租金已消耗完，或是用户将其弹性侧链删除，此时弹性侧链就会被销毁。此外，用户还可以对弹性侧链的虚拟子节点进行轮换，来避免其互相勾结，确保弹性侧链的去中心化。

整体看来，SKALE的弹性侧链的创建与销毁类似于我们平时租赁云服务器的模式，即按需选择资源和按资源付费。在租金消耗完后，用户可以选择续费或是删除服务器(也即弹性侧链)。就像Docker和Kubernetes允许轻松定制且可扩展的云服务一样，SKALE的愿景是提供去中心化的「链服务」。

SKALE奖励发放

在每个SKALE网络周期结束之后，该时期内所释放的SKALE通证会平等地分配给该周期开始前参与到网络的所有节点。

Temtum与乌干达政府合作开发CBDC:金色财经报道，总部位于英国的先进技术公司Temtum正在与包括乌干达和津巴布韦政府在内的非洲政府合作，为其中央银行数字货币(CBDC)提供动力。将Temtum网络部署为非洲货币内的CBDC将是任何加密货币代币(TEM)的第一个实际用例，用于需要交易和结算的CBDC流程的所有阶段。实施后，CBDC成为该国的一种法定货币，以数字方式发行和监控。（finextra）[2022/6/7 4:06:42]

分配给每个节点的通证数量取决于其24个对等节点中的16个(剔除最高与最低的4个指标)所提交的平均指标。由于运行时间不足/延迟而未分发给节点的通证将流向N.O.D.E基金会。

弹性侧链与共识过程

弹性侧链是由SKALE网络中的虚拟子节点组成的，这些虚拟子节点通过一种异步、无领导和可证明安全性的协议参与到区块的创建与确认。只要超过2/3的虚拟子节点验证集合处于在线状态，它们就会在链上持续创建与确认新的区块。SKALE的共识过程如图所示：

图片来源：SKALENetworkWhitepaper

区块提案

虚拟子节点需要遵照以下原则来创建一个区块提案：检查其待办交易队列；如果待办队列中的交易规格小于等于MAX_BLOCK_SIZE，则虚拟子节点取出其中所有交易加入到区块提案中；如果待办队列中的交易规格大于MAX_BLOCK_SIZE，则虚拟子节点按接收的先后顺序取出其中的待办交易，加入到MAX_BLOCK_SIZE的区块提案中；之后，根据SHA-256根节点从最小值到最大值排序的交易，虚拟子节点收集区块提案。如果待办队列为空，虚拟子节点会等待一个BEACON_TIME。如果之后队列仍为空，则创建一个不包含任何交易的区块提案。

雄安发放数字人民币满减红包，首期统筹5000余万元资金:金色财经报道，5月28日，按照“政府补贴、金融联动、商家促销”的原则，雄安新区管委会组织开展了“促消费，惠民生”数字人民币满减红包活动。本次活动由雄安新区管委会和中国人民银行雄安新区营业管理部主办，工、农、中、建、交、邮储6家商业银行和银联商务股份有限公司协办。活动首期统筹5000余万元资金，活动时间为5月30日至8月28日。（鞭牛士）[2022/5/29 3:47:53]

在某个虚拟子节点创建了区块提案后，它将按照数据可用性协议通知其他的虚拟子节点。数据可用性协议保证了信息能够传递至绝大多数的虚拟子节点。

共识与轮次

对区块提案的共识采用异步二进制拜占庭协议。目前SKALE使用来源于Mostefaouietal的ABBA协议的变体。

提案阶段结束后，每个收到提案P的绝大多数签名S的虚拟子节点A立即会在一个共识轮次R中对ABBA进行投票。协议如下：

对于每一轮R，虚拟子节点会执行N个ABBA实例；每个ABBA相当于虚拟子节点I在区块提案中的一次投票；每个ABBA以一次「是」或「否」结束共识投票；ABBA全部结束后，会有生成投票向量v，它包括每次提案的「是」或「否」。

如果投「是」的仅有一票，相关的区块提案P则被提交至弹性侧链；如果投「是」的有多票，则会用伪随机的数字R从「是」的投票提案伪随机性选出P。选出的提案对R除以N_WIN剩下的部分进行索引，其中N_WIN为投「是」提案的总数；随机数R是ABBA所有COMMON_COIN(一种随机数源)的总和。如果所有投票全是「否」，则向该区块链提交一个空的区块。所有投票都为「否」的可能性非常小，随着N的增加而降低。

一旦共识在任意虚拟子节点A上成功选出区块P，虚拟子节点将执行以下算法以确定提案，并提交至区块链。A会检查其是否收到选出的提案P；如果A未收到提案，它将向其对等的虚拟子节点提出申请，进行下载；A将对P签署一个签名碎片S，并将其发送至其他全部的虚拟子节点；A等待接收来自包括其自己的绝大多数虚拟子节点的签名碎片；A一旦接收到绝大多数的签名碎片，就会把它们组合成一个阈值签名；最后，A把P与阈值签名S一同提交至区块链。

PizzaDAO正在赞助75个国家的100多家披萨店:5月22日消息，PizzaDAO正在赞助75个国家的100多家披萨店，免费赠送披萨，以庆祝5月22日的比特币披萨日。

据悉，PizzaDAO将使用其Rare Pizzas项目的收入资助该活动。Rare Pizzas系列包括由全球300多位艺术家创作的10,000个披萨相关的NFT。该活动还将为几家慈善机构筹集资金。

Pizzadao成立于2021年2月，其理念是披萨应该是免费的，所有人都可以享用。该项目利用Web3工具，带来资金，并提供包容性，以支持独立企业，尤其是当地的披萨店，帮助他们扩大规模。（Cryptoslate）[2022/5/23 3:34:36]

此外，SKALE的容器化结构还为dApp开发者提供了企业级性能与选项选择，旨在实现中心化系统同等级别的灵活性、可配置性及模块化特性，提供SKALE管理服务、节点监控服务、虚拟子节点调配服务，并整合了一系列的应急策略和故障恢复方案，以应对网络攻击和故障等紧急情况。

SKALE网络扩展

SKALE开发了两个扩展包：文件存储与链间通讯。

文件存储

图片来源：SKALENetworkBlog

SKALE网络的文件存储依赖于其内置的数据可用性协议，它确保了数据至少存储在每个弹性侧链2/3的虚拟化子节点上。fileStorage.js是一个npm包，用户只需几行代码即可将SKALEFileStorage集成到他们的dApp中。并通过调用uplodaFile、downloadFileIntoBrowser/downloadFileIntoBuffer、deleteFile方法来对文件进行上传、下载和删除。

SKALE网络用户可以把文件划分成1MB的「组块」，并提交至fileStorage智能合约，以连续的方式存储在每个节点的文件系统里。

链间通讯

图片来源：SKALENetworkWhitepaper

SKALE网络采用了BLS阈值签名。BLS签名算法是一种可以实现签名聚合和密钥聚合的算法，能够避免签名者之间的多余通信。

SKALE网络中的每个弹性侧链都支持该签名，藉此能够实现快速安全的链间通讯。即SKALE网络中一条独立的弹性侧链能够验证另一条弹性侧链签名并提交的区块，使SKALE网络可以实现智能合约的执行及弹性侧链之间的加密资产转换。

IMA跨链桥

图片来源：SKALENetworkBlog

SKALE于今年七月推出了IMA跨链桥，允许用户在以太坊和任意一条SKALE链之间转移支持主流ERC标准的数字资产以及通用消息数据。

如果用户需要将资产从以太坊转移至SKALE网络，IMA跨链桥会将以太坊上的资产存入到DepositBox合约中，等待10个以太坊区块的确认，之后发送一个传输请求到一个称为SKALEIMAAgent的代理，该代理将轮流调用在SKALE网络中运行的SKALETokenManager来在各自的SKALE链中处理这笔传输。

如果需要将资产从SKALE链转移到以太坊，则代币将在SKALE链上被燃烧并在以太坊主网上解锁。如果需要转移的代币是在SKALE链上铸造的，则作为转账的一部分，它将在以太坊上进行铸造，以保留该代币所有权。

SKALE通证与治理

SKALEToken代表作为验证节点参与到网络中的权力，或者作为开发者在某一段时间内部署和租用弹性侧链所获得资源的一部分。

用户以弹性侧链的形式，在一段预先确定的时间内，通过订阅模式租用资源。验证节点向网络中质押SKALE通证，然后获得运行节点、赚取交易费用和通货膨胀通证的权力。

通常来说，SKALE治理采用委托质押模型，即利益相关者既可通过质押投票直接参与治理，也可将其投票权力委托给其他的利益相关者。

SKALE所采用的默认投票模型是一种简单的少数服从多数投票。提案通常包括一个为期14天的投票阶段。超过90天「忠诚而正式质押」的SKALE通证有资格就SKALE委员会提出的关键问题进行投票。

生态发展与投融资情况

SKALE在去年6月上线了其主网的第一阶段。今年5月，在完成Denali升级后，SKALE链宣布其升级后的主网正式上线。此次网络升级将多链引入到以太坊，并为SKALE网络引入模块化架构，允许其包含本地和第三方链服务，包括文件存储、链间消息传递、Oracles、Rollups等。

并且引入了高性能App-specific，这意味着每个dApp和协议都可以在它们自己的EVM兼容链上运行，这些链与其他网络流量隔离，但会继承以太坊主网的安全性。

图片来源：SKALENetworkBlog

今年七月底，SKALE宣布了第一批在SKALE主网上运行的dApps，包括：Boot.Finance、Covey、CurioDAO、HumanProtocol、Ivy、Minds。此外，据SKALE官方消息，除了已经加入SKALEInnovator计划并正在平台上构建的dApp外，SKALE还与40多个伙伴和验证者建立了合作关系。

SKALE网络得到全球顶尖的Validators平台支持，包括01NODE、Ankr、Anonstake、AuditOne、Blockdaemon、Blockware、Chainflow、Chainode、ChorusOne、CypherCore、DokiaCapital、FigmentNetworks、FreshSkale、HashedxDELIGHT、Hashquark、Staked、Stakin、StakedWithUs、WolfEdgeCapital，以及StakingFacilities。目前SKALE网络共有48个验证人，运行160个节点。

融资方面，SKALELabs早在2019年10月宣布筹集总共1710万美元的融资额，获得了ArringtonXRPCapital、Blockchange、ConsenSysLabs、Hashed、HashKey、MulticoinCapital、RecruitHoldings等超过40个天使投资人和风投机构的支持。

小结

对比火热的Rollup扩容方案和Polygon、xDai等侧链项目，SKALE似乎显得有些无人问津。作为2017年开始运作的老牌项目，SKALE在Denalis升级的主网上线后有了一系列的生态进展，例如上线第一批dApp、与其他项目和验证者平台建立合作关系等。

随着各类扩容方案的纷纷落地，SKALE多年的积累使其技术面上有相对稳定的优势，但仍需要在生态建设方面迎头赶上。

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