波思路实验室联合创始人：扩容能力是区块链面临的最大问题

“对于区块链来讲，最大的挑战是它的扩容能力，关于这一点我不需要说服各位来相信，因为这显然是区块链面临的最大挑战。如果不解决扩容能力的话，区块链的发展也会受到一些局限。”

9月16日，在2019上海区块链国际周Demo day的现场，波思路实验室联合创始人兼首席架构师 Aleksandar Kuzmanovic提出区块链行业面临的最大挑战是扩容问题，就该主题介绍了扩容问题的重要性，并分享了通过区块分发网络压缩区块的策略来解决扩容难题。PANews作为合作媒体在现场进行报道。

Aleksandar Kuzmanovic认为，扩容能力是区块链面临的最大挑战。区块链作为一个网络基础架构，如果不能解决扩容能力的话，区块链应用落地到现实生活将受到局限。

据Aleksandar Kuzmanovic提出一种提高区块链扩容能力的方法，即区块链分发网络——将区块压缩后分发。在对等网络中，通过区块链分发网络更好了解交易信息，并对交易进行标识，将交易标识符的容量从540字节降到了4字节。

同样，Aleksandar Kuzmanovic还提出通过直通路由对网络设备进行优化，能进一步提高区块链扩容能力。直通路由使得节点同时接收这些区块信息，可以大大降低传播时间，并且可以避免许多环节出现的问题。此前，在波思路和以太坊合作的测试中，应用了波思路服务器，将这一想法付诸实践，最终结果显示区块链广播提速已将高达50%。

以下是演讲内容：

非常高兴看到这样多的观众，首先简单介绍一下我自己。我依然是区块链这方面的专家，我是来自于西北大学计算机系的教授。主要是关注于网络以及计算机网络，因为我所关注的计算机网络的问题，以及关于区块链的扩容性问题，我开始进行这方面的研究。同时我还关注于网络中立，我创建了谷歌M实验室。同时还创建了其他一些企业，但波思路是我创建的第一家区块链公司。

对于区块链来讲，最大的挑战是它的扩容能力，关于这一点我不需要说服各位来相信，因为这显然是区块链面临的最大挑战。如果不解决扩容能力的话，区块链的发展也会受到一些局限。这里我列出来的是不同的项目，每秒进行的交易量。以太坊是每秒10次，看一下美国的信用卡的每秒交易量，可以达到5000次每秒。当然这不包括世界其他国家，美国的汽车加油可以达到450次，还有自动贩卖机每秒交易量可以达到1000次。还有机器跟机器之间的通信，它的每秒交易可以达到5万次。每一次提到区块链，这是一个非常酷的技术，但是应用到现实世界中似乎还是有一些差距。区块链是一个网络基础架构，希望使得所有区块链的应用最终得意实现。

首先跟大家分享一下如何来计算扩容能力。这里举一个简单例子，相信大家都是专家，很容易理解这个例子。通过这个例子，看一下扩容能力如何计算，区块链系统单笔交易是540字节。假设有一个区块链可以在每10分钟生成1兆大小的区块大家做一个简单的计算，可以把1兆除以540字节，可以得出来1900笔交易。也就是10分钟是1900笔交易，每秒是3笔交易。这样可以计算出来交易的数量，通过这个简单的例子，我们可以思考一下如何增加每秒的交易数量。

最重要的参数就是每10分钟产生1兆大小的区块，如果可以增加区块大小，或者减少生成1兆大小区块的时间，就可以提高交易频次。为什么不能做到每10秒钟生成300兆大小的区块呢？如果每10秒钟生成300兆大小的区块，可有一些问题需要解决。传播30M区块的时候，耗时20分钟，这也可以解决一些问题。人们会问，这个事如何发生呢？现在已经是21世纪了，为什么要传播30M的区块，耗时要20分钟呢？大家会怀疑到网络协议。接下来我举一些例子，看看如何实现这样的挑战或者刚刚提出来的问题。

比如说有一个人非常幸运挖到了这样的区块，把这个区块发布到不同的矿工节点中，可以通过对等的网络进行传输。我们所面临的情况，一个矿工在中国，一个矿工在美国，一个矿工在澳洲，对于区块链来讲这样对等的网络有一些问题。比如一旦从一个节点发另外一个节点，会产生一些不同的节点。由于它是通过不从的网络来连接的，这是我们讲的对等网络所产生的问题。所以这里有一些软的链接，从一个节点传输到另一个节点，需要经过很多中间节点，所以任何节点都会产生一些问题。比如要把这个数据从这个节点传输到另外一个节点，这个节点又要传输给其他节点，这种情况下传输的缺陷就会大概率发生。还有矿工没有对他们的节点进行很好的配置，也会产生一些问题。大家就会问，是什么出错了呢？在整个过程中有成千上万个节点，所以任何一个节点都会产一问题，我们提出来的方法是如何提高区块链的扩容能力。我们称之为区块链分发网络，这个区块链的分发网络可以更好地了解区块链上信息，一旦获得了交易信号，对交易进行标识，通过这样的标识就不能发送整个的交易，我们只需要把这个交易的标识符进行发送。所以这种情况下交易标识符的容量从540字节降到了4字节。

另外我们发送的不是整个区块，而是对这个区块进行了压缩。比如一个30M字节的区块，可以压缩到222字节。通过这种技术，可以实现较快的区块链的数。这种情况下就不需要发送30M大小的区块，只需要发送它的压缩区块，与其把这样的比较大的文件在网络上进行传输，还不如把它进行压缩。

我们对网络设备进行了一些优化，这里所提到的就是直通路由。通过直通路由，大家可以看到左边是一个节点，右边是另外一个节点，中间是路由。区块从一个矿工发到另外一个矿工的时候，通过直通路由可以减少传播时间。在整个过程中，在1号节点和波思路服务器之间的传播，可能会出现一定的延时。但是在整个区块被接收到之前，我们把信息传播给了其他节点。可能1好节点还没有完全发出整个区块的信号，但是在另外一端上，其他节点已经开始接受这样的区块。

与其通过1万个中间途径，导致一些问题，还不如通过广播层来减少广播时间。另外一点，可以避免许多环节出现的问题。比如通过波思路服务器，使得节点同时接收这些区块信息。所有的节点没有跟彼此之间进行相互链接，在一种情况下，其中的一个矿工或者一个节点不工作，也不会影响到其他节点或者矿工，因为它所提供的是波思路服务器。这是非常不错的想法，我跟一些学术界的人进行了交流，他们都认为这是一个非常不错的解决方案。所以我们花了一年的时间把这个想法最终付诸实践，也就是我们跟一些平台进行了这样的合作，进行这样的测试。我们通过比特币现金BCH的测试，BCH可以产生大区块，我们希望通过测试它的区块，看我们的方法是否可行。通过这样的测试，发现对于32M的区块，广播速度可以提高20倍。还有交易池的同步也获得了很大的提速，还有分叉、复原，分叉也可以快速地解决。所有这一切，说明的大区块是可行的。

我们进行了一些自己的测试，这是结合了互联网上500个节点，我们也是获得了非常好的测试结果。我们做的第二项测试，大约是在一周前完成，是一个挖矿测试，是跟以太坊合作的。我们做了类似于BCH的测试，这是一个真实的测试，测试结果显示区块广播提速高达50%。想象一下50%的提速，会给我们带来哪些好处呢？以太坊区块比较小，短的区块可以提高广播传送，比如可以达到200毫秒的传播速度。这种情况下对于以太坊来讲，它就可以提高燃气的上限，这样的操作方案也更安全。另外是今天早上刚听到，听说燃气上限已经提高，所以我们相信这会进一步提高以太坊的扩容能力。

中立性对于区块链来讲，是一个非常重要的特质。时间有限，我没有办法进行详述，这是我自己研究的一个领域。一旦你有了一非常大的网络基础设施，把它放到区块链的生态系统中，这样的基础设施就可以变得更加强大。如果说管理员不喜欢这样的交易、或者这样的区域，许多情况下这样的网络会变得越来越强大，能够发取这样的信息。我们从一开始就了解到了这一点，波思路设计原则是中立性。哪怕网络管理员决定要发布或者阻止一些信息，都不会办法成功，这就是我们的中立性。所有信息都是经过加密的，这种情况下网络的管理员也没有办法对这个信息进行详细地了解。

我们如何帮助矿工进行更好的收益呢？矿工可以更早获取信息，以及区块信息。对于他们来讲，不需要任何费用。对于波思路的设计逻辑而言，区块链的用户是最大的受益者，我们可以看到手续费可以下降100倍。通过这个模型可以看到99.9%的好处，都带给了用户和矿工。