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区块链网络日益拥堵 如何解决扩容问题?

2018-12-11 11:27

来源: 通证通研究院

链上扩容方案网络层改进方案



(2)网络层改进方案

分片(Sharding)。分片是指将区块链分成不同部分,即多个分片,分片可以并行处理事务,从而提升了单位时间内处理交易的数量。假设网络存在1000个节点,将网络划分成10个分片(每分片100节点)。若1组分片能在一定时间内验证400笔交易,那10组分片便能在同样时间内验证4000笔交易。

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举例:超市里有100个收银员,但只有1个收银台,分片后增加9个收银台,每个收银台分别有10个收银员负责结账。

(3)共识层改进方案

包括拜占庭容错(BFT,Byzantine Fault Tolerance)类共识、非BFT类共识和混合共识(Hybird Consensus)。

1)BFT类共识。不同于非BFT类共识的间接达成共识(即参与者并非直接决定共识的具体内容),BFT类共识下,参与者通过投票决定共识内容直接达成共识,在参与者数量不是很多的情况下(一般BFT网络直接参与共识的节点在100个以内),TPS可以达到10000。

非BFT类共识下存在分叉可能,以btc为例,通常需要6个区块才能以很高的概率确认某个交易被网络确认,而在BFT共识下,达成一致的共识不会被丢弃,因此BFT的响应时间(交易从提出到被确认的时间)也明显优于非BFT类共识。BFT类共识的主要问题在于网络规模、容错率等方面。

2)非BFT类共识。通过降低共识算法复杂度和减少传播节点数量等方式减少验证时间、传播时间及形成共识时间,能够显著提升处理效率。

PoS(Proof of Stake,权益证明)。相比于PoW(Proof of Work,工作量证明),PoS以权益(持有通证数量×通证持有时间)代替算力决定区块记账权,减少了PoW工作量证明过程的能源消耗,在一定程度上解决了可扩展性问题。但是又带来了马太效应、记账激励、无利害关系攻击(Nothing-at-Stake attack)等新的问题。

DPoS(Delegeted Proof of Stake,委托权益证明)。DPoS在PoS的基础上将记账人的角色专业化,通证持有人通过权益选出多个授权代表(EOS有21个“超级节点”,Bitshares有101位代表,理论上单数节点均可),授权代表轮流记账。这种共识下效率得到了明显提升,但是牺牲了非中心化。

3)混合共识。顾名思义,混合共识指结合了多种方式的共识机制,如Casper采用了PoW+PoS,EOS采用了DPoS+BFT。

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