软硬件一体提高主链性能，「HPB芯链」想构建区块链版的云计算

底层设施的不完善限制了区块链行业的发展，在公链层面，目前主要问题就是要解决性能与安全/去中心化之间的矛盾。

我此前报道过一系列的公链项目，各公链解决方式不同，TrustNote想通过采用有向无环图这种新的数据结构解决、IFMChain尝试通过改变打块机制解决、Achain想通过多链并行的方式解决、超脑链Ultrain和初链TrueChain则希望通过共识机制解决，前者使用随机可信证明机制（R-POS），后者使用混合共识机制。

上述公链项目大多从软件层面提升性能，本文要介绍的HPB（High-performance Blockchain，芯链）则提出了软硬一体的解决方案。

HPB创始人汪晓明介绍，HPB设计了一款专用的区块链硬件加速单元（包括加速硬件及加速硬件固件），可以理解为一款专用服务器，以及与之匹配的软件引擎（硬件加速系统层驱动以及上层软件接口 API），以解决公链的性能问题。这款服务器有三个特点：

一是在网络并发上有所改善，HPB利用TOE技术（TCP Offload Engine ，TCP卸载引擎) ，设计了专门的区块链卸载引擎。TOE主要是采用配有TOE 芯片的专用网卡，包括 TCP 在内的四层处理请示都可以从主机处理器转移到硬件加速卡上，在提供网络响应的同时提高服务器性能。

二是在FPGA芯片上内嵌了自行设计的签名机制，提高了验证签名的速度，目前可以达到每秒3万笔。以太坊和比特币的TPS低，除了受区块大小和出块速度，也与签名速度有关。

三是在芯片上嵌入了整个HPB的打块和共识机制，“我们把比特币和以太坊等公链上原来放到软件上的东西，除区块数据之外，都移到硬件上”。

不同的场景对低延时、高并发和稳定性的要求不同，除了算法之外，硬件发挥着最基本作用。因此，在现代云计算行业，服务器等硬件也随着场景呈现深度定制化趋势，根据不同场景配置不同的芯片、SSD、存储等硬件。HPB认为，区块链的数据处理方式与传统互联网不同，也应该有相对应的硬件做支持，矿机的出现就很好地说明了这一点。

在算法层面，HPB也设计了自身的共识机制，只有使用专用硬件才能成为候选节点。首先，网络会根据信誉度选出一部分节点，然后从中随机抽取本次的记账节点。为了避免“坏节点”当选记账节点，信誉度的评估模型会涉及参与网络时间、历史记录、记账速度和节点性能等因子。

按照如此思路，HPB作为一个提供相应硬件的公链，有点像云计算中心。与之不同的是，HPB的软硬件标准将会在开发成熟后完全开源，让所有开发商都能进入。一开始，HPB会自行生产一定数量的服务器作为标准。

汪晓明认为，目前市场上大部分的项目都是通过限制（超级）节点数量来保证性能，但实际上就是牺牲了去中心化。HPB通过开源硬件标准，理论上来说所有服务制造厂商都可以生产出HPB的专用服务器，避免了垄断的可能；选取FPGA类型的芯片也是为了方便后续的算法迭代。不过，如果硬件的生产成本太高，无疑也提高了参与共识的门槛。因此，汪晓明表示，团队会逐步降低硬件的成本，同时他也指出，既然硬件已经开源了，用户也可以向云计算一样购买计算资源，用“云挖矿”的方式参与共识。

目前，HPB的Token已经全部发行完毕，未来的节点激励主要以手续费为主。硬件系统的TOE模块在去年已经开源，主链预计于今年6月份上线，第三季度将开启与各行业的应用落地，已经跟部分金融企业达成合作意向。

团队目前有35人，主要是研发人员。创始人兼CEO汪晓明有10年互联网技术开发经验，曾参与创立银联大数据、Beltal（跨境电商平台），并担任Beltal CTO。

联合创始人兼CTO许理拥有10多年芯片行业研发和管理经验，主要负责HPB的硬件开发，曾在通行设备供应商华为、元器件分销商艾睿负责核心产品逻辑设计、研发和FPGA芯片市场推广、销售，及技术团队管理工作。

首席架构师王灿有10年大数据架构及管理经验，2007年加入Oracle硅谷总部大数据基础构架组担任首席工程师； 2013年担任硅谷CourseHero领袖工程师。