EOS多链方案探索

EOS声称最终能达到百万TPS，但目前单链只有几千，即使后续并发做好了，估计也就几万，怎样才能达到百万呢？最可行的方案就是多链。而且就EOS设计的轻量级交易证明来看，也是有为多链做准备的。下面就来探讨下可能的多链方案。（这里多链其实就是分片，下面可能同时出现这两种叫法，其实都是同一个东西）

1. 全分片方案
   全分片方案就是CPU、内存、存储、带宽全部都分担到不同链上的方案。只有这四个方面的压力全部分摊，才不至于某个方面成为瓶颈，真正做到性能线性扩展。（为什么需要全分片，请看https://zhuanlan.zhihu.com/p/46766111）。
   对EOS来说，最自然的分片方法是按账户分，账户名实际是个uint64数字，将其直接按数字大小分即可。不同的账户被分到不同的子链上，当要执行合约时，钱包自动判断需要到哪个链执行，并向该链发送action。各个链只保存自己链上的账户信息（合约、multi-index等），只处理自己链上保存的账户需要处理的消息。
   如果能做到的话，这是最理想的方案，可以认为全链总TPS就是各个链的TPS之和，唯一限制是单链上能处理的TPS和内存容量等是受单链限制的。但对于目前业界来说，这是个无解的问题，即使全分片方案如monoxide也无法解决该问题。
   但是EOS在执行合约时，经常会修改其他账户（如调用者）的内存。而调用者内存当跨链时是存在另一条链上的，本链内取不到，当然也写不了。如果非要跨链传输这些数据，也会因为同步性问题造成安全隐患。那能不能像monoxide那样把一个动作拆分成多个动作，各自保证安全性，最终达到一致性呢？理论上可以，但实际上是非常困难和复杂的，而且问题非常多。想一想就可以放弃了。
   DPOS也会导致该方案有风险。多链需要保证每条链的安全性不能有明显降低，防止发生1%攻击。而DPOS是单链内选举产生21个BP来出块和对块做验证。当只有一条链时，攻击者想要控制这条链上21个BP中的15个是比较困难的，而当多链时，币的价值会被分散到各个链上，此时想要控制该链上的BP，就容易多了，即使全部自己给自己投票，成本也比单链时低很多。而当一个子链的安全性降低后，多链系统整体的安全性就会降低了。因此如果各个子链都用DPOS，整个体系安全性会下降。
   综上，就我看来全分片方案在EOS上难度大，安全性可能会降低。不是可行的方案。
2. 主链的币跨链到侧链，在侧链上执行交易
   当主链上的资源不足（其实是太贵）时，可以把币转到自己信任的侧链上（如BOS等），在侧链上完成期望的动作。转币可以跨链（如IBC,cosmos）,也可以交易所。先说说优缺点。
   优点：
   简单。用交易所的话，不需要任何额外的开发，现在就可以做到了。
   用币跨链的话，能给EOS币带来增值。能直接调用侧链的资源，当然价值变大了。
   缺点：
   不能跨链调用。如币跨链到BOS上，则只能调用BOS上的合约，不能调用主链的。
   安全性需要权衡。因为EOS各个链的安全性是由其BP保证的，因此BP的自觉性对EOS体系的安全性有重要作用。
   可能会对侧链自身币的价值带来损害。但这可能通过合理的设计让其反而增加侧链币的价值。
   需要用户做部分额外操作，门槛高。
   
   如果用交易所跨链的话，现在就可以直接做到了。问题是需要承受侧链币价波动带来的风险，对大部分用户来说，不值得冒险。
   用IBC等跨链机制的话，可以避免侧链币价波动影响，会是合理的选择，下面讨论下这种方式实现要做的工作（都以BOS为例）：
   2.1 币跨链。BOS上已经实现IBC，可以从EOS跨链到BOS，也可以推广到其他侧链。另外适配cosmos等也可以达成。
   2.2 EOS跨到BOS上后，只是个普通的币而已，并不能购买链上资源（RAM,CPU,NET），需要BOS链做一定开发工作，允许其购买资源，或者将其转换为BOS后，才可以使用。
   如何合理的设计让跨链来的币可以实用本链资源呢？需要考虑的因素如下：
   a. 需要让用户多少币进来，如果没有交易/占用资源（如RAM），就能多少币出去。（最低的资源消耗部分需要消耗一点币，可忽略）。
   b. 需要满足子链的利益需求，如被占用的资源多了，币价有上涨需求。不能只干活不拿工资。
   c. 跨链来的币能有与本链原生币一样的能力和安全性，如能购买资源。
   d. 整个过程中，侧链币不能增发。
   怎样做到呢？如下是我认为的可行方案：
   设计一个特殊的班科协议，这个协议可以用于对转进来的EOS能换到多少XBOS定价。（其中XBOS是相当于BOS能力的代币，但不等于BOS），并且记录当前的转换价格（或者记录转入的EOS数量，如果分多次转入，则记录总量即可），当要转回到EOS时，销毁对应的XBOS，并将等于转入时量的EOS转回到主链。如果在使用BOS侧链过程中占用了资源，如RAM，则需要扣除相应比例的XBOS。且在EOS主链上将扣去消耗掉的比例后的EOS还给用户。需要注意此情况下，BOS链上有XBOS没被销毁，而EOS主链上，部分EOS不能被用户提走，要留在BOS的跨链账户中。此时相当于用户用主链上的EOS购买了侧链上的部分XBOS。（为什么使用班科？一个是为了公平，另一个是为了鼓励EOS用户跨链到BOS上使用）
   在BOS侧链上，如何把XBOS跟BOS对应起来呢？此时不能增发BOS(显然），不能直接让XBOS购买资源（这相当于增发），只能用REX。可以让用户使用XBOS购买REX资源，这样相当于让外来者（跨链来的币）只能租用BOS的资源，如果他想持有BOS，应该通过交易所买入。REX的租赁收入现在就变为BOS和XBOS两种。其中XBOS对应着EOS主链上的EOS币，即REX此时的租赁收入是原本的BOS加EOS主链币。为达到闭环还需要设计两个市场：
   1. BOS出租者回收BOS租金时，怎样合理将XBOS作为收入赎回到其账户。
   2. XBOS持有者怎样卖出XBOS(此时XBOS要销毁），得到主链上的EOS。（算是交易所之外的另一个交易渠道吧，可以考虑班科，但这未必公平）
   至此整个将EOS跨链到BOS侧链，并在侧链上使用资源的设计可以闭环。但是各个转换环节应如何设计才能既保证公平、安全，又能鼓励EOS用户将币转到BOS上使用，还需要仔细设计。需要注意XBOS不能被转账，因为大家的成本不同（需再仔细考虑这一点）。
   另外这个跨链其实不限于EOS到BOS，也可以是BTC、ETH到BOS，因此最前面跨链EOS到BOS的班科，以及XBOS到EOS的市场，也应该考虑到其他币，做一个多币种通兑同一个币的班科/市场，这就有点难了，而且公平性很难保证。期望后续能有合理方案。
3. 类plasma，侧链commit到主链
   侧链与主链相比，最大的劣势在于信任度不够。怎样才能提高侧链的信任度呢？可以考虑让侧链周期性的将其不可逆区块内容hash后，提交到主链，当主链包含该提交的区块也达到不可逆后，就认为侧链上的对应提交达到了主链上不可逆区块的可信度。此时可以通过主链上的轻量级交易验证方法对侧链交易进行验证。
   此方案与2的缺点一样，不能调用主链上的合约。而且只能提高不可逆区块的安全性，对于正在进行的交易/不可逆区块，无法提升其安全性。另外此方案需要占用主链资源，有成本支出。
   此方案的优点是比2简单可行。需要做的是：
   a. 在EOS主链上部署合约，抵押购买资源。合约只需要不停更新主链上最新不可逆块的hash等必要信息即可。RAM里需要记录几个块的，要仔细设计。如果记录太少，如只记录最新的1个，则需要每个不可逆块都向主链commit，耗费大量CPU,如果记录比较多，如10个，则侧链上的块能迅速进入主链得到安全提升的速度就变慢。所以这需要仔细权衡。
   b. 在侧链上需要设计新的plugin，合理安排BP的任务，将设计好的不可逆块信息提交到主链合约中。并在后续主链相应区块达到不可逆后，将对应的主链区块hash取回到侧链，记录下来。
   c. 侧链上需要设计接口，给出轻量级交易验证证明路径，让用户可以根据此路径在主链上验证侧链的交易。
4. 上述2和3结合
   
   上述方案都是我闭门造车的，希望能跟大家交流改进，最终对EOS生态做出贡献。