CESS 機制詳解（1）：多層網絡架構設計

随着區塊鏈的發展，當前的很多公鏈項目都採用多層的模組化設計。舉例來說，以太坊當前就正在進行PoS共識層的開發，未來也將成為擁有共識層和執行層的網絡；再例如波卡網絡，由中繼鏈和平行鏈網絡組成。類似的例子還有很多，而公鏈網絡向該方向發展的主要原因就在於大家發現了區塊鏈本身在速度方面的限制：如果將所有的信息全部上鏈則將大幅降低網絡的效率，只將關鍵信息上鏈，其餘信息在鏈下處理則將大幅提高區塊鏈本身處理事務的效率。

對於存儲公鏈而言多層網絡架構尤其重要，因為網絡自身就包含了存儲功能，相較於一般的智能合約公鏈有更高的數據處理效率要求。這些要求包含了對存儲、冗餘、加密等等方面的確認，智能合約以及各種證明所涉及的數據量及複雜程度都比普通的合約交互要複雜的多。

所以本質上，多層網絡的架構說起來優勢無數，但並不是能在一個去中心化網絡架構中輕易完成的任務。那么CESS是如何設計其多層網絡架構的？我們來分解一下：

CESS 的多層網絡架構包含了區塊鏈服務層、分佈式存儲資源層、分佈式內容分發層以及應用層四層網絡。

• 區塊鏈服務層自然是處理所有交易和合約的區塊鏈網絡。

在CESS中，該層網絡包含了共識算法、存儲證明、支付及激勵等等方面的功能。而CESS之所以單獨架構公鏈系統，是因為CESS的區塊中除了交易、存儲證明等驗證，還包括了全網存儲空間和存儲內容元數據的記錄。在完成CESS區塊打包任務的節點除了基礎的任務之外，還需要根據供需等方面因素合理分配全網存儲資源。也就是說，節點需要通過上鏈的存儲資源情況進行實施調配，與當下Arweave數據上鏈不同，CESS首創了存儲資源上鏈的新模式，通過去中心化的節點實現中心化雲的管理效率，其中細節我們後續詳細闡釋。

CESS的區塊鏈共識機制採取隨機選取輪值共識節點機制（R²S），該機制允許任何人申請成為候選共識節點，並通過一套信用評級機制來對節點的工作進行監督，評級較高的節點有機會成為正式的共識節點並參與出塊。在一個固定的時間窗口內會有11個節點作為正式的共識節點參與出塊，候選節點參與數據預處理以及資源調配等方面的工作。當單個時間窗口結束後，網絡會在滿足條件的候選節點中隨機選出下一個時間窗口內的11個正式的共識節點。

CESS通過R²S在整體網絡上不但做到節點參與門檻的公開平等透明，又保證了網絡共識和出塊的高效。

• 分佈式存儲資源層和分佈式內容分發層是CESS的中流砥柱。

存儲層顧名思義就是用於存儲用戶上傳的文件、數據等信息的網絡，存儲礦工可以通過提交存儲證明的方式來提供有效存儲空間，並獲得獎勵。值得一提的是，CESS通過"池化"技術，將所有的存儲空間資源作為了一個整體進行運營，將根據礦工提供的存儲資源質量和用戶實際的需求進行分配，提交資源利用率，也讓可以提供高質量長期存儲能力的礦工獲得更多的獎勵，也同時避免了大礦工的資源壟斷。在CESS的存儲資源池中，較大數據量的存儲內容也會被切分成同等大小的碎片隨機選取合適的存儲位置，使得大小礦工機會均等，屏蔽了底層硬體設施的差異性。

內容分發層由檢索礦工和緩存礦工組成。該層網絡起到了CDN的功能，可以提高網絡中對內容的檢索以及熱門信息的分發效率，這也是CESS之所以可以為大型商業應用提供支持的原因之一。將CDN的功能去中心化，也是整體網絡去中心化的重要組成部分。

以上提到的三層網絡由共識礦工、存儲礦工、檢索和緩存礦工共同組成並維護。CESS通過礦工角色分工，解決了"礦工困境"、保證了快速的數據檢索和交付、進行公平激勵, 旨在最高程度去中心化存儲網絡上實現最高的執行效率。

• 最後就是應用層，也就是未來將在CESS之上搭建的各種應用，包含Web2和Web3領域等。

值得一提的是，CESS的開發採用了Substrate開源框架，該框架作為波卡的底層在去中心化和跨鏈上具有天然的優勢，使得CESS在與Web3項目的互動和兼容上具有天然的優勢。如此以來，CESS將同時具有支持大型商業應用的基礎以及與Web3應用更好的兼容性。

CESS未來不僅會支持WASM，還將兼容EVM。如此，無論是對新興的波卡生態還是當下公鏈生態中受眾最高的EVM生態都提供了項目遷移或項目開發的便利性，開發者以及開發團隊可以以一種更加熟悉的方式在CESS開發原生應用，從而在CESS生態擴展的早期實現快速的增長。

此外，CESS的機制設計還可以支持擁有數據高頻交互需求的Web2大型商業應用，作為整體解決方案，用戶在使用CESS支持的應用時不會有明顯的鏈感知，真正在去中心化的前提下實現"雲"的功能與效率。