HPB（芯链）公链评测：走了一条不寻常的道路

引子

那是个酷热至极的夏天，杭州的天气预报显示连续好几天的温度已达40度。当然比起天气的火热，佣兵感受得更多的是加密货币世界的火热。

2017年8月，加密货币市场的投资者见面都不会问资产赚了百分之几，而是直接问翻了几倍还是几十倍。当时可能连比特币到底是什么都讲不清楚的我，也是市场的投机者之一。在1CO火热的那个阶段，我每天都能在微信群里看到几个甚至几十个新项目出来做1CO，当时韭菜们很难分辨到底哪个项目是靠谱的，因为反正只要上了交易所，基本就是没有亏的。当时的我，就看到了HPB这个项目的1CO和它的创始人汪晓明。我对HPB印象非常深刻，因为在那个项目满天飞的年代，HPB却是唯一一个号称从硬件端结合区块链来做的项目。当时，基本不具备区块链认知的我，对这种冒出的新噱头十分不感冒。因为大学阶段嵌入式技术出身的我，深知硬件设计的难，所以要从硬件端改造区块链世界，我认为肯定是在蹭热度的项目。

但是，当时很清晰得了解到，HPB创始人汪晓明不仅是区块链资深的行家，还是一位技术大咖。其ID「蓝莲花」在技术社区属于顶尖大咖位置，所以当他宣布要结合硬件来改造区块链世界时，舆论也确实都在看好。所以，我印象在媒体看到「蓝莲花」在国外发布HPB项目并进行1CO时，台下的观众都把发布会围得水泄不通，可见确实人气很旺。

直到2017年9月4日，中国七部委发布了《关于防范代币发行融资风险的公告》，在中国境内叫停包括1CO在内的所有代币发行融资活动，清理整顿1CO平台并组织清退1CO代币。这时，市场冷下来了，许多刚发布1CO计划的项目方，只能选择退币来遵守政府法规，HPB也不例外，也按照了规章发布了退币计划。但是在那漫长的熊市里（其实也就2个月时间，最近才是熊市大周期），我听到最好的观点就是：熊市才是最好显现项目方价值的时候，因为往往潮水褪去，你才知道到底谁在裸泳。牛市项目方吹的牛，却令投资者难以判断。

时至今日，外面寒风阵阵，杭州的天气几近迫近零度，在上上周也刚下了寒冬的一场雪。而行情呢，总爱和天气呼应，加密货币市场也跌至寒冬时节，让许多投资者学会了敬畏市场。在这漫长的熊市里，投资的情绪逐渐冷静后，技术出生的我开始学习了区块链的基础知识，并在输出价值时不断提高自身的认知。

时间确实见证了许多项目方的成长，也让许多圈快钱的项目方选择不作为而离开了市场。94当年看到的项目，许多已经在这寒冬里消声灭迹，剩余的项目自然是那些真正推动行业发展的项目方。这里面自然包括HPB（芯链），一个扎实地推动区块链技术、推动区块链商业项目落地的公链项目。

再见HPB（芯链），已然发展成为一个初具规模的创新性高性能公链平台，而我也终于看懂了其中的价值。

HPB（芯链）的独特魅力

采用POW的比特币，让世人见证了记账和发行货币这个事，完全可以在一个人人参与见证的环境里完成，而无需再依赖贪婪的中心化机构（银行和政府）。这种启发式的、分布式见证、数据不可篡改的思维，散发出更为理想的社会状态。导致在商业机构和技术社区中，许多人开始尝试想要将这个不可篡改的数据库技术应用到社会的各种场景里，发挥独特的魅力。这时候，将比特币底层的区块链技术抽离出来，并结合智能化的编程，为这项项目方搭建一个通用性的区块链计算平台成为了刚需。

以太坊的出现被誉为「第一台世界性的区块链计算机」，底层采用了类似比特币的区块链技术，确保了以太坊上的数据都是不可篡改的。而在这个计算机平台上，不仅有矿工通过矿机提供的硬件平台，还有以太坊虚拟机提供的图灵完备编程环境，让开发DAPP成为了可能性。从此，区块链进入了DAPP生态繁荣的时代。

但是在与现实生活结合过程中，许多DAPP开发发现了以太坊上的性能问题，也就是所谓的TPS（每秒能处理多少条数据）。其中以太坊上15~40TPS的吞吐量，对比目前互联网APP几万~几十万的TPS，让许多商业落地的DAPP难以落地起效。因此，高性能区块链计算平台成为了下一阶段的公链技术突破难题。

2018年公链爆发以来，以EOS为首的DPOS共识算法、NEO的DBFT共识甚至前几天我调研的POR共识算法，都是下足功夫在「软件」层面下足了功夫。但是，公链作为未来的世界性计算机，其软件设施优化加速了，那硬件难道不需要进行提速么？汪晓明作为资深的技术大咖，不仅看到了共识机制的问题，也看到了硬件技术的瓶颈，从而提出了一个「全新的区块链软硬件体系架构」，利用高性能计算平台HPB为区块链提供一个高TPS和低延迟的公链平台。

打个不太恰当的比方，比如今天你在使用着最新版的操作系统Window10，但电脑硬件却是一台奔腾868，相信优化再快的操作系统在上面跑，计算机在运行复杂软件时依然是卡得严重。但如果利用性能更好的硬件和操作系统，那必然会让计算性能达到更优化。这就是目前HPB在探索的创新之路。

芯链专用硬件——BOE

BOE加速引擎

不同于其他公链优化方案，芯链提出了一套针对针对区块链计算进行定制化升级的方案，称之为BOE加速引擎（区块链卸载引擎）。

我们深知在区块链上，每时每刻都会发生着交易数据。而参与维护这个网络的矿机，都需要在每个区块产生周期内，把交易数据同步到整个网络的每一台矿机上，并参与验证后将真实可靠的数据上链。因此，在数据同步过程中，将数据发送到每台电脑节点（交易广播）、确定交易有效（交易验证）、获得记账权的节点广播将一个打包好的区块告诉其他人（区块广播）、将区块上链（区块生成）等，都会涉及到数据连接和传输的问题。

以前这些传输行为，在原有的硬件架构上，只能传输了一条交易数据，才能继续接受第二条，这种串行的传输方式，当网络交易数据增加、网络节点增多时，那么这个传输过程会变得十分缓慢。

因此，HPB提出了利用BOE技术，结合CPU串行能力和FPGA/ASIC芯片的并行处理能力，自行设计了一套BOE硬件，让网络传输的交易数据不再像以往那样，在传输数据时排长队。打个比方，在其他公链项目上，每台硬件设备在传输数据时，只有一条道路来流通，但在BOE引擎上，则是一条八通道（甚至不止这样的提升）的道路，那么通行的数据速度必然大大提升。

BOE内嵌其余加速硬件

1.签名器加速

在区块链网络中，每一笔交易都需要签名和签名验证。签名和签名验证对应的是加密和解密的过程，是一项非常复杂的数学运算。目前公链上的处理方式都利用纯软件进行计算，只能达到每秒上千次。当未来需要面对每秒百万级交易时，难以达到需求。BOE内嵌的ECDSA模块，则是利用硬件进行计算的模块，分担了CPU的计算资源，大幅提高签名验证速度。

2.数据分片广播处理
BOE加速引擎采用的区块数据分片广播处理技术，能让高TPS处理数据时，让区块能第一时间让参与节点都获知，从而进行下一区块处理，减少无谓的运算资源浪费。

性能总结

综合了以上技术的BOE加速引擎，可实现大并发的连接。通过对特定的数据流通进行加速处理后，BOE加速引擎在网络传输层面上，是通用计算平台节点的处理性能的100倍以上。

创新点的共识算法

在HPB网络中，除了对硬件进行了必要的优化外，为了达到高速的性能目标，采用的还是双层选举机制，即外层选举和内层选举。

外层选举

外层选举是利用节点以往的参与区块的贡献程度，从而选举出一批高贡献值节点。

其中在评定指标时采用的一下四个指标进行计算：

（1）是否配有BOE硬件引擎

（2）网络宽带贡献度

（3）信誉值评估

（4）持有通证的时间

从这个评估体系来看，外层的选举评估是比较科学的，通过持有代币时间和节点信誉值，能评估出节点的忠诚度和记账贡献程度。而作为一个十分重视网络吞吐量的网络，通过宽带贡献度能明显了解网络贡献程度。从这个体系中，能让以往对网络贡献大的节点浮现，让网络趋向健康发展。

内层选举

内层是建立在外层选举的基础上，让通过外层选举的高贡献节点在每个投票周期开始之后，让高贡献节点通过硬件BOE分别进行计算后，提交自己计算好的区块信息，并打上Commitn的标志。

在统计阶段，即投票介绍后，投票池会收到每个高贡献节点提交的commit，并在最后的计算阶段，按照固定的权重算法迅速计算出每个节点在该区块的生成优先级，从而让优先级最高的节点获得记账权。

在确定最后的记账节点后，剩下的节点则按照VRF函数对区块前面进行校验，确保了区块的可靠性，并保证高贡献节点的不可预测性和隐私性。

共识算法总结

其实HPB也是采取了类似EOS的DPOS共识算法的双层治理制度，从参与节点中选举出可靠的节点来负责区块的生成和验证。但是不同于DPOS中大众人为选举超级节点的方法，HPB采取了更为可靠的机器治理的方法。

在选举高贡献节点的外层选举时，参考的指标是所有对系统有利的处理指标，比如网络宽带、计算能力、以往记账能力等。通过这些机器指标获得高贡献节点，表明这些节点以往对系统做出良好的维护。而内层选举时，仍然不是让高贡献节点们人为投票，纯靠机器和算法决定，并隐匿了节点的地址，说明了高贡献节点无法通过抱团来作恶，确保了区块的安全性。

公链生态

评估一个世界性计算平台的好坏，我们往往需要观察在这个平台上的APP建设程度。比如大家熟知的苹果手机，其完美的商业形态，不仅建设在优良的手机硬件和操作系统IOS上，还需要上层的APP生态良好。评估公链系统亦是如此。

HPB在建设其公链平台时，为DAPP方提供了一个高性能的软硬件平台，并且也逐步推进的其商业生态落地。

在HPB的「生态」一栏，我们可以看到这个高性能平台也在为许多项目方提供服务。

DAPP

在DAPP一栏，我们可以看到利用HPB的DAPP涵盖了金融、游戏、社交、预测、数据等领域。

交易所方面

我们可以看到，HPB在市场流通性也非常不错，已经获得主流的OKEX、Kucoin、bibox等交易所的交易支持。

合作伙伴

合作伙伴表明机构认可度，所以未来合作伙伴将基于HPB开展更丰富、更有利的合作活动。HPB的合作伙伴较多，不乏有清华大学、上海交通大学这样的知名高校学府，还有星云链、NEO、BTS等著名的区块链项目，以及银联智惠、世界银行、OK资本等金融机构。

HPB浏览器

通过HPB的浏览器，我们可以清晰地了解HPB上运行的所有状况，并能透明地了解系统运行状态。

而点击浏览器跳转，我们清晰的看到目前区块高度已经高达120万余个，并且每个区块平均出块时间达到12秒。虽然比EOS稍慢，但完全已经达到一定的商业规模落地，因为这样的速度已经可达到秒速确认了。

总结

发展一年多的HPB，并没有被市场行情所干扰，而是稳打稳扎地推进其公链的建设程度，确保HPB达到设定的技术路线。可以说，熊市是一个非常好的检验剂，当洗去浮华时，我们才能更好地看到了真实的项目价值。

结合硬件优化来提升区块链的处理性能，这是一件非常难的事，因为区块链硬件的专业设计人才非常稀缺。显然，作为技术大牛带队的HPB，却迎难而上，并且最终实现了开源的BOE加速引擎，证明了其技术实力的非凡。采用双层选举共识算法，可以明显感受到技术人对共识算法优化的谨慎态度，通过合理、安全、靠谱的机器规则，不仅极高提升了节点共识速度，还很好地防止了节点抱团作恶。正是这样的软硬结合，缔造了HPB高性能处理平台，也可以通过生态的建设见识HPB确实实力非凡，深受市场热爱。

当然，未来的公链竞争之路还是非常漫长，不仅有一众的高性能公链平台在竞争，更有开发者、合作机构等流量之争。相信独辟蹊径的芯链，能为中国在世界的公链技术舞台上取得一个舞台。