联科漫谈｜软硬件公链解决方案突破区块链性能困境

11月18日，《链客谈》邀请HPB芯链合伙人Jason来到链客直播间，分享了“突破区块链性能困境的软硬件公链解决方案”。

大白 | 联科：欢迎HPB合伙人Jason来到联科Talk。 首先，请介绍一下你自己和HPB项目吧？

Jason：大家好，我是HPB核心链合伙人Jason。 很高兴今天能来到联客谈，和小伙伴们聊聊公链话题，聊聊HPB区块链技术的探索与创新。

我在软件行业工作了 10 多年。 曾在中软、华腾、高维达瑞敏金融业务线担任高管。 、融资供应链等关键系统。

2016年开始跟随创始人王晓明探索链圈，2017年正式加入HPB项目组，主要负责运营和产品线。

期间推动并完成HPB主链应用层DAPP基础设施建设，以及前期运营基础建设，积极推动HPB当前运营升级重构。

HPB芯链，通俗地说，就是通过在软件层面结合软硬芯片加速和算法优化的极致性能，打造高TPS平台，打造区块链公链领域创新的硬件区块链高速公路。

从专业的角度来看：HPB核心链是一条采用软硬件深度融合的全新系统架构的公链。 结合硬件芯片加速引擎（BOE）和区块链底层平台，实现分布式性能的扩展。 构建了一条由硬件芯片驱动的高性能公链。

HPB核心链也致力于打造易用、高性能的区块链平台，致力于服务实体经济，促进产融结合。

大白|Linker：我们了解到，HPB核心链是唯一一条专注于软硬件结合的公链。 公链的设计初衷是什么？ 技术优势是什么？

Jason：区块链技术中存在这样一个不可能三角，即高效、去中心化和安全性无法同时实现。 这一概念最早由巴比特创始人常嘉提出。 目前，对于不可能三角问题的解决还没有完美的解决方案。

HPB的设计初衷是利用软硬件相结合的公链解决方案，突破区块链的性能困境，尽可能突破“不可能三角问题”的局限。 好消息是，实践证明，软硬件相结合的解决方案具有很大的可行性和发展潜力，能够大幅提升基础公链的性能。 同时，它在去中心化和安全性方面取得了很好的平衡。 HPB核心链是全球第一条软硬件深度融合的公链。 目前主要有以下技术优势：

1、HPB核心链TPS可稳定在5000左右，交易速度快，交易gas费低。

2、全球100多个高性能节点共同运营和维护HPB完全去中心化的网络。

3、软硬件相结合的双重解决方案，更好地保护HPB网络的数据和系统安全。

4、为HPB网络提供加速的BOE硬件加速芯片及设备完全自主设计研发，属全球首创。

5、BOE硬件内置随机数发生器以太坊和区块链的关系，在生成每个区块的同时产生一个随机数。 HPB硬件随机数是真正的链上随机数，可为各种区块链应用提供随机数据源服务。

6、HPB智能合约平台支持多种编程语言，降低了开发者的使用门槛，开发者可以轻松地基于HPB编写和调用智能合约。

7. HPB是以太坊的平行世界。 HPB 完美兼容 ETH 的虚拟机和智能合约，并提供相同的 API 功能。

8. HPB采用PoP共识算法，在提高效率的同时，最大程度保证了网络的公平公正。 每 200 个区块选举一次候选节点，成为高性能节点。

大白|Linker：相信很多技术人员都对HPB的BOE硬件加速引擎很感兴趣。 这是一个非常令人讨厌的创作。 能否详细介绍一下HPB硬件芯片的技术架构和特点？

Jason：HPB芯链独创的BOE技术是区块链加速引擎，包括BOE硬件、BOE固件、配套的系统软件。

通过结合CPU的串行能力和FPGA/ASIC芯片的并行处理能力，实现高性能、高并发的计算加速，将原本占用CPU计算资源的各种与网络通信和计算相关的功能，通过一个片外芯片独立实现，以减轻CPU负担，实现加速功能。

BOE硬件可实现数据加密，保证高性能节点出块的不可预测性，支持加密虚拟机。 京东方硬件打造兼容网络，提升网络性能和安全性。

HPB芯链自主研发的BOE硬件加速引擎是一款高度兼容的定制化硬件芯片，内嵌ECDSA模块和硬件随机数发生器。

京东方硬件的组成部分是：

TCP/IP 卸载引擎 (TOE)，高速优化的以太网系统吞吐量

MAC 模块，处理从以太网电缆传输的数据包

椭圆曲线数字签名算法 (ECDSA) 模块，执行高速签名验证，这对于创建能够每秒生成大量电子签名的系统至关重要

硬件随机数发生器，生成随机数保护交易，提高加密通道的安全可靠性

大白|Linker：公链安全问题是用户非常关心的问题。 HPB在安全方面如何提供技术支持？ 你能介绍一下吗？

Jason：HPB致力于为用户提供安全可信的区块链基础设施服务。 HPB成立于2017年，主链于2018年上线，并通过了知名安全设计公司“智创宇”的审计。

HPB主网已连续2年平稳运行，未发生一起重大安全事件，证明了HPB的安全性和稳定性。 这也说明，软硬件相结合的双重解决方案确实能够更好地保护HPB网络的数据和系统安全。 BOE 增强了数据完整性，提供了更高的网络安全性，并提高了区块链速度。

硬件签名验证不仅有助于提高速度和释放计算能力，还有助于提高安全性。 即使黑客篡改了我们的源代码，如果没有对我们的硬件进行成功的并发攻击，我们的系统也无法被黑客入侵。

大白|Linker：那么从软件设计和共识算法的角度来看，HPB有哪些创新和特点？

Jason：HPB采用分层网络架构设计。 为了满足BOE技术的要求，尽可能提高TPS，保证网络的公平公正，HPB的PoP共识算法采用高效的两层选举机制，即外层选举和内层选举。

外层选举：利用节点贡献值评价指标从众多候选节点中选出高性能节点

内选举：基于哈希队列的匿名投票机制，在每个区块产生时，计算高性能节点产生的区块的优先级，优先级高的高性能节点有产生权首先是块。

高性能节点是全连接的，高性能节点只接收来自候选节点的交易，彼此之间不转发交易以太坊和区块链的关系，只转发区块数据。 每个高性能节点都动态连接到一些候选节点。 每个高性能节点连接的候选节点越多，交易进入区块的平均时间就越短。 候选节点与候选节点之间存在部分动态连接。 只有在与所有高性能节点断开连接时，候选节点才会将交易转发给其他候选节点。 每个轻节点动态连接2-3个候选节点。

在整个共识算法的设计中，HPB共识算法轻量级的消息交换机制，使其共识效率远高于其他共识算法，同时也大大提高了安全性和隐私性。

大白|Linker：据悉，HPB的硬件随机数是HPB的特色产品，能给我们介绍一下吗？ HPB是如何实现真随机数的？ 有什么特点？

Jason：随机数彩票是一种特定的产品。 以后有兴趣的可以联系官网了解一下。 我也会详细解释。

HPB硬件随机数是一种基于硬件随机种子和区块链共识算法的高效多方随机数产生方案。 该方案允许多个随机数生产者参与，在一定时期内共同产生随机数。 具体生成过程如下。 HPB 的 BOE 硬件配备了随机数种子生成器。 BOE硬件本身的电压、温度、电流、网速等物理随机特性产生的硬件随机数种子提交给区块。 并通过区块链共识算法，将多个随机种子按照固定规则任意组织排列，产生最终的随机数。

HPB硬件随机数既具有传统硬件随机数不可控、不可预测的优点，又具有可验证、不可伪造、不可否认等特点。 HPB网络在产生区块时，会同步产生一个随机数。 HPB硬件随机数可以为DApp提供随机数据源服务。 HPB为开发者提供了随机数读取接口，开发者可以自由调用HPB硬件随机数并将其集成到DApp的相应功能中。 硬件随机数产品固化在底层链上，提供了丰富的接口，大家可以来仔细了解一下。

大白|Linker：HPB硬件真随机数在区块链领域有哪些应用场景？ 你能给我们一个具体的案例吗？

Jason：HPB芯链硬件随机数具有广泛的应用场景，包括私钥的生成、POS算法的节点选举、随机抽样、抽奖、抽奖等DApps的功能。

私钥基于硬件随机数生成，不可预测、不可破解，能够最大程度保障加密资产的安全。 由随机数选举产生的POS记账节点，可以更好地保证记账权利和记账奖励的公平合理分配，保证记账结果的准确性。 对于DApps的抽样、抽奖、抽奖等功能场景，结合硬件随机数可以完全避免人为干预，保证结果的随机性和公平性。

联客社区是最极客化的社区，人才云集。 对于HPB，将重点推进与联科社区的合作，共同推动区块链技术的发展，并将结合硬件随机数产品推出一系列相关合作。

大白|Linker：下一个问题是以太坊2.0，目前大家都比较关注。 在公链赛道上，以太坊独树一帜，以太坊2.0即将问世。 您如何看待目前公链的竞争格局，HPB如何应对以太坊2.0的冲击？

Jason：目前公链的竞争格局可以概括为“一强多强”。 以太坊无疑是一个超级巨人和行业标杆，引领着整个区块链行业的发展。 其他公链各有特色，包括HPB，也在快速发展迭代中，仍有巨大的发展潜力。 以太坊2.0即将面世，伴随而来的还有诸多前沿创新和技术突破，值得期待。 以太坊2.0不仅将以太坊提升到一个更高的层次，也将带动其他公链更快的进化，跟上发展趋势，不被淘汰。

HPB 也将受益于以太坊 2.0 的推出，因为 HPB 和以太坊并不是纯粹的竞争。 HPB在设计之初就制定了与以太坊兼容的发展策略，HPB是以太坊天然的合作伙伴。

HPB支持以太坊虚拟机和智能合约，并提供相同的api函数。 HPB和以太坊拥有相同的账户体系。 HPB是以太坊的平行世界，未来甚至会基于成熟的跨链技术，通过相同的账户架构体系。 HPB和以太坊可以实现无缝对接，DApp可以在以太坊和HPB上一起运行，用户可以在两条公链之间自由切换。

大白|Linker：HPB兼容以太坊的虚拟机、智能合约、API接口。 能给我们介绍一个具体的案例吗？

Jason：HPB兼容以太坊的技术架构体系，提供相同的虚拟机、智能合约和API功能。 HPB对以太坊开发者非常友好，以太坊开发者在HPB上开发基本零门槛。 同时，HPB智能合约平台支持多种编程语言，简单易用。

当开发者在以太坊上开发DApps遇到性能瓶颈、交易拥堵、gas成本高等问题时，可以迅速改变策略，在HPB上快速开发、部署、调试程序。 以太坊普通用户使用HPB也非常方便。 他在以太坊上的地址账户，只要将私钥导入到HPB的钱包中，就可以生成对应的专属HPB账户，在HPB主网上实现自由转账。

HPB和以太坊使用相同的ECC椭圆曲线加密算法，只是ChianID不同。 你也可以理解为HPB可以看作是ETH的一条高性能侧链。 目前Metamask也支持接入HPB主链，可以通过remix编写合约，连接Metamask发布合约到HPB主网。

Metamask相关配置如下（适用于8.1及以上版本）：

1.打开Metamask，点击Networks，选择CustomRPC

2.请参考以下配置

网络名称：HPB MainNetWork

新的 RPC 网址：

ChainID：0x10d（8.1以下版本填写269）

符号：HPB

区块浏览器网址：

其次，我们社区有很多开发者，这里也给大家介绍一下HPB的相关资料：

英文维基

中文wiki%E4%B8%AD%E6%96%87%E9%A6%96%E9%A1%B5

rpcapi 中文

rpcapi中文%E7%B4%A2%E5%BC%95

JavaSDK

大白|Linker：能否介绍一下HPB的最新进展和计划？ 而HPB未来的发展方向是什么？

Jason：HPB作为一条成立3年多的公链，经历了牛市和熊市。 我们一直认为，公​​链是一场马拉松，不能等待，只能向前跑，需要坚持。 因此，HPB会坚定地为实现区块链的理想继续前行，也希望社会各界给予更多的时间和鼓励。

HPB有很多独特的特性，例如：HPB的硬件真随机数产品，可以为DeFi和NFT提供可靠的随机数据来源。 随机数研发和服务技术团队Random hub宣布将使用HPB的硬件随机数作为随机数的重要来源。

HPB社区团队开发的去中心化交易所MyTrade已推出内测版本，目前正在社区进行针对性邀请测试。 现阶段开放高性能dex的功能体验和测试。 dex结合了uniswap和unitrade的产品设计经验，并加入创新元素，具有自己的特色和良好的体验。 同时，该产品基于HPB主链，具有高性能、高交易速度、低gas成本等优势。 未来正式上线后，将重点突破跨链技术，希望能够在以太坊上自由交换和进出资产，有利于HPB生态的快速发展和繁荣，同时让以太坊上的用户体验到高性能Dex的优势。

同时，HPB将重点推进HPB2.0的升级迭代，基于软硬件结合的独特属性，利用硬件加速和硬件安全信任机制，推出隐私数据区块链计算平台。 此外，还将探索具体的零知识证明算法的硬件加速，实现零知识在区块链隐私计算和安全计算领域的大规模应用。 相关原型产品、隐私支付已经设计完成，未来将开放内测版本供社区体验。

HPB也一直致力于发展开发者生态，提供成熟易用的开发工具，完善标准化开发文档，组织教育培训活动，提供资金支持。

加大对生态工程的支持力度。 在为DeFi、NFT、Dao等去中心化应用提供高性能主链基础设施的同时，完善随机数产品和周边工具服务，奖励或投资优质生态项目。

我们期待与联客社区的后续合作，邀请联客社区的优秀开发人才，开发基于HPB主网的高性能应用，我们也将奖励参与的开发者。