“對於區塊鏈來講,最大的挑戰是它的擴容能力,關於這一點我不需要說服各位來相信,因為這顯然是區塊鏈面臨的最大挑戰。如果不解決擴容能力的話,區塊鏈的發展也會受到一些局限。”
9月16日,在2019上海區塊鏈國際週Demo day的現場,波思路實驗室聯合創始人兼首席架構師Aleksandar Kuzmanovic提出區塊鏈行業面臨的最大挑戰是擴容問題,就該主題介紹了擴容問題的重要性,並分享了通過區塊分發網絡壓縮區塊的策略來解決擴容難題。 PANews作為合作媒體在現場進行報導。
Aleksandar Kuzmanovic認為,擴容能力是區塊鏈面臨的最大挑戰。區塊鏈作為一個網絡基礎架構,如果不能解決擴容能力的話,區塊鏈應用落地到現實生活將受到局限。
據Aleksandar Kuzmanovic提出一種提高區塊鏈擴容能力的方法,即區塊鏈分發網絡——將區塊壓縮後分發。在對等網絡中,通過區塊鏈分發網絡更好了解交易信息,並對交易進行標識,將交易標識符的容量從540字節降到了4字節。
同樣,Aleksandar Kuzmanovic還提出通過直通路由對網絡設備進行優化,能進一步提高區塊鏈擴容能力。直通路由使得節點同時接收這些區塊信息,可以大大降低傳播時間,並且可以避免許多環節出現的問題。此前,在波思路和以太坊合作的測試中,應用了波思路服務器,將這一想法付諸實踐,最終結果顯示區塊鏈廣播提速已將高達50%。
以下是演講內容:
非常高興看到這樣多的觀眾,首先簡單介紹一下我自己。我依然是區塊鏈這方面的專家,我是來自於西北大學計算機系的教授。主要是關注於網絡以及計算機網絡,因為我所關注的計算機網絡的問題,以及關於區塊鏈的擴容性問題,我開始進行這方面的研究。同時我還關注於網絡中立,我創建了谷歌M實驗室。同時還創建了其他一些企業,但波思路是我創建的第一家區塊鏈公司。
對於區塊鏈來講,最大的挑戰是它的擴容能力,關於這一點我不需要說服各位來相信,因為這顯然是區塊鏈面臨的最大挑戰。如果不解決擴容能力的話,區塊鏈的發展也會受到一些局限。這裡我列出來的是不同的項目,每秒進行的交易量。以太坊是每秒10次,看一下美國的信用卡的每秒交易量,可以達到5000次每秒。當然這不包括世界其他國家,美國的汽車加油可以達到450次,還有自動販賣機每秒交易量可以達到1000次。還有機器跟機器之間的通信,它的每秒交易可以達到5萬次。每一次提到區塊鏈,這是一個非常酷的技術,但是應用到現實世界中似乎還是有一些差距。區塊鍊是一個網絡基礎架構,希望使得所有區塊鏈的應用最終得意實現。
首先跟大家分享一下如何來計算擴容能力。這裡舉一個簡單例子,相信大家都是專家,很容易理解這個例子。通過這個例子,看一下擴容能力如何計算,區塊鏈系統單筆交易是540字節。假設有一個區塊鏈可以在每10分鐘生成1兆大小的區塊大家做一個簡單的計算,可以把1兆除以540字節,可以得出來1900筆交易。也就是10分鐘是1900筆交易,每秒是3筆交易。這樣可以計算出來交易的數量,通過這個簡單的例子,我們可以思考一下如何增加每秒的交易數量。
最重要的參數就是每10分鐘產生1兆大小的區塊,如果可以增加區塊大小,或者減少生成1兆大小區塊的時間,就可以提高交易頻次。為什麼不能做到每10秒鐘生成300兆大小的區塊呢?如果每10秒鐘生成300兆大小的區塊,可有一些問題需要解決。傳播30M區塊的時候,耗時20分鐘,這也可以解決一些問題。人們會問,這個事如何發生呢?現在已經是21世紀了,為什麼要傳播30M的區塊,耗時要20分鐘呢?大家會懷疑到網絡協議。接下來我舉一些例子,看看如何實現這樣的挑戰或者剛剛提出來的問題。
比如說有一個人非常幸運挖到了這樣的區塊,把這個區塊發佈到不同的礦工節點中,可以通過對等的網絡進行傳輸。我們所面臨的情況,一個礦工在中國,一個礦工在美國,一個礦工在澳洲,對於區塊鏈來講這樣對等的網絡有一些問題。比如一旦從一個節點發另外一個節點,會產生一些不同的節點。由於它是通過不從的網絡來連接的,這是我們講的對等網絡所產生的問題。所以這裡有一些軟的鏈接,從一個節點傳輸到另一個節點,需要經過很多中間節點,所以任何節點都會產生一些問題。比如要把這個數據從這個節點傳輸到另外一個節點,這個節點又要傳輸給其他節點,這種情況下傳輸的缺陷就會大概率發生。還有礦工沒有對他們的節點進行很好的配置,也會產生一些問題。大家就會問,是什麼出錯了呢?在整個過程中有成千上萬個節點,所以任何一個節點都會產一問題,我們提出來的方法是如何提高區塊鏈的擴容能力。我們稱之為區塊鏈分發網絡,這個區塊鏈的分發網絡可以更好地了解區塊鏈上信息,一旦獲得了交易信號,對交易進行標識,通過這樣的標識就不能發送整個的交易,我們只需要把這個交易的標識符進行發送。所以這種情況下交易標識符的容量從540字節降到了4字節。
另外我們發送的不是整個區塊,而是對這個區塊進行了壓縮。比如一個30M字節的區塊,可以壓縮到222字節。通過這種技術,可以實現較快的區塊鏈的數。這種情況下就不需要發送30M大小的區塊,只需要發送它的壓縮區塊,與其把這樣的比較大的文件在網絡上進行傳輸,還不如把它進行壓縮。
我們對網絡設備進行了一些優化,這裡所提到的就是直通路由。通過直通路由,大家可以看到左邊是一個節點,右邊是另外一個節點,中間是路由。區塊從一個礦工發到另外一個礦工的時候,通過直通路由可以減少傳播時間。在整個過程中,在1號節點和波思路服務器之間的傳播,可能會出現一定的延時。但是在整個區塊被接收到之前,我們把信息傳播給了其他節點。可能1好節點還沒有完全發出整個區塊的信號,但是在另外一端上,其他節點已經開始接受這樣的區塊。
與其通過1萬個中間途徑,導致一些問題,還不如通過廣播層來減少廣播時間。另外一點,可以避免許多環節出現的問題。比如通過波思路服務器,使得節點同時接收這些區塊信息。所有的節點沒有跟彼此之間進行相互鏈接,在一種情況下,其中的一個礦工或者一個節點不工作,也不會影響到其他節點或者礦工,因為它所提供的是波思路服務器。這是非常不錯的想法,我跟一些學術界的人進行了交流,他們都認為這是一個非常不錯的解決方案。所以我們花了一年的時間把這個想法最終付諸實踐,也就是我們跟一些平台進行了這樣的合作,進行這樣的測試。我們通過比特幣現金BCH的測試,BCH可以產生大區塊,我們希望通過測試它的區塊,看我們的方法是否可行。通過這樣的測試,發現對於32M的區塊,廣播速度可以提高20倍。還有交易池的同步也獲得了很大的提速,還有分叉、復原,分叉也可以快速地解決。所有這一切,說明的大區塊是可行的。
我們進行了一些自己的測試,這是結合了互聯網上500個節點,我們也是獲得了非常好的測試結果。我們做的第二項測試,大約是在一周前完成,是一個挖礦測試,是跟以太坊合作的。我們做了類似於BCH的測試,這是一個真實的測試,測試結果顯示區塊廣播提速高達50% 。想像一下50%的提速,會給我們帶來哪些好處呢?以太坊區塊比較小,短的區塊可以提高廣播傳送,比如可以達到200毫秒的傳播速度。這種情況下對於以太坊來講,它就可以提高燃氣的上限,這樣的操作方案也更安全。另外是今天早上剛聽到,聽說燃氣上限已經提高,所以我們相信這會進一步提高以太坊的擴容能力。
中立性對於區塊鏈來講,是一個非常重要的特質。時間有限,我沒有辦法進行詳述,這是我自己研究的一個領域。一旦你有了一非常大的網絡基礎設施,把它放到區塊鏈的生態系統中,這樣的基礎設施就可以變得更加強大。如果說管理員不喜歡這樣的交易、或者這樣的區域,許多情況下這樣的網絡會變得越來越強大,能夠發取這樣的信息。我們從一開始就了解到了這一點,波思路設計原則是中立性。哪怕網絡管理員決定要發布或者阻止一些信息,都不會辦法成功,這就是我們的中立性。所有信息都是經過加密的,這種情況下網絡的管理員也沒有辦法對這個信息進行詳細地了解。
我們如何幫助礦工進行更好的收益呢?礦工可以更早獲取信息,以及區塊信息。對於他們來講,不需要任何費用。對於波思路的設計邏輯而言,區塊鏈的用戶是最大的受益者,我們可以看到手續費可以下降100倍。通過這個模型可以看到99.9%的好處,都帶給了用戶和礦工。