Pharos Network是一條高性能模塊化的Layer 1公鏈，核心優勢在於可擴展性、互操作性與安全性。Pharos 致力於爲下一代區塊鏈提供高效的執行、共識及定制化支持，具備每秒5萬筆交易（50K TPS）的處理能力、2 Gigagas的吞吐量，以及DP 5級別性能（當前EVM兼容鏈中的最高標準）。

本文將從以下幾個維度深入爲您解析Pharos Network的架構設計：共識機制、執行模型、存儲創新、網絡層優化、流水線效率，以及模塊化SPN框架。

Pharos Network架構解析

Pharos Network採用模塊化、可定制化的分層架構設計，通過執行層、共識層、結算層與數據可用性層的解耦，實現高性能與靈活升級的雙重目標。以下我們將逐層剖析核心技術設計。

• 網絡層

  • 採用優化的P2P Gossip協議，實現低延遲消息傳輸
  • 內置跨SPN（特殊處理網路）通信通道

• 共識層

  • 基於自適應異步BFT共識協議，兼具高容錯性與低延遲特性
  • 交易排序優化算法，降低驗證節點負載並提升效率

• 執行層

  • 雙虛擬機支持：EVM兼容層 + WASM高性能執行環境
  • 配備及支持基於LLVM的執行引擎、並行交易處理、樂觀執行、以及SALI（智能訪問列表推斷）

• 結算層

  • 驗證節點跨鏈再質押機制，實現生態內安全性共享
  • 多執行環境下的亞秒級交易最終確認

• 數據可用性與存儲層

  • Pharos Store：支持多版本控制的高效區塊鏈存儲模型
  • 使用ADS下推壓縮技術和Delta編碼，動態I/O優化，降低磁盤讀寫開銷

• SPN（特殊處理網路）框架

  • SPN允許開發者自定義區塊鏈執行層，自由配置共識模型
  • 半獨立運行模式：在享有主網安全性與數據的同時，保持獨立擴展性

接下來，我們將深入探討各層級的關鍵技術實現與創新設計。

網絡層

網絡層是系統所有通信的基礎，採用優化的P2P Gossip協議高效傳播區塊、交易和共識消息。協議具備自適應帶寬分配能力，能根據實時網路負載動態調整資源，確保即使在高壓環境下仍能保持高速交易和數據傳輸。此外，該層還支持跨SPN通信通道，爲不同執行環境提供低延遲的互操作性支持。

Pharos共識機制

Pharos Network採用了一種創新的共識設計，將BFT容錯機制與異步執行和快速路徑提交協議相結合，提升了系統吞吐量、交易公平性和最終確認速度。與傳統的BFT實現不同，Pharos不需要固定領導者角色和基於輪次的通信，而是允許多個驗證節點並行地發起、驗證和提交交易，有效避免了單一領導者帶來的性能瓶頸。

該共識機制還實現了動態交易排序功能，不僅確保了交易的公平性，減少了區塊創建過程中的偏差，還能在網路波動較大的情況下維持全局交易順序的一致性。特別值得一提的是，快速路徑執行機制允許滿足特定條件的交易繞過完整的共識流程，直接進入確認階段，從而降低交易的平均確認時間，同時提高了系統整體吞吐量。這種精心設計的共識機制，使得Pharos Network能夠在全球範圍內支持高吞吐、低延遲的穩定運行。

主要特點：

• 異步執行架構
• 動態交易排序
• 快速路徑執行
• 優化的領導者輪換和投票機制

Pharos執行層

Pharos執行層的核心在於創新的執行引擎，該引擎通過雙虛擬機環境（EVM + WASM）爲開發者提供了極大的靈活性。執行引擎結合了基於LLVM的中間表示（IR）轉換和推測性並行處理技術，並採用了多項性能優化措施，包括操作碼融合、寄存器提升和推測性執行。這些優化技術使得智能合約能夠並行執行，同時確保執行結果的確定性。

爲了進一步提升執行效率，Pharos引入了智能訪問列表推斷（SALI）技術。SALI能夠通過靜態或動態分析預測合約將要訪問的狀態條目，使執行引擎能夠將狀態訪問模式不相交的交易分組並行執行，從而避免狀態訪問衝突。此外，該技術還能預加載合約狀態對象，加快執行速度。

Pharos還提供了Ph-WASM這一專爲區塊鏈設計的WASM運行時環境。Ph-WASM不僅支持確定性的高速執行，還原生支持Rust和Go等編程語言，使開發者能夠直接在鏈上構建高性能、可移植的dApp和AI模型。

主要特點：

• 支持樂觀執行和交易分組
• 智能訪問列表推斷（SALI）技術
• 支持多語言智能合約的Ph-WASM環境

Pharos Store存儲系統

Pharos Store是一個可擴展的高性能區塊鏈存儲系統，專門用於解決狀態膨脹和I/O效率低下的問題。這一創新性的數據存儲引擎專爲支持經過驗證的版本化狀態存儲而設計。系統採用了Delta編碼多版本Merkle樹（DMM-Tree）和日志結構版本化頁面存儲（LSVPS）兩項核心技術，有效消除了基於Merkle Patricia Trie的傳統系統存在的效率問題。

與以太坊的trie存儲模型相比，Pharos Store能夠實現更快速的狀態檢索，支持並行Merkle化處理，並將整體存儲開銷降低了80%。系統通過僅存儲修改後的狀態增量數據，並採用基於版本的索引機制，大大減少了寫放大效應，使I/O吞吐量提升了高達15.8倍。

Pharos Store採用僅追加（append-only）的存儲模型，這一設計既確保了並發寫入時的數據安全性，也保證了節點崩潰後能夠快速恢復。此外，系統還具備爲輕客戶端生成高效驗證證明的能力，並支持冷熱數據的智能分層存儲管理。

主要特點：

• Delta編碼多版本Merkle樹（DMM-Tree）技術
• 日志結構版本化頁面存儲（LSVPS）方案
• 輕量級SPN資產轉移協議

Pharos流水線

Pharos流水線採用多階段並行執行架構，有效解決了傳統區塊鏈系統中同步狀態執行和順序區塊驗證導致的性能瓶頸。通過並行化處理執行、Merkle化和狀態確認等關鍵環節，從而提升了CPU、磁盤I/O和網路資源的利用效率。

主要處理階段：

• 並行區塊處理：

  • 並發處理執行、Merkle化和狀態更新

• 動態資源調度：

  • 根據實時需求分配CPU、I/O和網路資源

• 靈活確認機制：

  • 在不同層實施排序、交易和區塊最終確定

Pharos流水線的每個處理階段都支持根據實時吞吐量需求動態分配資源。系統創新性地設計了靈活的最終確認層，使得dApp和客戶端能夠在區塊完全確認前就獲取交易排序和執行結果的早期確認，這一特性對高頻交易、DeFi等實時性要求高的應用場景尤爲重要。

通過其智能自適應調度算法和高效的資源協調機制，Pharos流水線在64核執行框架下可以實現超過200,000 TPS的吞吐量，同時相比標準區塊鏈流水線模型，能夠將延遲降低30%-50%。

Pharos SPN架構

Pharos SPN（特殊處理網路）是爲特定應用程序量身打造的執行環境，這些環境既深度集成於Pharos主網架構，又保持獨立運行的業務邏輯和配置體系。每個SPN都具備完整獨立的執行引擎、驗證節點集羣、再質押激勵機制和治理規則框架。

SPN架構

• SPN管理器：

  • 維護生命週期管理、節點註冊表和治理規則執行

• SPN適配器：

  • 促進跨SPN通信和消息驗證

• 再質押和共享驗證者安全：

  • 允許驗證者將資產重新質押到多個SPN中

SPN非常適合計算密集型任務，如零知識機器學習證明（zkML證明）、安全多方計算（SMPC）、AI模型訓練和DeFi衍生品。它們支持強制包含和應急機制，確保交易不可被審查的同時保障用戶資產自主權。

互操作性方面，SPN還通過跨SPN互操作性協議進行交互，從而實現跨SPN和主鏈的原子化執行和數據共享。驗證者可以將$stPHRS重新質押到任何SPN中，並接收相應的$rstPHRS代幣，這些代幣可用於治理、委托和流動性挖礦。

跨SPN互操作性

• 跨SPN消息傳遞協議：

  • 實現多區塊鏈層間的無縫協同執行

• 抗審查性和應急機制：

  • 保護用戶免受強制交易審查

互操作性和跨鏈通信

Pharos Network在設計之初就原生支持跨鏈應用，提供兩大通信協議——網路內（SPN間內交互）和跨鏈通信（與外部區塊鏈互聯）。跨SPN消息傳遞框架確保SPN之間的無信任消息中繼，使用證明和共識籤名來驗證真實性。

主要特點：

• 跨鏈消息傳遞
• 跨SPN數據同步
• 多VM智能合約交互

這些功能爲跨鏈DeFi、現實世界資產（RWA）結算、預言機網路以及跨執行環境的AI模型協同等應用場景提供了關鍵支持。

總體而言，Pharos Network通過在我們架構的每一層級集成模塊化設計、高性能處理、並行計算和可組合性等特性，重新定義了Layer-1區塊鏈基礎設施標準。獨特的自適應共識機制、並行執行引擎、多虛擬機架構、高速存儲系統以及模塊化SPN框架的組合，使開發者能夠搭建具有高度可擴展性、抗審查性和安全性的應用程序。

Pharos Network致力於無縫連接傳統金融（TradFi）與去中心化金融（DeFi），爲AI驅動的去中心化應用、私密金融交易以及可擴展的DeFi生態系統提供機構級的區塊鏈基礎設施支持。

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