加载中…
个人资料
区块链的作坊
区块链的作坊
  • 博客等级:
  • 博客积分:0
  • 博客访问:30,883
  • 关注人气:9
  • 获赠金笔:0支
  • 赠出金笔:0支
  • 荣誉徽章:
相关博文
推荐博文
谁看过这篇博文
加载中…
正文 字体大小:

比特币扩容问题

(2018-09-02 10:09:59)
标签:

杂谈

区块链

比特币

       比特币扩容问题从其诞生之日起就已存在。按照最初设计,比特币每个区块大小为1M字节,能够包含的交易3000笔左右,一个区块的产生时间为10分钟,所以比特币网络平均每秒钟可以处理的交易数量大概在5笔左右。这种处理速度对于现实中频繁的小额微支付而言,显然不够实用。况且这还是理论值,实际上在网络拥堵的情况下,一笔交易的确认可能需要数小时。比特币的设计目标是作为电子货币建立点对点的支付系统。所以如何提高交易效率,实现可靠、快捷、低成本的支付是推动比特币发展必然要解决的问题,比特币扩容问题正源于此。

一、解决方式 

     从问题出发,自然会想到的一个解决问题的方向就是调整区块尺寸,使其每次能够处理更多的交易,从而提升交易效率。这种思路容易理解,所以也得到社区、矿工、交易所、用户等各方的普遍认可。沿着这个思路,各方也提出了多个不同的方案。比如很多的改进建议BIP100、BIP102、BIP101、BIP109、BIP103、BIP105、BIP106、BIP141、BIP148、BIP91等等,具体实现方案也很多,比如香港共识、纽约共识、Segwit2x等等。虽然这么纷繁复杂,其实思路都是一样,分歧只是在于扩容到多大尺寸合适、一次性还是逐步扩大、什么时间点或区块高度实施等具体问题,即便是稍有创意的隔离见证,也只是把签名数据从区块中剥离出来,间接的增大了区块能够容纳交易数据的空间,本质上仍是一种尺寸调整的思路。

       一个全新的思路于2015年2月由约瑟夫·朴恩 (Joseph Poon)和萨帝厄斯·追亚(Thaddeus Dryja)提出——闪电网络。它引起了比特币技术社区相当的兴奋,因为这个构想允许近乎即时的任意方之间的比特币支付,同时又如此忠实于比特币的原始设计理念。它的基本思路就是在比特币主链之外构建一个快捷安全的交易网络,每一笔交易不再像原来那样必须提交到主链由矿工计算确认,而是经过签名后暂时在闪电网络中记账,经历多次交易直到一方需要关闭双方交易通道时,再提交矿工计算确认并在主链上记账。这种思路是在向解决问题根本的方向上行进,但是现实困难重重。

二、两种思路比较

      1.关于尺寸扩容

    事物的两面性决定了,优点明显时,其缺点也会同样明显。对比特币尺寸扩容的优点:

  • 简单,容易实施,甚至改个参数,换几行代码即可,成本低。
  • 不会对某一方的利益造成大的损害。
  • 能够有效缓解网络拥堵。

    缺点:

  • 治标不治本,突破不了10分钟出块时间,无法实现即时交易。
  • 区块尺寸多大合适,比较模糊,因为这个概念是动态变化的。
  • 很容易造成比特币分叉,有硬分叉,也有软分叉,现在己经有了很多比特币的分叉币,比如比特币现金(BCH)、比特币黄金(BTG)、比特币钻石(BCD)等等。
  • 安全性会降低。分叉币支持的总算力不高,而且容易集中,所以更容易出现51%攻击。
    对各方的影响不同:
  • 不影响矿工的利益,这种方案多由矿工提出。
  • 交易所可以选择上不上分叉币,利益上没有直接影响
  • 对用户而言快捷、可靠、低费用是刚需,至于如何改进,并不太关心。
  • 反应最强烈的应该是比特币的开发者,因为它违背了开发者的信仰,违反了比特币的初衷,也会导致越来越中心化。
     2.关于闪电网络
     闪电网络的构想与比特币理念相一致,受到开发者青睐,其优点:
  • 真正实现点对点即时支付,不管今后交易数量如何增长。
  • 不影响比特币主链,不造成分叉。
  • 符合去中心化思想,闪电网络也是去中心化。
  • 交易费用低,甚至为零。    
     缺点:
  • 实现的难度很大,需要解决的问题很多。
  • 对矿工的利益影响很大,很难得到矿工支持。    
      最后学习一下闪电网络的基本原理 。

三、闪电网络

      1.什么是闪电网络

      顾名思义,像闪电一样快速、瞬间出现或消失的网络。什么快,交易快,尤其是大量高频的小额支付。基于什么网络,基于跟比特币同样的网络-P2P公共网络。

      2.技术原理 

     闪电网络的技术原理简单,技术实现却非常复杂。关键技术有二:可恢复的序列成熟度合同(RSMC)、哈希时间锁合同(HTLC)。名词让人晕菜,直白的讲RSMC就是如何建立、关闭支付通道,HTLC就是如何最后结算。

      RSMC(Recoverable Sequence Maturity Contract)定义了双向微支付通道的工作方式。步骤如下:

      第一步要建立双向 支付通道,一般使用专用钱包软件实现;

      第二步往通道存储一部分资金,可以双方提供,也可以由发方提供,资金存放在通道中;

      之后双方即可以相互支付交易了,通道中的资金状态根据双方支付交易不断变化,这些交易变化要经过双方签名和时间戳,所以是防抵赖和篡改的,且双方总额不变。

        初始状态:(Alice:0.5BTC,Bob:0.5BTC),如果Bob向Alice支付0.1BTC,则状态如下:

        最新状态:(Alice:0.6BTC,Bob:0.4BTC),如果......,则状态如下:

         ........。

      如果一方要结算提取资金,就要关闭通道,由发起方将通道中的最后资金状态提交区块链,如果对方没有异议,则交易经过矿工“挖矿”后记录在区块链上。如果一切顺利,这种支付交易方式非常完美。然而现实中存在很多挑战。下面说说存在问题及解决方法。

       (1)防止欺诈。如果发起方提交的资金状态并非最终状态,在一段时间内,对方可以提出更新的资金状态,一旦提交的状态更新,则作为惩罚,发起方(欺诈方)的资金全部归对方所有。

       (2)防止频繁开通、关闭通道。建立支付通道需要时间成本和经济成本,所以更鼓励大家持久使用已建立通道。为了防止通道频繁建立,闪电网络规定主动提出关闭通道的一方将缴纳一定费用。

       HTLC(Hashed Timelock Contract)比RSMC更加复杂,实现了有条件支付。举个例子:

       始状态:(Alice:0.5BTC,Bob:0.5BTC),如果Bob在特定条件下向Alice支付0.1BTC,则状态如下:

        最新状态:(如果Alice在时间T1前向Bob提供一个符合条件哈希值则Alice增加0.1BTC,如果Alice在时间T1前向Bob提供一个符合条件哈希值则Bob减少0.1BTC)。

         ........。

        其他方面HTLC原理与RSMC相同。

        3.支付通道 

        支付通道是闪电网络的主要内容。通道建立可以直接是点对点的,更多的可能中间要经过多个中转节点实现,网络中任何点都可以提供中转服务,但中转服务有一定的要求:需要时时在线、需要一定的处理能力。因此这些中转节点逐步可能走向大型化、集中化,这些中转节点相互连接构成了闪电网络的主干网络,因为提供了方便快捷的服务,所以这些节点也会收取一定的费用,但费用很低。目前像这样的节点已经有3000多个。

        4.闪电网络进展

        2017年1月,第一个闪电网络落地——lnd ,以alpha版本发布。因此,闪电网络本身已经“正式”进入了“alpha阶段”:来自全球的开发者首次受邀尝试该技术,而Lightning Labs将继续帮助测试和改进代码。这个alpha阶段反过来导致越来越多的开发人员在lnd和其他Lightning实现之上构建应用程序。

        2017年夏天,Blocksteam宣布在比特币主网完成了第一笔交易。11月,Lightning Labs实现首次跨区块交易 :莱特币到比特币。12月,一位开发商Alex Bosworth与付费处理器Bitrefill之间建立通道实现了第一笔真实的支付交易:支付电话费。

        当前的闪电网络节点数量已经突破3000个,比特币容量达到100BTC。尽管如此,闪电网络目前还处于测试阶段,尚未真正商用,目前使用闪电网络的大多还是技术人员。



 

0

阅读 评论 收藏 转载 喜欢 打印举报/Report
  • 评论加载中,请稍候...
发评论

    发评论

    以上网友发言只代表其个人观点,不代表新浪网的观点或立场。

      

    新浪BLOG意见反馈留言板 电话:4000520066 提示音后按1键(按当地市话标准计费) 欢迎批评指正

    新浪简介 | About Sina | 广告服务 | 联系我们 | 招聘信息 | 网站律师 | SINA English | 会员注册 | 产品答疑

    新浪公司 版权所有