Harmony能否成为公链界的一匹黑马?

Harmony共识机制分析

对于一个公链来说，共识机制是非常重要的，因为共识机制决定着事务处理与信息存储的真实性以及价值流动的公平性。

(1)POS-FBFT vs DPOS-PBFT

Harmony使用的是POS-FBFT共识机制。相对于EOS的DPOS-PBFT共识，Harmony的POS-FBFT共识机制由更多的节点来轮流领导记账和奖励分配，而EOS只有21个主节点领导记账，显然Harmony更分散。

虽然说，EOS的节点数量少，在记账时由于互相制衡很难存在主节点共同作恶的情况。但是，EOS的治理却是格外的中心化。而Harmony的POS-FBFT共识机制将有大量的节点参与共识，无论是在记账、奖励分配还是公链治理上，Harmony都可以实现高度的去中心化。

(2)POS-FBFT vs POS

我们知道ETH2.0中，使用的是POS共识，ETH2.0的共识是按照最长链原则进行的，就是每一个节点都可以出块，其他节点会验证出块的正确性，每一个块都会引用之前的区块链，最终哪一个区块被连接的最长，哪一个是最权威的，其他非最长的区块会被共识机制所舍弃。

说白了，在以太坊上，我们都可以出块，这段时间有很多交易，大家都在记账同样的交易，然后也分别会有很多节点验证大家的记账；接下来谁记的账会有接着继续记，谁的账本为准。这样就比较混乱了，而且也很浪费节点的资源。

而Harmony的POS-FBFT共识机制相对就很有秩序了，在每一个分片中，节点轮流领导记账，其他节点则负责验证，超过2/3的节点验证通过，就会达成共识，本轮记账结束，新的区块产生，很有秩序；每一轮轮到谁就由谁出块，其他节点验证块数据即可，效率也高很多。

(3)POS-FBFT vs BPOS/SPOS

今年，又产生了一种新的共识机制，有的公链称之为BPOS、有的公链称之为SPOS，其实是同一种共识机制。

BPOS或SPOS共识是由少量主节点来记账，而其他的普通用户将手中的通证staking给主节点，从而分到挖矿奖励。这种共识的优点是，可以保证通证分配的分散化，不会有过于中心化的通证分配，同时可以保证记账的效率，毕竟有少量主节点进行记账，效率会更高。

但是，BPOS或SPOS这种共识的缺点在于，普通的用户不参与记账，他们只关心staking收益，不会关心主节点的性能或者对公链生态的贡献。所以，主节点受到的激励是很小的，所以主节点没有更多的动机去为公链生态努力，而普通用户同样只关心staking收益，不关心公链生态。而普通用户参与治理同样没有足够的热情。所以这种共识目前的发展，存在激励不足和治理问题。

相比之下，Harmony的POS-FBFT共识机制，没有主节点和普通节点之分，所有的参与者是平等的，激励也是平等的，大量的参与者需要抵押通证、以及保障矿机的正常运行。

相比之下，单纯是全节点的POS，效率可能会略低一些，但是Harmony使用了分片技术，这使得Harmony的效率也得到了提升。

对比一下，VSYS大体上是每4秒出1个块；再来看Harmony几乎每秒出块，最长有相隔5秒。

这样看来，使用POS分片后的harmony，其出块效率不输给只有少量主节点参与记账的VSYS。（虽然以上两张图显示harmony更快，但是测试网的规模比上线后的主网要小一些，所以出于严谨，不能说harnomy的记账效率高于VSYS）

Harmony技术分析

本人实在没有能力、也没有精力去一行行的剖析源代码，只能从几个角度来分析一下Harmony的技术。

(1)开源情况

3844个提交，21个贡献者，最初的提交是在2018年5月：

(2)开发工具

从Harmony官网上看，暂时还没有公开的开发工具和开发文档。可以看出，目前Harmony的公链技术重点是共识机制与分片技术的实现，更多的开发工具还有待实现。

(3)V神关注

虽然看不懂代码，但是有人能看懂。V神就在关注Harmony，他曾经针对harmony提出过问题：

经过交流后：

Harmony如何使V神从质疑到赞赏，后面的部分将会进一步进行说明。

(4)测试网络

目前，Harmony已经启动了测试网络，区块浏览器我们可以实时看到Harmony的运行情况。

所以，总体上来看，Harmony的技术是有特色也有一定实力的，但是技术还是非常的成熟。

Harmony分片技术分析

工作周期：Harmony的工作是以纪元(epoch)为周期，每个纪元大约1天时间。

工作者：Harmnony的工作者统称为验证者，也就是负责记账的节点，我们也可以称之为矿工。其中，出块的那个节点，也就是率先将数据打包写入区块的这个节点，称之为领导者。

第一步：随机排序

Harmony在工作时，每个纪元开始，所有的验证者会按照随机的顺序进行排队，排好队以后，验证者的顺序在这个纪元中将保持不变。

第二步：POS筛选

既然是POS机制，自然是需要币来支持的。每一个验证者必需要绑定1个投票份额，如果没有币参与绑定投票份额，验证者将会被退出，不会参与这个纪元的分片。

第三步：分片

随后，这些验证者将会被分配到不同的分片中进行工作，分片在这个纪元中也将保持不变。每个分片中大约会包含400个验证者，400个验证者足以保证记账过程的去中心化。

第四步：记账

这些验证者会轮流成为领导者，负责主导记账，其他的验证者则会对所在分片的块数据进行验证，一个分片中超过2/3的验证者验证以后，便可以形成共识，新的区块得到共识，写入区块链。

直到1个纪元结束，下一个纪元开始，验证者将被打乱顺序重新排列和分片，这样可以保持公平性。

整个过程井井有条，所以Harmony的分片技术可以具有较高的效率。

➤领导者作恶问题的解决

Harmony与ETH 2.0最大的区别就在于分片共识，在ETH2.0中，大家都在出块，谁的块被连续记账就以他的账本为准，所以作恶节点很难作恶，毕竟如果一个节点记账错误，后面的账本没法记下去了，所以很难成为最长链。

但是，Harmony的分片中使用的是POS-FBFT算法，轮到谁就由他记账，记账的这个领导者就存在了作恶的空间。这个问题也是V神针对Harmony提出的问题。

而Harmony引入了领导者替换协议来解决这个问题。如果超过2/3的节点验证在k个块内，存在一笔交易屏蔽（交易未被写入区块），于是领导者替换协议被激活，领导者就会被替换掉。也就是说，如果某领导者在记账时作恶连续屏蔽一笔交易，那么很快他就会被替换掉，新的领导者负责领导记账，这笔被屏蔽的交易就会被记入区块，从而防止领导者作恶给区块链带来不良影响。

领导者替换协议受到了V神的赞赏，具体的内容在前面的截图中可以看到。可以看出，Harmony在分片技术下了很大的功夫，这是一个井然有序、效率较高并且思虑周全的分片机制。

Harmony经济分析

➤币价平衡

虽然Harmony的共识是以POS算法为基础的，想要成为验证人，就要抵押通证，才可以竞争成为验证人，然后才可以参与Harmony，才可以赚到更多的通证。

抵押机制本身就形成了一个自我平衡机制。一旦币价上涨，验证人们就会倾向于卖掉通证，从而二级市场上供给增加，进一步拉低币价；反之，一旦币价过低，会有更多的人买入通证参与验证人的竞争，从而使拉升币价，对于币价平衡具有一定的好处，这是POS和DPOS等需要抵押币的共识都具有的优势，POW却没有这样的优势。

➤杜绝马太效应

另外，验证人的竞选是每7个纪元进行一次，验证人抵押通证参与竞争，抵押最多的将成为验证人，验证人轮流成为领导者，获得的奖励差不多。也就是说，只要竞争成功就可以获得差不多的奖励，即使抵押再多的通证，也不会因此获得更多的收益。所以，在Harmony中，基本上是不会形成马太效应的。

可以看出，Harmony的经济模型是比较均衡的，在价值分配和流通上表现出去中心化的特征。

➤通证激励

验证人可以获得通证奖励，而领导者额外可以获得5%的通证奖励。除此以外，关于验证人的行为还有奖励机制。

奖：“5％以上的区块奖励将给予在第一个区块提交VRF随机性的领导者。对于能够在预定时间范围内提交正确VDF的任何帐户，可获得10％以上的区块奖励。”这两条奖励机制是Harmony官方发布的，这是对验证人的激励。

惩：当领导者或验证人同时签名区块时、领导者离线时、最后4096个区块内签名不足90%的区块、领导者未能提交VRF结果、领导者未能在预定时间范围内包括VDF结果时，就会减少奖励。

这样的机制，就会激励验证人提高节点服务器（矿机）的性能，改善所在网络环境。这样就解决了POS机制下，对区块链网络质量激励不足的问题。

Harmony运营分析

首先，由于Harmony仍处于测试阶段，所以选择在币安的区块链上发行了他的通证ONE，这样进入币安交易所就是水道渠成的事情了。而且，币安上项目的门槛还是比较高的，这也变向的说明了harmony的实力。

其次，Harmony和Shyft网络、Hydro协议、Contentos平台、Chainlink等都建立了技术上的合作。

再次，Harmony推出一款小游戏。

可见Harmony运营也是很重视应用场景的，只是开放的开发工具还太少，未来应该会有更多的开发工具可用。

不管怎么说，Harmony并不是那种很高调的运营方式，相反却给人一种非常踏实的感觉，这样的项目很难会有大起大落，但是从长期视角来看，应该会有更长远的发展。所以，harmony的运营应该是一种踏实、稳健、着眼于未来的风格。

总结

首先可以肯定的是，Harmony的共识机制和分片技术是比较有特色，优势也比较明显。

其次，官方称延迟为8秒，但是在测试网的区块浏览器上观察，出块延迟没有超过4秒，这应该因为测试网络比实际应用时的规模要小一些。可以看出，Harmony比较谨慎。

当其他公链在宣传让我们买币参与staking经济时，Harmony还在踏踏实实的研究POS和分片，已经算是公链界的一股清流了。

虽然公链的不可能三角困境很难打破，但是Harmony已经做得很好了。无论是在共识算法还是经济机制上，去中心化程度都比较高；在每个分片中引入了FBFT共识，分片和分片共识井然有序，从测试网的运行情况来看，已经具有了比较高的效率；并且由于参与记账的节点很多，至少会有16000个节点，分片内部也有400个节点，所以安全性的保障也比较高。

当然，Harmony还存在不够成熟之处:

第一，现在的基础公链太多了，harmony虽然在分片技术上具有一定的优势，但是其影响力仍然难敌ETH、EOS，甚至TRON和ONT也比harmony更有影响力。

第二，虽然EOS具有一定的中心化，但是EOS的效率和技术确实是非常强大的，EOS尚无法承载大规模的商业应用。harmony作为一个基础公链，缺乏一个更具体的应用方向。

第三，公链想要真的发展成公链，让更多的开发者和用户参与进来，获得更繁荣的生态，单靠在记账环节上的共识机制和分片技术是不够的。虽然目前，harmony与其他项目合作在发展技术上的应用，但是harmony仍然需要更便捷、更多用的开发工具，更重要的是让这些开发工具成为开放式的，这样开发者才有可能在harmony上开发更多的应用，让harmony生态繁荣起来。

从设计上来看，Harmony已经比现有的很多公链都更加优秀了，美中不足的是缺少更多更实用的工具来推动harmony应用场景的推行。

所以，Harmony能否成为公链界的一匹黑马呢？显然是有可能的，但是依然任重道远。

Harmony   公链

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