区块链最大的难题和不同解决方案的剖析_区块链:比特币

编者按:本文来自巴比特,星球日报经授权转载。目前区块链平台最大的问题,可以用一个简单的类比来说明:二十一世纪初,互联网的速度非常缓慢。当时如果你有一个博客,用户要访问它既费时又费钱。人们注意到这个问题,但同时也认识到了互联网的用处。为了解决此问题,很多人努力改进互联网的基础设施和设计。与此同时,人们还构建了更强大的硬件来运行这些互联网的设施。由于这些改进,互联网变得更快,访问成本变得更低。以前,开发人员们只能创建单个网页。但现在,开发者可以在改进的基础设施上建立像脸谱网、谷歌和Twitter这样的网站。所有这些都是可能的,因为互联网的速度和容量得到了极大提升。区块链技术也面临着类似的问题——缓慢而昂贵。许多区块链公司都致力于构建可扩容的基础设施,从而使区块链平台在未来成为主流。一旦那一天到来,人们不仅可以使用区块链进行支付,还可以在其之上构建类似于谷歌和脸书的应用程序。区块链和扩容能力问题

深圳市龙华区将以区块链等为支撑建设数字经济先行区:近日,“深圳市龙华区区块链孵化器”、“深圳市龙华区数字经济产业协会”揭牌成立。龙华区与深圳腾讯数字经济、道一信息技术、趣链科技、德方智链等12家区块链孵化器企业进行签约。接下来,龙华将抢抓“双区建设”和“数字经济”重大历史发展机遇,坚持以数字产业化、产业数字化、治理数字化、数字价值化为主线,以人工智能、区块链等技术为支撑,大力培育数字经济产业新技术、新业态、新模式,积极拓展应用市场,完善产业生态,着力提升数字经济发展能级,全面建设数字经济先行区。(深圳新闻网)[2021/4/12 20:09:00]

现在假设你在同一个火车站,但这次还有另外一百人个想坐这列火车。火车来了,售票员看了看人群,说:“付钱最多的10个人可以上火车。”你因为赶时间,所以你就付了一大笔钱买票上火车。由于区块链平台的吞吐量低,交易费用不断上升。例如,一笔10美元的交易在拥挤的区块链平台上很可能需要支付2美元的交易费用。因此,缓慢和高成本是互联网上的主流交易往区块链平台上迁移的巨大障碍。提升扩容能力

币星联合创始人邱道长:今年必定出现基于区块链链改的大规模应用落地:据币星官方称:“根据我们今年对政策的观察,央行数字货币以及相关应用已经得到大部分改善并且开始进行实地测试,为接下来的发展奠定了市场基础。另外,DCEP与蚂蚁区块链正式推出开放联盟链,DCEP钱包、ATM机以及第三方相关支付同步内测,进一步为企业解决流动性和信息交流效率方面提供了基础解决方案。另外,全国30多个省开始将区块链列入政府行政工作重要指导,全国开始迎来区块链基础建设大潮。根据我们币星商学院对今年政府政策的分析,这一波机会一定是留给有区块链应用基础的团队。

根据我们的经验,市场流动性、信任机制及点对点工作效率问题仍是所有企业需要迫切解决的。根据今年区块链的大趋势和合规发展方向,区块链链改以及落地应用将会是国家和市场基础设施建设下针对市场需求迸发出的新一波机会和红利。接下来币星团队将致力于协助企业嵌入区块链机制,用我们丰富专业的经验协助企业和团队建立区块链链改基础,完成区块链改造和升级。”[2020/4/22]

为了提升区块链平台的主流接受度,这些平台需要进行扩容。区块链公司们为此提出了几种解决方案。1.增加区块大小

声音 | 单志广:区块链服务网络BSN顶层设计要点1基1核7性:12月1日消息,今日上午,首届区块链服务网络(BSN)合作伙伴大会在杭州召开。国家信息中心信息化和产业发展部主任单志广介绍了区块链服务网络BSN,介绍了BSN顶层设计要点:1基1核7性。1基:以联盟链架构为基础;1核:以支撑智慧城市和数字经济为核心;7性:开放性、公用性、扩展性、开源性、多门户、低成本自主性。[2019/12/1]

第一种最直接的方法是增加区块大小。回到火车类比,这意味着将火车的容量从10人增加到20人。这样,火车就可以在特定时间内运送更多的乘客,减少车站的拥挤。比特币当前的区块大小1MB,提高到2MB可以使其每秒处理量增加一倍。区块越大,每秒处理量就越高。但这在实践中是有问题的,假设你将块大小从1MB增加到1GB,当你创建块时,必须将其传送给网络中的其他人,而网络无法快速处理庞大的文件。就像你使用电子邮件,当你上传一个大文件时,邮箱会不接受。这就是增加区块大小的毛病,不能超越某个临界点,所以这种解决方案的能力是有限的。2.链下解决方案

动态 | NEM区块链风头部门投资加密储蓄平台Vimba:据cryptoninjas报道,NEM区块链风头部门投资加密储蓄平台Vimba,Vimba在未来几个月或将扩展至澳大利亚、爱尔兰、荷兰和德国。[2019/3/5]

第二种可能性是链下解决方案,比如比特币的闪电网络,以太坊的雷电网络,和Neo的本体网络。在当前的情况下,每次交易处理,都必须得到网络中每个节点的验证。例如,你想在一个月时间里每天从一个特定的咖啡店买一杯咖啡,咖啡的价格是1美元,但在网络上每天交易1美元是非常昂贵的,你不想为1美元的交易而拥挤整个网络。因此你和咖啡馆老板签了一个合同。合同规定,你每天都要付象征1美元的通证作为咖啡费。你向网络发送一笔交易来标记合同的开始,30天后再发送一笔交易来标志该合同的结束,合同结束后,咖啡馆老板可以在网络上把这30个通证交换为30美元。因为这些是在区块链网络之外发生的私人协议,所以它们被称为链下解决方案。这种交易系统的缺点是,整个过程都集中在托管这些链下交易的服务器上,这些链下网络也是黑箱,其透明性和安全性是值得怀疑的。3.代理共识协议

现场 | PsEx联合创始人Leo:区块链的发展需要在政府监管框架下运行:由江原道政府、韩国数字货币研究院(KDC)主办的“区块链平昌论坛2019(Blockchain Pyeongchang Forum,BPF 2019)”?于2019年1月28~29日在平昌冬奥会举办地阿尔卑西亚会展大厅成功举行。会议期间,Leo作为受邀嘉宾,发表了“拥抱监管,砥砺前行”的主题讲话。他表示,区块链和数字货币的发展,需要在政府监管,法律框架下运行。Leo表示:“区块链技术是一只鸟,抓在手里会死掉,放在森林里会失控,只有在鸟笼里自由自在飞翔才是最安全的。政府的监管就是鸟笼,它也是保证区块链长久稳定的必然选择。”[2019/1/29]

目前区块链网络上的处理速度是非常慢的,因为网络中的每个节点都必须参与处理。如果网络中有一千个节点,那么一千个节点都必须参与处理网络中的每笔交易。如果一个社区里有1000个人,每个人都必须达成一致,过程不仅漫长,而且会非常混乱。相反,如果你从社区中选出10名代表,任命他们为社区的管理员,让这10个人投票,达成共识会更快和更容易。类似的,您可以委托一组节点来运行协议并在事务上达成一致,代理节点的共识将代表社区的共识。大多数可扩容的区块链项目都采用这种协议。为了进入治理联盟,社区成员必须登记兴趣并通过测试。如果他们成功通过,将被授予加入治理联盟的权证并运行共识协议。4.分片技术

分片技术是一种把网络分割成碎片的链上扩容方案,但分片不是数据库领域中的新概念。分片技术将大型数据库分成更小、更快、更易于管理的部分,称为数据碎片。为了展示它的工作原理,现在假设你有一个包含五个步骤的问题。

想象你在一个班级里有10个学生可以帮你这个问题,而且这个问题可以分成5个并行的步骤。于是你把班级分成5组,每组两人,每组解决一个子任务。

如果把比特币网络比作一个教室,学生们必须自己解决每一步的问题,这要花费长得多的时间,而且每个参与者的负担也要大得多。但是使用网络分片技术,如果你有10000个节点,通过工作量证明过程,它们将被随机分为10组,每个组被称为一个分片。每个分片处理一组不同的数据,并得出小组内一致同意的答案。然后,各分片将这些数据的摘要报告提交给一个名为目录服务委员会的分片,由它来统筹不同分片的数据摘要,并将它们组合起来形成一个更大的数据集,称为最终区块,最终区块的数据又会被返回所有分片。从上面的分析可以看到,分片技术是一种去中心化的、安全的链上扩容方案,具有线性的扩容能力——也就是说,节点越多,得到的吞吐量就越大。分片技术有两种类型:网络分片和状态分片,以太坊正在开发的技术是状态分片。两种技术的不同之处在于,在网络分片中,不是每个节点都必须处理每条信息,但是每个节点都必须存储网络中其它分片的信息;如果使用状态分片,每个节点都只存储它们自己处理过的信息子集,虽然这减少了每个节点的负担,但分片之间的互通会变得复杂。分片技术的缺点是设计和部署的复杂性

部署一个简单版本的分片很容易,但是要正确且安全地运行很难,这就是为什么现在很少的团队研究它。与最简单的解决方案相比较,增加区块容量只需调整一个参数——区块大小,然后吞吐量就增加了。但是当引入分片技术时,需要考虑的事情就非常多。如何合理地划分小组成员?如何分配任务?所有这些都给系统带来了复杂性。但如果做得正确,系统将是分布式的、安全的,并且有线性的扩容能力。带宽和存储容量是所有的扩容方案的通病

对于比特币和以太坊这些的区块链平台来说,这个问题还不严重,因为它们的吞吐量很低。比特币和以太坊每秒处理10笔交易,按目前的速度,一年内的所有交易数据将达到几GB。但是,当我们每天处理数亿笔交易时,数据就会爆棚。为了存储所有这些数据,我们必须找到更好的存储解决方案,这不是网络分片可以直接解决的。

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