正如九十年代的撥號上網無法支援 4K 影片直播，擴充套件性不足正嚴重製約著當今區塊鏈技術的應用落地。現有效率低下是因為每個計算操作都需要經過絕大多數節點的重複處理從而達到鏈上共識，而這恰恰違背了設計高效能可擴充套件分散式系統的最基本原理。除此之外，鏈上共識也缺乏對隱私的保護，因為所有節點的全部歷史交易記錄都對外可見。雖然共識演算法自身也在不斷地改進發展，但其無法擺脫鏈上共識根本上的侷限性。
鏈下擴容技術允許相互不信任的主體之間在鏈下而非鏈上進行智慧合約互動。參與方共同維護並各自複製一個多簽名無法篡改的鏈下狀態機，僅在絕對有必要（如多方無法達成一致）時才會訴諸於鏈上共識。鏈下擴容是在保障區塊鏈無需信任與去中心特性的同時實現能夠橫向擴充套件且保護隱私的分散式應用（dApp）的唯一方式。它是區塊鏈技術大規模普及落地的轉折點，並將成為所有可擴充套件 dApp 的引擎與基石。Celer Network 是一個可達網際網路規模、無需信任且保護隱私的區塊鏈平臺，能夠讓所有人在該平臺上快捷地開發、執行與使用可高度擴充套件的分散式應用。它並不是一個獨立的區塊鏈，而是一個可以廣泛執行在現有和未來區塊鏈之上的網路系統。Celer 以其在鏈下擴容技術和加密經濟學上的創新為區塊鏈平臺提供了前所未有的高效能和靈活性。Celer Network 採用了具有清晰抽象的分層架構，使該平臺每個單獨部分都能夠快速迭代，包括：⚫ 能夠支援任意鏈下狀態快速轉換的廣義狀態通道與側鏈元件。⚫ 具有最優證明可提供數十倍於當今最先進鏈下支付方案之速度的價值傳輸路由演算法。⚫ 功能強大且易用的鏈下應用開發框架與執行環境。⚫ 與能夠為鏈下生態提供網路效應、穩定的流動資金和高度安全可用性的新型加密經濟模型。Celer 技術棧 作為一個可以建立在現有或未來區塊鏈上的全面綜合的平臺，Celer Network 包含一個清晰的分層架構，將複雜的鏈下平臺分離為各個層級模組。這種架構大大降低了系統設計、開發和維護的複雜性，以便每個元件都可以輕鬆迭代並適應變化。一個設計良好的分層架構應該具有開放的介面，只要它們支援相同的跨層介面，就鼓勵在每個層上啟用不同的實現。每一層只需要專注於實現自己的功能。受網際網路成功的分層設計的啟發，Celer Network 採用了一種鏈下技術堆疊，可以在不同的區塊鏈上構建，命名為 cStack，它由以下幾層組成，按自底向上的順序排列：• cChannel：廣義狀態通道和側鏈套件• cRoute：最佳價值傳輸路由• cOS：鏈下應用程式的開發框架和執行環境
Celer 架構為所有層提供創新解決方案。下面我們詳細介紹 cChannel，cRoute 和 cOS 的技術挑戰和關鍵特徵。
cChannel
這一層是離底層區塊鏈最近的一層，直接與基礎公鏈產生互動，並且在有限的時間內，為有共同抽象結構的上層提供實時狀態更新。cChannel 使用狀態通道和側鏈技術，這些都是鏈下擴充套件平臺的基石。
狀態通道允許互不信任的各方在鏈下程式上迅速與最新約定的狀態達成一致，並透過鏈上的債權合約保證其不可篡改的安全性。這一理念最初是由閃電網路引入，以支援高吞吐量的鏈下比特幣的小額交易。自閃電網路理念提出以來，已經有一些研究工作在支付通道網路的背景下解決了不同的問題，例如路由演算法，時間鎖定最佳化。然而，鏈下網路仍舊處於早期發展階段，在其模組化、靈活性和成本效益方面面臨一些重大的挑戰。cChannel 透過建立一系列新的功能來應對當前的挑戰。
• 廣義鏈下狀態傳輸。鏈下傳輸可以是依賴於 DAG 的任意狀態傳輸。這使得Celer Network 能夠支援複雜的高效能離線 dApp，例如遊戲，線上拍賣，保險，市場預測和去中心化交易。
• 靈活和高效的價值傳輸。提供了多種狀態通道和側鏈結構，多樣的效率和不可篡改性的權衡策略，以支援具有通用條件的快速價值傳輸，最小化的鏈上互動以及最小化資金鎖定。
• 純鏈下合約。任何與鏈上存款不直接相關的合約都不需要任何鏈上的操作或初始化，除非會由此引發爭議。每個純粹的鏈下合約或物件都有一個唯一可識別的鏈下地址，只有在需要時才在區塊鏈上進行部署，並且由內建的鏈下地址轉換器分配鏈上地址。
cRoute
Celer Network 是一個高度可擴充套件的 dApps 平臺，在平臺上提供支援高吞吐量的價值傳輸是其最重要的承諾之一。鏈下價值傳輸是許多鏈下應用的基本要求。雖然 Celer Network 有著比支付解決方案更大的願景，但它還是對鏈下支付路由進行突破性的改進，因為它直接決定了生態系統內可以傳輸多少價值以及傳輸多快。
所有現有的鏈下支付路由，都可歸結為傳統的“最短路徑路由”演算法，由於鏈路模型的根本差異，這可能會讓鏈下支付網路具備較差的效能。計算機網路的鏈路容量是穩定且無狀態的（不受過去傳輸的影響）。然而鏈下支付網路的鏈路容量是有狀態的（即由鏈上存款和過去支付確定），這導致在高度動態的網路中拓撲結構和鏈路狀態會不斷變化，這使傳統的最短路徑演算法很難收斂，從而產生低吞吐量、高延遲甚至中斷的結果。
Celer Network 的支付路由模組意識到了這一根本挑戰，cRoute 介紹了使用分散式擁塞梯度的的分散式路由平衡演算法（DBR）。
• 可證明的最佳吞吐量 我們證明了對於任何一筆支付交易請求速率，如果存在可支援該速率的路由演算法，則 DBR 就一定能算出這個演算法。根據我們的評估顯示，與最先進的解決方案相比，DBR 的吞吐量提高了 15 倍，通道利用率提高了 20 倍。
• 透明通道平衡 自“閃電網路”以來，“保持通道平衡”一直是一種直覺要去做的事。然而，現有的嘗試都是探索式的將大量的鏈上或鏈下進行協調來達到低保證的平衡。DBR 將通道平衡過程與路由結合起來，並保持網路的平衡，而不需要任何額外的協調。
• 完全分散 DBR 演算法是一種完全分散的演算法，其中每個節點只需要在狀態通道網路拓撲中與其臨近的節點進行通訊。DBR 在協議中的訊息傳遞成本也很低。
• 故障彈性 DBR 演算法對故障具有很高的彈性：它可以對無響應的節點進行快速檢測並適應，支援剩餘可用節點上的最大可能吞吐量。
• 隱私保護 由於其多路徑性質，DBR 演算法自然而然地保留了有關傳送值的隱私，而不需使用任何額外的隱私保護技術（例如 ZKSNARK）。更重要的是，DBR演算法可以與洋蔥路由，無縫整合以保護源和目的地的匿名性。
cOS
鏈上的 dApp 只是一個簡單的連線區塊鏈的前端，鏈下 dApp 雖然具有高擴充套件性的巨大潛力，但要將它構建在傳統的公鏈上並不容易。Celer Network 引入了cOS，這是一個能讓每個人都可以輕鬆開發、操作和與可擴充套件的鏈下 dApp 進行互動的開發框架，從而減少了由於鏈下擴充套件帶來的額外的複雜性。Celer Network讓開發人員更專注於應用程式邏輯的開發，並建立最佳的使用者體驗，而 cOS 則處理繁重的工作，包括以下任務：
• 找出任意鏈下狀態和鏈上狀態的依賴關係。
• 處理鏈下狀態的跟蹤，儲存和爭議。
• 中間節點故障容錯和透明。
• 支援多個併發的鏈下 dApp。
• 統一實施到不同的鏈上和鏈外模組。
Celer 加密經濟
Celer Network 的加密經濟機制——cEconomy，是基於一個基本原則設計的：一個好的加密經濟模型(通證模型)應該提供額外的價值並且可以引入新的動態博弈，否則就不那麼好，或者沒有用。然而任何解決可擴充套件問題的鏈下解決方案，都是在做折衷，如果這種方案沒有可以使新動態來平衡這些折衷的加密經濟的話，它也不會被採用。
新的折衷方案
一切都是有代價的。透過做出以下折衷，鏈下平臺可獲得可擴充套件性。
⚫ 鏈下可擴充套件 vs 流動性
鏈下操作網路首先透過犧牲鏈上網路的流動性來獲得可擴充套件，這對潛在的鏈下服務提供商來說尤其具有挑戰性，因為需要大量的流動性來提供高效的狀態通道服務，然而，持有加密資產的大戶，可能沒有商業興趣或者沒有技術能力去構建一個狀態通道服務的基礎設施。有能力構建可靠的可擴充套件的狀態通道服務能力的人，又通常沒有如此大量的資金，存放在通道或欺詐證明債券合約中。這種不匹配給大量鏈下操作網路運用的技術發展帶來了巨大障礙。
⚫ 鏈下可擴充套件 vs 可用性
儘管鏈下擴充套件不會對區塊鏈的無信任屬性做出任何妥協，但它確實犧牲了可用性。每個狀態通道或鏈下合約都會關聯一個時限，並且當一方長時間保持離線且超過一定時限，相關方將處於危險中，或者丟失當前狀態。
因此，我們需要一個激勵機制來提供足夠的流動性，幫助那些有能力執行可靠和可擴充套件的離線服務基礎設施的實體確保離線狀態總是可用於可能的鏈上爭端。
新的加密經濟
為完成鏈下擴充套件解決方案，我們引入了一套名為cEconomy的加密經濟機制，透過 Celer Network 的協議 token（CELR）和三個緊密耦合的元件來提供網路效應、穩定的流動性和高可用性，以及不可或缺的價值。
• 流動性承諾證明 （PoLC）
PoLC 是一個虛擬的“挖礦”過程，為鏈下生態系統獲得豐富而穩定的流動性。任何人要參與進來，只需將他閒置的流動性鎖定一段時間即可獲得獎勵。
• 流動性支援拍賣 （LiBA）
LiBA 鏈下狀態通道服務提供商能夠透過獲取一定談判利率的“眾包貸款”方式獲得流動性。貸方根據稱為“happiness scores”的積分進行優先順序排列，這些積分由期望利率、提供的流動性數量和 CELR 代幣的數量決定。擁有更多 CELR代幣（作為他們過去對生態系統貢獻的指標）的貸方有更高的優先權。
• 狀態守護網路 （SGN）
SGN 是一種特殊而嚴謹的側鏈，在使用者離線時守護使用者的狀態，以便使用者的狀態始終可用於處理糾紛案件。狀態守護者需要將他們的 CELR 鎖入 SGN，以獲取守護者資格並賺取服務費用。
結論
Celer Network 是一個統一的技術和經濟架構，同時也是一個運用鏈下擴充套件技術將網際網路規模擴充套件到現有和未來的區塊鏈。它可以橫向擴充套件，且去信任化、分散式、具有隱私保護。它包含了一個分層架構，每層都有重大的技術創新。另外，Celer Network 還提倡一個有原則性的鏈下加密經濟設計，以此來平衡其擴充套件性。Celer Network 的使命是充分釋放區塊鏈的能量，並且在如何構建和使用分散式應用程式上進行創新。
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風險提示：區塊鏈投資具有極大的風險，專案披露可能不完整或有欺騙。請在嘗試投資前確定自己承受以上風險的能力。區塊網只做專案介紹，專案真假和價值並未做任何稽覈。
