Marlin：第 0 层可扩展性

之前讲过很多次公链的可扩展性，但更多的是讨论Layer 1和Layer 2的可扩展性，比如sharding、Plasma、ZK-Rollup、Optimistic Rollups、state channels、side chains等. 今天蓝狐笔记重点介绍Layer 0。

复仇（原野上的早晨，梵高）

前面讲过很多次公链的可扩展性，但是更多的时候我们讲的是layer 1和layer 2的可扩展性，比如切片、plasma、ZK rollup、optimal rollup、state channels、side Chain等，今天蓝狐的笔记都集中在layer 0。

通过第 0 层的可扩展性会给以太坊和其他区块链带来什么？

第 0 层和可扩展性

节点是区块链网络的基础。 节点记录交易、参与验证、提出区块、获得奖励等。为了达成共识，这些节点之间需要保持一致性、可用性和通信。 节点之间的通信时间对区块链的可扩展性有重要影响。 第 0 层是在节点之间传输信息的通信层。 信息沟通的构建方式直接关系到达成共识的效率。 达成共识的速度与区块链的可扩展性和安全性有关。 从这个角度来看比特币扩展公钥，layer 0 也有助于区块链的可扩展性。 区块链网络和中心化网络的区别在于区块链网络不需要许可。 需要考虑互联网本身的局限性。

如果是中心化企业，可以通过CDN、SD WAN使用专线，提高网络性能。 对于去中心化网络，这是不现实的。 此外，在当今的加密货币激励体系中，存在挖矿节点之间的竞争。 当一个矿工与其邻居共享一个开采区块时，邻居有动机不进一步扩展该区块，因为它可以获得一些优势。 也就是说，这样的激励机制不仅不能激励部分节点加快传播其已知信息，还可能延缓信息的传播。 这不利于可扩展性和安全性。 那么，有没有可能解决这些问题呢？

马林的第 0 层

马林鱼是马林鱼的一种，据说是世界上游得最快的鱼。 Marlin 是区块链的通信层。 希望在马林的推动下，区块链网络的速度会越来越快，就像马林一样。 Marin希望通过layer 0为区块链可扩展性的发展做出贡献。据说spearfish是最快的鱼，Marlin.pro）为了提高区块链的TPS，从链的角度一般有两种方法：一是增加出块容量，二是缩短出块时间（这里不考虑横向分割）。

如果采用大区块的方式，节点需要花费很长时间来验证接收到的信息，会延迟区块广播的速度； 如果缩短出块时间，提高出块率，就会面临分叉问题，原因之一也是受限于出块传播速度。 为了提高区块生成速度，需要加快区块传播速度。 但是，当前区块的传播速度不利于区块速度的提升。 当人们把比特币的区块大小从1m变成32m甚至2G，或者把出块时间从10分钟左右缩短到更短的时间，确实可以提高可扩展性，但是也带来了更多的问题，比如全链条的衰落节点，无法同步的数据量增加，甚至需要重新组织区块。 一旦区块太大，出块时间太快，网络的一致性或可用性就会出现问题。 其中一个重要原因是由于网络和硬件的物理条件，无法及时验证和广播所有节点。

这是 Marin 试图解决的第 0 层。 寻找现有物理条件下最快的区块传播速度方案，提高可扩展性，缓解第一层公链的通信延迟问题。 在marlin协议的解决方案中，有两个核心，一个是中继网络，一个是经济激励机制。 在marlin网络中，有专门负责中继的节点，称为marlin节点。 在节点之间传递信息可以加快传播速度。 因此，马林内部有大量的中继网络划分。 目前，网络层不利于协议的去中心化。 目前，在一些协议的机制设计中，矿工有权中继自己的区块并接收最新的区块，但很少有权利主动传播其他矿工挖出的区块。 矿工们希望先把石头挖出来。 节点期望其他节点进行广播，但他们搭便车，从而节省了带宽成本。 同时这种机制也导致了中心化，因为最终只有大节点才有动力去转发这些交易。

为了解决自私挖矿等问题，马林整合了经济激励。 只要网络中的节点成功转发信息，就可以获得奖励，从而提高信息的传输速率。 还可以通过引入具有激励机制的网络层来防止垃圾邮件/DDoS 攻击。 除了为公链提供可扩展性，Marlin 还可以为 DeFi 应用提供加速服务。 悉达多是marlin的创始人，也是zilliqa公链项目的前核心开发者之一。 “比如在DeFi领域，Marlin的中继框架可以提供外围接口，这为DeFi交易者提供了低延迟的优势。”。 DAPP早期，在查询infra、alchemy、graph等API时，加载时间往往高达10秒，非常慢。 Marlin 缓存可以将这种延迟减少到大约 250 毫秒，并在 DAPP 中实现类似 Web2.0 的性能。 “所有P2P应用都使用网络层进行通信，这导致任何使用去中心化存储或计算的应用都可以利用marlin的服务。例如，目前使用IPF的应用必须使用中心化的CDN来帮助用户提高性能。marlin的优势在于，它让这些使用filecoin/arweave的应用在没有CDN的情况下也能获得很好的性能，在这方面，marlin类似于Akamais的web2时代。

Marlin扩展0层的方法

marlin解决0层公链可扩展性问题的核心是从中继网络和代币激励机制两个方面进行设计。 1Marlin协议是一种构建中继网络的协议。 遵循协议要求的marlin节点组成中继网络。 除了 Marlin 节点外，还有审计节点以确保中继节点和中继网络满足其性能和 SLA 保证。 marlin 网络的用户可以拥有矿工和全节点。 矿工使用 Marlin 中继网络广播他们的包裹和区块，而所有节点（钱包或商户等）使用 Marlin 网络接收最新的交易和区块。 因此，马林网本质上是一个中继网络市场。

（Marlin网络的主要参与者，marlin.pro） 在上图中，Marlin将参与者分为生产者、接收者、中继和中继集群（中继网络）。 生产者是一组将块引入中继网络的节点。 生产者通常是矿工，他们会尽快广播区块。 生产者对区块的有效性负责，采用无效区块的生产者将受到惩罚。 接收者包括其他矿工、交易所、钱包、区块浏览器或其他希望尽快接收区块的节点。 收件人需要向协议支付订阅费才能成为收件人。

中继是一组节点，将块从生产者中继到接收者。 中继将因尽快传播区块而获得奖励，只有那些参与中继传播区块的节点才有机会赚取利润。 中继集群是由中继组成的一组中继网络。 他们一起负责区块的传播，并因此获得奖励。 另外，如何搭建marlin协议网络？ Marlin网络可分为四个部分：创建、管理、群播和监控。 *马林鱼网络是由许多马林鱼节点创建的。 成为marlin节点需要运行marlin中继节点软件，并保证一定数量的token，下面会介绍。 这些节点需要满足一定的要求，比如良好的网络连接、位置分布靠近终端用户等。成为marlin节点后，节点和中继网络可以向目标用户（如矿工）展示自己的特点、功能和价格及所有节点），包括IP地址、中间带宽、经度、纬度、质押代币对应的公钥等。

矿工和所有节点可以根据需要选择中继网络。 这就形成了一个交易市场。 节点可以创建中继集群，设置允许加入的最大节点数、根据地理位置添加的最大和最小节点数、最小保证节点数、最低配置要求（带宽、CPU核数等）和最低 SLA 要求。 中继网络一旦建立，就会自动出现在马林鱼市场中。 * 管理节点创建中继网络后，需要进行管理，包括节点加入、参数调整、节点退出等。如果节点想加入中继网络，可以邀请或申请加入。 经过多数投票后，可以邀请一个节点参与二级网络。 只要受邀节点在邀请到期前发送和接收邀请交易，受邀节点就可以加入网络。 另一种方式是申请加入。 如果大多数人投赞成票，您就可以加入中继网络。

创建中继网络后，它不是一成不变的。 虽然最初节点遵循原始参数。 但是，随着后续节点的加入，这些节点也会有发言权。 中继网络的参数也可以根据用户的需要和中继网络的竞争环境进行调整。 这些都需要通过治理来改变。 目前，Marilin 网络采用投票的方式来调整参数。 如果几个节点不同意，他们可以选择离开并创建自己的中继网络。 最后，节点在退出中继网络时需要打招呼。 如果一个节点没有打招呼就离开了中继网络，这对中继网络及其用户都是非常有害的。 在 Marlin 的中继网络中，如果一个节点悄悄退出或提前退出，保证的代币会减少。 当一个节点退出中继网络时，它可以发起一个退出语句事务。 如果中继网络找到替代节点，则允许该节点在其声明期结束前退出。 此外，还有一种强制退出模式，如果大多数节点认为该节点行为不当，则该节点将被踢出中继网络。

*分组广播矿工和商家是 Marlin 中继网络的用户。 他们只需要集成 marlinsdk 即可与 Marlin 节点进行交互。 为了提供灵活的服务，Marlin 采用模块化结构。 协议开发者可以编写插件来定义一些功能，并在所有节点上为 Marlin 节点和协议相关的包执行自定义代码。 例如选择不同中继网络的策略，在一定条件下随机选择中继网络，或者硬编码中继网络列表等。当矿工产生一个区块时，可以根据自己的策略将其发送到中继网络。 在这种情况下，您可能会面临支付问题（包括入口节点的区块验证成本），但支付费用会增加额外的延迟。 另一种选择是要求矿工投入代币以减少第一跳的区块验证。 如果是垃圾邮件，可以进行处罚。 Marlin 的中继网络是一个网状网络，其多播路径根据源进行了优化。 它将持续监测不同路径的丢包率、带宽和时延，实现块在短时间内的组播传输。 在接收区块和交易方面，矿工订阅相邻的 Marlin 中继节点以接收新区块和交易的通知。 一旦 marlin 节点收到一个新块，它就会将哈希值发送给所有订阅者。 接收新区块和交易的用户只需支付少量费用。

同时，为了避免额外的延迟，节点可以直接推送给白名单矿工，然后支付。 *监控Marlin协议需要全面了解节点的性能，为后续的奖惩提供依据。 监控操作主要由审计节点来实现。 这些审计节点首先是匿名的，看起来像普通矿工或所有节点。 审计网络独立于中继网络。 为了确定特定节点是否表现良好，审计节点将通过谢林点机制进行投票，以确认这些节点是否已履行其 SLA 义务。

如果某个节点不符合要求，则其质押的代币将减少。 一般来说，marlin 的中继网络是由一组可用的 marlin 节点组成的。 创建后，网络需要顺利管理比特币扩展公钥，以免影响中继网络的竞争力。 矿工或所有节点订阅中继网络，并根据需要随机选择中继网络广播其区块和交易，以保证区块和交易在最短时间内广播给其他用户。 最后，为保证中继网络持续良好运行，需要通过监控机制对不符合要求的节点进行惩罚，构建良好的中继网络。 2 代币激励机制：Marin网络原生代币为池塘，100万个池塘为mpond。 一共有100亿个池塘令牌，也就是1亿元人民币。 Marlin 的原生代币是 Marlin 网络持续运行的关键。 它的代币有多种用途，例如价值媒介、治理、质押等。

（Marin的代币流转，Marin.pro）首先，池子可以用来支付代价，刺激中继节点，也可以用来抑制节点作恶。 如上所述，当前区块链网络中的节点在某些情况下并不主动转发交易和区块。 Marlin的代币机制试图解决这个问题，试图激励节点转发交易和区块，鼓励节点不断提升性能，尽快转发数据包； 试图减少节点在传播路径中创建 Sybil 身份的动机。 中继节点的成本分摊机制需要满足以下要求：反隔离和维护秩序。

为了解决这个问题，交易和区块需要包含一个附加到原始内容主体的见证。 一种是签名链接：在传播路径中，每个转发其内容的节点附加一个公钥并用私钥对其主体进行签名。 此外，还有一个密钥列表，节点在其中附加新创建的密钥对 lt;kpub,kprivgt; 给见证人并签署见证人。 始终转发数据包符合节点的利益。 一般来说，marlin建立的激励机制用于激励节点转发数据包，激励节点具有更高的性能。 同时，系统能否抵抗Sybil攻击，广播成本是否低，还要看市场竞争情况。 如果市场经济不激烈，节点往往会设置高费率并在增加收入份额的道路上创建 Sybil 身份。 如果市场存在竞争，下游节点可以选择。 在这种机制中，节点倾向于提高性能并与其他节点竞争，而尝试创建 Sybil 身份的机会窗口并不多。 在 Marlin 网络中，它不采用成本分摊结构，而是由市场参与者决定。 使用市场方法来确定成本允许参与者评估风险和回报的价值。 此外，采用市场决策还考虑了服务差异化等因素。

中继节点可以获得两部分成本：一部分是中继信息的成本效益，可以覆盖带宽和基础硬件的成本。 根据完成的工作量，中继收到一定比例的费用，该费用来自接收者的订阅费。 第二部分是网络激励费。 这部分奖励主要用于激励早期接力参与者。 随着网络使用量的增加，他们的奖励价值将逐渐降低，因为他们可以从中继信息的服务费中赚取大部分收入。 审计节点是确保节点保持一定性能的重要角色。 审计节点之所以愿意参与审计，最重要的原因是审计节点可以获得收益。 在 marlin 协议中有一个审计奖励池。 Marlin 节点会定期支付审计费，可以作为会员费或维护费。 当节点存入或提取质押代币时，部分代币作为费用进入奖励池，可作为入场费或出场费。 此外，如果有名义上的降价，这些罚款也将进入奖励池。 这也使审计节点有动力去寻找那些不符合要求的节点。 对于区块链生产者来说，他们通常是矿工，他们自然需要在没有任何激励的情况下尽快广播他们的区块。 但是，如果恶意生产者实施垃圾邮件攻击，他们质押的代币将会减少。 因此，联营券也具有惩罚作用。 其次，池代币可以用作抵押品以符合中继节点的资格。 在早期的 Marlin 网络中，必须保证一百万个池塘（one mpond）成为一个节点，然后他们才能赚取那个节点的成本。 如果中继网络节点未能在指定时间内发送区块和交易，则其抵押品将被减少。 去中心化网络的审计员将监控中继网络的合规性。 此外，矿池代币持有者可以将他们的代币委托给中继节点。 质押的券可以获得池子的代币收益。 如果有多个早期参与节点，会锁住大量池子代币，因为每个节点需要保证1mpond代币。 根据令牌总数，理论上初始中继节点的最大数量不会超过10,000。 第三，池塘也是治理的象征。 在 marlin 网络中，只有 mpond 代币的持有者才能发起提案和投票。 最后，池塘可用于促进生态启动。 矿池代币在 marlin 网络的早期也发挥了重要作用。 Marlin 有一个 flowmint 计划，为第 1 层平台社区的利益相关者提供激励。 其中包括带宽挖矿、Tier 1 代币持有者、安装了 Marlin 网关的验证者和委托人等，通过这些可以让更多生态系统中的人参与到早期阶段。

常规层 0

综上所述，Marlin 之所以有机会提升公共链路的可扩展性，核心原因在于构建优化的中继网络体系。 在这个中继网络系统中，中继者愿意在最短的时间内将生产者的区块和交易广播给接收者，同时获得相应的成本收益。 在这个中继网络系统中，其代币机制对维持整个中继网络市场的持续运行起着重要的作用。 Marlin 的中继网络不服务于特定的区块链。 它具有模块化设计，可用于各种区块链网络。

像 Marlin 这样的 Layer 0 可以帮助找到像 Ethereum、Boca、cosmos 和 Solana 这样的公链更好的可扩展性。 即使存在各种 Layer 1 和 Layer 2 孤岛，Marin 仍有机会受益于整个区块链行业的增长。 整个区块链的发展，不仅要在第一层和第二层寻求可扩展性，还要在第0层寻求可扩展性。 随着Layer 0、Layer 1和Layer 2的不断优化，未来公链的可扩展性有机会达到一个新的高度。