PIEXGO 研究所 | Elrond项目深度研究报告

PIEXGO研究团是PIEXGO(披萨狗）交易所于2019年成立的内部区块链研究机构，致力于对区块链领域的技术研究、行业分析、应用创新、模式探索和企业咨询做出贡献。 PIEXGO研究团的成员均深耕于区块链行业多年，对于项目的技术、运营、风控、资质等各方面都是资深人员进行评估，主要成员来自于火币、腾讯、华为、中国平安，对项目的评判非常独到。PIEXGO研究团致力于成为区块链行业最专业的研究平台，为实验性项目提供坚实的理论基础与测评分析，推动整个区块链产业的良性发展。

近日PIEXGO研究团对Elrond项目进行了深度研究，对Elrond的项目背景、技术、通证、社区团队、资方背景进行了深度的分析。成果如下。

1 概述

1.1 背景

随着加密货币的发展，智能合约平台成为一个较明确且热门的赛道，越来越多地人关注该领域，带来了大量资本的流入。但是智能合约平台仍然面临着一些很具挑战的问题，妨碍它们的大规模地采用[1]：

• 去中心化——消除对任何可信第三方的需求，从而消除任何单点故障；

• 安全性——消除任何已知的攻击风险，实现安全交易；

• 可扩展性——使网络的性能表现不低于中心化的方案（可以 TPS 衡量）；

• 效率——以最少的能源和计算资源消耗来执行所有网络服务;

• 引导和存储的增强——保证有竞争力的数据存储和同步成本；

• 跨链互操作性——通过设计，允许外部服务之间的无限通信。

目前诸多公链都在着手解决这些问题，并且提出了许多解决方案，但目前缺乏效果显著且可行的结果。

1.2 价值主张

Elrond 团队认为数字经济将由可编程货币和应用程序组成[2]。Elrond 致力于通过架构建立一个高吞吐量、交易速度高、交易成本低的价值转移协议和智能合约平台做到这两点，从而提供有竞争力的 Dapp 用户体验。Elrond 相信其高可扩展性，高交易速度和低交易成本能够使其非常适合机器对机器的交易和物联网经济[3]。

2 技术

为实现自身的价值主张，Elrond 引入了一种自适应状态分片机制，通过平行化事务处理，在更多节点加入网络时实现可扩展性。在共识层面上，Elrond 提出了一种名为安全权益证明（SPoS）的共识机制，引入随机选择的共识组，抵押加评级作为女巫攻击预防的适应性函数，以及基于pBFT的近乎即时终结性。为了实现去中心化的应用程序，Elrond 的设计符合 EVM 和 Ewasm 标准，支持多种智能合约语言和形式验证。

2.1 核心技术简介

① 自适应状态分片

分片是一种受传统数据库优化概念启发的扩展技术，能够使区块链并行处理许多事务，从而大大提高区块链的事务的吞吐量和效率。通常验证节点和分片越多，网络可以处理的事务就越多。

Elrond 引入了一种新颖的状态分片方案，称为自适应状态分片，具有动态模型，允许网络适应人数和需求变化，而不会影响安全性，可用性和分散性。这种架构实现了线性可扩展性，意味着网络的可扩展性旨在随着网络中的分片（和节点）的数量而增长。

在处理组合网络、事务和状态分片的复杂性时，Elrond 在设计其方案时考虑了以下目标：

• 可扩展性且不影响可用性：增加或减少分片数量应该影响极少的节点而不会造成停机，或者在更新状态时将将影响最小化;

• 调度和即时可追溯性：找出事务的接收方分片应该是确定性的，只需要很少的计算，消除通信轮次的需要;

• 效率和适应性：在任何给定时间，分片应尽可能平衡。

Elrond 网络中的所有验证节点将被分配到多个分片。每个分片将包含 400-600 个验证节点，并具有单独的链，帐户和应用程序状态。验证节点只为当前分片同步当前分片的状态和处理事务。Elrond 的共识组（当前设置为 63 个块提议节点和验证节点）基于存储在前一个块的头部中的随机数在每轮次变更。共识小组中的这些验证节点需要在每个纪元的每一轮次中就拟议的区块达成共识（Elrond 的纪元约为24小时，轮次约为5秒）。

为了防止验证节点之间发生串通，在每个纪元结束时，碎片中不多于 1/3 的验证节点将被重新混洗到其他分片。此过程中，网络中的活动不受、影响，因为新重新混洗的验证系节点的快速状态同步仅需同步当前纪元的状态，而分片中剩余的 1/3 未混洗的验证节点仍然可以处理事务。

② 安全权益证明

Elrond 的安全权益证明（SPoS）是以一种改进的股权证明（PoS），确保长期安全性和分布式公平性，同时消除了对能源密集型PoW算法的需求。Elrond 的 SPoS 参考了 Algorand 随机选择机制，并进行了改进，该算法的步骤如下：

• 每个节点被定义为公钥、评级（默认为0）和抵押权重的元组。如果节点希望参与共识，则必须首先通过智能合约进行注册，发送包含等于最小抵押金额的交易和其他信息。

• 节点加入节点池并在当前纪元（约为 24 小时）结束时等待分片分配。该分片分配机制创建一组新节点，其中包含在纪元中加入的所有节点以及需要重新混洗的所有节点（每个分片少于1/3）。此集合中的所有节点都将重新分配给等待的分片列表。

• 在它加入时的纪元结束后，节点将被分配到分片的合格节点列表。

• 通过一个基于添加到前一个块的随机性源、轮次（约为 5 秒） r 和一组变量的确定性函数，任何一个来自合格列表的节点都可以被选为规模最优共识组的一部分。

• 块将由块提议节点创建，验证节点将根据改进拜占庭容错（pBFT）对其进行共同签名。

• 如果由于任何原因（恶意，离线等），块提议节点在其分配的期间没有创建块，则轮次 r 将与来自最后一个块的随机源一起用于选择新的共识组。如果当前块提议节点以恶意方式操作，则其余组成员应用负反馈来更改其评级，减少甚至取消其再次被选择称为此节点的机会。

③ 跨分片事务执行

Elrond 通过 SPoS 达成共识，块结构由一个块头表示，它包含有关块的信息（块随机数，轮次，提议节点，验证节点时间戳等），以及实际交易的每个分片的微块（miniblock）。每个微块都包含所有事务，这些事务具有当前分片中的发送方和另一个分片中的接收方或者其他分片中的发送方以及当前分片中的接收方。微块是跨分片分片执行中处理的原子单位——要么是一个微块中的所有交易全部执行，要么是全不执行等待在下一轮重新尝试执行。

Elrond 执行一个跨分片事务的策略是使用异步模型。验证和执行首先在发送方的分片中完成，在公正链中进行公证，然后在接收方的分片中完成。Elrond 白皮书中给出了有关如何执行跨分片事务以及如何在分片和公正链之间进行通信的示例（如下图所示），对技术感兴趣的读者可通过其白皮书详细了解。

2.2 路线图

来源：Binance Research

3 通证

3.1 通证经济

ERD 的用途包括但不限于：

• 用于参与网络的安全权益证明共识机制

• 用于支付交易手续费、存储费用和部署 Dapp 的费用

• 用作 SPoS 验证节点的奖励，该奖励部分来自交易手续费，更多来自 ERD 增发（目前设定的节点抵押与激励模型见下表）

• 一旦启用了链式治理，ERD 将用于投票和链上治理

• 每次在 Elrond 发生交易时，交易费用的一部分将转给验证节点，一个部分将被烧毁，还有剩余一小部分将：a）捐赠给 Elrond 社区基金会 或 b）也被烧毁

根据 Elrond 目前的设计，5％ 的抵押参与率是短期内网络所需的最低值，10％ 是中期和长期所需的最低值。根据最新规范，每个分片的验证者最小值为400，每个共识组的建议最小验证节点为 60。

3.2 通证分发

Elrond 的通证为 ERD，目前在币安链上发行和分发，未来将在 Elrond 主网上线后兑换为主网上的通证。

在初始阶段，Elrond 共发行 20,000,000,000 ERD，并通过私募和公募出售其中 44% 的通证，即 8,800,000,000 ERD。目前，ERD 的私募和公募都已结束，其中公募在 Binance Lanchpad 中已完成销售和分发。

4 社区

目前 Elrond 在开发者社区中的关注度较低。在社交媒体上，在 Binance 进行 IEO 为 Elrond 带来了不少关注度。Elrond Twitter 和 Telegram 的关注度在一级市场项目中处在靠前的位置。

Twitter 关注度超过 82.96% 的一级市场项目：

Telegram 关注度超过82.84%的一级市场项目：

2019/07/03

5 团队与顾问

5.1 团队核心成员

Beniamin Mincu，首席执行官

Beniamin 是早期区块链投资者，拥有超过 4 年的区块链创业公司经验。他以前是 NEM 核心团队的成员，进行营销和社区工作，为期 1.5 年。2014年以来，他投资并支持了大约30个区块链项目，其中包括 Icon，Matrix 和 Zilliqa。他还是 Metachain Capital （一家专注于区块链领域的数字资产投资基金）的普通合伙人。

Lucian Todea，首席运营官

Lucian 是创业公司和区块链领域的积极投资者，拥有超过15年的科技业务经验。他是在 Soft32.com 的创始人兼首席执行官，工作超过17年，拥有丰富的经验，这是一个在线软件平台，可促进Windows，Mac 和 Mobile 应用程序的分发和销售。他是一位技术执行官，拥有重要的运营，业务发展，综合管理，领导力和国际经验。他还是多家科技公司的首席执行官，创始人和合伙人。

Lucian Mincu，首席信息官

Lucian 是 Metachain Capital 和 ICO 市场数据（ICO 工具平台）的联合创始人。他拥有超过8年的经验，从开发端到端启动产品到为大型企业客户设计和实施高技术，全面的基础架构和网络解决方案。

Felix Crisan，研究主管

Felix 自 2012 年以来一直从事加密货币领域，他是比特币闪电网络的贡献者。他共同创立了BTKO，这是罗马尼亚第一个比特币交易平台。Felix 目前是 Netopia 的联合创始人兼首席技术官，他在那里实施了市场领先的在线和移动支付解决方案。他拥有 20 多年的 IT 工作经验，并教授大数据的概念和技术，包括机器学习和人工智能算法。

Radu Chis，技术主管

Radu 拥有计算机科学博士学位，主要研究领域包括高级计算机体系结构，设计空间探索和机器学习。他在著名期刊和国际会议上发表了多篇科学论文。他参与了欧盟资助的研究项目，拥有超过10年的软件工程师经验，为多个部门部署企业解决方案。

Adrian Dobrita，工程主管

Adrian 拥有计算机科学学士学位和高级计算系统硕士学位。他是一名软件工程师，拥有超过 10 年的编程语言经验和技能。Adrian 曾在英特尔，ST-Ericsson，Continental 等领先公司工作，在移动和汽车等领域开发行业级嵌入式软件。他还曾为几家初创公司担任后端开发人员。

5.2 主要顾问

Raule Jordan：以太坊核心开发人员，Token Daily Research 研究合伙人，Prysmatic Labs的联合负责人。

Alex Iskold：2048 Ventures的合伙人，纽约 Techstars 的前董事总经理。

Fabio C. Canesin：City of Zion 和 Nash 什（前 NEX）联合创始人.

Alex Tabarrok：乔治梅森大学经济学教授，Marginal Revolution 大学的联合创始人（经济学的在线学习平台）。

Grigore Rosu ：UIUC 计算机科学系教授，Runtime Verification 总裁兼首席执行官。

Andrei Pitis：Fitbit 副总裁兼欧洲开发中心负责人

Ethan Fast：斯坦福大学 CS 博士，City of Zion 和 Nash 什（前 NEX）联合创始人， Nash CTO

6 投资与合作

6.1 投资机构

Elrond 的主要投资机构有 Binance Labs，Electric Capital，NGC，Maven 11，Authorito 等。

6.2合作关系

Netopia：罗马尼亚的电子支付处理商。Elrond 和 Netopia旨在共同探索将 ERD 整合到 Netopia 支付平台的可能性。

TypingDNA：行为生物识别公司，根据用户在键盘上的输入方式保护在线用户。Elrond 和 TypingDNA 旨在探索将TypingDNA 生物识别解决方案整合到 Elrond 平台和未来产品中，以提高安全性。

SmartBill：金融科技公司，为小型和中型企业提供基于SaaS的服务，用于开发票，会计和库存管理。Elrond和SmartBill旨在探索两个平台的潜在集成，为其用户和客户提供基于区块链的功能，以实现透明性或可追溯性。

Nash：去中心化加密货币交易/支付平台。Elrond 和 Nash 旨在探索 Elrond 区块链平台 ERD 与 NASH 支付平台的潜在整合，允许其用户和客户在不同平台上交易和获取 ERD。

分布式系统研究实验室（DSRL）：专注于分布式系统相关研究领域的实验室，如机器学习，大数据分析和物联网。Elrond 和 DSRL 旨在就区块链研究和教育计划进行合作。

PIEXGO研究团将持续跟进、研究各种新老项目。帮助投资者、区块链行业的深度玩家、区块链技术控，甄别项目资质，也让大家能掌控区块链行业发展的速度，为所有区块链人服务，为区块链行业保驾护航。