Cardano (ADA)：经验丰富的 Layer 1 区块链
Cardano 是一个于 2017 年推出的第三代权益证明 (PoS) 区块链平台。它由 Input Output Global (IOG，前身为 IOHK) 在 Charles Hoskinson (以太坊联合创始人) 的领导下创建，旨在解决早期区块链面临的关键挑战：可扩展性、互操作性和可持续性。与许多快速迭代的项目不同，Cardano 的开发强调同行评审的学术研究和高保证形式化方法。所有核心组件都是从零开始构建，而不是分叉现有协议，并且支撑 Cardano 的研究论文 (如 Ouroboros 共识协议) 已通过顶级会议发表。该区块链由 IOG (技术开发)、Cardano 基金会 (监督与推广) 和 EMURGO (商业应用) 协同维护。Cardano 的原生加密货币 ADA 为网络提供动力——它用于支付交易费用和质押奖励。总体而言，Cardano 旨在为去中心化应用 (DApps) 和关键金融基础设施提供一个安全且可扩展的平台，同时通过链上治理逐步将控制权移交给其社区。
Cardano 的发展分为五个时代——Byron、Shelley、Goguen、Basho 和 Voltaire——每个时代都专注于一组主要功能。值得注意的是，这些时代的开发是并行进行的 (研究和编码重叠)，尽管它们是通过协议升级顺序交付的。本节概述了每个时代、其关键成就以及 Cardano 网络的逐步去中心化。
Byron 时代 (基础阶段)
Byron 时代建立了基础网络并启动了 Cardano 的第一个主网。开发始于 2015 年，经过严谨的研究和数千次 GitHub 提交，最终于 2017 年 9 月正式启动。Byron 向世界推出了 ADA——允许用户在联邦节点网络上交易 ADA 货币——并实施了 Cardano 共识协议的第一个版本 Ouroboros。Ouroboros 是开创性的，因为它是第一个基于同行评审研究的可证明安全的 PoS 协议，提供了与比特币的工作量证明相当的安全保证。这个时代还交付了必要的基础设施：Daedalus 桌面钱包 (IOG 的全节点钱包) 和 Yoroi 轻钱包 (来自 EMURGO)，供日常使用。在 Byron 时代，所有区块生产都由 Cardano 实体运营的联邦核心节点完成，而社区则开始围绕该项目发展。到这个阶段结束时，Cardano 已经展示了一个稳定的网络并建立了一个热情的社区，为下一个时代的去中心化奠定了基础。
Shelley 时代 (去中心化阶段)
Shelley 时代将 Cardano 从一个联邦网络转变为一个由社区运营的去中心化网络。与 Byron 的硬切换启动不同，Shelley 的激活是通过平稳、低风险的过渡完成的，以避免中断。在 Shelley 时代 (2020 年中期以后)，Cardano 引入了权益池和质押委托的概念。用户可以将他们的 ADA 权益委托给权益池——社区运营的节点——并获得奖励，从而激励广泛参与网络安全。激励方案采用博弈论设计，鼓励创建大约 k=1000 个最佳池，使 Cardano 比其他大型区块链“去中心化 50-100 倍”，在那些区块链中，不到 10 个矿池可能控制共识。事实上，通过依赖 Ouroboros PoS 而不是能源密集型的挖矿，Cardano 的整个网络运行的功耗仅为工作量证明链的一小部分 (相当于一个家庭的用电量，而不是一个小国家的用电量)。这个时代标志着 Cardano 的成熟——社区接管了区块生产 (超过一半的活跃节点成为社区运营的节点)，网络通过去中心化实现了更高的安全性和稳健性。
共识研究的进展 (Shelley)
Shelley 时代伴随着 Cardano 共识协议的重大进展，扩展了 Ouroboros 以在完全去中心化的环境中增强安全性。Ouroboros Praos 作为一种改进的 PoS 算法被引入，提供了对适应性攻击者和更恶劣网络条件的弹性。Praos 使用私密领导者选择和密钥演化签名，使对手无法预测或攻击下一个区块生产者，从而减轻了有针对性的拒绝服务攻击。它还容忍节点离线和重新上线 (动态可用性)，只要存在诚实的多数权益，就能保持安全。继 Praos 之后，Ouroboros Genesis 作为下一个演进方向被研究，允许新节点或返回节点仅从创世区块引导 (无需可信的检查点)，从而防止远程攻击。2019 年初，一个名为 Ouroboros BFT (OBFT) 的中期升级作为 Cardano 1.5 部署，简化了从 Byron 到 Shelley 的切换。这些协议的改进——从 Ouroboros Classic 到 BFT 再到 Praos (以及 Genesis 中的思想)——为 Cardano 提供了一个形式上安全且面向未来的共识，作为其去中心化网络的支柱。其结果是，Cardano 的 PoS 可以在安全性上与 PoW 系统相媲美，同时实现了动态参与和委托的灵活性。
Goguen 时代 (智能合约阶段)
Goguen 时代为 Cardano 带来了智能合约功能，将其从一个 仅支持转账的账本转变为一个去中心化应用的平台。Goguen 的一个基石是采用了扩展 UTXO (eUTXO) 模型，这是比特币 UTXO 账本的扩展，支持富有表现力的智能合约。在 Cardano 的 eUTXO 模型中，交易输出不仅可以携带价值，还可以携带附加的脚本和任意数据 (datums)，从而在保留 UTXO 的并发性和确定性优势的同时，实现高级验证逻辑。与以太坊的账户模型相比，eUTXO 的一个主要优势是交易是确定性的——人们可以在提交交易之前，在链下就确切地知道交易是否会成功或失败 (及其效果)。这消除了由于并发问题或其他交易引起的状态变化而导致的意外和浪费的费用，这是基于账户的链中常见的问题。此外，eUTXO 模型天然支持交易的并行处理，因为独立的 UTXO 可以同时被消费，从而通过并行性提供可扩展性。这些设计选择反映了 Cardano 对智能合约的“质量第一”方法，旨在实现安全和可预测的执行。
Plutus 智能合约平台
随着 Goguen 时代的到来，Cardano 推出了其原生智能合约编程语言和执行平台 Plutus。Plutus 是一种基于 Haskell 构建的图灵完备的函数式语言，选择 Haskell 是因为它对正确性和安全性的高度重视。Cardano 中的智能合约通常用 Plutus (一种基于 Haskell 的 DSL) 编写，然后编译成在链上运行的 Plutus Core。这种方法允许开发者使用 Haskell 丰富的类型系统和形式化验证技术来最小化错误。Plutus 程序分为链上代码 (在交易验证期间 执行) 和链下代码 (在用户机器上运行以构建交易)。通过使用 Haskell 和 Plutus，Cardano 提供了一个高保证的开发环境——同样的语言可以端到端使用，并且纯函数式编程确保在给定相同输入的情况下，合约的行为是确定性的。Plutus 的设计明确禁止合约在链上执行期间进行非确定性调用或访问外部数据，这使得它们比命令式智能合约更容易分析和验证。其代价是学习曲线更陡峭，但它产生了不易出现严重故障的智能合约。总而言之，Plutus 为 Cardano 提供了一个基于广为人知的函数式编程原则的安全且稳健的智能合约层，使其与基于 EVM 的平台区别开来。
多资产支持 (原生代币)
Goguen 时代还引入了 Cardano 的多资产支持，使得用户可以在区块链上原生创建和使用自定义代币。2021 年 3 月，Mary 协议升级将 Cardano 的账本转变为一个多资产账本。用户可以直接在 Cardano 上铸造和交易自定义代币 (同质化或非同质化)，而无需编写智能合约。这种原生代币功能将新资产视为与 ADA 同等的“一等公民”。账本的会计系统得到了扩展，使得交易可以同时携带多种资产类型。由于代币逻辑由区块链本身处理，每种代币都不需要定制的合约 (如 ERC-20)，从而降低了复杂性和潜在错误。代币的铸造和销毁由用户定义的货币策略脚本控制 (可以施加时间锁或签名等条件)，但一旦铸造，代币就可以原生移动。这种设计带来了显著的效率提升——费用比以太坊更低且更可预测，因为你不需要为每次转账执行代币合约代码付费。Mary 时代开启了一波活动浪潮：项目可以直接在 Cardano 上发行稳定币、实用代币、NFT 等。这次升级是发展 Cardano 经济的关键一步，因为它促成了代币的繁荣 (在推出后的几个月内创建了超过 70,000 种原生代币)，并为一个多样化的 DeFi 和 NFT 生态系统奠定了基础，而不会给网络带来过重负担。
Cardano 生态系统的崛起 (DeFi、NFT 和 dApps)
随着智能合约 (通过 2021 年 9 月的 Alonzo 硬分叉) 和原生资产的就位，Cardano 的生态系统终于有了发展充满活力的 DeFi 和 dApp 社区的工具。Alonzo 之后的时期见证了 Cardano 摆脱了“幽灵链”的标签——此前批评者指出 Cardano 是一个没有智能合约的智能合约平台——因为开发者部署了第一波 DApps。去中心化交易所 (DEX) 如 Minswap 和 SundaeSwap、借贷协议如 Lenfi (Liqwid)、稳定币 (例如 DJED)、NFT 市场 (CNFT.io, jpg.store) 以及数十个其他应用在 2022-2023 年间在 Cardano 上推出。Alonzo 之后，Cardano 上的开发者活动激增；事实上，Cardano 在 2022 年经常在区块链项目的 GitHub 提交量中排名第一。到 2022 年中期，据报道 Cardano 有超过 1,000 个去中心化应用正在运行或开发中，网络使用指标也随之攀升。例如，Cardano 网络活跃钱包数量超过 350 万，在 2022 年每周新增约 3 万个钱包。Cardano 上的 NFT 活动也蓬勃发展——主要的 NFT 市场 (JPG Store) 的终身交易量超过了 2 亿美元。尽管起步较晚，Cardano 的 DeFi 总锁仓价值 (TVL) 开始积累；然而，它仍然远远落后于以太坊。截至 2023 年底，Cardano 的 DeFi TVL 约为几亿美元，仅为以太坊数百亿美元的一小部分。这反映出 Cardano 的生态系统虽然在增长 (尤其是在借贷、NFT 和游戏 dApps 等领域)，但与以太坊相比仍处于早期阶段。尽管如此，Goguen 时代证明了 Cardano 以研究为导向的方法可以交付一个功能性的智能合约平台，并为下一个重点——将这些 dApps 扩展到高吞吐量——奠定了基础。
Basho 时代 (可扩展性阶段)
Basho 时代专注于扩展和优化 Cardano，以实现高吞吐量和互操作性。随着使用量的增长，基础层需要处理更多交易而不牺牲去中心化。Basho 的一个主要组成部分是通过 Hydra 进行 Layer-2 扩展，同时努力支持侧链和与其他网络的互操作性。Basho 还包括对核心协议的持续改进 (例如，2022 年的 Vasil 硬分叉引入了流水线传播和引用输入以提高 L1 的吞吐量)。总体目标是确保 Cardano 能够扩展到数百万用户和区块链互联网。
Hydra (Layer-2 扩展解决方案)
Hydra 是 Cardano 的旗舰 Layer-2 解决方案，设计为一系列协议，通过链下处理来大幅提高吞吐量。第一个协议 Hydra Head 本质上是一个同构状态通道实现：它作为一个由一小群参与者共享的链下迷你账本运行，但使用与主链相同的交易表示 (因此称为“同构”)。Hydra Head 中的参与者可以在链下高速进行交易，Head 会定期在主链上结算。这使得大多数交易可以在链下以近乎即时的最终性和最低成本处理，而主链则提供安全和仲裁。Hydra 植根于同行评审的研究 (Hydra 论文由 IOG 发表)，预计将实现高吞吐量 (每个 Hydra Head 可能达到数千 TPS) 以及低延迟。重要的是，Hydra 维持了 Cardano 的安全假设——打开或关闭 Hydra Head 由链上交易保障，如果出现争议，状态可以在 L1 上解决。因为 Hydra Heads 是可并行的，Cardano 可以通过生成许多 heads (例如，用于不同的 dApps 或用户集群) 来进行扩展——理论上可以成倍增加总吞吐量。早期的 Hydra 实现已在测试中展示了每个 head 数百 TPS 的性能。2023 年，Hydra 团队发布了主网 Beta 版，一些 Cardano 项目开始尝试将 Hydra 用于快速微交易甚至游戏等用例。总而言之，Hydra 为 Cardano 提供了一条通过 Layer-2 水平扩展的路径，确保随着需求的增长，网络可以在不出现拥堵或高费用的情况下处理它。
侧链与互操作性
Basho 的另一个支柱是侧链框架，它增强了 Cardano 的可扩展性和互操作性。侧链是一个与 Cardano 主链 (“主链”) 并行运行的独立区块链，通过双向桥连接。Cardano 的设计允许侧链使用自己的共识算法和功能，同时依赖主链来保障安全 (例如，使用主链的权益进行检查点)。2023 年，IOG 发布了一个侧链工具包，使任何人都可以更容易地构建利用 Cardano 基础设施的自定义侧链。作为一个概念验证，IOG 构建了一个与 EVM 兼容的侧链 (有时被合作伙伴项目称为 “Milkomeda C1”)，让开发者可以部署以太坊风格的智能合约，但仍然将交易结算回 Cardano。其动机是允许不同的虚拟机或专用链 (用于身份、隐私等) 与 Cardano 共存，从而拓宽网络的能力。例如，Midnight 是一个即将推出的面向隐私的 Cardano 侧链，侧链还可以将 Cardano 与 Cosmos (通过 IBC) 或其他生态系统连接起来。通过加入标准工作 (Cardano 加入了区块链传输协议并正在探索与比特币和以太坊的桥梁)，互操作性得到了进一步增强。通过将实验性功能或重负载卸载到侧链，Cardano 的主链可以保持精简和安全，同时通过其生态系统提供多样化的服务。这种方法旨在解决区块链的“一刀切”问题：每个侧链都可以定制 (以获得更高的吞吐量、专用硬件或法规遵从性)，而不会使 L1 协议臃肿。简而言之，侧链使 Cardano 更具可扩展性和灵活性——新的创新可以在侧链上尝试而不会危及主网，价值可以在 Cardano 和其他网络之间流动，从而促进一个更具互操作性的多链未来。
Voltaire 时代与 Plomin 硬分叉 (治理阶段)
Voltaire 时代是 Cardano 的最后一个开发阶段，专注于实现一个完全去中心化的治理系统和一个自我维持的财库。目标是将 Cardano 转变为一个真正由社区治理的协议——通常被描述为一个自我进化的区块链，其中 ADA 持有者可以提议并决定协议升级或财库资金的使用，而无需中央控制。Voltaire 的关键组成部分包括定义 Cardano 链上治理框架的 CIP-1694、创建Cardano 宪法，以及一系列将治理权移交给社区的协议升级 (特别是 Chang 和 Plomin 硬分叉)。到 Voltaire 时代结束时，Cardano 旨在作为一个由其用户治理的 DAO (去中心化自治组织) 运作，实现“民有、民治、民享”的区块链最初愿景。
CIP-1694：Cardano 治理框架的基础
CIP-1694 (以哲学家伏尔泰的出生年份命名) 是 Cardano 改进提案，为 Cardano 的链上治理奠定了基础。与典型的 CIP 不同，1694 内容广泛——约 2000 行的规范——涵盖了新的治理角色、投票程序和宪法概念。它是通过广泛的社区意见制定的：首先于 2023 年初在 IOG 的一个研讨会上起草，然后在 2023 年中期通过全球数十个社区研讨会进行完善。CIP-1694 引入了一个“三院制”治理模型，有三个主要的投票机构：(1) 宪法委员会，一个由专家任命的小组，负责检查行动是否符合宪法；(2) 权益池运营商 (SPOs)；以及 (3) 委托 代表 (DReps)，他们代表委托其投票权的 ADA 持有者。在该模型中，任何 ADA 持有者都可以通过存入一笔押金在链上提交治理行动 (提案)。一个行动 (可能是一个协议参数变更、从财库支出、启动硬分叉等) 随后进入一个投票期，委员会、SPOs 和 DReps 会投赞成/反对/弃权票。如果一个提案在截止日期前在每个群体中都达到了指定的赞成票阈值，则该提案被批准。默认原则是一个 ADA = 一票 (权益加权投票权)，无论是直接投票还是通过 DRep 投票。CIP-1694 本质上是制定了一个最小可行治理：它不会立即去中心化所有东西，但提供了这样做的框架。它还要求创建一部宪法 (下文详述)，并设立了诸如不信任投票 (以替换越权的委员会) 等机制。这个 CIP 被认为是 Cardano 的历史性事件——“可能是 Cardano 历史上最重要的”——因为它通过链上流程将最终控制权从创始实体转移给了 ADA 持有者。
Cardano 宪法的发展
作为 Voltaire 时代的一部分，Cardano 正在定义一部宪法——一套指导治理的基本原则和规则。CIP-1694 规定*“必须有一部宪法”*，最初是一份链下文件，社区稍后将在链上批准。2024 年中期，Intersect (一个专注于 Cardano 治理的实体) 发布了一部临时 Cardano 宪法，作为过渡期间的桥梁。这部临时宪法在第一次治理升级期间通过哈希值被包含在 Cardano 节点软件 (v.9.0.0) 中，将其作为参考锚定在链上。这份临时文件提供了指导价值观和临时规则，以便早期的治理行动有据可依。计划是让社区通过诸如Cardano 制宪会议 (计划于 2024 年底举行) 等活动来辩论和起草永久宪法。一旦草案达成一致，ADA 社区的第一次重大链上投票将是批准宪法。宪法可能会涵盖 Cardano 的宗旨、核心原则 (如开放、安全、渐进演化) 以及对治理的限制 (例如，区块链不应该做的事情)。拥有一部宪法有助于协调社区的决策，并为宪法委员会提供一个基准——委员会的角色是否决任何明显违宪的治理行动。从本质上讲，宪法是 Cardano 治理的社会契约，确保随着链上民主的启动，它能与社区所持有的价值观保持一致。Cardano 在这里的做法模仿了去中心化政府：建立一部宪法，选举或任命代表 (DReps 和委员会)，以及制衡机制，以负责任地引导区块链的未来。
Voltaire 时代的各个阶段
Voltaire 的推出是分阶段进行的，通过连续的硬分叉事件。过渡始于 Conway 时代 (以数学家 John Conway 命名) 和 Chang 升级，并以 Plomin 硬分叉结束。2024 年 7 月，Chang 硬分叉的第一部分启动了。这个 Chang 第一阶段升级做了两件关键的事情：(1) 它**“销毁”了创始实体从 Byron 时代持有的创世密钥** (意味着 IOG 和其他实体再也不能单方面改变链)；(2) 它启动了治理的引导阶段。在 Chang HF1 (于 2024 年 9 月的 epoch 507 左右生效) 之后，Cardano 进入了 Conway 时代，在这个时代，硬分叉 不再由中央权威触发，而是可以由社区投票的治理行动发起。然而，完整的治理系统尚未上线——这是一个过渡时期，设有**“临时治理机构”以支持向去中心化的过渡。例如，临时宪法和一个临时宪法委员会被设立来指导这个时期。Chang 第二阶段，即升级的第二部分 (最初被称为 Chang#2)，计划于 2024 年第四季度进行。这次升级后来被重新命名为 Plomin 硬分叉**，它代表了 CIP-1694 治理的最终激活。总而言之，这些阶段分步实施 CIP-1694：首先建立框架和临时保障措施，然后赋予社区完整的投票权。这种谨慎、分阶段的方法是由于推出治理的复杂性——本质上，Cardano 的社区在 2023-24 年间在链下和测试网/研讨会上“beta 测试”了其治理，以确保当链上投票上线时，它能顺利运行。
Plomin 硬分叉：首次由社区驱动的协议升级
Plomin 硬分叉 (于 2025 年 1 月 29 日执行) 是 Cardano 历史上的一个里程碑——它是第一个完全由社区通过链上治理决定和实施的协议升级。Plomin 以纪念 Matthew Plomin (一位 Cardano 社区贡献者) 命名，本质上是Chang 第二阶段的新名称。为了激活 Plomin，一个提议硬分叉的治理行动被提交到链上，并由 SPOs 和临时委员会投票，获得了生效所需的批准。这在实践中展示了 CIP-1694 投票系统的运作。随着 Plomin 的实施，Cardano 的链上治理现已全面运作——ADA 持有者 (通过 DReps 或直接) 和 SPOs 将在未来治理所有协议变更和财库决策。这不仅是 Cardano 的一个里程碑，也是区块链技术的里程碑：“区块链历史上第一个由社区决定和批准，而不是由中央权威决定的硬分叉”。Plomin 正式将权力移交给了 ADA 持有者。在 Plomin 之后，社区的任务包括投票在链上批准起草的 Cardano 宪法 (使用一 ADA 一票的机制)，以及对现在由他们控制的治理参数进行任何进一步的调整。Plomin 带来的一个实际变化是，提取质押奖励现在需要参与治理——在 Plomin 之后，ADA 质押者必须将其投票权委托给一个 DRep (或选择弃权/不信任选项) 才能提取累积的奖励。这种机制 (在 CIP-1694 的引导部分有描述) 是为了通过经济上将质押和投票联系起来，确保高投票参与率。总而言之，Plomin 硬分叉将 Cardano 带入了 Voltaire 下的完全去中心化治理，开启了一个社区可以自主升级和发展 Cardano 的时代。
迈向真正自主和自我进化的区块链
随着 Voltaire 时代的组件就位，Cardano 有望成为一个自我治理、自我资助的区块链。链上治理系统和财库 (由一部分交易费和通胀资助) 的结合意味着 Cardano 可以根据利益相关者的决策进行调整和发展。它可以通过投票资助自己的发展 (通过 Project Catalyst 和未来的链上财库投票)，并通过治理行动实施协议变更——有效地在没有中央公司指令的情况下“进化”。这是 Cardano 路线图中提出的最终愿景：一个不仅在区块生产上去中心化 (在 Shelley 时代实现)，而且在项目方向和维护上也去中心化的网络。现在，ADA 持有者有权通过既定流程提出改进建议、更改参数，甚至修改 Cardano 的宪法本身。Voltaire 框架设立了制衡机制 (例如，宪法委员会的否决权本身可以被不信任投票所制衡等)，以防止治理攻击或滥用，力求实现有弹性的去中心化。实际上，Cardano 进入 2025 年时，已成为首批实施如此规模链上治理的 Layer-1 区块链之一。从长远来看，这可能使 Cardano 更加敏捷 (社区可以通过协调投票更快地实施功能或修复问题)，但也考验了社区明智治理的能力。如果成功，Cardano 将成为一个活的区块链，能够通过链上共识而不是分裂或公司主导的更新来适应新的需求 (扩展、抗量子等)。它体现了一个可以通过有组织的、去中心化的过程**“自我升级”**的区块链理念——实现了 Voltaire 对一个由其用户治理的自治系统的承诺。
Cardano 生态系统现状
随着核心技术的成熟，评估截至 2024/2025 年的 Cardano 生态系统非常重要——包括 DApps、开发者工具、企业用例和整体网络健康状况。虽然 Cardano 的路线图在理论上奠定了坚实的基础，但开发者和用户的实际采用才是衡量成功的真正标准。下面我们回顾 Cardano 生态系统的现状，涵盖去中心化应用和 DeFi 活动、开发者体验和基础设施、值得注意的现实世界区块链解决方案以及总体前景。
去中心化应用 (DApps) 和 DeFi 生态系统
Cardano 的 DApp 生态系统曾经几乎不存在 (因此有“幽灵链”的绰号)，自智能合约启用以来已显著增长。如今，Cardano 拥有多种 DeFi 协议：例如，像 Minswap、SundaeSwap 和 WingRiders 这样的 DEX 促进了代币交换和流动性池；像 Lenfi (前身为 Liqwid) 这样的借贷平台实现了 ADA 和其他原生资产的点对点借贷；像 DJED (一种超额抵押的算法稳定币) 这样的稳定币项目为 DeFi 提供了稳定资产；收益优化器和流动性质押服务也已出现。虽然相对于以太坊的 DeFi 规模较小，但 Cardano 的 DeFi TVL 已经稳步攀升——到 2023 年底，锁仓金额约为数亿美元。从另一个角度看，Cardano 的 TVL (约 1.5-3 亿美元) 大约是 Solana 的一半，仅为以太坊的一小部分，表明它在 DeFi 采用方面仍然显著落后。在 NFT 方面，Cardano 变得出人意料地活跃：得益于低费用和原生代币，NFT 社区 (收藏品、艺术品、游戏资产) 蓬勃发展。领先的市场 jpg.store 和其他如 CNFT.io 已经促成了数百万笔 NFT 交易 (像 Clay Nation 和 SpaceBudz 这样的 Cardano NFT 获得了显著的知名度)。在原始使用量方面，Cardano 每天在链上处理约 6 万至 10 万笔交易 (这低于以太坊每天约 100 万笔，但高于一些较新的链)。游戏和元宇宙项目 (例如 Cornucopias、Pavia) 和社交 dApps 正在开发中，利用 Cardano 的低成本和 UTXO 模型进行独特的设计。一个值得注意的趋势是项目利用 Cardano 的 eUTXO 优势：例如，一些 DEX 实施了新颖的“批处理”机制来处理并发问题，确定性的费用即使在拥堵情况下也能 稳定运行。然而，挑战依然存在：Cardano 的 dApp 用户体验仍在追赶 (钱包与 dApps 的集成直到 CIP-30 等网络钱包标准成熟后才完善)，流动性也有限。即将推出的可插拔侧链 (如 EVM 侧链) 可能会通过允许 Solidity dApps 轻松部署并受益于 Cardano 的基础设施来吸引更多开发者。总的来说，2024 年的 Cardano DApp 生态系统可以被描述为新兴但尚未多产——有一个基础和几个值得注意的项目 (拥有一群热情的用户社区)，开发者活动也很高，但尚未达到以太坊甚至一些较新 L1 生态系统的广度或体量。未来几年将考验 Cardano 谨慎的方法是否能转化为 dApp 领域的网络效应。
开发者工具和基础设施开发
Cardano 的一个重点一直是改善开发者体验和工具，以鼓励更多人在该平台上进行构建。早期，开发者面临着陡峭的学习曲线 (Haskell/Plutus) 和相对初级的工具，这减缓了生态系统的增长。认识到这一点，社区和 IOG 已经交付了许多工具和改进：
- Plutus 应用后端 (PAB)：一个帮助连接链下代码与链上合约的框架，简化了 DApp 架构。
- 新的智能合约语言：像 Aiken 这样的项目已经出现——Aiken 是一种用于 Cardano 智能合约的领域特定语言，它提供了更熟悉的语法 (受 Rust 启发) 并编译成 Plutus，旨在*“简化和增强 Cardano 上的智能合约开发”*。这为那些觉得 Haskell 令人生畏的开发者降低了门槛。同样，一种类似 Eiffel 的语言 Glow，以及 通过 Helios 或 Lucid 的 JavaScript 库，正在扩展在没有完整 Haskell 专业知识的情况下编写 Cardano 合约的选项。
- Marlowe：一种高级金融 DSL，允许领域专家通过模板和可视化方式编写金融合约 (如贷款、托管等)，然后部署到 Cardano。Marlowe 于 2023 年在一个侧链上线，为非开发者创建智能合约提供了一个沙盒。
- 轻钱包和 API：Lace (IOG 的一款轻量级钱包) 的推出和改进的网络钱包标准为 DApp 用户和开发者提供了更轻松的集成。像 Nami、Eternl 和 Typhon 这样的钱包支持 DApps 的浏览器连接 (类似于以太坊中的 MetaMask 功能)。
- 开发环境：Cardano 生态系统现在拥有强大的开发网和测试工具。预生产测试网和预览测试网允许开发者在与主网匹配的环境中尝试智能合约。像 Cardano-CLI 这样的工具随着时间的推移得到了改进，新的服务 (Blockfrost、Tangocrypto、Koios) 提供了区块链 API，因此开发者可以在不运行完整节点的情况下与 Cardano 交互。
- 文档和教育：像Plutus 先锋计划 (一个指导性课程) 这样的努力培训了数百名 Plutus 开发者。然而，反馈表明需要更好的文档和入门材料。作为回应，社区制作了教程，Cardano 基金会甚至对开发者进行了调查以找出痛点 (2022 年的开发者调查突出了缺乏简单示例和文档过于学术化等问题)。随着更多示例仓库、模板和库的出现，开发正在加速 (例如，一个项目可能会使用 Atlas 或 Lucid JS 库来更轻松地与智能合约交互)。
- 节点和网络基础设施：Cardano 权益池运营商社区持续增长，提供了一个有弹性的去中心化基础设施。像 Mithril (一种基于权益的轻量级客户端协议) 这样的倡议正在开发中，它将允许更快地引导节点 (对轻客户端和移动设备有用)。Mithril 使用权益签名的加密聚合，让客户端可以安全地快速与链同步——这将进一步提高 Cardano 网络的可用性。 总而言之，Cardano 的开发者生态系统正在稳步改善。它起初 (在 2021-22 年) 相对难以进入——有关于“痛苦”的设置、缺乏文档以及需要从头学习 Haskell/Plutus 的抱怨。到 2024 年，像 Aiken 这样的新语言和更好的工具正在降低这些障碍。尽管如此，Cardano 仍在与更具开发者友好性的平台竞争 (如以太坊庞大的工具集或 Solana 平易近人的基于 Rust 的堆栈)，因此继续投资于易用性、教程和支持对于 Cardano 扩大其开发者基础至关重要。社区对这些挑战的认识和积极解决它们的努力是一个积极的信号。
解决现实世界问题的区块链方案
从早期开始，Cardano 的使命就包括现实世界的实用性，特别是在区块链可以提高效率或包容性的地区和行业。几个值得注意的倡议和用例突出了 Cardano 在纯金融之外的应用：
- 数字身份与教育 (埃塞俄比亚的 Atala PRISM)：2021 年，IOG 宣布与埃塞俄比亚政府合作，使用 Cardano 的区块链建立一个全国学生证书系统。超过 500 万学生和 75 万教师将获得基于区块链的 ID，该系统将在 Cardano 上跟踪成绩和学术成就。这是通过 Atala PRISM 实现的，这是 一个锚定在 Cardano 上的去中心化身份解决方案。该项目旨在创建防篡改的教育记录，并提高埃塞俄比亚学校系统的问责制。IOG 的非洲运营总监 John O’Connor 称这是通过 Cardano 提供经济身份的*“一个关键里程碑”*。截至 2023 年，该项目正在进行中，展示了 Cardano 支持全国性用例的能力。
- 供应链与产品溯源：Cardano 已被试点用于跟踪供应链，以确保真实性和透明度。例如，Scantrust 与 Cardano 集成，允许消费者扫描产品上的二维码 (如葡萄酒或奢侈品标签)，并在区块链上验证其来源。在农业领域，BeefChain (曾在其他链上进行过早期试验) 探索使用 Cardano 追踪从牧场到餐桌的牛肉。格鲁吉亚的 Baia’s Wine 使用 Cardano 记录葡萄酒瓶的旅程，提高了出口市场的信任度。这些项目利用 Cardano 的低成本交易和元数据功能 (交易元数据可以携带供应链数据) 来为商品创建不可变的日志。
- 金融包容性与小额信贷：像 World Mobile 和 Empowa 这样的项目正在新兴市场基于 Cardano 进行建设。World Mobile 使用 Cardano 作为其基于区块链的电信基础设施的一部分，在非洲提供负担得起的互联网，并采用代币化的激励模型。Empowa 专注于为莫桑比克的经济适用房提供去中心化融资，使用 Cardano 管理为现实世界建设提供资金的投资。Cardano 对形式化验证和安全性的重视使其对这类关键应用具有吸引力。
- 治理与投票：甚至在 Cardano 自身的链上治理之前，该区块链就被用于其他治理解决方案。例如，Project Catalyst (Cardano 的创新基金) 已经在 Cardano 上进行了数十轮提案投票，使其成为正在进行的最大的去中心化投票之一 (Catalyst 有超过 50,000 名注册选民)。在 Cardano 社区之外，也有使用 Cardano 技术进行地方政府的实验——据报道，美国有几个州与 Cardano 基金会接触，探讨基于区块链的投票系统。Cardano 安全的 PoS 和透明度可以用于防篡改的投票记录。
- 企业与其他：EMURGO，Cardano 的商业部门，一直与公司合作采用 Cardano。例如，New Balance 在 2019 年试用 Cardano 来验证运动鞋 (一个在 Cardano 上铸造真品卡的试点)。在供应链中，Cardano 已在格鲁吉亚 (葡萄酒) 和埃塞俄比亚 (咖啡供应链可追溯性试点) 使用。与 Dish Network 的合作 (2021 年宣布) 旨在整合 Cardano 用于电信客户忠诚度和身份，但其状态待定。Cardano 的设计 (UTXO、原生多资产) 通常允许这些用例通过简单的交易+元数据来实现，而不是复杂的定制合约，这在可靠性方面可能是一个优势。 总的来说，Cardano 将自己定位为一个用于社会和企业用例的区块链，特别是在发展中世界。其财库 (Catalyst) (资助了许多初创公司和社区项目) 与通过 Cardano 基金会/EMURGO 的合作相结合，已经催生了各种现实世界的试点项目。虽然一些项目仍处于早期或小规模阶段，但它们表明了超越 DeFi 的广泛潜力——从证书管理 (例如，国民身份证、学术记录) 到供应链溯源再到包容性金融。这些项目的成功将取决于与政府和公司的持续合作，以及 Cardano 的网络性能是否能满足这些庞大用户群的需求。
Cardano 生态系统的现状与未来展望
截至 2025 年初，Cardano 正处于一个重要的十字路口。在技术上，它已经交付或正在交付所承诺的主要部分 (智能合约、去中心化、多资产、进行中的扩展解决方案、治理)。社区强大且高度参与——Cardano 持续高涨的 GitHub 开发活动和活跃的社交渠道证明了这一点。随着 Voltaire 治理系统现已上线，社区首次对区块链的未来拥有直接发言权。这可能会加速社区优先领域的开发 (因为升级不再仅仅受限于 IOG 的路线图)，并且财库的资金可以用于填补关键的生态系统空白 (例如，更好的开发者工具或特定的 dApp 类别)。生态系统的健康状况可以总结为：
- 去中心化：在共识方面非常高 (超过 3,000 个独立的权益池生产区块)，现在在治理方面也很高 (ADA 持有者投票)。
- 开发活动：很高，有许多改进提案 (CIPs) 和活跃的工具/项目，但与竞争对手相比，最终用户应用相对较少。
- 使用情况：稳步增长但仍属中等。每日交易和活跃地址远低于以太坊或币安链等链。DeFi 使用受限于可用流动性和较少的协议，但 NFT 活动是一个亮点。Cardano 的首个美元支持的稳定币 (EMURGO 的 USDA) 预计在 2024 年推出，这可能会通过提供链上法币来促进 DeFi 的使用。
- 性能：Cardano 的基础层一直很稳定 (自推出以来没有出现过中断)，并已升级以实现中等程度的更高吞吐量 (2022 年的 Vasil 升级提高了脚本性能和区块利用率)。然而，为了支持大规模扩展，承诺的 Basho 功能 (Hydra、输入背书人、侧链) 需要实现。Hydra 正在进行中，初步使用可能集中在特定用例上 (例如，快速加密货币交易所或游戏)。如果 Hydra 和侧链成功，Cardano 可以在不拥堵 L1 的情况下处理大得多的负载。 展望未来，Cardano 生态系统的关键挑战是：吸引更多开发者和用户来实际利用其能力，以及在其他 L1 和 L2 也在发展的情况下保持竞争力。例如，以太坊生态系统并没有停滞不前——rollup 正在扩展以太坊，而像 Algorand、Tezos、Near 等其他 L1 各有其细分市场。Cardano 的差异化优势仍然是其学术严谨性以及现在的链上治理。几年后，如果 Cardano 能够证明链上治理能带来更快或更好的创新 (例如，升级到新的密码学或迅速响应社区需求)，它将验证其理念的一个关键部分。此外，Cardano 对新兴市场和身份的关注可能会带来回报，如果这些系统能吸引数百万用户 (例如，如果埃塞俄比亚学生广泛使用 Cardano ID，那就是数百万用户被引入 Cardano 平台)。因此，前景是谨慎乐观的：Cardano 拥有加密领域最强大和最去中心化的社区之一，强大的技术实力，以及一个可以利用集体智慧的治理系统。如果它能将这些优势转化为 dApps 和现实世界采用的增长，它可能成为主导的 Web3 平台之一。下一阶段——实际利用——将至关重要，因为 Cardano 正从“建造机器”转向“全速运行机器”。
与其他 Layer 1 区块链的比较
为了更好地理解 Cardano 的地位，将其与另外两个著名的 Layer-1 智能合约区块链进行比较是很有用的：以太坊 (第一个也是最成功的智能合约平台) 和 Solana (一个高性能的新型区块链)。我们研究它们的共识机制、架构选择、可扩展性方法，然后讨论 Cardano 相对于其他区块链通常面临的普遍挑战和批评。
以太坊
以太坊是最大的智能合约平台，并经历了自身的演变 (从工作量证明到权益证明)。
共识机制
最初，以太坊像比特币一样使用工作量证明 (Ethash)，但自 2022 年 9 月 (合并) 起，以太坊现在运行在权益证明共识上。以太坊的 PoS 是通过信标链实现的，并遵循一种通常被称为 “Gasper” 的机制 (Casper FFG 和 LMD Ghost 的结合)。在以太坊的 PoS 中，任何人都可以通过质押 32 ETH 并运行一个验证者节点来成为验证者。目前全球有数十万验证者 (到 2023 年底超过 50 万验证者，保障链的安全)。以太坊在 12 秒的插槽中产生区块，一个验证者委员会每 32 个插槽的 epoch 投票并最终确定检查点。该共识旨在容忍多达 1/3 的验证者是拜占庭式的 (恶意的或离线的)，并使用罚没 (slashing) 来惩罚不诚实的行为 (如果验证者试图攻击网络，将损失一部分质押的 ETH)。以太坊转向 PoS 大大降低了其能源消耗，并为未来的扩展升级铺平了道路。然而，以太坊的 PoS 仍然存在一些中心化问题 (像 Lido 这样的大型质押池和交易所控制了相当一部分的权益)，并且由于 32 ETH 的要求存在进入门槛 (提供“流动性质押”的服务已经出现以汇集较小的权益)。总而言之，以太坊的共识现在是安全且相对去中心化的 (原则上与 Cardano 相当，尽管使用了不同的细节：以太坊使用罚没和随机委员会，Cardano 使用权益的流动性绑定和概率性的插槽领导者选择)。以太坊和 Cardano 都旨在实现 PoS 下的 Nakamoto 式去中心化，尽管 Cardano 的设计偏向于验证者委托 (通过权益池)，而以太坊则使用验证者的直接质押。
设计架构与可扩展性
以太坊的架构是单体式和基于账户的。它使用账户/余额模型，其中每个用户或合约都有一个可变的账户状态和余额。计算在单个全局虚拟机 (以太坊虚拟机，EVM) 上完成，交易可以调用合约并修改全局状态。这种设计使以太坊非常灵活 (智能合约可以轻松地相互交互并维护复杂的状态)，但这也意味着所有交易都在每个节点上以基本串行的方式处理，共享的全局状态可能成为瓶颈。在默认情况下，以太坊 L1 每秒可以处理约 15 笔交易，在高需求时期，有限的吞吐量导致了非常高的 gas 费 (例如，在 2020 年的 DeFi 夏天或 2021 年的 NFT 发行期间)。以太坊的可扩展性策略现在是**“以 rollup 为中心”——以太坊押注于 Layer-2 解决方案 (rollups)，这些方案在链下 (或主链外) 执行交易，并在链上发布压缩的证明，而不是大幅增加 L1 的吞吐量。此外，以太坊计划实施分片** (其路线图的 Surge 阶段)，主要用于为 rollups 扩展数据可用性。实际上，以太坊 L1 正在演变为一个安全和数据的基础层，同时鼓励大多数用户交易在 L2 网络上进行，如 Optimistic rollups (Optimism, Arbitrum) 或 ZK-rollups (StarkNet, zkSync)。这些 rollups 捆绑了数千笔交易，并向以太坊提交有效性证明或欺诈证明，从而大大提高了整体 TPS (通过 rollups，以太坊未来可能实现数万 TPS)。话虽如此，在这些解决方案成熟之前，以太坊 L1 仍然面临拥堵。2023 年向 Proto-danksharding / EIP-4844 (数据 blob) 的转变是通过增加 L1 上的数据吞吐量来降低 rollups 成本的一步。在架构上，以太坊偏向于在单个链上进行通用计算，这导致了最丰富的 dApps 和可组合合约生态系统 (DeFi “金钱乐高”等)，但代价是扩展的复杂性。相比之下，Cardano 的方法 (UTXO 账本，为合约扩展) 选择了确定性和并行性，这简化了扩展的某些方面，但使编写合约不那么直接。
在智能合约语言方面，以太坊主要使用 Solidity (一种命令式的、类似 JavaScript 的语言) 和 Vyper (类似 Python) 来编写合约，这些合约在 EVM 上运行。这些语言对开发者来说很熟悉，但历史上容易出现错误 (如果开发者不极其小心，Solidity 的灵活性可能导致重入问题等)。以太坊已经投资于工具 (OpenZeppelin 库、静态分析器、EVM 的形式化验证工具) 来缓解这个问题。Cardano 的 Plutus，基于 Haskell，采取了相反的方法，即首先保证语言的安全性，但代价是陡峭的学习曲线。
总的来说，以太坊是经过实战检验且极其稳健的，自 2015 年以来一直在运行，并处理了数十亿美元的智能合约。其主要缺点是 L1 的可扩展性以及由此产生的高费用和有时缓慢的用户体验。通过 rollups 和未来的升级，以太坊旨在在利用其最大开发者和用户社区的网络效应的同时进行扩展。
Solana
Solana 是一个于 2020 年推出的高吞吐量 Layer-1 区块链，通常被视为专注于速 度和低成本的“ETH 杀手”之一。
共识机制
Solana 使用一种独特的技术组合来进行共识和排序，通常概括为权益证明与历史证明 (PoH)。核心共识是一种 Nakamoto 式的 PoS，其中一组验证者轮流产生区块 (Solana 使用 Tower BFT 共识，这是一种利用 PoH 时钟的基于 PoS 的 PBFT 协议)。历史证明本身不是一个共识协议，而是一个加密的时间来源：Solana 验证者维护一个连续的哈希链 (SHA256)，作为时间戳，以加密方式证明事件的顺序。这种 PoH 使得 Solana 可以在不必等待区块确认的情况下拥有一个同步的时钟，从而使领导者能够以已知的顺序快速传播交易。在 Solana 的网络中，一个领导者 (验证者) 会被预先选定用于短插槽和交易序列，PoH 提供了一个可验证的延迟，以便追随者可以审计事件的时间线。其结果是非常快的区块时间 (400ms–800ms) 和高吞吐量。Solana 的设计假设验证者拥有非常高速的网络连接和硬件，以跟上数据的洪流。目前，Solana 大约有 2,000 个验证者，但超级多数 (审查或停止链所需的数量) 由其中一小部分持有，这导致了一些中心化的批评。Solana 的共识中没有罚没 (与以太坊或 Cardano 不同)，但如果验证者行为不当，可以被投票出局。Solana 的 PoS 也需要通胀性质押奖励来激励验证者。总而言之，Solana 的共识强调速度而非绝对的去中心化——如果验证者连接良好且诚实，它能高效工作，但当网络处于压力下或一些验证者失败时，它曾导致中断 (Solana 在 2021-2022 年经历了多次网络停机/中断，通常是由于 错误或压倒性的流量)。这凸显了 Solana 做出的权衡：以有时降低稳定性的代价来推动性能的极限。
设计架构与可扩展性
Solana 的架构通常被描述为单体式但为并行处理高度优化。它像以太坊一样使用单个全局状态 (账户模型)，但它有一个区块链运行时 (SeaLevel)，如果它们不依赖于相同的状态，可以并行处理数千个合约。Solana 通过要求每个交易指定它将读取/写入哪些状态 (账户) 来实现这一点，因此运行时可以并发执行不重叠的交易。这类似于数据库在没有冲突时并行执行交易。得益于此以及其他创新 (如用于并行区块传播的 Turbine、用于无内存池转发交易到下一个预期验证者的 Gulf Stream、用于水平扩展账户数据库的 Cloudbreak)，Solana 展示了极高的吞吐量——理论上超过 50,000 TPS，实际吞吐量在突发情况下通常在几千 TPS 范围内。Solana 的可扩展性主要是垂直的 (通过使用更强大的硬件进行扩展) 和通过软件优化，而不是分片或 Layer-2。Solana 的理念是保持一个统一的链来处理所有工作。这意味着今天的典型 Solana 验证者需要强大的硬件 (多核 CPU、大量 RAM、高性能 GPU 对签名验证很有用等) 和高带宽。随着硬件随时间改进，Solana 期望利用这一点来增加 TPS。
在用户体验方面，Solana 提供非常低的延迟和费用——交易成本仅为几分之一美分，并在不到一秒内确认，使其适用于高频交易、游戏或其他交互式应用。Solana 的智能合约程序通常用 Rust (或 C/C++) 编写，编译成 Berkeley Packet Filter 字节码。这给了开发者很大的控制权和效率，但与以太坊或 Cardano 的高级语言相比，为 Solana 编程更接近于低级系统编程。
然而，单体式高吞吐量方法有其缺点：中断——Solana 曾发生过显著的停机事件 (例如，2021 年 9 月因垃圾交易导致资源耗尽而中断 17 小时，以及 2022 年的其他事件)。每次，验证者社区都必须协调重启。这些事件为批评者提供了素材，认为 Solana 为了速度牺牲了太多的可靠性。此后，团队实施了 QoS 和费用市场以减轻垃圾邮件。另一个问题是状态膨胀——处理如此多的交易意味着账本的快速增长；Solana 通过积极的状态修剪和假设并非所有验证者都存储完整历史 (旧状态可以被卸载) 来解决这个问题。这与 Cardano 更温和的吞吐量和强调任何人都可以运行的完整节点 (即使速度较慢) 形成对比。
总而言之，Solana 的设计是创新的，并专注于 Layer 1 的可扩展性。它与 Cardano 形成了一个有趣的对比：Cardano 谨慎地增加功能，并鼓励链下扩展 (Hydra) 和侧链，而 Solana 则试图在一条链上做尽可能多的事情。每种方法都有其优点：Solana 实现了令人印象深刻的性能 (在测试中可与 Visa 相当的吞吐量)，但必须保持网络的稳定和去中心化；Cardano 从未出现过中断，并保持了较低的硬件要求，但尚未证明它可以扩展到类似的性能水平。
Cardano
在整个报告中详细介绍了 Cardano 之后，我们在此总结其相对于以太坊和 Solana 的立场。
共识机制
Cardano 的共识机制是 Ouroboros 权益证明，它在实现上与以太坊不同，与 Solana 有显著差异。Ouroboros 在每个插槽 (Cardano 中约 20 秒一个插槽) 使用类似彩票的领导者选择，其中成为领导者的机会与权益成正比。独特的是，Cardano 允许权益委托：不运行节点的 ADA 持有者可以将其权益委托给他们选择的权益池，将权益集中到可靠的运营商。这导致了约 3,000 个独立的池轮流生产区块。Ouroboros 的安全性已在学术论文中得到证明——在 Shelley 中引入的 Praos 和 Genesis 变体确保了它对适应性攻击者的安全性，并且节点可以从创世区块同步而无需信任检查点。Cardano 概率性地实现共识最终性 (像 Nakamoto 共识一样，区块在几个 epoch 后变得极不可能被逆转)，而以太坊的 PoS 有明确的最终性检查点。在实践中，Cardano 的网络参数 k 和权益分布确保了只要约 51% 的 ADA 是诚实的并积极质押 (目前超过 70% 的 ADA 被质押，表明参与度很高)，它就能保持安全。没有采用罚没——相反，激励设计 (奖励和池饱和度限制) 鼓励诚实行为。与 Solana 相比，Cardano 的区块生产慢得多 (20 秒 vs 0.4 秒)，但这是为了适应在异构硬件上更去中心化和地理上分散的节点集而设计的。Cardano 还将共识和账本规则的概念分开：Ouroboros 处理区块排序，而交易验证 (脚本执行) 是在其之上的一个层，这有助于模块化。总而言之，Cardano 的共识强调最大化去中心化和可证明的安全性 (它是第一个在严格模型下被证明安全的 PoS 协议)，即使这意味着每个区块的吞吐量适中，而 Solana 的共识与 PoH 的协同设计强调原始速度，以太坊的新共识则强调通过罚没实现的快速最终性和经济安全性。Cardano 的流动性民主 (委托) 方法也使其与众不同：它在区块生产中的去中心化程度可以说与以太坊相当或更高 (以太坊尽管有许多验证者，但由于流动性质押，权益集中在少数实体中)。
设计架构与可扩展性
Cardano 的架构可以看作是一个分层的、基于 UTXO 的系统。它在概念上分为Cardano 结算层 (CSL) 和Cardano 计算层 (CCL)。在实践中，目前有一条主链同时处理支付和智能合约，但设计允许多个 CCL 存在 (例如，可以想象一个受监管的智能合约层和一个不受监管的层，都使用结算层上的 ADA)。Cardano 采用扩展 UTXO 模型使其智能合约与以太坊的账户模型有不同的风格。交易列出输入和输出，并包含必须解锁这些输出的 Plutus 脚本。该模型产生确定性的、本地的状态更新 (没有全局可变状态)，如前所述，这有助于并行性和可预测性。然而，这也意味着某些模式 (如 AMM 池跟踪其状态) 必须被精心设计 (通常，状态被携带在一个不断被花费和重新创建的 UTXO 中)。截至 2023 年，Cardano 的链上吞吐量并不高——大约在几十 TPS 的数量级 (在当前参数设置下)。为了扩展，Cardano 正在寻求L1 改进和L2 解决方案的结合：
- L1 改进：流水线 (以减少区块传播时间)、更大的区块大小和脚本效率 (如 2022 年的升级中所做)，以及未来可能引入的输入背书人 (一种通过为交易设置中间证明者来增加区块频率的方案)。
- L2 解决方案：用于高速链下交易处理的 Hydra heads，用于专门扩展的侧链 (例如，一个物联网侧链可能每秒处理数千个物联网交易并结算到 Cardano)。 Cardano 的理念是分层扩展，而不是强迫所有活动都在基础层上进行。这更类似于以太坊的 rollup 方法，只是 Cardano 的 L2 (Hydra) 的工作方式与 rollups 不同 (Hydra 更像状态通道，非常适合频繁的小团体交易，而 rollups 更适合大规模公共用例，如 DeFi 交易所)。
另一个方面是互操作性：Cardano 打算通过侧链和桥梁支持其他链——它已经有一个以太坊侧链测试网，并正在探索与 Cosmos (通过 IBC) 的互操作性。这再次与分层方法 (不同的链用于不同的目的) 相一致。
在开发和易用性方面，Cardano 的 Plutus 对新手来说比以太坊的 Solidity 或 Solana 的 Rust 更难。这是一个已知的障碍 (基于 Haskell 的技术栈)。生态系统正在通过替代语言选项和改进的开发工具来应对，但这需要继续下去，Cardano 才能在开发者数量上赶上。
总结比较：
- 去中心化： Cardano 和以太坊在验证方面都高度去中心化 (数千个节点)——Cardano 通过社区池，以太坊通过验证者——而 Solana 则为了性能牺牲了部分去中心化。Cardano 的可预测奖励和无罚没的方法导致了一组非常稳定的运营商和高度的社区信任。
- 可扩展性： Solana 在原始 L1 吞吐量方面领先，但存在稳定性问题；以太坊专注于 L2 扩展；Cardano 介于两者之间——目前 L1 吞吐量有限，但有明确的 L2 计划 (Hydra) 和一些提高 L1 参数的空间，考虑到其 UTXO 效率。
- 智能合约： 以太坊拥有最成熟的合约 ，Cardano 的设计最严谨 (有形式化基础)，Solana 的合约最低级、性能最高。
- 理念： 以太坊通常行动迅速，拥有庞大的开发者社区，并已证明其弹性；Cardano 行动较慢，依赖于形式化研究和治理方法 (有些人觉得太慢，有些人觉得更稳健)；Solana 在技术创新方面行动最快，但有崩溃的风险 (实际上 Solana 的中断事件展示了“快速行动，打破常规”)。
挑战与批评
最后，讨论 Cardano 面临的挑战和批评非常重要，特别是与其他 Layer-1 的比较。虽然 Cardano 拥有强大的技术基础，但它常常是一个有争议的项目，面临着区块链社区中一些人的怀疑。我们讨论两个主要的批评领域：开发缓慢和生态系统滞后的看法，以及开发者体验的挑战。
开发进展缓慢与生态系统滞后
对 Cardano 最常见的批评之一是其在交付功能方面的速度缓慢，以及直到最近应用相对稀缺。Cardano 经常被嘲笑为**“幽灵链”**——在推出后的很长一段时间里，它拥有数十亿美元的市值，但没有智能合约或显著的使用量。例如，智能合约 (Goguen 时代) 直到 2021 年底才上线，距离主网启动大约四年，而许多其他平台从第一天起就具备了智能合约功能。批评者指出，在此期间，以太坊和较新的链积极扩展了它们的生态系统，使 Cardano 在 DeFi TVL、开发者心智份额和每日交易量方面落后。即使在 Alonzo 硬分叉之后，Cardano 的 DeFi 增长也很温和；到 2022 年底，Cardano 的 TVL 不到 1 亿美元，而像 Solana 或 Avalanche 这样的区块链则有其数倍，以太坊则高出两个数量级。这为那些认为 Cardano 只是理论而缺乏实际采用的怀疑者提供了弹药。
然而，Cardano 的支持者认为，这种缓慢、有条不紊的方法是故意的——“慢工出细活，而不是快速行动，打破常规”。他们声称，Cardano 的同行评审研究和精心工程将在长期内以一个更安全、更可扩展的系统得到回报，即使这意味着迟到市场。事实上，Cardano 的一些功能 (如质押委托或高效的 eUTXO 设计) 的交付比其他链上的类似功能更平稳，问题更少。挑战在于，在区块链网络效应的世界里，迟到可能会让你失去用户和开发者。Cardano 的生态系统在流动性和使用方面仍然滞后——例如，如前所述，Cardano 的 DeFi TVL 仅为以太坊的一小部分，即使在著名的 DApps 推出后，也有一段时间区块利用率相当低，这意味着大量未使用的容量 (批评者有时指出低链上活动是“没人使用 Cardano”的证据)。Cardano 社区反驳说，采用正在加速，并引用了交易计数和 NFT 交易量增加等指标，并且很多活动发生在 epoch 中 (例如，大型 NFT 铸造或 catalyst 投票)，而不是持续的套利机器人 (这会夸大其他链上的交易计数)。
“进展缓慢”的另一个方面是 2022 年扩展改进的延迟推出——当第一个 DEX 上线 (SundaeSwap) 时，Cardano 面临了一场并发性争议，用户因 UTXO 模型 (一次只有一个交易可以消费一个特定的 UTXO) 而遇到瓶颈。这被一些人误解为一个根本性缺陷，称 Cardano 的智能合约“坏了”。实际上，这需要 DApp 开发者围 绕它进行设计 (例如，使用批处理)。网络本身并没有全局拥堵，但特定的合约确实出现了交易排队。这是一个新领域，批评者认为这表明 Cardano 的模型未经检验。Cardano 通过 Vasil 硬分叉 (2022 年 9 月) 缓解了这个问题，该分叉引入了引用输入和引用脚本 (CIP-31/CIP-33)，为 DApp 交易提供了更大的灵活性和吞吐量。事实上，这些更新通过允许许多交易从同一个 UTXO 读取而无需消费它，显著提高了某些用例的吞吐量。从那时起，大多数并发性问题都已得到解决，但这一事件确实影响了人们对 Cardano 新颖模型最初使 DApp 开发更难的看法。
相比之下，以太坊快速启动和迭代的方法早期催生了一个巨大的生态系统，尽管它也导致了显著的失败 (DAO 黑客事件、parity 多签错误、持续的 gas 危机)。Solana 的快速增长伴随着备受瞩目的中断。因此，每种方法都有权衡：Cardano 通过缓慢和谨慎避免了灾难性的失败和安全漏洞，但代价是机会——一些开发者和用户根本没有等待，而是在别处构建。
现在 Cardano 正在进入一个社区治理的阶段，一个有趣的角度是，与之前的中心化路线图相比，开发是否实际上会加速 (或减速)。通过链上治理，社区可以更快地优先考虑某些改进。但大型去中心化治理也可能在达成共识方面很慢。Voltaire 是否会使 Cardano 更敏捷还有待观察。
开发者挑战
另一个批评是 Cardano 对开发者不太友好，特别是与以太坊成熟的工具或使用主流语言的新链相比。对 Haskell 和 Plutus 的依赖是一 把双刃剑。虽然它促进了 Cardano 的安全目标，但它限制了能够轻松上手的开发者群体。许多区块链开发者来自 Solidity/JavaScript 或 Rust 的背景；Haskell 在工业界是一种小众语言。正如 Cardano 自己的生态系统调查所示，最常被提及的痛点之一是陡峭的学习曲线——“入门非常困难……学习曲线陡峭……从产生兴趣到首次部署的时间相当长”。即使是经验丰富的程序员也可能不熟悉 Plutus 所需的函数式编程概念。文档也被指出缺乏或过于学术化，尤其是在早期。有一段时间，主要的学习方式是 Plutus 先锋计划的视频和一些示例项目；与以太坊庞大的问答社区相比，没有太多详尽的教程或 StackOverflow 答案。这个开发者体验问题意味着一些团队可能决定不在 Cardano 上构建，或者如果他们这样做了，速度会显著减慢。
此外，工具也不成熟：例如，设置一个 Plutus 开发环境需要使用 Nix 并编译大量代码——这个过程可能会让新手感到沮丧。测试智能合约缺乏以太坊所享有的丰富框架 (尽管随着 Plutus 应用后端和模拟器等工具的出现，情况有所改善)。Cardano 社区认识到了这些障碍；从反馈中可以看出，有人呼吁“更好的培训材料”、“简单的示例”、“引导模板”。在一项调查中，超过 30% 的受访者指出 Haskell/Plutus 本身是一个痛点 (希望有替代方案)。
Cardano 已经开始解决这个问题：Aiken 的兴起，一种更简单的智能合约语言，有望吸引那些对 Haskell 望而却步的开发者。此外，通过侧链支持替代 VM (如 EVM 侧链) 意味着，间接地，人们可以在 Cardano 生态系统中部署 Solidity 合约 (尽管不是在主链上)。这些方法可以有效地绕过 Haskell 的障碍。这是一个微妙的平衡：在保持 Plutus 的优 势的同时，不疏远开发者。相比之下，以太坊的开发者体验虽然不完美，但经过多年的完善，并拥有一个庞大社区的舒适感；Solana 的体验也具有挑战性 (Rust 很难，但 Rust 的用户基础和文档比 Haskell 更大，而且 Solana 吸引 Web2 开发者的速度策略也不同)。
另一个特定于 Cardano 的开发者挑战是启动时缺乏某些功能——例如，算法稳定币、预言机和随机数生成都必须在生态系统中几乎从零开始构建 (Chainlink 和其他公司只是缓慢地扩展到 Cardano)。没有这些基础组件，DApp 开发者必须自己实现更多东西，这减缓了复杂 dApps 的开发。现在，原生解决方案 (如用于预言机的 Charli3，或用于稳定币的 DJED) 已经存在，但这意味著 Cardano DeFi 的推出有点像鸡生蛋还是蛋生鸡的问题 (没有稳定币和预言机很难构建 DeFi；而这些东西需要时间才能出现，因为当时还没有一个繁荣的 DeFi)。
然而，社区对开发者的支持是一个优势——Catalyst 资助了许多开发者工具项目，Cardano 社区以其热情和在论坛上的乐于助人而闻名。但一些批评者说，这并不能完全弥补其他链上开发者习以为常的专业级工具的缺失。
总而言之，由于其缓慢和学术化的方法，Cardano 面临着认知问题，并且由于技术选择，它对开发者存在真正的入门问题。这些问题正在积极解决中，但仍是需要关注的领域。未来几年将显示 Cardano 是否能通过培育一个繁荣的 dApp 生态系统来完全摆脱“幽灵链”的形象，以及它是否能显著降低普通区块链开发者的进入门槛。如果成功，Cardano 可以将其强大的基础与蓬勃的增长结合起来；如果失败，即使拥有出色的技术，它也可能面临停滞的风险。
结论
Cardano 代表了区块链领域一个独特的实验：一个从一开始就优先考虑科学严谨性、系统化开发和去中心化治理的网络。在过去的几年里，Cardano 按照其路线图时代稳步前进——从 Byron 的联邦启动到 Shelley 的去中心化质押，Goguen 的智能合约和资产，Basho 的扩展解决方案，以及现在的 Voltaire 的链上治理。这段旅程产生了一个具有强大安全保证 (由 Ouroboros 等同行评审协议支撑)、一个创新的账本模型 (eUTXO) 提供确定性和并行交易执行，以及一个由数千个节点组成的完全去中心化共识的区块链平台。随着最近的 Voltaire 阶段，Cardano 可以说已成为首批将演进的钥匙交给其社区的主要区块链之一，使其走上成为一个自我治理的公共基础设施的道路。
然而，Cardano 的审慎方法是一把双刃剑。它锻造了一个坚实的基础，但代价是在 DeFi 等领域迟到，并且它继续面临怀疑。Cardano 的下一章将是关于展示现实世界的影响力和竞争力。基础已经具备：一个热情的社区，一个资助创新的财库，以及一个清晰阐述的技术栈。为了巩固其在领先 Layer-1 中的地位，Cardano 必须催化其生态系统的增长——更多的 DApps、更多的用户、更多的交易——并以其他链无法轻易复制的方式利用其独特的功能 (如治理和互操作性)。
令人鼓舞的迹象包括其 NFT 社区的增长，在身份领域的成功用例 (例如，埃塞俄比亚的学生 ID 项目)，以及性能的持续改进 (Hydra 和侧链即将到来)。此外，Cardano 的核心设计选择，如将结算层和计算层分开以及使用函数式编程编写合约，可能会随着行业努力解决安全性和可扩展性问题而被证明具有先见之明。
总之，Cardano 已经从一个雄心勃勃的研究项目演变为一个技术上健全且去中心化的平台，准备好托管 Web3 应用。它以其“建于磐石而非沙土之上”的理念脱颖而出，重视正确性而非速度。未来几年将考验这种理念如何转化为采用。Cardano 将需要通过加速生态系统发展来摆脱任何挥之不去的“幽灵链”叙事——这是其新的治理机制可以赋予社区去做的事情。如果 Cardano 的利益相关者能够有效利用链上治理来资助和协调发展，我们可能会见证 Cardano 迅速缩小与竞争对手的差距。最终，Cardano 的成功将通过使用和实用性来衡量：一个繁荣的 dApp 生态系统解决实际问题，由一个安全、可扩展，以及现在真正自我治理的区块链支撑。如果实现，Cardano 可能会实现其作为第三代区块链的愿景，它从其前辈那里吸取教训，为去中心化未来的价值和治理创造一个可持续的、全球采用的网络。
参考文献
- Cardano 路线图 – Cardano 基金会/IOG 官方网站 (Byron、Shelley、Goguen、Basho、Voltaire 时代描述) .
- Essential Cardano 博客 – Plutus 先锋计划：eUTXO 的优势 ; Cardano CIP-1694 解释 (Intersect) .
- IOHK 研究论文 – 扩展 UTXO 模型 (Chakravarty et al. 2020) ; Ouroboros Praos (Eurocrypt 2018) ; Ouroboros Genesis (CCS 2018) .
- IOHK 博客 – 侧链工具包 (2023 年 1 月) ; Hydra Layer-2 解决方案 .
- Cardano 文档 – Mary 硬分叉 (原生代币) 描述 ; Hydra 文档 .
- Emurgo / Cardano 基金会发布 – Chang 硬分叉解释 ; Plomin 硬分叉公告 (Intersect) .
- CoinDesk / CryptoSlate – 埃塞俄比亚区块链 ID 新闻 ; Cardano Plomin 硬分叉新闻 .
- 社区资源 – Cardano vs Solana 比较 (AdaPulse) ; Cardano 生态系统增长统计 (Moralis) .
- CoinBureau 文章 – Cardano DApps 和开发活动 .
- Cardano 开发者调查 2022 (GitHub) – 开发者痛点和 Haskell/Plutus 反馈 .