LIBRA:BUMO技术观点：支撑几十亿用户的Libra技术到底是什么样的

6月18日，Facebook正式发布了其加密数字货币项目Libra的白皮书，引发了业界广泛关注和讨论。BUMO公链技术负责人赵正涌从开放性、数据模型、共识算法、智能合约、开发语言、Token、Gas、激励机制、加密算法、隐私保护技术、多链分片技术、性能表现邓多个维度，对Libra目前已公布其白皮书、官网及测试网进行了分析。

开放性：

Libra当前为许可链，并且计划五年内开始转向非许可链。目前只有授权的机构才可以接入链，设计中的两点可以体现出其许可特性：首先在网络层面，TCP负责可靠传输、Gossip协议用于Peer发现、Noise组件用于身份验证和端到端的加密，只有符合条件的成员才能加入内部验证网络;其次，共识算法为libraBFT，一种拜占庭容错协议，大多数许可链用到的共识算法，它区别于POS可以通过代币权益竞争出块权利、以及POW可以通过算力竞争出块权利，Libra的出块权利只归已授权的机构。BUMO的底层技术BUChain通过配置也可以支持许可链的应用，网络层面BUChain是基于成熟的PKI体系，使用数字证书加密连接及对Peer的网络连接进行访问控制，BUChain的BFT共识协议已经稳定运行多年。

币安将上线BURGER/ETH、PEOPLE/ETH、UNFI/ETH交易对:7月14日消息，据官方公告，币安将于北京时间7月15日18:00上线BURGER/ETH、PEOPLE/ETH、UNFI/ETH交易对。[2022/7/14 2:12:44]

数据模型：

不同于BTC的UTXO模型，其采用了基于账户的数据模型。作为要承载几十亿人使用的区块链，这是明智的选择，因为基于账户的区块链可编程性强、学习成本低、与传统业务设计相近。其核心有两个概念：交易和状态，并无明确提到区块的概念，状态存储在其“版本化数据库”中，版本化数据库允许验证者在最新版本处针对分类帐状态执行事务，及响应当前版本及历史版本的客户查询，保存历史版本必然会导致数据急剧膨胀，存储成本增大，会面临大多数区块链遇到的问题：归档和全节点数量的降低，不过其当前有限的几个机构都很有财力，成本增加不是太大的问题。BUMO的设计中也有版本化的概念，账户可以版本化存储，不过是为了应对账户高并发的访问，是一种乐观锁的设计。

Bannockburn Global Forex总经理Chandler：仍然看空黄金:Chandler表示，目前市场预计美联储可能在明年下半年加息，比此前预期的要早。当前仍然看空黄金。这次大幅反弹令人感到意外，但它已从200日移动均线和1800美元水平回落。周末前美国国债利率攀升引发的抛售抵消了看涨情绪。若黄金跌破1760美元附近的区域，或将下探近期低点1745-1750美元区间。 （金十）[2021/10/17 20:35:17]

共识算法：

Libra的共识算法为libraBFT，一种基于HotStuff改进的算法，属于BFT拜占庭容错算法。为了安全性考虑，经过三轮共识后，第一个区块才会真正提交并执行。此算法特点：基于消息传递、三阶段提交、容错能力为(N-1)/3，Libra选择HotStuff的理由更多的是从工程实现考虑：模块化、与交易执行模块集成容易、性能尚可。但是HotStuff本身只是一种BFT算法，并不是为区块链开发，Libra对其做了4个改进：1，修复可能导致确定性的bugs(确定性是区块链的关键特性，是保证所有节点运算结果一致的重要前提);2，设计一种不依赖同步时钟的超时机制，只依赖大多数验证节点切换到下一轮共识的机制;3，“打算”设计一种不可预测的Leader选举机制;4，设计聚合签名以隐匿验证者节点。

以太坊2.0客户端Nimbus发布v1.4.0版本:以太坊2.0客户端Nimbus发布v1.4.0版本，改进了证明有效性、CPU使用率、RPC APIs，以及为重构的验证节点客户端做准备。[2021/6/23 0:00:22]

除以上4点，BUMO的共识算法为提高可用性，设计的另外几点：1，用智能合约管理验证节点：把验证节点的管理逻辑分离出来用智能合约实现，这样可以复用合约状态机功能。2，在共识算法的不同阶段针对不同的节点总数，优化了法定集合数量。3，切换共识实例时，优化了消息结构提高数据传输效率。

智能合约：

Calibra团队创新性的开发了MoveVM智能合约引擎，其编程语言是Move，编译器为MoveIRCompiler，可以将Move语言编译字节码。Move语言强调的特性是安全，采用的是静态类型系统，很多编程低级错误都可以在编译的时候发现，而不是拖到运行期才爆出bug。除了常规的布尔类型、64位无符号整型、256位的地址等常规类型，Move还创新性的定义了“资源”类型，不同于一般类型的值，一般类型的值是可以复制的，而”资源“不可复制或丢失，特别适用于定义数字资产，比如在Move合约中，Token总量为10个，无论合约逻辑出现什么漏洞，都可以保证在任何时刻所有账户的Token总量永远为10，该特性避免凭空造币或者丢币的问题。在BUChain中也有类似做法，在BU智能合约中如果要操作资产，可以调用原生发行或转移资产接口。由于Move语言是一个全新的语言，还需要较长时间才能成熟可用，目前测试网没有开放Move合约。

BUSD 3月审计报告：BUSD抵押在银行的美元资产余额约为1.88亿美元:美国知名会计事务所Withum发布了2020年3月份BUSD抵押的美元银行账户的审计报告。报告显示，截止2020年3月31日下午5:00，BUSD抵押在银行的美元资产余额为187,790,574.09（约1.88亿）美元。以太坊链上数据显示，当前BUSD的总供应量为187,790,574.09（约1.88亿）个。报告数据表明，BUSD储备在银行的美元余额与BUSD的代币数量一致，每1个BUSD被分配1美元赎回价值，严格按1：1比例锚定美元。[2020/4/12]

开发语言：

底层代码用Rust语言编写，Rust语言可为Libra程序带来更多的安全性。智能合约用Move语言编写，Move是libra自创的语言，用户可以用该语言写出更安全的智能合约。

Token：

动态 | Tech Bureau发布ICO集成平台COMSA CORE:9月30日，ZAIF原母公司Tech Bureau发布ICO集成平台COMSA CORE。据悉，COMSA CORE允许在不同的区块链之间进行代币切换。（crypto.watch）[2019/9/30]

Libra的Token名为LibraCoin，总量无上限，依据一篮子货币量而发行，只有被授权的机构才可以发行，与其他大多数公链的Token逻辑差别很大，大多数公链的Token都是固定的总量，并且Token的产生逻辑是固化在程序中，不会轻易改变，除非硬分叉。LibraCoin除了可以当稳定币用于支付，还可以作为交易上链的燃料，防止DOS攻击。

Gas：

LibraCoin可以当做交易上链的燃料，用户可配置两个参数：Gasprice,单位为microlibra/gas，用户愿意为交易上链所支付的Gas单价;Maximumgasamount，要上链的交易被允许消耗最大的Gas值。当交易出现拥塞时，系统会按照GasPrice排序，GasPrice较高的交易优先被打包。

激励机制：

在链上无代币激励，这也是大多数许可链的做法，但是有法定的储备货币的利息收入。

加密算法：

Libra使用的杂凑算法为SHA-3第三代安全杂凑算法，之前名为Keccak，NIST对Keccak的评价是:具有良好的安全性和实现性能，特别是与SHA2不同的设计方式，可避免已有的攻击方式，而且能够提供SHA2不具备的一些性能。Libra使用的签名算法为ED25519，一种椭圆曲线加密算法，特点是性能极高、签名过程中不依赖随机数生成器、不依赖hash函数的防碰撞性。注重商用的区块链项目Ripple和BUMO都使用到该签名算法。Libra使用的密钥交换算法为X25519。

隐私保护技术

暂无明确规划。Libra会在考虑实用性、可扩展性和可监管的同时，继续评估增强区块链隐私的新技术。

多链分片技术：

暂无明确规划。为提高区块链的性能，Libra会考虑到多链分片等技术。

性能表现：

Libra并没有做实际性能测试，通过并行化、分片及分布式数据库技术，其预估，假如每笔交易大小为5KB，带宽为40Mbps，可并行验证交易签名，预计性能在1000TPS左右，交易确认时间10秒左右。假如每个账户4K，16TBSSD存储介质可存储40亿个账户。而BUMO通过改进关键算法及优化共识协议，节点数量为100个，在局域网的环境下可测出3000TPS的交易速度，如果使用Orbits多链技术，则可随着链的个数增加，线性提高TPS至几万到几十万，可见Libra的1000TPS的目标还是比较现实的，能满足其初步需求。

总结：

从细节可看到Libra虽无过多创新，但是技术选型都是深思熟虑过的。总体来说目前还处于初级阶段，要想为几十亿人服务，还有较长的路要走，尤其是在系统容量、稳定性、合约安全性方面需要投入大量资源去验证与改进。

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