在分析这三个项目之前，也许需要简单普及下分片到底是个啥？

分片在互联网领域早已有之，一般称之为数据库分片（database sharding）。它指的是将单个数据库中的数据，通过某种策略分摊到多个表结构与其相同的其他数据库中，这样每个数据库中的数据量就会相对减少很多，并且可以部署在不同服务器上，理论上能够实现数据库的无限横向拓展。

在区块链领域，道理也是相似的。分片指的是将区块链网络中的任务分摊给不同的节点进行处理的一种水平扩容方式。在这样的网络中并不是所有的节点共同参与一笔记账，而是有很多个小组，每个小组单独记账，通过这种并行处理的方式来提升整个网络的性能。

Part

1Harmony

Harmony 是什么？

Harmony 是一个基于状态分片和 PoS 的高性能公链项目，它的分片架构由一条信标链和多条分片链组成，信标链提供包括去中心化的随机数，分片链 Header 的验证，接受验证节点的权益抵押等服务。

在共识算法方面，Harmony 在每个分片内部使用 FBFT 达成共识，FBFT 是 PBFT 深度优化的共识，通过 BLS 多重签名，使传统的 PBFT 的效率提升了一个数量级，通过这种方式在分片内快速达成共识。下方是 FBFT 的示意图：

Harmony 怎么保证分片系统的安全性？

在分片公链中，可能 1% 攻击即可进行双花。因为网络分片后，全网算力和抵押代币数量都被分割了，每个分片只有网络的 N 分之一，如果有 100 个分片，在没有特殊安全协议的设计的情况下，利用全网 1% 的算力或权益就可以控制一个分片，进行双花，甚至凭空创造新币。

Harmony 采用了 EPoS(Effective Proof-of-Stake)的有效抵押机制和安全的随机分片技术(Random Sharding)，靠协议的规定把大户抵押的代币打散成许多细小的部分，并随机分配到多个分片里，这样任何人就无法把他抵押的代币集中到单一分片内，从而无法攻击单一分片。

以下是随机分配权益的示意图：

上图中红色是攻击者，他的代币被随机分配到了多个分片，这样就没法在任何一个分片内得到主动权。

EPoS 不仅有效解决了抵押 Stake 中心化的问题，同时支持抵押复利和抵押委托。在 Harmony 的网络中，抵押者并非按照实际抵押量来获得奖励，而是按照”有效抵押“获得奖励。

有效抵押，简单来说就是取用户抵押数量的中位数，所有抵押的代币数量都在这个中位数上下 15% 的数值之内。

举个极端的例子好了，假设现在有 5 个节点，抵押 ONE 数量分别为 1, 10, 100, 200, 1000。这里的中位数就是 100，那其他节点的”有效抵押“分别为 85, 85, 100, 115, 115。

在 DRG 中，VRF 保证了结果的随机性，VDF 保证了结果的不可干扰性。Harmony 已经利用BLS12-381 椭圆曲线实现了 VRF 的功能，并完成了第一个用Go语言实现的VDF可验延迟函数（https://github.com/harmony-one/vdf）。

VDF 的作用可以简单理解为，是防止最后一个节点在看到前面的随机数之后，自己快速计算一个有利于自己的随机数来左右最终结果。而通过 VDF 可以延迟计算和公布前面的随机数，从而让最后的节点无法在最后修改有利于自己的结果。关于 VDF 更详细的介绍可以查看这篇文章：《一文搞懂可验证延迟函数 VDF》

具体来说，Near 将区块分为一个个物理组成块，因为每一个区块都包含这些物理组成块，经过对多个区块的验证，物理组成块均相同的时候就可以验证这些区块是正确的。每个区块逻辑上包含所有分片的所有交易，并切分分片的状态，验证者只负责验证交易所针对分片相对应的状态即可。

项目主网上线时计划是 8 个分片，24 个区块/块生产者以及 800 个验证人。这意味着每一个区块切分成 8 份，然后需要 800 个验证人负责验证 24 个区块确认每一个物理组成块不出问题，相应的 NEAR 的区块间隔也就会更低。

Near 采用了什么共识机制？

Near 采用了独创的称之为 Doomslug 的共识机制，该共识机制允许一组区块生产者只需要一轮通信就可以创建区块，从而使得每个区块都不可逆。而且即使有 50% 的区块生产者不在线，也依然可以完成。

同时他们还推出了一种类似 Casper 的最终确定性工具，称之为 Nightshade Finality Gadget（夜影确定性小工具），它可以保证区块在不超过 1/3 恶意攻击者的情况下会被最终确定，进而增强了网络安全性。

Near 如何保证分片的安全性？

为了不暴露特定分片的验证人，Near 通过 VRF 对验证人进行随机分配，隐藏验证人分配到分片的信息。这样节点只知道验证人的存在，却并不知道每个验证人所对应的分片是哪个。

而且，这些隐藏的验证人是对块进行签名，而不是具体的段，这样也会隐藏验证人具体是验证了哪个分片。

Elrond 采用 SPoS 共识机制，他们参考了 Algorand 随机选择机制，并进行了改进。Elrond 通过随机选择共识组，与抵押和评级这些维度相结合的方式来达成共识，它与传统 PoS 不同的是，加入了对每个参与打包节点进行评级这个维度，以及共识组内通过 pBFT 进行签名确认。

Elrond 如何跨分片通信？

Elrond 执行跨分片通信的策略是使用异步模型。Elrond 的每个块结构由一个区块头表示，它包含块随机数、轮次、提议节点、验证节点时间戳等信息，以及包含交易信息的微块（Miniblock），每个微块都包含所有事务。

在这个网络中，交易的验证和执行会先在发送方的分片中完成，然后在元链中进行公证并提供执行证明，之后再到接收方的分片中完成并更新余额等。在这个过程中的处理单元就是微块。

于是我做了一张简单的技术对比图。把比较知名的几个做分片公链的项目做了一个汇总，其中参考了 Harmony 币安的研究报告，以及部分内容联系官方做了确认。

不过 Harmony 代币分配感觉并不是很合理，关于协议进展和生态建设部分让人摸不着头脑。

根据团队公开的代币解锁信息（http://dwz.date/dxf），2020 年还有两次种子轮的解锁，约 14 亿枚。加上协议进展和生态建设以及团队的代币，到今年底预计流通量达到 70% 左右。

目前 Harmony 的 Staking 好像并没有开始，他们计划在 Q1 开放抵押，预计年化收益率在 10% 左右。如果 Staking 将流通量控住在更小的范围，加之主网之后 Dapp 的发展，也许还会有不错的表现，当然也要看团队的决策和资金了。

NEAR 是以传统形式进行的融资，投资方包括 MultiCoin Capital、Coinbase、Electric Capital、MetaStable、百度风投、SVAngel 等，共融资 1210 万美元。

目前 Near 还未登陆任何交易所，预计 Q1 启动主网并登陆交易所。关于代币分配和解锁以及私募价格等信息官方暂时没有公布。

最近看到 Near 来国内做了几场线下活动，效果还不错，不过来国内的时间貌似选的并不太好，年底国内的环境和市场并不好，并且没有大的利好，很难刺激大家的神经。期待春节后的动作吧。

Elrond 总发行量 200 亿枚，目前流通量大约 100 亿枚，据 Coingecko 数据 Elrond 市值排在 149 名，竟然和 Harmony 排名相差很少。

Elrond 相对来说估值低很多，私募出售了 19% 的额度融了 190 万美元，投资者包括 Binance Labs、Electric Capital、NGC、Maven 11、Woodstock Capita。后来 Elrond 在币安进行了 IEO，出售了 25% 的额度融资 325 万美金。

相比来说，Elrond 融资应该是最少的，而在官网上看到他们团队有 20 多人，成本还是很高的，资金看上去也并不充裕，不知道他们是否有再融资的计划。

目前项目方都不太容易，如果真的有突破和价值，削减成本保证开发，未来可期。

最后，感谢大家的阅读，为了写这篇文章看了很多资料。可能还有很多点未能详尽介绍和分析，以后有机会我们再慢慢聊~

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参考资料：

https://info.binance.com/

https://elrond.com/

https://www.odaily.com/

http://www.mimajike.com/

https://ethfans.org/

https://bihu.com/

https://www.chainnews.com/

http://near.ai/doomslug

https://github.com/

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