【LD研究报告】Kaspa：基于GHOSTDAG协议的POW公链

Kaspa是一条使用GHOSTDAG协议开发的POW公链。与比特币相比，Kaspa 的主要区别在于其结构模式。比特币使用单一链结构，而 GHOSTDAG 采用有向无环图（DAG），其中一个块可以指向多个其他块。

Kaspa代币KAS于2021年11月上线，总供应量287亿枚，当前流通量198亿枚，占比69%，市值7.5亿美元，FDV 10.8亿美元。自推出以来，该代币的价值已增加了一百倍。

一、团队

Kaspa 的团队颇有名气，其创始人 Yonatan Sompolinsky 是哈佛大学的博士后研究员，专门研究交易排序和 MEV。他早在 2013 年就提出了 GHOST 协议的概念，以太坊的白皮书中引用了相关论文。

以下部分内容引用自：以太坊白皮书

除创始人外，还有五名核心开发人员，其中包括研究并行算法和分布式系统的 Michael Sutton； Shai Wyborski，GHOSTDAG 论文的作者之一，专门研究经典和量子密码学； Mike Zak 和 Ori Newman，专注于分布式系统开发；以及应用密码学家和高性能区块链开发人员 Elichai Turkel。

二.技术原理

Kaspa 的技术原理主要在其 2021 年的论文《PHANTOM GHOSTDAG: A Scalable Generalization of Nakamoto Consensus》中详细阐述。

比特币本质上是作为一个开放和匿名的节点网络运行的，遵循“最长链”原则维护一个公共交易账本。这种设计限制了网络的吞吐量，导致可扩展性较低。目前，比特币每 10 分钟产生一个区块，每秒产生 3-7 笔交易。

结构模型：有向无环图。

Kaspa 引入了 PHANTOM 协议，这是一种工作量证明、未经许可的账本协议，将中本聪的区块链概念推广到有向无环图 (blockDAG)。 PHANTOM 可以引用多个先前的块，提供所有块和交易的总排序，并输出一组一致的已接受交易。

PHANTOM 协议包含一个参数“k”，用于控制同时创建的块的容差，从而允许调整以获得更高的吞吐量。当k=0时，意味着没有分叉，类似于比特币的单链和最长链结构。

首先，我们来了解一下DAG中不同类型的区块；这些概念将应用在下面的示例中。以H块为例：

past(H)={Genesis, C, D, E} — 在 H 创建之前直接或间接指向 H 的块。

future(H)={J,K,M} — 在 H 创建后直接或间接指向 H 的块。

anticone(H)={B,F,I,L} — 与 H 直接或间接无关的块，除了 H 的过去和未来。

Tips(G)={J,L,M} — 叶子块或终端块，将由新块头引用。

识别诚实和恶意区块

PHANTOM解决了诚实块和恶意块之间的识别问题。恶意攻击的特点是恶意节点生成的区块与诚实节点生成的区块之间的连接性较低，而诚实的区块往往具有较高的连接性。

判断依据是前面提到的参数’k’。对于特定块X，如果anticone(X)与诚实块的交集大于’k’，则X被认为与诚实块的连通性较低，并且将被视为攻击块；否则，它被认为是诚实的块。

下图说明了诚实块和攻击块的判断，其中k=3。经过检查，蓝色部分被识别为诚实块，红色部分为攻击块。

线性排序

为了解决双花问题，项目团队实现了GHOSTDAG协议。原理是根据每个区块的连通性（过去区块集合中的元素数量）对每个区块进行评分，选择总分最高的The Block形成主链。主链成为初始子集，其他区块按照主链的顺序进行投票。整个网络将按照从较高连接到较低连接的趋势进行投票。

下图说明了 GHOSTDAG 如何完成 k=3 的排序过程。每个区块X旁边的小圆圈代表其得分，对应于过去DAG中蓝色区块的数量。

– 步骤1：从得分最高的M块开始，依次选择K、H、D和创世区块，用蓝色底纹和黑色边框标记，形成初始子集。 D区块的过去仅包括创世区块。

– 第 2 步：访问区块 H，将 C、D、E 识别为其过去的诚实区块，并将它们添加到子集中，并用蓝色边框标记。

– 步骤 3：访问​​区块 K，将 H、I 识别为其过去的诚实区块，并标有蓝色边框。

– 步骤4：访问区块M，包括其过去的K、F； K 是一个诚实块，被添加到子集中，并用蓝色边框标记。

– 步骤5：区块V是一个虚拟区块，代表整个当前DAG作为其过去。

– 这提供了 PHANTOM 协议如何识别诚实区块并对其进行排序的逐步可视化，从而增强了 Kaspa 网络的完整性和安全性。

至此，Kaspa已经完成了新共识架构的讨论并投入实际使用。官网展示了DAG制作过程的可视化：

三．算力情况

KAS挖矿算法为kHeavyHash，支持GPU单挖或与ETHW、 ETC双挖，兼容部分FPGA、ASIC矿机。根据官方区块链浏览器的数据，Kaspa 的算力约为 2.6–2.7 PH/s。根据矿池数据，Kaspa 算力排名在 30 名左右，位居BCH、 BSV、DASH 之后，领先于Doge、 LTC。

Kaspa的算力呈现出持续增长的趋势。 2022年10月、2022年12月、2023年2月、2023年7月算力经历了四次大幅提升。今年3月，某矿机厂商推出了一款专门提升矿工效率的矿机。

从算力分布来看，算力集中度并不算太高。最新999个区块中，前五名矿池占比37.1%；超过 56.7% 的区块链是由未标记的地址产生的。

四．代币经济模型

代币分配

KAS于2021年11月上线，无预挖、零预售、无代币分配。总供应量为287亿枚，当前流通量为198亿枚，占总量的69%，市值为7.5亿美元，FDV（完全稀释估值）为10.8亿美元。

代币发行

根据排放时间表， KAS每月以给定的方式减少产量，从而每年减少一半的产量。下图展示了释放计划，早期释放率较高，早期矿工积累了大量芯片。具体发布日期可参见官方网站（ KASPA EMISSION SCHEDULE PDF ）。

根据代币发行量图表，计算出2023年7月至2024年6月KAS代币的月发行量和释放量，如下表所示。如果按照 0.037 的价格计算，2023 年 7 月， KAS将发行价值 1900 万美元的代币，此后逐渐减少到 2024 年 6 月约 1000 万美元。

根据f2pool的数据，Kaspa的24小时产值目前排名第四，仅次于比特币、狗狗币、莱特币，超过ETC和BCH。

持有情况

有 267,000 个地址持有一个或多个KAS。代币集中度较高；前10名地址持仓比例为17.299%，主要集中在交易所钱包；前100名占比26.13%；前1000名占比61.35%。

从代币流动性来看，近30天内，持有100-10K代币的地址处于减少和流出状态，而持有0-100代币且10K及以上的地址处于流入状态。近7天内，持有100-10K代币和持有100m-1b Humpback代币的地址在减少和流出，而其他地址在流入。

五、目前进展及发展规划

官网披露了2023年以来的一些重要进展和近期发展计划。

完全的

2023 年 2 月，核心开发人员 Michael Sutton 发表了一篇关于 DagKnight Consensus 的论文，这是 GHOSTDAG 的演变，从理论上为更快的交易和确认时间奠定了基础。

测试中

• 使用Rust 编程语言重写代码以增强Kaspa 的性能和交易速度。

• 移动钱包开发，预计开发时间为3-4 个月。

• Kaspa 与Ledger 集成，用于发送和接收KAS。

研发中

• 根据DagKnight共识升级共识机制。

• 增加每秒的块数和每秒的事务数。目标是从目前的每秒 1 个区块增加到每秒 32 个区块，在测试网上可实现每秒 10 个区块。

• 发布官方白皮书，目前正在准备中。

• 改进归档节点以访问更多历史数据，超出当前的3 天限制。

研发中

• 根据DagKnight共识升级共识机制

• 进一步增加每秒的区块数和交易数

• 目前，Kaspa 每秒产生 1 个区块，目标是将其增加到每秒 32 个区块。在目前的测试网络上，可以达到每秒10个区块。

• 发布项目白皮书

• 围绕Kaspa技术已有多篇研究论文，但官方项目白皮书尚未发布，正在整理中。

• 改进存档节点

• 目前，Kaspa 的标准节点只能访问三天前的交易。通过改进归档节点，可以检索更多的历史数据。

发展规划

• 实施智能合约，构建生态系统

Kaspa旨在在其公链上实现智能合约、Defi和Layer 2应用，建立相应的生态系统。

智能合约的开发和部署是其进一步发展的最关键因素。如果智能合约能够顺利、按时部署，并建立起具有一定活跃度的生态系统，Kaspa 的市值仍有进一步增长的空间。然而，如果智能合约的部署不顺利，或者生态系统发展不顺利，未来的发展可能会出现重大瓶颈。

六．概括

• 项目团队拥有雄厚的技术能力和坚实的发展基础，引入新的区块链模式，追求新的发展方向。

• 市值7.5亿美元，排名第60名左右，市场对其技术团队和算力增长已经相当估值。未来的发展需要更多实质性的支持。

• 潜在的抛售压力很大。早期矿工持有大量低成本代币，每日持续产出如果出售可能会对价格产生重大影响。

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