原文来自IOHK官网博客 Sebastian Nagel，由卡尔达诺大使陈哲Anson翻译
可扩展性被纳入卡尔达诺开发路线图；进入Hydra！
Alonzo升级支持在 Cardano 之上创建智能合约、去中心化应用程序 (DApps) 和其他应用程序。
Alonzo标志着 Cardano 旅程中的一个重要里程碑，部署了基础级脚本功能，这反过来又将推动进一步的创新和网络发展。它还启动了将基于交易和代币的区块链转变为创造力、金融包容性和去中心化发展的动态融合的过程。
在 Alonzo 支持的最令人兴奋的新开发中，Hydra 是一个关键的第 2 层解决方案，可进一步提高 Cardano 的可扩展性，在现有的第 1 层区块链之上分层新协议。
Hydra：卡尔达诺的第 2 层解决方案
在区块链网络中，共识算法通过确保就交易历史达成一致来创建一个安全且无需信任的环境。为此，卡尔达诺使用了一种有效的权益证明共识算法 Ouroboros。但卡尔达诺与任何无需许可的区块链一样，在尝试扩展以实现支持现实世界中的应用程序（包括支付、身份识别、游戏或移动服务）所需的吞吐量时也面临挑战。毕竟，区块链需要就每一笔交易达成全球共识。
卡尔达诺交易会产生费用。运营网络的人（在 Cardano 的情况下，权益池运营商社区）需要根据他们所扮演的角色获得适当的奖励，因此需要将费用设置在可持续的水平。用户希望支付他们认为可以接受的费用。此外，例如，需要保护区块链免受拒绝服务 (DoS) 攻击。因此，费用不能设置得太低以致导致过度风险——DoS 事件必须让潜在攻击者付出高昂的代价。存储也是一个问题，因为不断增长的交易历史会导致存储问题。实际上，最成功的区块链有可能成为这种成功的“受害者”。
Hydra是第 2 层可扩展性解决方案，旨在解决所有这些问题，旨在最大限度地提高吞吐量、最大限度地减少延迟、降低成本甚至没有成本，并大大降低存储要求。
同构缩放
那么它是如何做到这一点的呢？通过为一组用户提供更高效的链下交易处理方式，同时使用主链账本作为安全结算层，Hydra 在保持安全性的同时保持与主链的松散耦合。不需要全球共识，它可以适应广泛的应用。例如，Hydra 允许将 Tx 费用和最低 UTXO 值配置为低至 1 或 2 个花边，这对微交易和这些解锁的用例至关重要。
最重要的是，Hydra 引入了同构状态通道的概念：也就是说，重用相同的账本表示来产生统一的链下账本兄弟，我们称之为 Heads（因此 Hydra 名称，它引用了神话中的多头生物）。特别是对于 Cardano，这意味着每个 Hydra Head 中都可以使用原生资产、不可替代的代币 (NFT) 和 Plutus 脚本。同构允许系统的自然扩展，而不是固定的扩展。
当前由主链或运行在主链上的应用程序处理的许多交易都可以直接从 Hydra 中受益，因为它只理解相同的交易格式和签名。这大大降低了现有和潜在新客户进入 Hydra 的门槛，他们可以重用 Cardano 久经考验的基础设施来构建与第 2 层系统交互的钱包和应用程序。此外，接收方无需初始资金即可创建 Hydra Head，从而提供流畅的用户体验。
开发概念验证
我们已经实施了基本的 Hydra Head 协议作为概念证明 hydra-node。在即将举行的卡尔达诺峰会之前，开发者预览版将准备就绪。这将使开发人员（或任何感兴趣的人）能够在线运行一个或多个 Hydra 节点，打开一个参与者数量有限的 Hydra Head，并向其提供交易。用户可以期待在专用测试网上看到一个工作原型，以及这个 GitHub 存储库中的早期基准测试数据和文档。目前可能还没有任何面向用户的组件（钱包、用户界面等）可用。
强调每秒交易数 (TPS) 也很重要，当涉及到可扩展性时，它经常被笨拙地用作“成功”的唯一衡量标准。有些人倾向于根据以吞吐量 (TPS) 衡量的最大吞吐量来对网络进行评级。虽然对于具有高度可预测性和一致性的“传统”系统（例如 VISA 网络）来说，这是一个合理的衡量标准，但对于分布式系统来说，这是一个不太有用的指标。相反，我们最初的重点是延迟（直到确认交易所经过的时间）作为另一种更实用的衡量区块链交易速度的方法。在主网上，最小延迟为 20 秒（一个区块）。这是起点。在像 Hydra 这样的第 2 层系统中，可以实现不到一秒的确认时间。以前曾使用过诸如“一百万 TPS”之类的术语。这是一个大胆的数字，虽然这仍然是一个理想的目标，但任何系统的最终目标都是根据需求灵活地提高能力。以每个 Hydra 头的 TPS 衡量的吞吐量是次要的，并且主要受可用硬件的限制。原则上，通过向系统添加越来越多的 Hydra head，整个系统可以实现任意高的吞吐量。
Hydra随时间的演变
在短期内，我们将继续开发 hydra-node 和 Hydra Head 协议，直到它成为社区（和我们！）构建实际应用程序的坚实而稳定的基础。这些新应用程序将受益于快速结算和低至零成本的交易。我们也在积极开发其他关键特性，包括每个节点支持多个头、持久性和协议扩展。
从中期来看，比如 6-12 个月，进展将在很大程度上取决于我们的研究和实验结果，以及来自开发者社区的反馈。例如，我们正在研究互连多个 Hydra Head 的方法，以增加我们第 2 层解决方案的“覆盖范围”，并测试不同的方法，以便更轻松地集成和使用 Hydra。从长远来看，最令人兴奋的愿景之一是通过在 Hydra Heads 内运行 Hydra Head 协议来开发“虚拟 Heads”，从而充分利用我们的第 2 层解决方案的同构性。这就是真实的，理论上的无限可扩展性。
灵活性是可扩展性和增长的关键
Hydra的总体概念是提供适用于 Cardano 的开创性第 2 层可扩展性解决方案，这是一种能够支持智能合约的基于 UTXO 的第三代区块链。 Hydra 将降低成本，同时提高吞吐量和维护安全性。
Hydra复制了主链的功能，同时最大限度地减少了用户的摩擦，但仍然允许在第 2 层具有不同的费用/成本结构和时间限制的灵活性。任何成功的生态系统都会平衡所有用户的需求。我们希望这个生态系统能够满足个人消费者、企业、专业人士以及越来越多的 DApp 及其开发人员的需求。
通过 Alonzo 硬分叉，卡尔达诺将开始作为智能合约平台的新旅程，启用 Hydra 等技术，这反过来将显着提高卡尔达诺的可扩展性，从而进一步提高其采用率。
在 9 月 25 日至 26 日举行的 2021 年卡尔达诺峰会上，我们将更多地讨论 Hydra、其迄今为止的进展以及未来的目标。确保你加入我们！您可能还想查看此视频解说。
Matthias Benkort、Arnaud Bailly 和 Fernando Sanchez 也为这篇文章做出了贡献。
原文链接：Hydra – Cardano’s solution for ultimate Layer 2 scalability - IOHK Blog