什么是 NEAR 代币:TPS、速度与工作原理
Learn what NEAR Protocol is, how it achieves ~100,000 TPS with Nightshade sharding, block time, finality, and comparison to Solana and Ethereum.
要点
- NEAR Protocol 是一个 Layer 1 质押证明区块链,于 2020 年 4 月在主网上线
- NEAR 利用 Nightshade 分片技术(与 Phase 2 完全部署相关)支持理论上每秒 100,000 笔交易的吞吐量
- NEAR 大约每秒生成一个新区块,交易最终确定性约为 1–2 秒
- NEAR 的理论 TPS 上限超越了以太坊基础层(约 15–30 TPS)和 Solana 发布的峰值(约 65,000 TPS)
- 链抽象是 NEAR 在 2024–2025 年的积极战略方向,将网络定位在超越原始 TPS 性能测试的层面
什么是 NEAR Protocol?
NEAR Protocol 是一个 Layer 1 权益证明区块链,旨在支持高吞吐量、低成本的去中心化应用程序 (dApps)。由 NEAR 基金会于 2020 年 4 月在主网上线,其使用名为 Nightshade 的专有分片机制,以支持每秒约 100,000 笔交易的理论吞吐量。NEAR 支持 Rust 和 JavaScript 编写的智能合约,方便区块链原生开发者和更广泛的 Web3 社区使用。
NEAR 区块链作为一个 Layer 1 (L1) 网络运行,这意味着它独立运行,拥有自己的共识机制、原生代币和安全模型。它与 Ethereum 和 Solana 属于同一类别,为构建去中心化应用程序提供基础架构。与依赖现有链来保证安全性的 Layer 2 网络不同,NEAR 在基础层处理所有事务。Aurora 是一个构建在 NEAR 之上的 EVM 兼容环境,属于 Layer 2 产品,与 NEAR 自身的 L1 架构不同。
NEAR 代币(代码:NEAR)是该网络的原生加密货币。该代币用于支付交易和智能合约执行的 Gas 费用,用于验证者参与的质押,并参与链上治理。NEAR 代币与 NEAR Protocol 网络是分开的。每当您在代币经济学或市场背景下看到“NEAR”时,它指的是代币;当您在架构背景下看到它时,它指的是网络。
NEAR Protocol 的开发于 2018 年开始,主网于 2020 年 4 月上线。该网络由一家总部位于瑞士的非营利组织 NEAR Foundation 管理。NEAR 的 TPS 表现由其 Nightshade 分片架构支撑,后续章节将对此进行全面阐述。
什么是 TPS,以及为什么它对区块链很重要?
每秒交易处理量(TPS)衡量的是区块链网络在每一秒内能够验证并最终确认的单笔交易数量。它是评估区块链能否支持大规模真实应用场景的主要性能基准。
TPS 至关重要,因为区块链的实际处理能力上限决定了哪些应用能够在其上运行。一个 DeFi 交易协议需要快速的交易最终性来可靠地执行市价订单。缓慢的区块链会导致交易失败、结算延迟和糟糕的用户体验。同样的,一个面向大众市场的支付应用需要每秒处理数千笔交易,才能在消费者规模上运行。
这种吞吐量挑战在区块链研究中有一个名称:可扩展性三难困境(scalability trilemma),这是一个与 Vitalik Buterin 相关的概念。该三难困境指出,区块链通常无法同时实现去中心化、安全性和可扩展性。提高其中一个维度往往会以牺牲另一个维度为代价。比特币和以太坊等早期区块链优先考虑去中心化和安全性,从而限制了它们的可扩展性。因此,以太坊的基础层每秒仅能处理约 15–30 笔交易。NEAR Protocol 将 Nightshade 分片定位为应对这一三难困境的架构方案,且无需牺牲去中心化或安全性。
这正是NEAR Protocol旨在解决的挑战。以下是NEAR的TPS实际表现以及它是如何实现的。
NEAR 协议有多快?NEAR 协议 TPS 详解
NEAR Protocol 支持理论上约 100,000 TPS(每秒交易处理量),由 Nightshade 分片技术驱动,出块时间约每秒一次,交易最终确认时间约 1-2 秒。这一数据代表了 Nightshade 分阶段推出的第 2 阶段上限。实际运行中的 TPS 将随着当前部署的活跃分片数量而扩展。
关键 NEAR Protocol 性能数据:
| 指标 | 数值 |
|---|---|
| 理论 TPS(第二阶段) | ~100,000 |
| 出块时间 | ~1 秒 |
| 交易最终性 | ~1–2 秒 |
| 矿工费 | 每笔交易低于 $0.01 |
| 活跃验证者 | ~100 |
| 主网启动 | 2020年4月 |
理论 TPS 与 实际 TPS 的对比
衡量区块链速度主张有两种不同的指标:理论 TPS 和实际 TPS。了解这两者可以避免区块链性能报告中最常见的错误。
理论 TPS 是网络在部署完整基础设施的理想条件下所能达到的数学性能上限。现实世界 TPS(也称为持续 TPS)则反映了在当前部署状态的实时网络条件下的实际吞吐量。业内每个区块链的这两个数值都存在差异。
NEAR Protocol 的理论 TPS 上限约为每秒 100,000 笔交易。该数字可以通过完整的 Nightshade Phase 2 动态分片实现。目前的实际 TPS 较低,取决于随着 Nightshade 分阶段推出的持续进行而部署的活跃分片数量。大多数文章将 NEAR 的理论上限视为既定事实。更精确的解读则解释了该数字的含义以及何时能完全实现。每个区块链发布的 TPS 都是一个理论上限,而非保证的运行吞吐量。
Nightshade 分片如何助力 NEAR 的速度
您可以将传统的单链区块链想象成一条单车道公路。每笔交易都必须按顺序在同一条路上进行。当交通拥堵时,一切都会变慢。Nightshade 分片技术为该公路增加了平行的车道。每条车道(分片)同时处理自己的交易流,而道路的总容量会随着车道的增加而扩展。
Nightshade 分片是 NEAR Protocol 专有的动态分片机制。它将区块链的状态和交易处理分配到多个并行分片中,每个分片都会生成每个区块的一个“分块(chunk)”。分片同时处理交易而非按顺序处理,这成倍地提高了 NEAR 的总吞吐量,并使其在全面实施第二阶段(Phase 2)后,理论上的处理能力上限可达约 100,000 TPS。
NEAR Protocol 通过以下流程实现高 TPS。
- NEAR 的区块链状态被划分为多个并行分片
- 每个分片独立处理其分配的交易
- 每个分片生成一个“区块块 (chunk)”,即其在每个区块中的组成部分
- 这些区块块会被组装成一个完整的区块
- 总吞吐量随分片数量成比例扩展,在 Nightshade 第 2 阶段完全实施后可实现约 100,000 TPS
在没有分片的情况下,每个验证者都必须处理每一笔交易,这会产生吞吐量瓶颈。Nightshade 分片通过将交易分配到平行的分片组中来消除这一瓶颈,因此每个组只需处理其在总交易负荷中所占的部分。结果是,总 TPS 会随着活跃分片数量的增加而按比例扩展。
NEAR 的高吞吐量为用户带来了直接的实际益处:更低的 Gas 费用。当一个网络能够高效、不拥堵地处理交易时,用户就不需要为了争夺块空间而竞价。NEAR 的 Gas 费用通常每笔交易低于 0.01 美元,而以太坊在拥堵期间的费用则经常达到数美元。如需更深入地了解 Nightshade 分片,),NEAR 基金会的技朧博客提供了完整的架构解析。
NEAR Protocol 块时间和最终性
NEAR 协议大约每秒生成一个新区块,在正常网络条件下,交易最终性(即交易被确认不可逆的点)大约在1-2秒内实现。这比以太坊大约12秒的出块时间表现更佳,使 NEAR 非常适合需要近乎实时交易确认的应用。
对于 DeFi 应用而言,快速最终确定性是一项实际要求,而非技术上的奇想。订单簿、强制平仓机制以及 AMM 兑换都依赖于交易已结算的快速确认。Solana 实现了约 400 毫秒的极快出块时间,尽管其网络曾出现过有记录的停机时间,开发者在进行可靠性评估时应将其纳入考量。
NEAR 协议 TPS 与竞争对手的对比
NEAR 协议在 Layer 1 区块链领域与以太坊、Solana、Avalanche、Polkadot 以及其他 L1 网络竞争,各网络均采用了独特的架构方案来应对可扩展性挑战。
| 区块链 | 理论 TPS | 出块时间 / 最终性 | 共识机制 | 扩展方案 |
|---|---|---|---|---|
| Solana | ~65,000 | ~400ms | 历史证明 (PoH) + PoS | 单链优化 |
| NEAR Protocol | ~100,000 (阶段 2) | ~1 秒 / 1–2 秒最终性 | 门限权益证明 (TPoS) | Nightshade 动态分片 |
| Avalanche | ~4,500 | ~2 秒 | Avalanche 共识 | 子网架构 |
| Polkadot | ~1,000 | ~6 秒 | 提名权益证明 (NPoS) | 平行链模型 |
| Ethereum (仅限 L1) | ~15–30 | ~12 秒 | 权益证明 (PoS) | L2 Rollup (Optimism, Arbitrum) |
所有 TPS 数据均为理想条件下的理论最大值。各网络在现实环境中的持续 TPS 各不相同。以太坊 L1 数据不包括 Layer 2 扩容方案(包括 Optimism、Arbitrum、Base 等),这些方案显著提升了以太坊的有效吞吐量。
Solana 目前通过单链优化,使用历史证明(Proof of History)加上权益证明(Proof of Stake)共识,理论上的 TPS 约为 65,000。NEAR Protocol 在完全部署 Nightshade Phase 2 后,理论上限约为 100,000 TPS,但需要完全部署才能实现。关键架构差异在于,NEAR 的 TPS 上限会随着分片数量的增加而水平扩展,以应对不断增长的需求,而 Solana 的单链设计对进一步扩展设置了天然上限。Solana 曾出现过已记录的网络中断情况,开发者应将其视为可靠性考量。两个网络的 TPS 数字都不应被视为保证的运行吞吐量。
将 NEAR 与以太坊的基础层进行对比,可以发现显著的性能差距:NEAR 的理论 TPS 约为 100,000,而以太坊约为 15–30 TPS;此外,NEAR 的最终确认时间约为 1 秒,而以太坊的出块时间约为 12 秒。以太坊的 L2 生态系统显著提高了其超出 L1 基准的有效吞吐量,因此公平的比较应该是 L1 对 L1。将 NEAR 的 L1 TPS 与以太坊的全栈性能进行比较会产生误导。
Avalanche 采用子网(subnet)架构,通过特定于应用的子网络实现工作负载并行化,而非对统一的链状态进行分片。Polkadot 采用平行链(parachain)模型,使独立的区块链共享安全性,而非在单个分片状态内进行处理。两者代表了不同的扩展方案,且与 NEAR 的 Nightshade 分片技术相比,各自具有不同的权衡特性。
--- ## NEAR Protocol 如何运作? 架构概述
以下是 NEAR 协议高层次运作方式的说明:当交易提交至 NEAR 时,它会根据所涉及的账户被路由到网络中的其中一个活跃分片。分配至该分片的验证者将处理该交易并生成一个区块分段(chunk),即当前区块中属于他们的部分。所有分片会同时生成各自的区块分段,而最终的区块则由这些分段组装而成。在正常的网络条件下,交易大约在 1 至 2 秒内即可达成终局性。
该架构建立在三个支柱之上:Nightshade 分片技术以实现吞吐量可扩展性,阈值权益证明共识以实现安全性和验证者选择,以及多语言智能合约支持以提高开发者可访问性。
Nightshade 分片阶段:NEAR 如何随时间扩展
分片起源于数据库工程,该领域会将大型数据集分割到多个服务器以进行并行处理。应用于区块链时,分片技术将网络的交易工作量分割到称为分片的并行段,从而使每个验证者仅处理其分配的部分,而非全部交易集。这消除了单链区块链所面临的吞吐量瓶颈。
NEAR 的 TPS 上限并非一个固定数值。它与 Nightshade 分片技术在三个阶段的逐步推广相关,而理解这一推广进程,便能解释 ~100,000 TPS 的数值及其当前背景。
阶段 0 (Simple Nightshade): 随 NEAR 的主网同步启动。单个分片处理所有交易,所有验证者均参与其中。此阶段建立了分片框架和基础设施,但尚未启用并行处理。
第 1 阶段(具有单分片追踪节点的分片): 区块链的状态分布在多个分片中。验证者被分配到特定的分片,而不是处理全网范围内的所有交易。这是目前的部署阶段,与第 0 阶段相比,它在吞吐量方面实现了显著的提升。
第二阶段(全动态分片): 分片可以根据网络负载进行动态拆分和合并。TPS 上限将完全解除。这一阶段通过随着需求增长增加分片,实现了理论上无限的可扩展性,使约 100,000 TPS 的数值成为第二阶段全面实现后的产物,而非目前的运行性能。
每一阶段都为 NEAR 的交易处理增加了更高的并行性,其中第 2 阶段代表了 Nightshade 设计的全面实现。约 100,000 TPS 这一数值是指 NEAR 第 2 阶段的理论上限,而非第 1 阶段当前的实际运行 TPS。有关 Nightshade 分片背后的技术细节,NEAR 基金会的 官方文档 提供了完整的规范说明。
权益质押 (Proof-of-Stake) 共识:NEAR 如何验证交易
NEAR Protocol 使用门限权益证明 (TPoS),这是权益证明的一种变体,验证者席位是根据质押的 NEAR 代币数量授予的,大约有 100 名活跃验证者在任何给定时间保护网络。
验证者质押 NEAR 代币作为抵押品,以获得为其分配的分片生产区块分片(block chunks)的权利。“阈值”是指获得验证者席位所需的最低质押量。验证者席位会根据质押权重定期重新分配,从而形成一个市场驱动的选择过程。由于 NEAR 采用权益证明(Proof-of-Stake)机制,验证者执行的计算与网络活动成正比,而非解决随机的计算难题,这使得 NEAR 比基于工作量证明(Proof-of-Work)的区块链更加节能。
NEAR 代币持有者,如果不运行验证节点,可以将其质押委托给现有验证者,并获得一部分质押奖励。这种委托质押选项使非技术用户也能轻松参与网络。由于 NEAR 一直基于权益证明(Proof-of-Stake)运行,该网络使用验证者和质押,而非像比特币这类工作量证明(Proof-of-Work)链中的计算挖矿。
NEAR 上的智能合约与开发者工具
NEAR Protocol 支持使用 Rust(适用于性能关键型应用)和通过 AssemblyScript 编写的 JavaScript/TypeScript 编写智能合约,使全球估计超过 1200 万的 JavaScript 开发者能够访问该网络,而无需他们学习特定于区块链的语言。与以太坊的 Solidity 优先环境相比,这是一个有意义的开发者采纳的差异化优势。在 NEAR 上构建 Web3 应用(去中心化应用,或 dApps)的开发者可以使用熟悉的语言编写合约逻辑,降低了阻碍其他 L1 平台采用的门槛。
您可以在 NEAR Protocol 上做什么?应用场景与生态系统
NEAR Protocol 支持在 DeFi、NFT、游戏、开发者工具和支付领域不断增长的各种去中心化应用程序:
- DeFi 应用: Ref Finance 是 NEAR 上的原生去中心化交易所 (DEX),支持低燃气费(Gas Fee)的链上交易
- NFT 市场: Paras 支持在 NEAR 基础设施上进行低成本的 NFT 铸造与交易
- EVM 兼容开发: Aurora 是 NEAR 上的一个 EVM 兼容 Layer 2,允许以太坊智能合约在 NEAR 上运行
- 跨链转账: 彩虹桥(Rainbow Bridge)可在以太坊网络与 NEAR 之间转移资产
- Web3 应用开发: 支持 Rust 和 JavaScript 智能合约,覆盖了广泛的开发者群体
- 游戏与微支付: 低于一美分的燃气费(Gas Fee)使高频交易用例在经济上变得可行
NEAR 的高 TPS 和快速最终性是功能性 DeFi 的先决条件。订单簿、自动化做市商 (AMM) 兑换以及强制平仓引擎都需要快速的交易结算才能可靠运行。Ref Finance 作为 NEAR 的主要原生 DEX 运行,直接受益于该网络的吞吐量和低 Gas 费用。单笔交易低于 $0.01 的 Gas 费用使 DeFi 的参与门槛降低,让那些在以太坊费用高昂时无法经济参与的小额交易者也能参与其中。
Aurora 是一个基于 NEAR Protocol 构建的 EVM 兼容的 Layer 2 环境,并非 NEAR 本身的 L1 架构的一部分。它允许 Solidity 开发者在 NEAR 的基础设施上部署以太坊智能合约,在无需重写现有合约代码的情况下,访问 NEAR 的高吞吐量和低费用。对于在以太坊上构建的大型开发者社区而言,这是一个有意义的采用渠道。Rainbow Bridge 在以太坊和 NEAR 之间提供了无需信任的跨链资产转移,使用户能够在生态系统之间转移 ERC-20 代币和其他资产,而无需依赖中心化托管方。
NEAR 代币为上述所有应用场景提供动力。它用于支付交易和智能合约执行的 Gas 费用,进行质押以参与验证者节点或获取委托质押奖励,并参与链上治理。开发者还通过质押 NEAR 来支付链上存储费用,这种模式将存储成本与计算成本分离,为开发者提供了可预测的资源定价。NEAR 的高吞吐量使得这些应用在规模化时在经济和技术上都具有可行性。
谁创建了 NEAR Protocol?创始人与团队公信力
NEAR Protocol 由 Illia Polosukhin 和 Alexander Skidanov 共同创立。Polosukhin 曾是 Google Brain 的软件工程师和研究员,也是 2017 年具有里程碑意义的论文《Attention Is All You Need》(https://arxiv.org/abs/1706.03762) (Vaswani 等人) 的合著者。这项基础性人工智能研究引入了 Transformer 架构,为目前的 ChatGPT、GPT-4 乃至几乎所有现代大语言模型提供了技术支持。Polosukhin 是该论文的八位合著者之一。他在 Google 任职期间参与了该项研究,随后离职创立了 NEAR。
联合创始人 Alexander Skidanov 在分布式系统和数据库工程领域拥有深厚的专业知识,他曾任职于 Microsoft 和 MemSQL(一家高性能分布式数据库公司),其分片概念直接启发了 NEAR 的 Nightshade 架构。分布式数据库分片与区块链状态分片之间的架构相似之处并非巧合。
NEAR Protocol 由 NEAR 基金会管理。这是一是一家总部位于瑞士的非营利组织,负责监督网络的发展、生态系统补助金和治理计划。该基金会支持 NEAR Protocol 的开源开发,并与全球 NEAR 开发者社区进行协调。如需全面了解 NEAR 的组织架构和正在进行的项目,NEAR 基金会网站是主要的参考点。
NEAR 协议与链抽象:未来展望
链抽象是指区块链基础设施中的一种设计理念,用户和开发者在与去中心化应用交互时,无需了解或主动管理具体是哪个底层区块链正在处理其活动。用户只需直接使用应用,底层链路由会在无需用户直接参与的情况下自动完成,而无需手动选择钱包、管理不同的 Gas 代币或在链与链之间桥接资产。
随着区块链生态系统日益走向多链化,用户体验碎片化已成为主流采用的主要障碍。管理多个钱包、gas代币和跨链桥协议会产生摩擦,劝退了非技术用户参与。NEAR 的 链抽象 愿景将其定位不仅作为一个高性能L1,更是作为一个多链生态系统的协调层,在此背景下,NEAR 的 Nightshade 吞吐量为大规模跨链活动提供了速度基础。链抽象是 NEAR 在 2024-2025 年的主动开发方向,而非已交付的产品,但它代表了 NEAR 定位从单纯的 TPS 基准测试向有意义的演进。
NEAR Protocol 常见问题
NEAR Protocol 是什么?
NEAR Protocol 是一个 Layer 1 权益证明区块链,于 2020 年 4 月在主网上线。它使用一种名为 Nightshade 的专有分片机制,以支持理论上每秒 ~100,000 笔交易的处理能力。NEAR 支持 Rust 和 JavaScript 智能合约,并由一家总部位于瑞士的非营利组织 NEAR Foundation 管理。
NEAR 每秒可以处理多少笔交易?
NEAR Protocol 在 Nightshade Phase 2 动态分片完整实施后,理论上支持每秒约 100,000 笔交易 (TPS) 的吞吐量。实际的持续 TPS 较低,取决于当前部署的活跃分片数量。约 100,000 的数值是正在部署中的 Phase 2 上限。
NEAR Protocol 如何实现高 TPS?
NEAR 通过 Nightshade 分片技术实现了高 TPS:(1) 区块链状态被划分为多个平行分片;(2) 每个分片独立处理其分配的交易;(3) 每个分片生成一个“区块块”(chunk),即其所属区块的部分内容;(4) 这些区块块被汇编成一个完整的区块;(5) 总吞吐量随分片数量按比例扩展,在第二阶段全面实施后可实现约 100,000 TPS。
NEAR Protocol 是否比 Solana 更快?
Solana 目前通过单链优化实现了约 65,000 的理论 TPS。NEAR 协议在完全部署 Phase 2 Nightshade 后的理论上限约为 100,000 TPS,虽然更高,但需要完成全面部署才能实现。关键的差异在于架构:NEAR 的 TPS 随分片数量增加而水平扩展,而 Solana 的单链设计则为进一步扩展设定了上限。
什么是 NEAR 中的 Nightshade 分片?
Nightshade 是 NEAR Protocol 专有的动态分片机制。它将区块链的状态划分到平行分片中,每个分片负责生成每个区块的一个“分块”(chunk)。分片同时而非按顺序处理交易,从而成倍提升了总吞吐量。达到约 100,000 TPS 的完整上限需要实施第二阶段的全动态重分片。
谁创建了 NEAR Protocol?
NEAR 协议是由 Illia Polosukhin 和 Alexander Skidanov 共同创立的。Polosukhin 在 Google Brain 任职期间共同撰写了 2017 年的论文《Attention Is All You Need》(Vaswani 等人),这项研究引入了现代人工智能系统基础的 Transformer 架构。Skidanov 带来了来自微软 (Microsoft) 和 MemSQL 的分布式系统专业知识。该网络由 NEAR 基金会治理。
NEAR 协议的出块时间是多少?
NEAR Protocol 大约每秒生成一个新区块,在正常网络条件下,交易最终确定性大约在 1-2 秒内实现。相比之下,以太坊的区块生成时间约为 12 秒,这使得 NEAR 对于 DeFi 订单簿和实时支付等延迟敏感型应用来说,速度明显更快。
NEAR Protocol 使用什么共识机制?
NEAR 协议使用门限权益证明 (TPoS),这是一种权益证明的变体,验证者席位根据用户所质押 NEAR 代币的数量授予。在任何给定时间,大约有 100 名活跃的验证者负责维护网络安全。由于 TPoS 不需要计算式挖矿,NEAR 的能效比工作量证明链显著更高。
NEAR Protocol 结合了通过 Nightshade 分片实现的每秒约 100,000 笔交易的理论吞吐量、亚美分级别的 Gas 费用以及对 Rust 和 JavaScript 智能合约的支持,将其定位为一个可扩展的 Layer 1 区块链,用于 Web3 开发。随着链抽象成为其 2024-2025 年的战略方向,NEAR 正在超越原始 TPS 基准的建设,朝着成为多链协调层的角色发展。
要进一步探索 NEAR Protocol:请访问 near.org 获取官方概述,访问 官方文档 获取技术规范,或访问 near.org/developers) 探索在 NEAR 上构建。
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