从分层设计到跨链造链，谈谈Cosmos和NULS有何不同

小喇叭观点

2019-04-09 10:35:44

随着区块链技术的价值凸显，其已受到越来越多国家和地区的积极拥抱和支持，众多知名企业也纷纷开始布局区块链。相比传统的软件开发，区块链技术难度大，企业造链成本高。并且目前的区块链，例如比特币和以太坊，都是数据和价值的孤岛，无法实现链间通信，长远来看，这是一个必须得到解决的问题。

那么如何降低区块链开发难度，帮助企业实现轻松造链呢？区块链间又该如何实现跨链呢？近期获得BlockGroup 2亿美元并购基金战略投资的NULS，和主网刚完成上线的Cosmos，正是造链和跨链领域中的突出代表。

本文将从不同的角度，对NULS和Cosmos两个明星项目，进行分析和比较，帮助你理解他们在造链和跨链中的技术实现，以及他们具有怎样的价值。

1. 分层设计

从整体架构上来看，NULS和Cosmos都采用了分层设计，将业务层和底层进行了分离。

Cosmos整体分为两层，底层叫Tendermint Core，包含了共识层和网络层，业务层叫Cosmos SDK，封装了通用的业务功能。Cosmos业务层通过调用Tendermint Core的接口ABCI（Application Blockchain Interface），完成与底层的交互。

NULS整体分为三层，底层叫NULSTAR，是一个区块链微服务底层框架，业务层又分为两层，分别是区块链基础服务层NULS模块仓库和DAPP应用层。

NULS模块仓库与Cosmos SDK类似，内置了通用的功能模块。 NULS根据区块链的业务，将所有区块链都需要用到的功能，拆分成了通用模块。

使用NULS和Cosmos造链的企业，都只需要关注特定的业务功能，然后使用NULS和Cosmos提供的通用功能，就可以创造一条符合自己需求的区块链。

分层设计的好处在于，底层代码得到了封装，业务层提供了通用业务功能。通过这样的方式，NULS和Cosmos将造链简化为针对特定业务的开发，极大地降低了开发难度，可以有效地节省开发时间和开发成本。

与Cosmos不同的是， NULS专门设计了DAPP应用层，添加了对智能合约的支持。

这可以帮助使用NULS搭建的区块链更好的拓展生态。在NULS的DAPP应用层，也可以看到添加了应用程序基础库，这可以帮助DAPP开发者处理网络消息等基础工作，从而降低工作量。DAPP与NULS平台的交互，是通过NULSTAR中的连接器(Connector)提供的接口完成的，可以有效地降低消息通信的复杂度。

2. 模块化

在分层设计的基础上，NULS和Cosmos都采用了模块化的方式进行开发。

在业务层，NULS和Cosmos都把通用的业务功能拆分成不同的模块，然后每个模块分别实现对应的功能。这样，当开发者进行应用开发时，就只需要进行特殊业务功能的开发，通用功能就可以直接使用NULS或者Cosmos提供的功能。

Cosmos SDK的模块化

NULS的微服务模块化

结合分层设计和模块化，NULS和Cosmos都做到了，开发区块链只需要完成特定功能的业务开发，不需要关心区块链的底层，大幅度降低了造链的难度和成本。

但是NULS和Cosmos在整体架构上有很大的不同。Cosmos采用的是单体架构，当开发者进行开发和测试时，需要下载所有代码，开发测试相对复杂。针对功能扩展，Cosmos用插件进行实现，这会受到开发语言的限制。

NULS采用的是微服务架构，模块间没有代码上的依赖，每个模块可以独立开发和部署，对开发者相对更友好。进行功能扩展时，是对单一模块的开发或升级，也不会受到开发语言的限制。

由于整体架构的不同，也导致使用NULS和Cosmos进行造链会有许多差别。例如在进行模块化拆分时，Cosmos将共识机制放到了底层Tendermint Core中，而NULS则将共识机制放到了区块链基础服务层，独立开发成共识模块。这意味着使用Cosmos开发的区块链，共识机制只能是Tendermint，使用NULS开发的区块链，可以采用不同的共识机制。NULS独立的共识模块，可以满足更多场景的业务需求，让企业根据业务进行灵活地调整。

NULS采用的微服务架构，相比Cosmos的单体架构而言，模块化程度更高，有利于系统的功能扩展，可以更灵活地应对不同的业务场景，当需要对某个模块进行升级或者替换时，不会对其他模块产生影响，能够保证整个系统的稳定性。对于业务复杂的区块链来说，微服务可以更好的将业务进行拆分，保证业务数据的清晰，降低企业运营系统的难度，节省成本。

3. 共识机制

Cosmos的共识机制叫Tendermint，是由Cosmos的核心开发团队Tendermint研发的。NULS的共识机制叫POC（Proof of Credit），是由NULS核心团队研发的。POC和Tendermint都是POS类型的共识算法，并且都结合了拜占庭容错。

在POC和Tendermint中，都分为验证人和委托人两种角色。验证人通过质押Token的方式建立节点，参与共识，获得奖励，委托人把Token委托给节点，同样可以获得奖励。参与共识的Token，会暂时限制流通，想要流通Token时，也可以很快退出。

目前Cosmos Hub的主网刚完成上线，还不能进行Token流通，第一阶段，Cosmos可以支持100个验证人节点。NULS的主网已于2018年7月完成了上线，目前主网运行稳定，节点数目并没有特定的数量限制。

Cosmos主网数据

NULS主网数据

在DPOS中，出块节点只有超级节点，委托人不会得到共识奖励，参与共识的Token并不会限制流通。与DPOS相比，POC和Tendermint可以让更多节点参与出块，鼓励更多人参与网络的维护，保证系统的去中心化。并且共识Token不能流通，可以提高网络的安全性。与比特币的POW相比，POC和Tendermint参与挖矿的门槛足够低，还可以节省大量能源。

对于区块链来说，分区容错是必须要考虑的，POC和Tendermint在应对分区时，两者有所不同。当网络出现分区时，Tendermint网络更侧重一致性，如果分区导致参与投票的节点不足2/3，Tendermint网络是无限等待的，这意味着Tendermint的网络可能会卡住。而POC网络在出现分区时，不同的分区都可以正常出块，当网络恢复时，会进行合并，遵循最终一致性。

尤其对于公链来说，保证可用性非常重要。当网络出现分区时，如果网络不能使用，会导致大量应用和交易不能使用，这会影响企业的正常业务运转，对于拥有众多用户的公链来说，这会导致交易和大量DAPP不能使用，这会带来不可预估的影响。

4. 造链

在对于造链来说，NULS和Cosmos在理念上几乎是一致的。都是通过对底层进行封装，将业务层进行模块化拆分，让造链者只需要关注特定的业务功能开发，就可以实现造链，从而降低造链难度，节约开发时间和成本。

但是Cosmos采用的是单体架构，使用Cosmos造链时，需要在Cosmos SDK的基础上，通过开发插件的方式，实现其他特定业务模块。而NULS采用的是微服务架构，使用NULS造链时，可以独立地开发特定的业务模块，然后与NULS模块仓库的通用模块进行对接即可，并且每个模块可以有多个可替换的插件，进行业务功能的扩展。

相比Cosmos的插件式造链，NULS的模块化造链，不会受到开发语言的限制，开发和测试过程更加简单，具备更高的灵活性，能够满足更多企业的定制化需求。

对于业务简单的系统来说，甚至可以直接与NULS进行对接，不需要任何额外的开发工作。对于大型区块链系统来说，微服务具备更高的可扩展性，能保证系统的稳定性，节省大量运营成本。

从Cosmos和NULS的整体路线图中，我们可以看出Cosmos与NULS的发展定位有所不同。Cosmos整体更侧重于跨链领域的发展和研究，而NULS将发展分为造链和跨链，两个重要发展阶段。造链阶段，除了模块化造链，NULS还计划推出核心产品链工厂，希望实现“一键造链”

NULS的链工厂基于NULS模块仓库实现。NULS的模块仓库除了包含通用的功能模块外，还包含了由不同开发者开发的业务模块，意味着企业使用链工厂造链时，还可以选择一些适合自己的业务模块，进一步降低开发成本。

使用NULS的链工厂造链，需要4个步骤：

在链工厂的模块仓库中，选择需要的模块；
进行系统参数配置，填写创世块中的内容；
填写链介绍和发链方式；
交纳保证金，广播造链交易。

链工厂本身也是一条区块链，链工厂的节点可以同时运行多条链，这样使用链工厂搭建的区块链，就可以直接选择链工厂的节点，运行自己的区块链，省去了搭建区块链节点运行环境的麻烦，同时成本大幅降低。当然，企业也可以选择，自己创建节点，然后运行区块链。

Cosmos整体更侧重跨链领域的发展，在造链领域，Cosmos通过Cosmos SDK实现了插件式造链。NULS将发展阶段分为造链和跨链两个阶段，在造链阶段，NULS实现了模块化造链，未来计划通过核心产品链工厂，实现“一键造链”。

5. 跨链

NULS和Cosmos的跨链解决方案，整体思路大同小异。为了实现链与链之间的价值互通，NULS和Cosmos都采用了中继的方式。

在实现上，Cosmos通过Cosmos Hub作为桥梁，让其他平行链实现互通，NULS通过NULS主网作为桥梁，让其他平行链实现互通，并且NULS会对跨链交易进行拜占庭，80%节点确认后交易才会打包，并且跨链交易不会丢失，合并分区网络后，依然会恢复对交易的确认。对于数据和其他业务场景的互通需求，NULS和Cosmos都可以通过增加其他中继链的方式来实现。

Cosmos跨链解决方案

NULS的跨链解决方案

对于通过NULS模块仓库和Cosmos SDK直接搭建的区块链，NULS和Cosmos都自己的跨链协议，可以直接实现跨链功能。对于生态外的区块链（简称外链），例如比特币和以太坊，NULS和Cosmos都采用了间接互通的方式。NULS提供了协议转换层，外链可以通过与协议转换层对接，协议转换层可以与主网对接，从而间接的实现链与链之间的互通。Cosmos需要使用Cosmos SDK开发一条代理链，由代理链实现与外链和Cosmos Hub的互通，从而间接实现与其他平行链的互通。