Skale网络一个多链区块链平台

2024-08-27 14:31:39 195

Skale 网络概述

Skale 网络是一个多链区块链平台，旨在解决传统区块链系统的局限性，特别是在可扩展性、成本和用户体验方面。它作为以太坊的 Layer 2 解决方案运行，通过高吞吐量、低延迟的交易和为终端用户提供零燃气费来增强主网。该网络支持大量的去中心化应用程序（dApp），通过提供可扩展的基础设施，使开发者能够高效地部署和管理 dApp。

发展史

Skale 的概念是为了解决可扩展性的三难困境，即在以太坊中平衡速度、安全性和去中心化的问题。在高峰期，以太坊往往难以实现这种平衡，导致高昂的交易费用和缓慢的处理时间。为了解决这些问题，Skale 被设计为提供一个可扩展且高效的区块链环境，同时保持互操作性。

该网络的设计结合了第1层和第2层的混合架构，将以太坊的安全优势与专用区块链的性能优势相结合，确保交易快速且安全地处理，为现代去中心化应用（dApp）提供所需的可扩展性。

主网于2020年上线，目前已支持由45多个独立验证机构运营的超过150个节点，使 Skale 能够在保持高安全性的同时处理大量交易。

项目宗旨

网络的主要宗旨，是让开发人员能够像使用传统云服务一样轻松灵活地构建和部署去中心化应用程序（dApp），同时享有区块链技术的附加优势。通过提供一个可扩展的高性能环境，Skale 使开发人员能够创建更复杂和互动性更强的 dApp，以满足不断增长的用户需求。

核心目标

Skale的首要目标是可扩展性。通过能够水平扩展的弹性侧链，实现每秒处理数千笔交易（TPS）的性能，并支持高区块 gas 限制，从而高效执行复杂交易和智能合约。

Skale 网络的另一个目标是零手续费，旨在使平台对开发者和终端用户更加易用和负担得起。通过消除交易费用，Skale 降低了运营和交互 dApp 的成本，使其成为更广泛应用的吸引力选择。这种模式还简化了用户体验，因为用户无需担心管理交易的手续费。

与以太坊的互操作性也是 Skale 设计的重要方面。该网络允许使用链间消息代理（IMA, Interchain Messaging Agent）在 Skale 链和以太坊主网之间传输资产和数据，确保开发者能够利用两个平台的优势，创建可以与广泛的区块链应用程序和服务生态系统交互的dApp。该平台使用权益证明（PoS）模型，验证者保护网络。他们定期轮换，并监控其性能以维护网络的安全性和去中心化。这确保了高水平的容错性，并降低了验证者之间串通的风险。

该网络还提供特定应用程序链（app-chains）和社区运营中心链（hub-chains），允许开发者根据特定需求定制区块链环境。这包括配置资源、设置自定义速率限制以及实施不同级别的去中心化和治理结构，使开发者能够优化其dApp的性能、安全性和用户体验。

Skale 的功能

Skale 网络的架构提供了支持可扩展和高效 dApp 开发的一系列功能。这些功能包括弹性侧链、高性能、原生桥接和预言机、开发者工具以及用于交易的 sFUEL 代币。

Skale 链旨在提供灵活、可扩展的区块链环境。每条链由一组 16 个节点运行，这些节点动态分配以平衡负载并确保高性能。它们可以达到 400 TPS 的基线，峰值可达 700 TPS，这种高吞吐量辅以即时确定性，这意味着交易一旦包含在区块中即可确认。这种性能水平使 Skale 适用于各种高需求应用。

Skale 网络包括用于跨链通信的原生桥接和用于访问链外数据的去中心化预言机。这些组件有助于将 Skale 与其他区块链网络和现实世界数据源集成，实现更复杂和功能丰富的 dApp。

在开发者工具和兼容性方面，Skale 兼容现有的以太坊开发者工具，如 Truffle、Metamask 和 Remix，使开发者更容易迁移其应用程序而无需进行重大修改，从而利用他们现有的知识和工具集。

Skale 使用名为 sFUEL 的非经济价值代币来处理其链上的交易。这种设计将 Gas 费用的概念从终端用户抽象出来，简化了用户体验并降低了与 dApp 交互的成本障碍。用户可以与网络交互而无需管理 Gas 费，使其更加易于访问和用户友好。

技术架构

SKALE 链

Skale 链是 Skale 网络的重要组成部分，通过作为独立的、针对特定应用定制的区块链并使用容器化验证器节点，提供了一种不同的区块链可扩展性和性能方法。每条链作为一个弹性侧链运行，能够水平扩展以处理不断增加的交易量。这是通过在一组 16 个节点上动态分配网络资源实现的，这些节点定期轮换和随机选择以增强安全性和去中心化。

Skale 链的架构旨在支持高吞吐量和低延迟。每条链自主运行，独立处理交易和执行智能合约，确保它们能够处理复杂的 dApp 需求，而不受限于单个单一区块链的限制。使用容器化验证器节点可以实现高效的资源管理，为去中心化应用程序提供有效的环境。

Skale 的混合架构集成了第一层和第二层的特性：作为第一层解决方案，每条链管理自己的交易处理、共识和数据存储，受益于以太坊主网提供的安全性和编排，同时也是第二层扩展。

共识机制

Skale 网络采用异步二进制拜占庭协议（ABBA, Asynchronous Binary Byzantine Agreement）作为其共识机制，该协议专门设计用于解决去中心化环境中的挑战，例如网络延迟和节点故障。该协议确保交易快速安全地处理，并在区块被包含在链中时实现最终性。ABBA 协议还支持拜占庭容错（BFT），允许网络即使在某些节点出现恶意行为或宕机的情况下仍可运行。

ABBA 的工作原理

ABBA 协议在最多三分之一的拜占庭（故障或恶意）节点的去中心化系统中达成共识。它确保在任意消息延迟的情况下对二进制值（0 或 1）达成一致。它按照以下步骤工作：

1. 区块提案创建：

节点创建包含交易的区块提案。

如果有足够的待处理交易，则提出一个区块。

如果没有交易，则提出一个空区块。

2. 可靠通信：

使用数据可用性协议将提案发送到其他节点。

确保提案到达大多数（超过三分之二）节点。

3. 投票和签名聚合：

接收到提案后，节点将其添加到数据库并发送部分签名。

当一个节点收集到足够多的部分签名形成超级多数时，它就会将这些签名汇总成一个单一的阈值签名并进行广播。

4. 共识决策：

节点使用聚合签名对提议的区块进行投票。

ABBA 协议的多个实例运行以对各种提案进行投票。

获得超级多数票的区块被接受并添加到区块链中。

5. 随机化：

随机值（硬币）影响决策，以确保在存在拜占庭节点的情况下取得进展。

共识硬币机制帮助诚实节点达成一致决策。

6. 安全性和最终性：

使用阈值签名和 BFT 属性来保证安全。

保证如果所有诚实节点从相同的值开始，它们将在有限轮数内达成一致。

一旦决定了一个值，它就是最终的。

BLS 加密

BLS（Boneh-Lynn-Shacham）阈值加密是 Skale 共识过程的一部分。它允许一组参与者协作生成签名。这在去中心化系统中特别有用，以确保安全可验证的共识。

在 BLS 中，网络中的每个参与者都有一个私钥和一个公钥。私钥用于签名消息，而公钥用于验证签名。要签名消息，参与者使用其私钥创建一个签名，这是一个可以附加到消息的短字符串。然后，任何拥有公钥的感兴趣方都可以验证签名是否有效以及它是否由相应私钥的持有者创建。

在阈值加密中，需要最少数量的参与者（n 中的 t）协作创建有效的签名。该参数确保即使某些参与者受到损害，系统仍保持安全。私钥使用称为 Shamir 秘密共享的技术拆分为多个份额，其中每个参与者收到私钥的一个份额。

要生成签名，至少需要 T 个参与者组合他们的份额，每个参与者使用其私钥的份额生成部分签名。然后将这些组合成一个完整的签名，可以使用公钥进行验证。然后，可以使用公钥验证组合签名，就像常规 BLS 签名一样。

在实践中，共识过程涉及多个阶段。最初，节点提出新区块并将其与网络中的其他验证器共享。然后，每个验证器使用 BLS 签名验证区块的交易并对其进行签名。这些签名被聚合为单个组签名，并广播到网络。一旦大多数验证者签署了某个区块，该区块就会被添加到链中，实现最终性。该过程确保交易快速确认，同时保持高水平的安全。

节点操作

每个节点操作多个虚拟化的子节点，这些子节点是能够参与共识过程并执行智能合约的容器化实例。这种虚拟化允许节点同时支持多个链，为网络提供灵活且可扩展的基础设施。

节点操作由部署在以太坊主网上的一组智能合约（统称为 SKALE 管理器）管理。这些合约处理诸如节点注册、轮换和质押等基本功能。操作节点的验证者必须遵守严格的性能和安全要求，包括保持高的在线时间和低延迟。性能指标被持续监控，节点根据其遵守网络标准的情况进行评估，并获得奖励或惩罚。

节点操作的动态特性是 SKALE 架构的一个重要特点。节点会定期轮换到不同的 SKALE 链，防止任何单个节点成为单点故障。这种轮换由 SKALE 管理器合约管理，使用随机选择算法将节点分配给链。这种方法通过确保控制任何给定链的权力分散在各种验证者中，增强了网络的去中心化和安全性。

安全特性

SKALE 网络采用多种方法来保障操作安全。该网络的混合架构从其本地协议和以太坊主网上获取安全性。BLS 阈值签名和分布式密钥生成（DKG, Distributed Key Generation）用于确保跨链消息传递的安全性和跨链交易的完整性。这种加密方法防止未经授权的访问和数据操纵，维护网络的可信度。

SKALE 还使用了权益证明（PoS）模型，验证者通过质押 SKL 代币来参与网络，以获得经济收益作为激励，促使他们诚实行事并维持网络安全。验证者会定期轮换，以最小化共谋风险并确保高度去中心化。SKALE 与其他区块链不同的一点是，它还包括削减机制，以惩罚恶意或疏忽行为，从而进一步保护生态系统的完整性。

节点监控和性能

每个节点都配备了节点监控服务（NMS, Node Monitoring Service），该服务跟踪网络中其他节点的性能。该服务测量正常运行时间和延迟，定期对其他节点进行ping操作，并将这些指标记录到本地数据库。在每个周期结束时，这些指标会被平均并提交给主网智能合约，这些合约会根据这些数据来决定节点的奖励分配，并标记表现不佳的节点以供审查。

通过监控和评估节点性能，SKALE网络可以及时识别和解决问题，保持高水平的可靠性和安全性。NMS还贡献于网络的去中心化治理，因为节点由其同行而非集中权威来负责。

节点性能还受到资源动态分配的影响，因为SKALE网络中的每个节点都是容器化的，这种设计允许高效管理CPU、内存和存储资源，使节点能够同时支持多个链，提供可扩展和灵活的基础设施。资源分配的动态性确保节点能够适应不同的工作负载，保持网络的最佳性能。

链间消息传递和互操作性

链间消息传递（Interchain Messaging）使得 SKALE 链与以太坊主网之间能够有效通信，促进代币和消息在链间的传输，并使用 BLS 阈值密码学来保障这些交互的安全性。这一功能使得开发者能够创建能够与多个链交互的复杂 dApp，增强其功能和覆盖范围。

IMA 支持多种代币标准，包括 ERC-20、ERC-721 和 ERC-1155，为开发者提供了灵活性。通过在链间传输资产和数据，IMA 确保 SKALE 链可以利用以太坊生态系统提供的技术，同时保持其独立运行能力。这使得 SKALE 链能够作为以太坊的延伸，同时提供更高的性能和可扩展性。

开发者工具与兼容性

SKALE 网络在设计上非常友好开发者。它提供兼容现有以太坊开发环境的工具。SKALE 链完全兼容以太坊虚拟机（EVM），允许开发者无需修改即可部署现有的智能合约。

该网络还提供各种开发者工具以支持 dApp 开发。这些工具包括 SDK、API 和文档，帮助开发者在 SKALE 上构建、部署和管理他们的应用程序。网络对 Solidity 的支持（以太坊智能合约使用的编程语言）进一步简化了开发过程。通过提供一整套全面的工具并保持与以太坊的兼容性，SKALE 降低了开发者的进入门槛，鼓励创新 dApp 的创建。

SKALE 代币 (SKL)

SKALE（SKL）代币是一种基于以太坊 ERC-777 标准的实用代币，旨在运行于SKALE网络中。它具有多种角色，包括用于网络安全的质押、参与治理以及租赁SKALE链。这些代币由以太坊上的智能合约铸造，初始总供应量设定为 70 亿代币，且可以通过治理批准的铸造事件增加供应量，年发行率预计为9.3%。

需要注意的是，SKL 并不用于 SKALE 链内的 Gas 费。相反，它使用一种名为 sFUEL 的零成本Gas 代币进行链上交易。

SKL 代币的效用和功能

SKL 代币由验证者质押以保障网络安全。他们运行验证交易、执行智能合约并维护网络安全和性能的节点。质押对于权益证明（PoS）共识机制至关重要，确保验证者在网络完整性中有经济上的利害关系。

验证者和委托人都可以通过质押 SKL 代币获得奖励，奖励的分配基于质押代币数量、验证者设置的手续费百分比和质押期限。

代币持有者还可以通过投票，影响运营和政策来参与 SKALE 的治理。投票是代币加权的，这意味着持有者质押的 SKL 代币越多，对治理决策的影响就越大。开发者和组织可以使用 SKL 代币租赁 SKALE 链。这使他们可以访问网络的计算资源并运行可扩展的 dApp，而无需支付 Gas 费用。

代币经济学

SKL 代币经济学旨在支持网络的增长和可持续性。SKL 代币的初始供应量为 70 亿，年发行率为 9.3%。这种受控通胀由网络提案和铸币事件管理，确保平衡的供应支持网络激励而不过度稀释。

代币分配包括验证者、委托人、N.O.D.E. 基金会和其他利益相关者的分配。负责网络开发和治理的 N.O.D.E. 基金会获得部分代币，分七年解锁以支持其活动。

质押机制

Skale 网络中的质押涉及锁定 SKL 代币以支持网络运营和安全。验证者必须每个节点质押至少 2000 万枚 SKL 代币，可以通过自质押或其他代币持有人的委托来实现。质押操作在以太坊主网上进行，利用以太坊的安全保障这些交易。

验证者根据其质押金额、网络性能和质押期限获得奖励。这些奖励激励验证者保持高性能并有效保护网络。

委托允许 SKL 代币持有者将他们的代币委托给验证者，而无需自己运行节点。此过程涉及以下步骤：

选择验证者：代币持有者选择一个验证者来委托他们的 SKL 代币。有关验证者信息，包括其性能和佣金率，可在 Skale 网络平台上获得。

委托代币：使用 Metamask 或 Skale 管理器等工具，代币持有者将其代币委托给选定的验证者。委托过程需要指定验证者的 ID、要委托的 SKL 数量和委托期限。

获得奖励：委托人根据委托的代币数量、验证者的绩效和佣金率获得奖励。奖励在每个质押期结束时分配。

取消委托：委托人可以在质押期结束之前请求取消委托。该过程必须在期间结束前至少 72 小时启动，以便验证者调整其节点操作。

验证者角色

验证者负责运行验证交易、执行智能合约并保护网络的节点。他们的角色和职责包括：

节点运营：验证者必须维护高性能节点，并保持最少的宕机时间和延迟。节点定期轮换以增强网络安全和去中心化。

质押：验证者必须通过自质押或委托满足最低质押要求（每个节点 2000 万枚 SKL）。他们必须优化其质押金额和节点操作以最大化奖励。

安全：验证者通过奖励和惩罚来激励维护网络安全。削减机制惩罚验证者的恶意或疏忽行为，确保他们以网络的最大利益行事。

安全措施

Skale 网络通过结合加密技术和经济激励，采用多种安全措施来保护其运营并确保网络完整性：

权益证明（PoS）： PoS 模型要求验证者质押大量 SKL 代币，为诚实行为提供经济激励。恶意行事或未能充分履行职责的验证者可以通过削减机制受到惩罚，从而减少其质押代币。

BLS 阈值签名：网络采用 BLS 阈值加密来保护链间消息传递并确保跨链交易的完整性。这种加密方法能够创建用于验证多个节点上交易的聚合签名。

分布式密钥生成（DKG）： DKG 通过在多个节点之间分配密钥生成来增强安全性，防止任何单个节点控制加密密钥。这种方法确保即使某些节点遭到破坏，网络仍保持安全。

节点轮换和监控： Skale 网络中的节点定期轮换以增强安全性并防止中心化。对节点性能的持续监控确保验证者符合网络标准并相应地获得奖励或惩罚。

Skale 上的互操作性与桥接机制

链间消息代理 (IMA)

链间消息代理 (Interchain Messaging Agent，IMA) 是 Skale 网络的重要组件，旨在促进 Skale 链与以太坊主网之间的互操作性，支持包括 ETH、ERC-20、ERC-721 和 ERC-1155 在内的代币以及任意消息的传输。对于需要在不同区块链环境之间安全地移动资产和数据的开发者来说，这种能力非常有用。

IMA 通过部署在以太坊和 Skale 链上的智能合约组合运行。该系统包含四个主要组件：

1.存款箱合约（Deposit Box contract）

存款箱合约是部署在以太坊主网上的智能合约，作为从以太坊转移到 Skale 链的代币交互的初始点。

当用户发起转账时，代币被发送到以太坊上的存款箱合约。该合约锁定代币，确保它们被安全地持有，并且在转账过程完成之前无法使用。然后，存款箱合约通知 Skale 链上的相应 IMA 合约，代币已经存入并准备在 Skale 端镜像。

这种锁定机制确保原始代币安全地保留在以太坊上，同时它们的等价物在 Skale 链上铸造，防止双花问题并维护转账过程的完整性。

2.代币管理器合约（Token Manager contract）

代币管理器合约是部署在 Skale 链上的智能合约。它们管理与以太坊上存款箱合约中锁定的代币相对应的代币的铸造和销毁。在收到存款箱合约的通知后，代币管理器合约在 Skale 链上铸造等量的代币。然后，代币可在生态系统中供用户使用。

当代币从 Skale 链转移回以太坊时，代币管理器合约会销毁 Skale 端的代币。这种销毁过程确保代币的总供应量保持一致并防止通货膨胀。这些合约处理多种类型的代币，包括 ERC-20、ERC-721（NFT）和 ERC-1155（多代币），从而确保代币标准和功能在 Skale 链上正确镜像。

3.消息代理合约（Message Proxy contract）

消息代理合约是促进 Skale 链和以太坊主网之间消息和数据传输的智能合约，实现不同链之间的任意消息通信，并使跨不同区块链环境的复杂交互和数据共享成为可能且有效。

消息代理合约与 IMA 代理配合，确保消息在网络中安全高效地中继，处理消息的编码和解码以确保不同链之间的兼容性。开发者可以扩展消息代理合约的功能以支持自定义代币标准和独特的应用程序需求，为广泛的用例提供灵活性。

4.IMA 代理（IMA Agent）

IMA 代理是运行在每个 Skale 链节点上的容器化服务。它负责中继消息并协调存款箱、代币管理器和消息代理合约的操作。它检测来自以太坊主网的传入消息和交易，并将它们中继到 Skale 链上的相应合约，确保消息在网络中高效且安全地传递。

IMA 代理使用 BLS 阈值签名来验证消息的真实性。通过收集多个验证器节点的部分签名，将其聚合成单个签名，确保消息有效并已获得大多数节点的批准。它协调代币转移和消息交换的过程，确保每个步骤正确执行且网络状态保持一致。

跨链交易

跨链交易允许代币和消息在 SKALE 链和以太坊主网之间移动，保持网络的流动性和互操作性。这个过程涉及几个步骤，以确保安全性和效率。

当用户在以太坊上发起转账时，他们将代币发送到由 IMA 智能合约管理的存款箱。IMA 合约锁定这些代币，并通知相应的SKALE链上的IMA合约。然后 SKALE 链会铸造等量的代币，用户可以在该链上使用这些代币。整个过程由 BLS 阈值签名保护，需要大多数节点验证转账。

将代币转回以太坊遵循类似的过程。用户将代币发送到 SKALE 链上的 IMA 合约，这些代币会被销毁。然后以太坊上的IMA合约会收到通知，原始代币会被解锁并返回到用户的以太坊钱包。这个双向转移机制确保资产可以在链之间流动，同时保持它们的安全和完整性。

IMA还支持 NFT（ERC-721）和多代币标准（ERC-1155）的转移。开发者可以扩展IMA来处理自定义代币标准和消息，为独特的应用需求提供灵活性。这种能力有助于维持一个动态和互联的区块链生态系统。

与以太坊的集成

SKALE 链旨在通过提供可扩展性和性能提升来增强以太坊，同时依赖以太坊的安全性和协调机制。这种集成是通过 SKALE Manager 实现的，SKALE Manager 是在以太坊上部署的一组智能合约，负责处理验证者注册、质押和创建 SKALE 链。这些操作在以太坊主网上进行，以利用其安全协议。

IMA 允许资产和数据在两个网络之间移动，使开发者能够构建利用两个环境优势的去中心化应用（dApp）。这也扩展到开发者工具和协议，因为 SKALE 支持以太坊虚拟机（EVM）和 Solidity 编程语言，使开发者可以轻松地将他们现有的以太坊 dApp 迁移到 SKALE。SKALE 还支持以太坊的去中心化存储和计算能力，这种集成使开发者能够构建既能利用以太坊广泛生态系统又能享受SKALE可扩展性和性能提升的 dApp。

治理与去中心化自治组织 SKALE DAO

建立在以太坊区块链上的 Skale DAO 授权质押 SKL 代币的代币持有者提出和投票网络内的变更。这种结构确保网络的治理掌握在社区手中，而不是中央实体。

DAO 的治理框架包括以下：

Skale 改进提案（SIP, SKALE Improvement Proposal）：社区成员可以通过 SIP 提出网络的变更或改进，涵盖技术升级、经济调整和政策变更等主题。

投票机制：对 SIP 的投票在链上进行，提供透明度和安全性。每个质押的 SKL 代币代表一票，投票者的决策影响力与其质押的 SKL 数量成比例。

治理委员会：这些由各种利益相关者组成的委员会在提案提交投票前对其进行审查和指导，确保所有提案在社区投票前经过深思熟虑且可行。

Skale 的去中心化治理模型旨在灵活和适应性强，允许社区根据不断变化的需求和条件发展网络。通过将控制权分配给广泛的参与者基础，Skale 旨在培养一个有弹性和响应迅速的治理系统。

投票机制

Skale DAO 内部的投票是一种结构化流程，旨在确保公平有效的决策制定。其工作原理如下：

提案提交：任何社区成员都可以通过 Skale DAO 的治理门户提交提案。提案必须详细说明，包括明确的理由和实施计划。

讨论和审查：提交的提案由治理委员会审查并开放社区讨论。此阶段允许在提案进入投票阶段之前进行反馈和改进。

投票：提案准备好进行投票后，SKL 代币持有者可以投票。每个质押的 SKL 代币等于一票，这意味着拥有更多代币的参与者具有更大的影响力。投票通常开放一段时间，通常为 7 到 14 天。

法定人数和批准：为了使投票有效，必须达到最低法定人数，通常设定为质押代币的 33.334%。如果提案获得参与投票者的多数批准，则通过并实施。

实施：批准的提案根据指定计划执行，并由相关委员会监督以确保正确实施。

这种透明和系统的投票方法有助于确保治理过程既民主又高效，使网络能够在保持社区信任和参与度的同时不断发展。

提案和决策制定

社区成员产生改进或变更的想法，可以源于技术需求、经济调整或新功能。提案人起草一份详细的提案，概述问题、拟议解决方案、实施计划和对网络的潜在影响。然后将此草案提交到 Skale DAO 门户。

一旦发布供社区审查和讨论，其他成员可以提供反馈、建议修改并辩论其优点。之后，由经验丰富的利益相关者组成的治理委员会审查提案，以确保其可行性并符合网络目标。他们可能会要求修改或提供更多细节，然后再将其提交投票。

当提案通过委员会审查后，进入投票阶段，质押了 SKL 代币的代币持有者可以投票，每个代币代表一票。投票期通常持续 7 到 14 天，为了使投票有效，必须达到通常为质押代币 33.334% 的最低法定人数，获得多数批准的提案将被通过，并由相关方实施，并由治理委员会监督以确保遵守和正确执行。

这一结构化流程确保所有提案在实施之前，都经过彻底审查并反映社区的集体利益。

N.O.D.E. 基金会

N.O.D.E.（网络运营（Network Operations）, 开发（Development）和工程（Engineering））基金会支持 Skale 网络，提供监督、战略方向和运营支持，以确保网络的稳定性和增长。

基金会监督批准提案的实施，并确保其符合网络的长期目标，监控性能和安全，解决出现的任何问题，设定战略方向，确定相关的开发和增长领域（包括寻找新的合作伙伴、促进网络采用和指导技术开发）。

该基金会提供重要的运营支持，包括管理网络基础设施、与验证者和开发者协调，以及确保网络运营顺利进行。

N.O.D.E. 还与社区互动，促进讨论、收集反馈，并确保网络治理保持透明和包容。

用例和应用

开发者可以利用 SKALE 网络的高性能和可扩展性，在其上构建和部署去中心化应用程序（dApp）。这一开发过程涉及多个步骤，重点在于技术设置和最佳实践，以确保应用程序的最佳性能。

首先，开发者需要访问 SKALE 链的SDK（软件开发套件），该 SDK 允许他们在本地运行一个 SKALE 链，提供一个用于测试和开发的沙盒环境。SDK 支持必要的功能，例如 EVM 兼容性，使得将现有的以太坊 dApp 迁移到 SKALE 变得更加容易。开发者可以从 GitHub 下载 SDK 并按照文档中的安装说明来设置他们的本地开发环境。

一旦开发环境设置完毕，开发者可以在 SKALE 链上部署他们的智能合约。这个过程包括用 Solidity 编写合约，并使用 Hardhat 或 Truffle 等工具进行部署。SKALE 链使用一种称为 sFUEL 的代币来支付交易费用，这简化了用户体验，因为它消除了用户需要支付 gas 费用的需求。开发者可以将 sFUEL 分配给他们的用户，确保交易保持免费和无摩擦。

SKALE 通过跨链消息代理（IMA）支持与以太坊的互操作性。开发者可以创建自定义桥梁，以映射代币并实现 SKALE 链与以太坊主网之间的通信。

为了实现最佳性能，开发者应遵循最佳实践，例如高效的状态管理、适当的存储使用和最小化链上计算。SKALE 提供详细的指南和示例，帮助开发者实施这些最佳实践。例如，使用多交易模式（MTM, Multi-Transaction Mode）可以提高吞吐量，并有效处理大量的突发流量。

案例研究

目前已有多个项目成功部署在 SKALE 网络上，展示了其在实际场景中的能力。这些案例研究突显了技术挑战，以及 SKALE 基础设施提供的解决方案。

StrayShot

StrayShot 是一款“边玩边赚”（P2E）的射击游戏，利用 SKALE 支持复杂的游戏内交易和互动。该游戏利用 SKALE 的高吞吐量处理大量的并发玩家，提供良好的游戏体验，避免了区块链游戏常见的延迟问题。

这个游戏在与 SKALE 合作的重要里程碑是如何使用零成本交易提供良好的体验，鼓励更多用户参与和活动，同时处理实时互动和高频交易，确保响应和吸引人的游戏体验。它还整合了NFT来代表游戏内物品，让玩家可以安全高效地交易和拥有独特资产。

CryptoCrusades

CryptoCrusades 是一款策略战争游戏，玩家在游戏中建立帝国并与其他玩家战斗。游戏利用 SKALE 的基础设施支持实时互动和高频交易，确保响应和吸引人的游戏环境。

CryptoCrusades 利用 SKALE 的弹性侧链进行横向扩展，处理增加的交易负载。它还受益于 SKALE 的零成本交易，降低了参与门槛，让玩家在复杂的游戏活动中无需担心Gas费用。SKALE 与以太坊的互操作性也有助于整合跨链功能，使玩家能够转移资产并与其他区块链网络互动。

DeFi 应用

Ruby.Exchange

Ruby.Exchange 是 SKALE 生态系统中的一个去中心化交易所 (DEX)，被称为首个以 NFT 驱动的自动做市商 (AMM)。

该平台允许用户以零 Gas 费用交换代币，利用 SKALE 的基础设施进行高速低成本的交易。SKALE 的弹性侧链帮助 Ruby 处理大量交易量并确保快速交易完成，提供快速高效的交易体验。

该平台还整合了 NFT 来代表流动性池份额和治理权，为用户提供额外的功能和激励措施。通过部署在 SKALE 上，Ruby.Exchange 实现显著的成本节约和性能提升，吸引了越来越多的交易者和流动性提供者。

NFT 市场

NFTrade

NFTrade 是一个 NFT 市场，利用 SKALE 的零 gas 技术实现 NFT 的免费交易和铸造。该市场管理大量交易，同时确保低成本和快速确认。SKALE 的弹性侧链有助于处理大量交易量并提供流畅的用户体验，同时提供与以太坊的互操作性，允许用户跨不同区块链网络转移和交易 NFT。

通过部署在 SKALE 上，NFTrade 实现成本节约和改善用户体验，吸引更多创作者和收藏家加入其平台。该市场还提供 NFT 抵押和去中心化治理等高级功能，增强其功能并吸引更广泛的用户群。

Untitled Platformer

Untitled Platformer 是一款复古的平台游戏，玩家可以选择破坏或与他人组队，在惊险刺激的多人游戏中展示玩家的技能。

该游戏利用 SKALE 的基础设施管理游戏内交易和互动，无需担心延迟问题。其零成本交易提供低成本的游戏体验，鼓励更多玩家参与和互动。可扩展性也是一个重要案例研究。特别是因为它可以处理大量的同时玩家和互动，确保响应迅速的沉浸式体验。Untitled Platformer 还整合了 NFT 来代表游戏内物品和成就，为玩家提供独特可交易的资产和资产所有权。

供应链管理

bld.ai: bld.ai 是一个供应链管理解决方案，利用 SKALE 跟踪货物并高效管理物流。该应用程序需要一个可靠且可扩展的区块链来处理从生产到交付过程中涉及的大量交易和数据。bld.ai 利用 SKALE 的弹性侧链确保高性能和可扩展性，提供流畅高效的跟踪体验。该平台还受益于 SKALE 与以太坊的互操作性，使其能够与其他供应链解决方案和区块链网络集成。通过使用 SKALE，bld.ai 可以提供全面高效的供应链管理解决方案，支持各种行业和用例。该平台还利用实时跟踪和自动合规检查等高级功能，增强其功能和可靠性。

应用链和中心链

SKALE提供两种主要类型的链：应用链（app-chains）和中心链（hub-chains），每种链都提供特定的定制和可扩展解决方案。应用链是专用的SKALE链，为单个应用程序量身定制，提供对资源的完全控制，使开发人员能够优化其dApp的性能和安全性。这些链可以通过增加节点水平扩展，以确保它们能够处理增加的交易负载。

开发人员可以配置应用链以满足其特定需求，例如调整区块时间和气体限制以匹配其应用程序的要求。应用链还提供与其他应用程序的隔离，确保一个应用程序的性能问题或安全漏洞不会影响其他应用程序。

另一方面，中心链是共享的 SKALE 链，旨在支持特定领域（例如 DeFi、游戏或 NFT）内的多个应用程序。它们提供共享的基础设施，允许不同的 dApp 从集体的可扩展性和资源管理中受益，促进复杂的用例，如去中心化交易所（DEX）和游戏生态系统。通过资源池，它们能够为所有参与的dApp实现更高的吞吐量和更好的性能，同时提供规模经济，降低开发人员和用户的运营成本。

应用链和中心链均使用SKALE的容器化验证器节点和 BLS 阈值加密来保障安全。验证节点是动态分配的，以确保最佳性能和去中心化，设置过程中涉及在以太坊上部署 SKALE Manager 智能合约，以管理链的创建、验证节点注册和质押。

一旦设置完成，开发人员可以在配置好的链上部署dApp并开始在SKALE上构建。BLS阈值加密确保所有交易都由节点的超级多数验证，从而增强网络的安全性和去中心化。

在定制方面，SKALE链提供多种选项，使开发人员能够根据其应用程序的需求调整环境。这包括设置自定义Gas限制、区块时间和交易费用，以及选择实施额外的安全措施，如多签名钱包和自定义共识算法，以提高链的可靠性和安全性。

在可扩展性方面，通过增加更多的验证节点，链可以处理增加的交易量并保持高性能，确保应用程序能够在不受传统区块链系统限制的情况下增长和发展。

BLS阈值加密确保所有交易都由节点的超级多数验证，从而增强网络的安全性和去中心化。权益证明（PoS）模型为验证节点维护网络完整性和性能提供了经济激励。其经济模型旨在支持长期的网络增长和可持续性。通过结合通胀和交易费用来奖励验证节点并激励参与，开发人员使用 SKL 代币支付 SKALE 链资源，这有助于资助网络运营和开发。这个模型确保了网络在提供低成本、高性能dApp基础设施的同时保持经济上的可行性。

开发者工具和资源

开发环境

Skale 网络为开发者提供了一套全面的工具和 SDK，旨在简化开发过程并提高其去中心化应用程序 (dApp) 的性能。这些工具提供必要的功能，便于在 Skale 上创建、测试、部署和维护 dApp。

Skale 链的 SDK 允许开发者运行本地的 Skale 链来进行开发。此设置提供了一个沙盒环境，开发人员可以在其中测试他们的应用程序而不影响主网络。SDK 支持 EVM 兼容性，使开发人员可以使用 Solidity 编写智能合约。它可以轻松地从 GitHub 下载，根据提供的文档，设置过程很容易遵循。

Remix IDE

Remix IDE 是一种流行的开发环境，可与 Skale 链集成。开发人员可以直接从浏览器编译、部署和管理智能合约。

该 IDE 支持使用 MetaMask 连接到 Skale 链，便于在本地和主网环境之间切换。有关使用 Remix 与 Skale 的详细指南可在网上找到，确保开发人员可以快速开始部署他们的智能合约。

Truffle 和 Hardhat

Truffle 和 Hardhat 是开发以太坊兼容智能合约的强大框架。这两个工具完全支持 Skale，开发人员可以用熟悉的流程在 Skale 链上部署合约。这些框架提供全面的测试环境、自动化部署脚本，并与 OpenZeppelin 等流行库集成，方便创建智能合约。

文件存储

Skale 提供去中心化的链上文件存储，使开发人员能够直接在区块链上存储和检索数据。此功能对于需要存储大量数据（例如媒体文件或复杂数据集）的应用程序特别有用。文件存储 API 提供易于使用的上传、检索和管理文件的方法，确保开发人员可以高效地将存储解决方案集成到他们的 dApp 中。

预言机和索引器

为了支持外部数据的集成并增强 dApp 的功能，Skale 提供了对预言机和索引器的访问。Chainlink 等预言机让 dApp 能够获取真实世界数据，The Graph 等索引器让开发人员高效查询区块链数据。这些工具对于构建依赖动态数据，或需要详细分析区块链数据的复杂应用程序非常重要。

在SKALE上部署智能合约和资源管理

在SKALE上部署智能合约涉及多个步骤，以确保合约的安全、高效，并与网络基础设施正确集成。开发者必须遵循最佳实践，首先是编写安全的合约，这包括使用经过充分审计的库（如OpenZeppelin）、进行彻底测试及遵循安全开发指南。

SKALE的文档提供了丰富的资源，帮助开发者避免常见漏洞，并在代码中实施最佳实践。

要在SKALE上部署智能合约，开发者需要使用网络特定的部署工具和配置。例如，使用Hardhat时，开发者可以通过运行带有--network skale 标志的部署脚本来部署合约。这个过程包括在Hardhat或Truffle环境中配置网络设置、确保安装所有必要的依赖项以及运行部署脚本。此设置允许开发者高效地管理和验证其合约，为去中心化应用程序（dApp）提供可靠的环境。

SKALE 使用零成本的 Gas 代币 sFUEL 来支付交易费用。这种设计消除了用户支付 Gas 费用的需求，使得与 dApp 的交互变得无成本。开发者必须配置其合约以使用 sFUEL，并确保分配足够的 sFUEL 来覆盖交易成本。这种方法提升了用户体验并鼓励更频繁的交易，从而促进了一个更活跃的生态系统。

通过跨链消息代理（IMA），SKALE 与以太坊的集成得以实现，允许在 SKALE 链与以太坊主网上传输代币和消息。对于需要跨链功能的应用程序来说，这种互操作性至关重要，使得开发者能够创建自定义桥梁并支持不同区块链网络之间的复杂交互。

在 SKALE 上进行高效的资源管理对于保持高性能和可扩展性是必要的。SKALE 的链上存储解决方案使开发者能够直接在区块链上安全地存储和检索数据。存储API提供了上传、检索和管理文件的方法，特别适用于有大量数据存储需求的应用程序。开发者应优化数据管理，以降低成本并提高性能。

SKALE 的弹性侧链提供了可根据需求动态调整的可扩展计算资源。开发者可以配置其应用链，以高效分配资源，确保其应用能够处理高交易量和复杂计算。管理计算资源的最佳实践包括优化智能合约逻辑、最小化链上计算以及使用高效的数据结构。

持续监控和优化，对于保持 dApp 在 SKALE 上的性能是必要的。开发者应利用SKALE的性能监控工具和分析服务来跟踪应用性能并识别瓶颈。定期审计和优化有助于提高效率，并确保dApp在不同负载下保持高效运行。

SKALE 的开发者支持

SKALE通过各种社区和官方渠道为开发者提供广泛的支持。这些资源旨在帮助开发者应对在网络上构建应用的复杂性，并在技术问题和最佳实践方面提供帮助。

SKALE 文档是一个全面的资源，涵盖了在网络上开发的所有方面，包括设置开发环境、部署智能合约、管理资源和与以太坊集成。

社区论坛和 Discord 服务器是活跃的平台，开发者可以在这些平台上提问、分享知识和合作项目。这些平台为开发者提供了一个与彼此和 SKALE 团队互动的空间，营造了一个支持学习和创新的协作环境。

SKALE 还提供了一系列开发者教程，这些教程为常见的任务和用例提供了分步教学。这些教程涵盖了从部署基本智能合约，到构建集成存储和计算资源的复杂dApp的广泛主题。教程的目的在帮助开发者快速入门，并提供如何在SKALE上实现各种功能的实际示例。

为了提供更直接的帮助，开发者可以通过SKALE的官方支持渠道，包括邮件支持、预约办公时间和与技术团队的一对一咨询。这些渠道为解决技术问题、优化应用和理解最佳实践提供了个性化的支持。

性能与可扩展性

可扩展性解决方案

SKALE 网络通过其架构实现了高吞吐量和低延迟，结合了第一层和第二层解决方案的元素。正如之前所见，SKALE 链作为独立链运行，提供高交易吞吐量和快速的最终确定性，避免了像以太坊这样的第一层区块链上经常出现的拥堵问题。

SKALE 链可以处理每秒 400 笔交易（TPS）的基线，并且中型链的峰值可以达到每秒 700 笔交易。这种吞吐量得益于网络使用的多交易模式 (MTM)，允许每个区块包含多个交易。其 2.8 亿的高区块 Gas 限制有效支持了复杂交易和智能合约的执行。

SKALE 采用弹性侧链，通过增加所需节点数量来实现横向扩展。每条 SKALE 链由 16 个验证节点组成，动态分配以平衡负载并确保最佳性能。这种设置允许 SKALE 链独立扩展，确保一条链上的活动不会影响其他链的性能。

网络使用容器化和虚拟化的验证器节点来实现高效的资源管理。每个节点可以通过子节点架构支持多个 SKALE 链，允许灵活和可扩展的部署。这种虚拟化通过容器化的 Linux 操作系统得以实现，提供了类似于传统云和微服务系统的性能和灵活性。

性能指标

性能指标有助于评估网络的效率和可靠性。这些指标可能包括交易吞吐量、延迟、区块时间和资源利用率。

交易吞吐量衡量每秒处理的交易数量。SKALE的架构支持 400 TPS的基线，并有能力峰值达到700 TPS。这对于需要快速和频繁交易的应用程序，如游戏和去中心化金融（DeFi）平台来说是必要的。

延迟是指交易被确认并视为最终的时间。SKALE 通过其即时最终性机制实现低延迟，确保交易快速处理和确认，有助于用户体验，特别是在需要实时交互的应用程序中。

区块时间衡量在区块链中生成新区块所需的时间。SKALE的区块时间设计得很短，确保交易被快速包含在区块中并得到确认，从而有助于网络的低延迟和高吞吐量。

资源利用率涉及 SKALE链对计算和存储资源的高效使用。网络的容器化和虚拟化节点允许根据需求动态分配资源，确保每条链高效运行。这种灵活性即使在不同负载下也能保持高性能。

对比分析

将 SKALE 的性能和扩展性与其他区块链扩展解决方案进行比较时，突显了它的技术优势。

以太坊第一层

以太坊第一层虽然高度安全和去中心化，但经常面临扩展性问题。在高峰期，高额的交易费用和缓慢的处理速度是众所周知的使用障碍。SKALE通过将交易卸载到其高吞吐量的侧链上，显著减少了成本并提高了性能，解决了这些问题。

第二层解决方案

诸如乐观型汇总（Optimistic Rollup）和零知识汇总（zk-Rollups）之类的第二层解决方案通过链下处理交易然后将结果提交到主链上，来增强以太坊的扩展性。虽然这些解决方案提高了吞吐量并降低了成本，但它们可能会引入与数据可用性和最终确定性延迟相关的复杂性。SKALE 通过其混合的第一层/第二层架构，提供了即时的最终确定性。并通过利用以太坊的安全基础设施保持高度的安全性，而无需汇总机制。

Polkadot 和 Cosmos

Polkadot 和 Cosmos 是通过多链架构设计的其他区块链网络，旨在实现互操作性和扩展性。虽然它们提供了类似的扩展性优势，但 SKALE 与以太坊的集成提供了独特的优势，使dApp能够在以太坊生态系统中运行。此外，SKALE 的零成本交易和高吞吐量，使其成为寻求构建可扩展dApp而无需承担高费用的开发人员的更具吸引力的选择。

优化技术

在 SKALE 上优化 dApp 的性能涉及到多种策略，以确保资源的有效利用并保持高性能。

开发人员应实施高效的状态管理实践，以最小化智能合约的计算开销。这包括优化数据结构，减少不必要的状态变化，并在可能的情况下利用链下存储。最小化链上计算还有助于减少网络负载并提高交易吞吐量。开发人员应在链下执行复杂计算，只在链上存储结果，以确保区块链保持高效和可扩展。

使用多交易模式（MTM）允许账户在每个区块中发送多个具有增量随机数的交易，实现更高的吞吐量并处理大量突发流量。此模式对于需要快速频繁交易的应用程序特别有用，例如游戏和 DeFi 平台。

持续监控和优化对于保持 dApp 性能至关重要。开发人员应使用 SKALE 的性能监控工具和分析服务，来跟踪其应用程序的性能并识别瓶颈。定期审计和优化可以帮助提高效率，并确保 dApp 在不同负载下保持性能。

SKALE 的去中心化链上存储提供了一种安全且高效的数据管理方式。开发人员应使用此存储解决方案来处理大型数据集，并确保其 dApp 能够在不产生高成本的情况下扩展。存储 API 提供了上传、检索和管理文件的方法，使其易于将存储功能集成到dApp中。

SKALE 生态系统

Ecosystem 概述

SKALE 生态系统由种类繁多的项目和合作伙伴组成，每个项目都利用网络的功能来提供增强的用户体验。根据最新报告，SKALE 生态系统涵盖了 21 个以上的去中心化应用程序 (dApp)，涉及游戏、DeFi、NFT 和人工智能等领域。如此庞大的网络展示了 SKALE 支持各种区块链应用程序的能力，这得益于其高性能、可扩展性和零 gas 费模式。

Skale网络一个多链区块链平台

GameBuild（GAME）基于区块链的创新平台

Japan Open Chain（JOC）提供一个高性能、低成本的区块链平台

BIO Protocol 一个去中心化科学（DeSci）协议

Citrea 使用零知识技术增强比特币区块空间功能的汇总