IC：区块链破局者 原创
嘉宾：梁强
整理：千山
区块链系统以其“可追溯”、“透明化”、“整维护”等特征闻名业界，各行业领域利用其特性，积极部署各项区块链系统。在元宇宙概念驱动的大势中，依托区块链技术在数字版权的生产、保护、交易，形成了庞大的经济体系。日前，在51CTO主办的MetaCon元宇宙技术大会上，MixLabs创始人梁强带来了主题演讲《IC-区块链破局者》，重点解读了IC的核心技术和生态优势，以及IC为何有望成为元宇宙新一代基础设施。
现将相关演讲内容整理如下，希望对诸君有所启发。
我们团队主要针对IC生态做研究和孵化相关事宜，以下将从基础信息、核心技术、路线图和生态优势四个方面介绍IC，以及它如何成为元宇宙的新一代基础设施。
一、IC简介
IC是由Dfinity基金会支持构建的一款互联网计算机，具有高性能、去中心化、无限拓展等特性，主要用以承载未来Web3.0时代的去中心化应用，从而实现新一代互联网技术革命，所以有时候也叫它互联网计算机。
在团队方面，IC最早起源于String labs孵化的一个项目。目前为止，团队成员主要包含当前区块链领域的顶尖科学家以及来自Google，Amazon，IBM等知名企业的工程师，团队阵容现有200多人。
2009年比特币诞生，作为区块链的首个应用，它把区块链技术带给了整个行业。比特币如今扮演的角色类似数字黄金，主要解决价值存储问题。
从2014年到2015年，以太坊诞生，它相当于把智能合约带给整个行业，令我们的资产具有可编程性。以太坊主要是做去中心化的资产发行和清结算平台，我们也称为区块链2.0时代。
从2015年之后到现在，也出现了很多公链，这些公链基本上是和以太坊做一些同质化的事情。到去年为止，IC上线，进而带来了新的技术体验。IC是第一个把计算和存储结合起来的新一代基础设施，未来主打可以承载Web3.0时代的大规模的去中心化应用云平台。
二、核心技术
2.1 Subnet（子网）
IC由N个对等子网组成。子网主要分两种类型，一种是System子网，另一种是Application子网。整个网络现在差不多有二三十个子网，这些子网基于全球的数据中心构建。每个子网有13个以上节点，子网内部通过ICC协议进行局部共识（ICC相当于一个改进版的BFT协议，并且加上阈值签名，可以达到快速的共识）。
另外，子网里面有Catch up Packge，整个子网每隔200个区块进行一次打包，内部通过2f+1节点确认后，可以删除旧的状态。这个就相当于每隔约200个区块，整个子网进行一次备份。我们可以通过Packge来恢复数据、同步数据或者重组子网，以便处理一些不可逆的错误。
2.2 Network Nervous System（神经元系统）
IC的治理系统叫神经元系统。NNS主要是部署在系统子网里的一系列特殊的Canister合约，负责对节点的加入的审批、IC子网的生成、ICP协议升级等。整个IC上面的协议升级通过NNS之后可以自动实行，所以这就要保证整个网络更加安全。普通用户可以通过质押ICP成为神经元参与NNS的投票，另外质押六个月以上才能获得系统的奖励。
2.3 Internet Computer Consensus（互联网计算机共识）
ICC是IC子网内部共识系统，作为Dfinity的底层协议，能够支持互联网计算机拜占庭容错机制，通过阈值签名可以降低通信复杂度，使整个网络的共识效率大大提高。
整个子网内部，Block Maker相当于一个区块的提案者，子网内部节点通过运行ChainKey提供的VRF提供随机性，随机选出不可预测的出块节点，节点根据自身优先级打包，把所有收到的交易进行广播。另有一个证明委员会，子网内其他节点收到区块后进行验证和输出，将输出整理为Merkle Tree后广播，子网内再通过阈值签名进行认证。
2.4 ChainKey
ChainKey是IC的核心技术，它主要是有四点作用。
其一，加速子网的共识。因为通过ChainKey提供的阈值签名，可以让整个子网的通信复杂度降到足够低，这样整个子网可以达到快速共识。
其二，提供链上的随机性。ChainKey提供一个VRF的随机数功能，通过这个VRF可以让整个链天生会有随机性。
其三，保证跨子网通信的验证。每个子网有一个自己的ChainKey，子网跟子网的通信通过ChainKey来进行验证，达到子网之间的通行。
其四，跨链互操作性验证。通过ChainKey实现ECDSA版本之后，它可以验证比特币和以太坊的签名，进而可以让IC作为以太坊和比特币的扩展层，两边的消息可以互相在链上验证，这样可以达到IC与比特币、与以太坊进行双链之间的互操作性。
2.5 随机数灯塔
去中心化的随机数灯塔（DRB，Decentralized Random Beacon）是IC网络的随机性来源，其通过让委员会成员共同运行VRF函数来对IC的随机性和安全性负责。
VRF的底层主要是TBLS算法（即阈值签名版的BLS算法），其输出的随机性其实是不可预知的，也就是说在随机数生成之前，它无法被其他人获取，也没办法进行预测。就整个区块链来讲，区块链能解决整个网络的透明性，但它没办法解决公正性。只有链上的真正的随机数才能保证公正。现在其他网络大部分都通过一些链上链下的数据，通过各种方式在链上生成一个伪随机数。IC在很早期就考虑到这一点。
随机数灯塔主要由委员会的所有客户端一起来运行，通过阈值接力机制，产生下一代委员会，并且赋予下一代委员会成员权重。
2.6 Canister+WASM
整个IC在子网内部分布有多个Canister。Canister有点类似于以太坊里面的智能合约的容器，可以支持WASM合约。WASM合约目前主要支持Motoko、Rust等多种编程语言的开发，并且支持并发和在线升级。
每个Canister都具有4G的运行时堆栈，并且另外有4到8G的持久性内存，这样可以作为数据存储。所以Canister+WASM组合之后，我们应用的前端展示层、业务逻辑端、数据端，可以完全部署在区块链上。
现有的一些公链，很多时候把共识或者经济模型放到组链上面，但是它的数据和逻辑端基本都还在链下，因此安全无法保证。在IC上面，你可以用React写应用的前端，可以用Rust写你的业务逻辑端，可以用你的Stable内存来存储你的数据端。而且整个Canister可以横向扩容，这样就可以让IC支持更多更丰富的应用场景，并且它是完全去中心化的。
2.7 经济模型
IC上面原生的带有两种代币，一种是Cycle，一种是ICP。
Cycle价值与XDR进行锚定，XDR是综合一系列法币进行加权求和得到的稳定币。所以Cycle相当于是IC原生自带的稳定币，主要用于Canister的消耗，类似于以太坊或其他公链上的gas。未来，如果一些传统IT企业把它的IT系统搬到IC上，那它要对未来的成本消耗做出基础预期。如果说用一种非稳定的代币来结算的话，就会导致预算各方面不可预期。IC在很早就考虑到这点，所以用Cycle来作为整个网络的原生稳定币，用于网络资源的消耗的结算。
另外一种代币是ICP，它主要用于整个网络的治理。用户可以质押ICP，成为神经元，参与投票，并且超过六个月以上，投票可以获得ICP的新的奖励。此外，ICP可以通过网络上的汇率兑换为Cycle。作为稳定币，整个网络只要有应用在跑，Cycle就一直在消耗。这样的话，整个网络随着应用的逐步扩张，整个ICP实际上也在慢慢燃烧。如果未来整个ICP的网络应用足够多，其消耗大于增发，ICP有可能演变成一个通缩的模型。
路线图
IC目前在官网上已经有不少的功能组，比如说最近的IA的支持，Canister智能合约的stable memory的扩容等。接下来将就三点作重点介绍。
一.ECDSA版本的阈值签名。目前官方正在开发测试ECDSA曲线的阈值签名方案。这个方案上线之后，可以让IC支持ECDSA版本的签名和验证。众所周知，目前比特币和以太坊链上主要使用的是ECDSA版本的曲线，对IC来讲，一旦ECDSA版本的阈值签名上线，就可以打通比特币和以太坊生态的互操作性，让IC成为比特币和以太坊的计算层、存储扩展层，同时也可以赋能其他的支持ECDSA版本和脚本的公链。当然IC也可以支持其他曲线，不过目前大部分公链都主打共识，所以其存储、计算这块就并没有特别强。IC一旦和其他公链打通，可以让IC成为各大公链的计算和存储的扩展层，通过ChainKey保证直接互操作的安全性，这样IC相当于可以赋能现有的绝大部分的公链基础设施，作为他们的扩展层。
二.SNS（Service Network System）。Dfinity团队正在开发SNS治理系统，主要是为IC上所有的DAPP实例设立新一代的DAO治理系统。SNS将提供Token ledger管理，DAO投票治理，Token竞拍拍卖功能等等，可以帮助很多开发者，尤其是传统Web 2.0时代过来的应用开发者，降低整个经济中心设计和治理方面的难度，提供更多的便捷性。
三.Canister Stable Storage。受制于wasm32，Canister当前运行时堆栈内存为4G，开发团队对此进行了优化。每个Canister除了运行时的4G内存还可以加上4G的Stable内存，可以理解为硬盘内存(当前方案为8G Stable内存，但当前API只可获取4G Stable内存)，并且Canister的Stable内存将随着Canister的后续升级，可以最大扩容到300G存储空间。如此一来，对整个Canister的大部分应用来讲，存储这块就有了很好的保障。同时官方也在考虑未来是不是要建一个单独的存储子网，进一步降低存储成本。
生态优势
目前从IC整体生态来看，已经有300多个项目基于IC来构建，主要包括传统的DeFi、IFT、游戏、社交，还有媒体等领域的应用场景。可以看到，相较其他公链，IC在生态的丰富性上有较好的提升。下面将针对不同角色来说明IC的生态优势。
4.1用户
针对用户来说，IC的主要优势是低门槛、多场景、有数据自主权。
低门槛：IC上的DID应用，一方面基于现在W3C新出的生物等级认证系统构建，对大部分用户来说，你不需要记住你的密码了，通过本地设备的生物智能信息验证之后，你就可以去登录，并且进行转账、NOS治理等各种操作。另一方面，它借助现在很多移动设备内置的安全芯片，可以将我们的密钥放到本地的硬件设备里面来存储，这样私钥其实是copy不出来的，保证了整个私钥的安全性。另外，反向Gas模型的设计对普通用户来说，让他使用IC上面的应用不需要任何gas，只要创建一个钱包功能就可以访问这个应用，这样也可以让用户进入门槛大大降低。
多场景：在IC上面可以构建DeFi、NFT、GameFi、SocialFi。理论，上只要你能想到的场景，在IC上都能构建。当然目前来说，整个网络还处于起步阶段，基础设施还在不断完善，很多场景可以在IC上来跑MVP版本，进行不断地测试。如果想支持类似于传统互联网级别的百万、千万体量的用户运营的话，还需要整个网络不断地迭代升级。
数据自主权：目前在很多公链上，治理共识是在网络上，但是大部分数据其实是在链下的，因为链上的存储成本很贵。但IC自带链上存储，这样的话，它可以把用户数据的归属权和控制权归于用户，让用户真正触达Web3级别的应用的数据自主权。举个例子，GameFi的大部分项目是把它的经济模型放到区块链上，但是它的数据还有游戏逻辑基本都还在线下的服务器，理论上这个分配其实是可以随时作弊的。但如果是基于IC来构建一个GameFi的项目，那你的游戏的前端、逻辑端、数据端都在链上，这样的话你的数据的真实性是可以得到保障的，而且数据的归属权可以由用户自己控制。
4.2 开发者
针对开发者来讲，IC提供的主要优势在于全栈开发、丰富场景、高组合性。
全栈开发：不管你是前端开发还是后端开发，你都可以在IC上构建自己的应用。它不像以太坊主打共识，所以你要熟悉智能合约，但你的大部分数据都依赖传统中心化的存储解决方案，而且运维成本很高。而IC却相当于提供了一站式的解决方案，开发者只要利用自己熟悉的语言，比如前端的React开发，后端的Motoko或者Rust智能开发，开发你的逻辑端，让你的存储端直接存储在Canister上面。对开发者来说，相当于构建了一个应用，直接部署到IC上面，然后就不需要再去考虑运维、安全等其他各方面的事情了。
丰富场景：因为IC自带计算和存储，可以横向扩展，而且自带链上的随机数。所以在IC上，开发者可以构建所有他想构建的应用，比如构建一个元宇宙的应用，那你的整个逻辑数据都可以在IC上来构建，并且Canister提供的技术扩展性是远远大于其他网络的。
高组合性：在IC生态上，Canister的设计让其整个应用可以横向扩容，并且Canister和Canister之间可以互相进行异步通信。如此一来，我构建了一个应用，不只是一个封闭的应用，我可以把我的应用的一些数据开放给其他的应用，这样就可以实现更加开放的应用的生态网络。应用跟应用之间可以互相调用，这样会打破传统Web2封闭式应用的状态。随着整个IC不断地发展，未来在IC生态上的不同应用的可组合性大大加强。
4.3 项目方
针对项目方来讲，整个IC也有三点优势：低成本、高安全、高扩张。
低成本：对项目方来讲，部署项目在IC上，你只需要考虑Canister租用的成本，并且这是实时计算的，你可以提前存储一些Cycle在Canister当中，这样你的Canister用多少扣多少，运维成本大大降低。
高安全：所有应用托管在Canister上面，整个Canister是用整个网络共识来保障安全的去中心化，对应用来讲，它的安全成本会大大降低。
高扩展性：整个应用之间，通过Canister的设计，可以达到应用的可组合性。这样的话，未来应用跟应用之间其实是可以直接交互的，这样就有利于降低很多应用的成本。
五、总结
整个IC的技术栈可以分为三层，包括Web3、区块链、元宇宙。
区块链相当于在底层提供信任的基石，它的共识保证整个网络的公开、透明、公平；往上一层，Web3带来若干新的技术栈，通过这些技术栈让整个应用颗粒度更低、可组合性更高，并且保障用户数据的自主权；两者合力支撑未来构建新一代Metaverse场景。
针对这三个层面，IC分别提供了什么？
在区块链层面，IC提供了最底层的ICP共识协议，另外提供DRB的链上随机数，从而保证整个底层共识的公开、公正、公平。
在Web3技术栈层面，IC提供了Canister，让整个网络可以横向扩容，并且可以并行计算。另外提供了Stable Storage链上存储，将整个网络的计算和存储有效地结合在一起，同时也保证了整个网络的高扩展性。
在Metaverse层，IC上提供了Canister+WASM的超级组合，可以让我们很方便地创建各种应用场景，并且应用之间的可组合性很高。另外也提供了反向gas模型，让用户进入门槛达到最低，不需要再进行购买代币等操作，可以直接进入元宇宙空间体验。
由此可见，整个IC可以成为新一代的元宇宙基础设施，这也是为什么很多人看好IC的一个原因。最后附上主要的社区贡献，以供参考。
Motoko中文文档：https://mixlabs.gitbook.io/dfinitytutorials/yi-kuai-su-ru-men
IC Token 标准：Fungible Token : https://github.com/rocklabs-io/ic-token
Non-Fungible Token: https://github.com/rocklabs-io/ic-nft
更多内容请关注MetaCon元宇宙技术大会官网 https://metacon.51cto.com/
