详解公链 Avalanche 技术特点、共识机制与生态发展现状

作者：Daolectic Research

原标题：《 Even the largest Avalanche is triggered by small things..! 》

编译：麟奇，链捕手

介绍

Avalanche 是一种利用“Avalanche 共识机制”的权益证明加密货币。它是一个交易吞吐量为每秒4,500笔交易（ TPS）的区块链网络，是世界上最早能够在不到一秒的时间内确认交易的智能合约平台之一。

Avalanche是一个高性能、可扩展、可配置和安全的区块链平台，旨在开发特定应用的区块链、可扩展的去中心化应用程序和复杂的数字智能资产。事实上，Avalanche 协议提供了各种更新的、以智能合约为重点的项目，目标是通过使用快速技术来加速区块链技术的采用。

该项目由 Ava Labs 于 2018 年由土耳其裔美国计算机科学家、康奈尔大学副教授Emim Gun Sirer创立。该公司总部位于纽约市和迈阿密，由Andreessen Horowitz、Polychain Capital、Initialized Capital和天使投资人（包括 AngelList 的Balaji Srinvasan和 Naval Ravikant）提供资金。该项目于2020年启动。

最近的举措包括 Avalanche 基金会 1.8 亿美元的激励计划，以吸引去中心化金融 (DeFi) 资产和应用程序进入网络。两个领先的 DeFi 协议 Aave 和 Curve 以及 Avalanche 原生流动性协议 BENQI 率先加入。

团队

Ava Labs 如今拥有 110 多名员工，其中一半以上专门从事技术研发。根据 AVA Labs 的首席执行官兼创始人 Emin Gun Sirer 的说法，他团队中的几乎每个人都有以太坊背景。有关团队的其他最新信息可以直接从他们的 Medium 中 找到。

技术

Avalanche 网络由许多区块链组成，其中每条链本身就是一台虚拟计算机，支持各种自定义虚拟机，例如 EVM 和 WASM。这要归功于支持使用多种语言的 gRPC 服务器。

因此，每个链都可能包含特定于案例的功能。每台虚拟计算机都链接到一个子网，并为验证者提供一套自己的激励措施；它是一个定制的区块链网络，由“一组动态的验证者合作创建共识”组成。” 因此，Avalanche 可以被认为是一个“平台之平台”，由数千个子网组成，这些子网协作创建一个可互操作的网络。

Avalanche 预配置了三个区块链： 交易链 （X-Chain）、 平台链 （P-Chain）和 合约链 （C-Chain）。

所有 3 个区块链均由主网络验证和保护。

主网络是确认 Avalanche 内置区块链的专用子网：所有子网都是其中的一部分。

要加入主网络，个人必须投资一些 Avalanche 代币。因此，所有区块链的所有验证者都需要验证 Avalanche 的内置区块链并已抵押 Avalanche 代币（主网络中至少 2,000 AVAX）。

Avalanche 的不同链可以分类如下：

• C-Chain是一个由Avalanche 驱动的以太坊虚拟机实例。通过使用 C-API，Chain 的用户可以构建智能合约并执行在以太坊上可能执行的任何其他任务。
• 默认子网是 Avalanche 平台上唯一无需许可的子网。通过注册 P 链，你可以在 Avalanche 平台上构建自己的许可子网。
• NFT 直接集成到X-Chain交易结构中。它的架构实际上比 ERC 721 更类似于 EIP-1155（Collectible NFTs）。EIP-1155 无论如何都是 ERC721 的设计概括。

详解共识机制

Avalanche 共识协议是四个过程的集合 ——Slush、Snowflake、Snowball 和 Avalanche—— 它们相互依赖，并且 随着时间的推移变得更加安全。

简而言之，Avalanche 共识程序是一种基于 重复随机二次抽样的独一无二的投票协议： 验证者节点以随机方式询问其他验证者，直到网络达成共识并选择是接受还是拒绝传入的交易。从这个意义上说，共识是受到 Gossip算法 的启发，并通过使用亚稳态程序来保证其安全性。

与传统的线性 "链 "相比，Avalanche共识协议利用有向无环图（DAG）为交易提供一个相对顺序。

从技术上讲，线性区块链是一个有向无环图（DAG），其中每个区块是一个有祖先的顶点（前一个和后一个）。

Avalanche的DAG更加多功能化，支持存在大量的顶点祖先和后代。因为区块生成可以平行化，所以速度将更快，并且它还除去了交易竞争进入下一区块和矿工竞争来定位下一块的要求。

在一个给定的“层”上有多个有效的区块可以加速确认时间，因为在确保一个区块在另一个区块生成之前的连接上没有性能限制。此外，区块传播过程中几乎没有损失。

共识算法基于Snowball方式：

• 样本量为k
• 群体量为α
• 决定阈值为β

在网络上查询k个节点后，一个节点可以使用Snowball法调整查询偏好:如果它在反应查询时遇到某个证明或α或更多的时间，它就会改变对该证明的偏好。

为了决定该证明或交易，该节点需要在连续查询网络上的k个节点β次后，至少收到该证明α次，得到该声明的β个连续大量计数。

此外，因为节点一次只查询k个节点，所以Snowball法具有可扩展性。无论网络中有多少节点，每个查询都是与一组节点的交互。

一个节点只查询一个给定交易的k个节点一次，如果它收到对该交易的α多数批准，它会给它一个“chit”。

chit只是一个布尔值（或0或1），表明节点是否获得了交易的大多数。如果交易收到一个chit，它必须增加其“先驱”的信心和连续成功计数。

一笔交易的置信度等于其后代的chit加其当前chit的总和。此外，一个交易的连续成功次数等于它或它的后代获得成功的大多数问题答案的次数。

为简单起见，我们将在DAG中将每个交易视为其节点：如果请求交易但未获得所需的票数，则它不会收到chit：任何未被接受的祖先，其成功计数归零。

另一方面，因为该交易的其它后代可能仍有chit，所以置信度保持不变。没有chit，该交易本质相当于在祖先的后代chit总数上加0。当交易的连续成功计数达到β时，交易将被“接受”。

鉴于交易是建立在彼此之上的，用户不需要在对每笔交易做出判断之前至少查询β次。交易的每个“孩子”都提供了进一步的证据证明它是真实的，这就是信任和成功的传递方式。

当节点进行投票时，如果它在冲突集中的所有交易中拥有最大的置信度，则节点对交易投赞成票，如果没有足够的信心，则对交易投反对票。

Avalanche共识协议的主要优势在于其速度和最终确定性。与中本聪共识网络不同，中本聪共识网络依赖于时间流逝和额外区块的生成来增加用户的交易不会因分叉而被撤销的信心，Avalanche确认速度应该只需要几秒钟并且是不可逆转的。

安全性（确保两个诚实节点就交易状态达成一致）是具有概率性的，并由网络参数控制：节点必须质押原生代币 AVAX 才能作为验证者参与共识机制，节点质押的越多，越有可能被查询。

为了简化和可视化Avalanche的共识工作方式，我们建议用户观看 Decentralized Thought 视频，帮助理解。（创作者@don_wonton）

代币分配

代币分布如下图所示。3.6亿个AVAX在主网上线时已分配，其余3.6亿个在十年内分发完毕。代币释放机制从1年到10年不等。

质押激励——50% 的代币已作为质押奖励发放给验证者。

团队——10% 的代币分配给AVA Labs的创始人和非创始成员。包括创始人在内的团队成员在上线时获得代币，将自愿重新锁仓所有代币四年。

种子轮——2.5%的代币被分配。代币价格为 0.33 美元，主网上线时释放10%，然后每3个月为22.5%，为期一年。

私募——3.5%的代币用于私募参与者。每个代币的价格为 0.5 美元，主网上线时释放10%，然后每3个月为22.5%，为期一年。

公售

• Option A1–1% 的代币用于Option A1的参与者。每个代币的价格为 0.5 美元，每个用户只能获得 25000 个代币。代币的释放机制为 1 年，其中 10% 在主网启动时发行，22.5% 在一年内每 3 个月分发一次。
• Option A2–8.3%的代币用于Option A2参与者。每个代币的价格为0.5美元，每位用户的最高份额为250万美元。代币的释放机制为1.5年，其中10%在主网上线时发行，15%在18个月内每3个月分发一次。
• Option B—0.67%的代币用于Option B参与者。每个代币的价格为0.85美元，无释放机制。

基金会——9.26% 的代币归基金会所有。用于营销、赏金、激励计划等。释放机制为10年。

社区和发展捐赠基金——7%的代币被捐赠于此基金。这些代币将分配给研发Avalanche核心工具和基础设施工作的个人和组织，包括营销和社区推广。Avalanche Hub、Avalanche 大使、Avalanche-X 获奖者等。赠款释放机制为1年。

测试网激励计划——0.27%。在Avalanche的测试网激励计划中进行验证的参与者将获得这些代币。参与者按照任务完成度，最多可获得 2000 AVAX。这些代币将首先被锁仓一年。

战略合作伙伴——5%的代币被分配给战略合作伙伴。这些代币被赠给使用Avalanche技术和网络发展业务的团队、组织和公司。例如基于Avalanche开发业务的企业家，或试图通过自己的子网在Avalanche上将资产代币化的金融机构。其释放机制为4年。

空投—2.5%的代币被分配给不同的团体，以扩大Avalanche社区。例如，对加密团体组织、Reddit社区、开发者论坛甚至曾交互过的用户进行空投。

代币效用

Avalanche代币对于网络安全、支付网络运营费用和促进原子资产交换（子网之间）至关重要。 AVAX的功能类似于以太坊的“gas”，但具有额外的实用性，例如在治理方面。

事实上，Avalanche验证者除纯粹质押收益外，还可以从大量的价值流中获益。除其他事项外，治理可决定铸造率，例如铸造多少代币（总量720亿不变）、铸造速度和抵押率。

AVAX希望成为通用的记账单位，理想情况下，成为全球公认的货币，使其更有价值；尽管如此，基于Avalanche构建的dApp可能会拥有自己的代币，这些代币将使用其原始货币向Avalanche验证者支付费用。

AVAX交易费用可被销毁，增加了AVAX的稀缺性。但是，奖励计算将考虑当前的流通供应量，并保证永远不会超过硬限制。无论如何，由于交易费用在网络上被销毁，这会不断减少整体流通供应量，从而在不超过限制的情况下增加质押奖励。

生态系统

自首次推出并宣布成为与以太坊兼容的区块链以来，Avalanche已经极大地发展了其生态系统。此前，Avalanche和其他L1区块链面临的最重大问题是缺乏基础设施、工具以及与其他区块链的互操作性，这是平台与开发人员的广泛采用之间的障碍。Avalanche通过其桥接解决方案实现了跨链互操作性，从而解决了这个问题。

Avalanche Bridge允许用户在以太坊和Avalanche的C链之间转移ERC 20代币，由于它与EVM的兼容性，吸引了DeFi社区极大兴趣。许多基于以太坊的应用程序，包括 Sushiswap、TrueUSD、Reef 和 bZx，随后都连到了Avalanche区块链。

DeFi

TVL衡量标准对于DeFi的增长至关重要，因为它指明了这些协议的价值。

DefiLlama数据显示，AVAX生态系统TVL仅在一年内从910万美元增加到了107.7亿美元，增长了118000.3%。Avalanche生态系统现支持156种DeFi协议。

然而，它仍比2021年12月的137.9亿美元的历史高点下降了20%，如下所示：

排名前五的AVAX DeFi协议（Aave、Trader Joe、Benqi、Curve和Multichain）占AVAX TVL的71%。

虽然108.5亿美元似乎是一笔巨款，但与其他区块链相比，这实在是微不足道：事实上，在撰写本文时，以TVL衡量，所有区块链的总价值为2085.7亿美元。AVAX的TVL排名第四，约占总TVL的5%。

据CoinMarketCap的数据，AVAX的市值为222亿美元，与2021年11月下旬的高点144.85亿美元相比，仍下跌了37%。

Avalanche生态系统项目介绍

Aave 是一种非托管协议，允许用户赚取存款利息和借入数字资产。它是开源的且可免费使用。该公司在英国的实体Aave Limited于2020年7月获得电子货币机构许可证。Stani Kulechov是创建Aave的幕后推手。

去中心化协议 Aspen Protocol 使用预言机和激励性平台来创建反映传统资产价格的合成资产。

Beefy.Finance 是一个耕作收益优化器，支持用户通过使用各种策略复利对其所持有的加密资产。为了避免与手动优化相关的费用，该协议在算法上确保了收益可能性。这消除了用户必须亲自积极参与耕作收益的需要。

BENQI 是一种算法流动性市场协议，为用户提供Avalanche资产的借贷市场。除了Avalanche，还有Ascensive Asset、Dragonfly Capital、Mechanism Capital、Avalanche等战略投资者。

CURVE 是一个交易流动性池，可实现低风险、最小滑点和最小收费结构的交易。对于交易稳定币的用户和从收取的交易费和利率中获得收入的流动性提供者来说，这是一种有吸引力的交易方式。

Pangolin Exchange 是建立在Avalanche之上，并使用与Uniswap相同AMM的以太坊和 Avalanche去中心化交易所。它提供了一个快速的解决方案，保证低交易成本，并在安全的环境中民主地分配资金。

Reef 是一个与EVM兼容的链，它通过集成来自Ethereum、Polkadot、Avalanche、Cosmos和Binance Smart Chain以及其他加密货币和区块链的Defi来激励互操作性。其具有高效性、可扩展性，并且不需要任何无用的挖矿。它还可使用Polka Substrate开发的POS，使其更加安全。

SushiSwap 是建立在以太坊区块链上的去中心化交易所和AMM。

Trader Joe 是 Avalanche 区块链上的去中心化交易平台和AMM，可便捷两种代币之间的交易。通过将DEX服务与DeFi资金合并，该平台可提供杠杆交易。

Trader Joe 的运作方式类似于基于 Avalanche 的 Uniswap，是一个一站式的交易平台。Trader Joe将DEX功能与DeFi贷款选项相结合，提供了一套全面的产品，并利用类似的AMM技术，如Compound和Cream，为Avalanche DeFi客户提供耕作收益、质押、代币交易和杠杆贷款功能。

Trader Joe已经成为AVAX持有者试图最大化其资产价值的首选DEX，它已超过Pangolin成为Avalanche上最大的DEX：它打算吸引所有DeFi用户的注意，并通过生态系统的开发和添加可与Compound和Cream Finance相媲美的经过验证的技术，使自己成为Avalanche上最伟大的货币市场协议。

下一步

整个区块链行业和加密领域对2022年寄予厚望：Avalanche其Blizzard基金会已投入2亿美元用于网络开发、扩张和创新。该基金已于2021年11月上旬启动，投资方包括Ava Labs、Polychain Capital、三箭资本和Dragonfly Capital等。

也许支持任何Layer 1的最令人信服的论点是，其为社会和经济价值整合现实世界用例的能力。

Avalanche 的运营历史很短，尚未在较长一段时间内得到验证。2020年9月下旬，该网络部署了创世区块。尽管过去有着大量的考验，但加密网络仍在不断发展，关键设计、功能和治理选择，一直在进行。