簡述 Supernova Core：全面革新 Cosmos SDK 體驗

長久以來，Cosmos SDK 一直是開發者們創建支持互動性和模組化，完全獨立的應用區塊鏈的首選方案。其提供了一整套開發工具，涵蓋構建、定制和啟動區塊鏈所需的全部組件和框架，讓開發者無需從頭開始，重新搭建區塊鏈核心基礎設施。

儘管Cosmos SDK在許多領域表現出色，但它也面臨著一些挑戰，尤其是其核心共識引擎。當前的Cosmos SDK依賴基於實用拜占庭容錯（pBFT ）算法的CometBFT ，這一算法早在1990年就已提出。自此，共識機制和加密技術取得了顯著的進步，而CometBFT則明顯落後於時代。此外，CometBFT的部署還存在諸如可擴展性限制、性能瓶頸和集成複雜等問題，這些問題無疑成了許多基於Cosmos構建的區塊鏈團隊實現最初目標的阻礙。當然，Cosmos社區也意識到了這些局限性，並正為最近宣布的Cosmos SDK v2版本積極開發對新共識引擎的支持。

Meter 很自豪地推出了 Supernova Core ：

這是一個與 Cosmos SDK 完美兼容的共識框架，旨在直接替代 CometBFT 。 Supernova Core 專為高性能的 Layer 1（ L1 ）區塊鏈和去中心化的 Layer 2（ L2 ）提供優化解決方案，我們的目標是為即將推出的 Cosmos SDK 鏈重新定義高性能和去中心化。

為什麼我們選擇與 Cosmos SDK 兼容

Cosmos擁有一整個生機勃勃的生態體系，並且社區中也湧現出了越來越多，構建創新項目的開發者。通過Supernova Core，開發者們在體驗方面可以做到兩全其美------在享受互動性和模組化優勢的同時，提升其性能和去中心化程度。將Supernova Core 整合到Cosmos SDK當中，可以幫助開發者實現輕鬆過渡，在不放棄使用他們原有開發工具和模組的同時，利用我們高性能共識引擎。這一方式將顯著降低了學習曲線，加快整個項目開發週期。

我們的主要願景之一是促進區塊鏈技術社區更廣泛的應用和協同，使高性能區塊鏈的開發變得更加便捷。

實踐考驗：在 Meter 網絡上長達四年的應用

Supernova Core並不是一個理論上的解決方案，它已經在Meter 主網上得到了驗證。其核心代碼已經Meter 主網上運行了四年，而 Meter 主網擁有超過 300 名驗證者，每天的峰值處理能力高達800 萬筆交易。在某些特殊情況下，例如由於資源限制（使用了AWS雲伺服器上的受限實例），在負載達到高峰時，20% 的驗證節點同時宕機，Meter網絡仍然能保持其完整性和高性能。這一實踐部署展示了Supernova Core的穩健性、安全性和高效性，為開發者和企業提供了應用我們技術的信心。

當前 Cosmos SDK 遭遇的挑戰

使用基於 CometBFT 的 Cosmos SDK 的開發者經常會遇到以下問題：

1. 可擴展性和性能受限

當前的共識機制CometBFT（前稱Tendermint）在驗證者數量增加時難以應付高交易吞吐量。隨著驗證者數量的增加，通信開銷將呈二次方增長，極大限制了網絡的可擴展性和去中心化。

2. P 2 P 網絡設計效率低下

CometBFT 使用了一個非結構化的臨時網絡，驗證者和普通節點共享同一個 P 2 P 層。在網絡負載較大的情況下，特別是當驗證者較少時，大型網絡中的區塊提議投票通信會顯著變慢。

3. 交易排序與狀態處理緊密耦合

在 Cosmos 網絡中，交易排序和狀態處理會在共識引擎內產生緊密耦合，交易的順序直接能影響到其執行結果和系統狀態，因此會極大拖慢區塊鏈的整體速度，造成性能和靈活度上的瓶頸。

4. EVM 兼容性問題

如 Evmos 等類似項目在直接將以太坊虛擬機（ EVM ）整合到 Cosmos 架構中時遭遇到了諸多困難。原有的 Cosmos 缺乏完全的 EVM 兼容性，限制了想要利用以太坊龐大開發工具和社區的開發者們。

5. 過時的共識算法

CometBFT依賴1990 年代提出的實用拜占庭容錯（pBFT ）算法。由於pBFT沒有為失敗/惡意的區塊提議者提供解決方案，CometBFT的預設情況是網絡同步良好，並強制區塊鏈按照精確的時間步調運行。這一方法在驗證者數量增加時，容易出現臨時性網絡故障和性能問題。

6. 驗證者擴展性限制

通信開銷和簽名聚合問題阻礙了Cosmos區塊鏈的可擴展性，使其無法有效擴展到150 名乃至更多的活躍驗證者，極大限制了網絡的去中心化和安全性。

7. 數據庫性能瓶頸

高性能應用經常在基於 Cosmos SDK 的鏈上遭遇 I / O 限制。鍵/值存儲訪問模式導致了緩存效率低下和數據檢索緩慢，影響整個網絡的交易處理速度。

Supernova Core 會為我們帶來什麼？

1. BLS 簽名聚合

與當前Cosmos的共識機制不同，在Cosmos，所有驗證者的簽名都會包含在每個區塊中，導致區塊數據膨脹並增加通信開銷。Supernova Core則使用了Boneh -- Lynn -- Shacham （ BLS ）簽名聚合技術，將無限制數量的驗證者簽名合併為一個固定長度的簽名，顯著減少區塊大小和通信開銷，使得驗證者數量在超過150名的情況下仍能實現高效擴展。

這一技術還增強了輕客戶端的安全性，提升跨鏈通信（IBC ）橋的安全性和性能。

2. P 2 P 網絡設計優化

Supernova Core 採用了分層網絡架構。一個臨時P2P層確保了穩健的區塊傳播，同時驗證者將通過一個圍繞區塊提議者的直接冗餘樹網絡進行通信。此舉確保了對時間敏感的驗證者消息傳輸的高效性和可靠性，減少網絡延遲並提高整體性能。

3. 先進的共識機制

Supernova Core基於最新版本的HotStuff 共識協議，提供了：

• 更高的吞吐量：相較於傳統的pBFT實現，吞吐量提高了3 倍 ；

• 網絡彈性：設計上能夠處理網絡故障和分區，提高了容錯能力；

• 線性通信開銷：通信開銷將隨驗證者數量線性擴展（而非二次方級增長）；

• 快速最終確定性：交易將根據網絡條件，實現快速確認。

4. 全面支持 EVM

一直以來，將EVM集成到Cosmos都是一個不小的挑戰。Supernova Core 則允許在 Cosmos 上運行諸如 Geth 這樣的以太坊原生客戶端，使開發者們得以使用以太坊成熟的開發工具和生態系統。其提供了：

• 無縫的開發體驗：開發者可以直接在Cosmos鏈上編寫Solidity 智能合約並進行部署，而無需進行大幅修改；

• 高性能與快速最終確定性：受益於高吞吐量和快速最終確定性，顯著提升DApp和DeFi 平台的用戶體驗。

5. 交易排序與狀態處理的分離

Supernova Core 允許交易排序和狀態處理的解耦，使虛擬機（ VM ）執行可以獨立於共識並單獨擴展。這一架構允許：

• 獨立擴展：通過分別擴展共識和虛擬機執行，優化網絡性能。

• 增強靈活性：未來的Layer 2解決方案可以使用去中心化的驗證者來確保抗審查性和公平性，同時通過更高層級（可能更集中的執行節點）來驗證VM執行的zk證明。

• 改進 Layer 2 解決方案：去中心化的Layer 2能實現與Arbitrum 和Optimism 等現在相對中心化解決方案相媲美甚至更優化的性能，並具備更快的最終確定性和更高的安全性。

Supernova Core 路線圖：為未來而構建

1. 並行 EVM 執行

傳統的EVM是依次處理交易，極大限制了網絡的性能，Supernova Core 則計劃在未來支持並行 EVM 執行，這將實現：

• 提升 吞吐量：通過利用多個CPU核心提升EVM性能；

• 改善用戶體驗：更快的交易處理速度增強了DApp的響應能力；

• 保持競爭力：與探索並行EVM的項目保持競爭，提供卓越的性能。

2. 為 EVM 優化的數據庫

由於認識到EVM傳統的數據庫I/O可能成為瓶頸，Supernova Core 正針對以太坊風格的鍵值存儲（ key / value stores ）訪問模式進行 優化改進。這一數據庫優化將：

• 增強 I / O 性能：減少數據檢索和存儲時的延遲；

• 減少數據庫大小：潛在地將數據庫佔用空間減少高達三分之一；

• 提高整體效率：顯著提高交易處理速度。

以上功能是我們對承諾持續改進的一部分，並將整合在後續更新的版本當中。

鼓勵行業採用

通過 Supernova Core 與 Cosmos SDK 的兼容，我們的目標是降低應用的門檻。開發者們可以無縫地將我們的高性能共識引擎整合到他們的項目當中，而無需面對陡峭的學習曲線。我們將廣邀各大開發者社區和加密行業共同探索 Supernova Core ，加入我們擴展區塊鏈技術可能性邊界的行列！

即將上線

Supernova Core 將在年底前上線測試網。高性能的 L1 和去中心化 L2 的開發將不再令人望而生畏。憑藉更明晰高效的引擎，助力您的區塊鏈項目達到新的高度。

歡迎加入我們，共同革新區塊鏈領域。讓我們一起與 Mete 的 Supernova Core 構建未來！

總結

通過解決核心難題------包括可擴展性限制、網絡低效和開發複雜性------ Supernova Core 有望成為構建可擴展、高效且高性能區塊鏈的首選解決方案。我們與 Cosmos SDK 的兼容性將確保開發者可以輕鬆將 Supernova Core 整合到他們的項目中，進而從我們經過實踐檢驗的技術和強大的 Cosmos 生態系統中受益。

無論您是在開發新的 L1 還是改善 L2 的解決方案， Supernova Core 都將為您的成功提供極大助力，我們期待看到您與 Supernova Core 一起構建的新項目！

About Meter . io

Meter 是一個高性能的基礎設施，允許智能合約在不同的區塊鏈上進行互動。 Meter 的主網使用了 HotStuff 共識，並由來自社區的 327 個驗證節點（可擴展到數千個節點）提供安全保障。 Meter 也是去中心化程度和性能最強的以太坊側鏈之一。

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