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石墨烯技術壓縮率高達99.9%,BCH的擴容之路穩健進行中

對于具有支付功能的加密貨币而言,達到Visa或Mastercard等主要支付網絡的水平是一種理想。想要實現這個理想,大規模擴容是必須經曆的過程。目前的擴容方法主要有兩種:鍊上擴容和鍊下擴容。不過,目前無論是直接進行大規模鍊上擴容還是鍊下擴容,都還沒有達到非常理想的效果。

  鍊下擴容

最為出名的鍊下擴容方案莫過于比特币采用的“閃電網絡”。雖然閃電網絡确實解決了一部分因為鍊上限制而造成的交易擁堵問題,但是閃電網絡并不是最好的解決方案。未來随着交易量的增加,閃電網絡很可能會出現由于鍊上限制而導緻的鍊下擴展容量的限制。

根據Bitcoin Unlimited研究員Peter Rizun的說法,由于Lightning通道需要預留足夠的費用來支付通道關閉的鍊上網絡費用,因此鍊上費用的突然飙升可能導緻許多通道有效的可用餘額降至零或以下。理論上這可能會引發多米諾骨牌效應,導緻更多通道被關閉,以便在收費上漲導緻資金入不抵債之前抽走資金。收費上漲反過來又會造成更多的擁堵,甚至更高的收費,可能會導緻閃電網絡的大部分癱瘓。

  鍊上擴容

鍊上擴容又分為直接進行大規模的鍊上擴容和循序漸進式的鍊上擴容。

Bitcoin SV是一條專門用于大規模鍊上擴容的鍊。它從一開始就試圖擴容到128MB,甚至是2GB,無區塊上限。但是它也用自己的親身經曆證明了直接進行大規模的鍊上擴容是不可取的一種方式。

      北京時間 2019 年 4 月 18 日 21 點- 22 點期間,BSV的主網發生了高達 6 個區塊的深度重組(區塊高度578640–578645)。據了解,它經曆了大容量區塊未能徹底傳播的問題。其中一些問題導緻了區塊重組,當部分網絡還沒有完全同步整條鍊時,幾個完整的交易塊又被更長的鍊覆蓋了。這說明不做任何技術上的改進直接進行大規模的鍊上擴容也是不可行的。

BCH作為大區塊的代表,在其路線圖上也将大規模的鍊上擴容作為重點的開發工作。不過,它采取的則是循序漸進是的鍊上擴容。因為在擴容的過程中會遇到很多問題,如區塊壓縮、區塊傳播、内存池同步、區塊驗證等。為了更好的解決區塊壓縮問題,BCH推出了xthinner和石墨烯這兩個優秀的技術。

前段時間,我們提到了Xthinner的新進展:Xthinner已經應用于BCH主網,并且壓縮率達到99.54%。而在昨天,石墨烯塊傳播背後的研究團隊發布了石墨烯中期報告,展示了石墨烯技術的最新開發進度。

在最近一篇Reddit的文章中,馬薩諸塞大學的研究團隊與Bitcoin Unlimited團隊一起發布了他們的研究的最新信息,并将該報告做了簡單的總結:

     “在過去的六個月裡,我們在馬薩諸塞州立大學的團隊(與 Bitcoin Unlimited團隊合作)一直緻力于對石墨烯協議的各種改進,我們稱之為”石墨烯v2“。該項目分為兩個階段。第 1 階段引入了各種安全性和性能的改進,而第 2 階段實現了故障恢複和mempool同步。”目前第 1 階段即将完成,第 2 階段預計将在未來一兩個月内開始。所以發布“石墨烯中期報告”報告項目的進展。

該報告的中的一些要點:

與Compact一樣,Graphene現在使用SipHash對交易ID進行編碼,并在發送方和接收方之間共享唯一密鑰,這極大地降低了交易沖突攻擊的風險。

石墨烯區塊的故障率已大幅降低; 平均每天隻有不到 1 個區塊無法解碼。

各種計算優化已經将石墨烯塊的編碼和解碼時間減少了至少30%。

通過利用CTOR,删除了交易排序信息,進一步提高石墨烯的壓縮率。

該報告包括在主網上運行 500 多個連續塊的測試。在該測試期間,遇到了 2 次解碼失敗,被迫 4 次請求丢失交易。總體平均壓縮率為0.995。對于具有超過 1000 筆交易的區塊,平均壓縮率為0.998。包含 2545 筆交易的最大塊的壓縮率為0.999。

 

  所有區塊和超過1K交易的壓縮率統計信息

 

  壓縮率随區塊中的交易數量而變化的圖表

從上圖可以看出,石墨烯技術在面對含有大量交易的大區塊時,壓縮率有明顯的優勢,而在面對含有少量交易的小區塊的時候,壓縮率的表現是不太理想的。

不過,Xthinner的開發者Jonathan Toomim表示:“在具有包含大量mempool交易的區塊上,Graphene将比Xthinner具有顯着的壓縮優勢。Xthinner根本不能低于10.75bits/tx ( 500 字節交易大約99.725%),但在這些理想情況下,石墨烯可以降至約2bits/tx(高達99.9%或更高)。另一方面,Xthinner旨在能夠确定性地和可靠地解決錯誤,無論錯誤有多少。如果mempool desync達到20%,Xthinner仍然能夠以大約70%的壓縮率處理該區塊。我懷疑石墨烯在這種情況下會完全失敗。我認為Xthinner在小區塊上的表現比石墨烯好。無論區塊中的交易數量如何,Xthinner的編碼大小約為 12-16bits/tx,每個區塊的開銷僅為大約 20 個字節。”因此可以說在區塊壓縮和傳播方面,石墨烯技術和Xthinner是相互補充的。

不管是石墨烯技術還是Xthinner技術都為BCH在未來的擴容中更好的解決區塊傳播和同步的問題。這些技術的推出也使得BCH的擴容之路走的更加穩健。大規模的擴容并不是一蹴而就的,BCH正在通過努力更加安全和長久的解決這一問題,這也将對其他的币種有一定的借鑒意義。

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