了解公鏈,先從共識機制和擴容方案開始區(qū)塊鏈
現(xiàn)有的公鏈共識機制和擴容方案
說起公鏈大家都不陌生,有別于私有鏈和聯(lián)盟鏈,公鏈對所有人開放,任何人都可以參與。
在區(qū)塊鏈的發(fā)展歷程中,公鏈作為發(fā)展的基礎(chǔ),就像一個城市的基礎(chǔ)設(shè)施,只有基礎(chǔ)完善,上層建筑才能更為堅固,也因為公鏈在區(qū)塊鏈發(fā)展中的關(guān)鍵地位,從而成為各大項目爭相搶奪的版塊。
目前公鏈的技術(shù)水平很難滿足大規(guī)模的商業(yè)應(yīng)用,主要原因是受制于去中心化的影響,在安全與效率問題上出現(xiàn)了很多分歧,也因此出現(xiàn)了不同的共識機制。
共識機制
所謂共識機制,就是需要大家達成共識,通過投票的形式,在一定時間內(nèi)完成對交易的驗證和確認(rèn)。這個驗證確認(rèn)的時間長短,主要取決于節(jié)點達成共識的快慢。
目前公鏈項目選擇的共識機制,主要有四種:POW(工作量證明)、POS(權(quán)益證明)、DPOS(委托權(quán)益證明)、BFT(拜占庭容錯)。下面對主流共識算法進行簡單介紹。
1.POW
用一句話來形容POW就是干的越多,得到的越多。一般來說,電腦的性能越好,挖礦收益也會越多。整個驗證的過程完全依賴數(shù)學(xué)計算,每次驗證和確認(rèn)都需要全網(wǎng)一同參與。
典型代表:BTC(比特幣)、LTC(萊特幣)、BCH(比特幣現(xiàn)金)。
優(yōu)點:
1)完全去中心化;
2)尋找隨機數(shù)這樣的算法簡單,比較容易實現(xiàn);
3)安全性高,犯錯成本很高,需要控制全網(wǎng)算力的50%以上才會威脅到項目的安全;
缺點:
1)需要大量的硬件設(shè)備維持和大量的電力資源;
2)性能比較低,處理交易效率慢,區(qū)塊的確認(rèn)共識達成的周期較長(10分鐘);
3)當(dāng)產(chǎn)生分歧時,容易分叉;
2.POS
一句話形容POS機制就是擁有越多,獲得越多。這種共識機制通過計算你持有占總幣數(shù)的百分比,包括你占有幣數(shù)的時間來決定記賬權(quán)。
典型代表:ETH(以太坊)、ADA(艾達幣)。
優(yōu)點:
相較于POW,在一定程度上減少了資源浪費,同時性能也得到了一定程度的提高;
缺點:
1)挖礦的本質(zhì)不變,還是會浪費資源,同時要通過持有代幣來挖礦,存在被莊家炒作的可能;
2)極端情況下會帶來中心化的結(jié)果,造成貧富差距擴大;
3.DPOS
DPOS本質(zhì)上與POS差別不大,只是在POS的基礎(chǔ)上選舉出幾個節(jié)點代為進行驗證和記賬,有些類似中國的“人民代表大會”制度。社區(qū)選擇少數(shù)可以代表的人,這些人代表整個社區(qū)去做投票記賬。
典型代表:TRON(波場)、EOS(柚子)。
優(yōu)點:
因為大部分節(jié)點不直接參與記賬,所以可以達到秒級交易驗證;
缺點:
為了更高的性能,對去中心化做出了適當(dāng)?shù)耐讌f(xié),這就導(dǎo)致這個游戲可能會淪為幾個人的游戲;
4.BFT
拜占庭容錯共識源于一個著名數(shù)學(xué)問題——拜占庭將軍問題。因為在POS和POW共識中,參與記賬的節(jié)點存在作惡的可能,節(jié)點驗證時間被拖慢,為了更快的達成共識,使用拜占庭容錯,從而使得即便存在作惡節(jié)點,好的節(jié)點也能通過拜占庭容錯達成共識。
拜占庭容錯共識后續(xù)還演變出PBFT(實用拜占庭容錯)和DBFT(授權(quán)拜占庭容錯算法)。
典型代表:NEO(小蟻)。
優(yōu)點:
大大提高了達成共識的效率,處理速度基本達到了商用要求;
缺點:
當(dāng)有1/3或以上記賬人停止工作后,系統(tǒng)將無法提供服務(wù);
以上是主流的共識機制,公鏈的選擇也基本上是這幾種,或者是在此基礎(chǔ)上進行改進。
擴容方案
隨著公鏈上生態(tài)的不斷發(fā)展,后續(xù)暴露出一個致命問題,主鏈上的運行能力無法滿足了,網(wǎng)絡(luò)擁堵苦不堪言。類似北京市的擁堵問題,曾經(jīng)政府設(shè)計人口容量是1500萬人,如今早已突破2000萬,那么針對擁堵問題,該怎么解決呢?
目前針對公鏈的解決方案大概有以下幾種。
1.分片
分片,顧名思義,就是分而治之,通過將鏈上的交易切割成多個碎片,將這些碎片分配給不同的區(qū)域節(jié)點來進行驗證和確認(rèn)。
在分片的基礎(chǔ)上,又演化出了狀態(tài)分片、網(wǎng)絡(luò)分片、交易分片,實現(xiàn)難度也依次遞減。
典型代表:ETH(以太坊)、ZIL。
2.區(qū)塊擴容
區(qū)塊擴容是最為簡單直接的擴容方式,比特幣一個區(qū)塊的大小容量只有1MB,通過將其容量擴大,可以承載更多的交易數(shù)。
就像春運的動車,最多容納500個人,但是外面還有500人在等待,通過再增加一列動車,那么排隊的人也就可以上車了,排隊時間自然也就變短了。
典型代表:BTC(比特幣)。
3.側(cè)鏈
側(cè)鏈?zhǔn)窍鄬τ谥麈湺缘模磺袨橹麈溙峁┲С只蛘叻?wù)的網(wǎng)絡(luò)都可以叫做側(cè)鏈。
因為主鏈上會運行各種各樣的應(yīng)用,拿支付來說,當(dāng)主鏈效率低下,不能滿足支付的技術(shù)需求時,可以通過開發(fā)側(cè)鏈,將這部分應(yīng)用直接遷移到側(cè)鏈上,從而為其他應(yīng)用騰出空間。
典型代表:LOOM(僵尸)。
以上就是關(guān)于公鏈擴容方案的介紹,對于公鏈來說,目前還處于蠻荒之地,還處于談概念的階段,誰也不能說就絕對比誰好。距離出現(xiàn)殺手級公鏈還有很長的一段路要走。
但是好在,目前的項目都處于市場經(jīng)濟之下,市場作為監(jiān)管公鏈發(fā)展的第三只手,起到了篩選的作用,好的項目和好的技術(shù)會留下來,然后通過市場運營宣傳,讓更多的人知道,從而獲得更多的資源,這個篩選的過程,最終將會產(chǎn)生真正的第一公鏈,屆時,區(qū)塊鏈將迎來第二個爆發(fā)點,高新技術(shù)惠及生活也會很快讓大眾感受到,讓我們拭目以待。
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