每天五分鐘,玩轉區塊鏈(15):區塊鏈技術中的擴展

目前比特幣和以太網絡,其TPS的低下,讓其發展受限,比如比特幣的TPS只有7,以太坊只有20,完全不能滿足商用。那怎麼去解決這些問題呢,我們下面講述幾個提高其實用性的技術。

擴容方案:

比特幣本身的區塊只有1M大小,使其每塊能容納的交易量很少,是限制其TPS的一個關鍵。為此比特幣專家們提出過很多擴容方案,2015年提出了BIP100和BIP101,引起了很多爭論,主要的擴容方案有幾種:1.進行“隔離見證”並擴容區塊大小;2.僅“隔離見證”;3.僅擴容區塊。

可以看出除擴展區塊大小外,有個“隔離見證”方案。在比特幣交易數據結構中,是通過發起者簽署自己的UTXO(未花費交易輸出),然後填寫接受者地址形成的。在比特幣中每一條交易事務都進行了一次哈希計算,被哈希內容是整個事務的數據。但是數據合法性見證其實只需要使用一次簽名就好了,用完基本作廢。所以“隔離見證”的思想是將重複的簽名信息和實際的交易信息分離,為交易信息區塊騰出大量位置。

閃電網絡:

閃電網絡的主要思想很簡單--將大量的小額交易放在比特幣區塊鏈之外進行,只把關鍵環節上鍊。閃電網絡引入了智能合約的思想,核心概念有2個,RSMC和HTLC。

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RSMC即“可撤銷的順序成熟度合同”,也就是資金池模式。什麼意思呢,交易雙方都預存同等份額到一個“微支付通道”裡,默認雙方同等分配,每次交易都需要雙方確認新的分配方案,同時簽名廢除掉之前的分配方案,直到某一方需要提現的時候,才將交易結果上鍊。

HTLC也是提供了微支付通道的實現,全名叫“哈希的帶時鐘合約”,其比RSMC更復雜也更靈活。即通過智能合約來設定限時轉賬,雙方約定同時凍結一筆資產,提供一個哈希值。在一段時間內有人向這個智能合約提出這個字符串,則這筆錢轉給提出方。

側鏈:

側鏈協議允許不同鏈之間的資產互轉。通過雙向掛鉤的方式,讓兩鏈之間資產同步。

每天五分鐘,玩轉區塊鏈(15):區塊鏈技術中的擴展

雙向掛鉤(2WP)允許將比特幣從比特幣區塊鏈轉移到輔助區塊鏈,反之亦然。“轉移”實際上是一種錯覺:比特幣其實並沒有轉移,但在比特幣區塊鏈上被暫時鎖定,而同時在輔助區塊鏈上有相同數量的等價令牌被解鎖。當等量的令牌在輔助區塊鏈上被再次鎖定時,原先的比特幣就會被解鎖。這實質上就是雙向掛鉤所要實現的功能。在下圖我們可以看到,BTC鎖定後,在側鏈進行對應解鎖,若要返回到比特幣主鏈,則側鏈進行鎖定。

子鏈:

什麼是子鏈呢?子鏈指的是在主鏈的平臺上派生出來的具有獨立功能的區塊鏈,可以定義自己的共識方式和執行模塊。這些子鏈不能單獨存在,必須通過主鏈提供的基礎設施才能運行,並且免費獲得主鏈的全部用戶。子鏈在免費獲得主鏈全部用戶的同時,其安全性也受主鏈保護。不同於側鏈與主鏈的平行運行,子鏈與主鏈母子同心共體,單獨攻擊子鏈毫無作用。

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單一區塊鏈上解決分片是一個比較非常困難的問題。採用子鏈則可能完美地解決了分片。對於一個智能合約來講,把它部署為一個子鏈,只在子鏈內部保存合約內部的狀態,不需要把合約應用特定的信息存儲在公鏈上,大大緩解主鏈的存儲壓力,同時,通過子鏈實現高並行性的處理,極大地緩解了主鏈的處理瓶頸。

以上為部分區塊鏈技術中的擴展技術,歡迎加入一起討論。


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