如何內行地評價公鏈 | 從真正的不可能三角談起_TPS:SHARD

最近幾期，Conflux計劃推出一系列的科普文章，從一些簡單的技術原理開始，幫助大家辨別一些項目宣傳的概念中，哪些概念是可能實現的，哪些概念如果要實現，是需要有妥協的。在第一期，我們從區塊鏈的“不可能三角”談起，談一談如果要追求極致的效率，究竟要犧牲什么。目前在區塊鏈媒體中，有一個流傳很廣的概念叫“不可能三角”，即效率、安全、去中心化三者不可并存。和“不可能三角”出現同樣頻繁的概念，是“不可能三角”被公鏈某個項目打破。在一些媒體宣傳Conflux的時候，也曾經使用過這個說法。不過，Conflux從未在官方宣稱“打破不可能三角”，我們認為這并不是一個嚴謹的概念。只能說，這個概念被提出來的時候，還沒有人把這三件事情同時做好，并沒有人通過嚴謹的分析證明它不可能。今天，我們來介紹另一個不可能三角。無論一個區塊鏈是公有鏈還是聯盟鏈，是PoW還是PoS,是采用中本聰共識還是BFT還是其他的什么方式，都繞不開它。這個不可能三角包括三個目標。1.全部節點同步與驗證

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在公鏈網絡中，公鏈網絡的正確性與安全性依賴于一些節點的背書。例如，在比特幣或以太坊中，根據協議，每一個礦工挖出區塊時，要保證新區塊和歷史上的每一個區塊每筆交易都是正確的。也就是說，比特幣礦工出塊時，在為之前所有的區塊進行正確性背書。在EOS中，超級節點通過簽名對區塊的正確性背書。我們這里稱為“參與共識的節點”。“全部節點同步與驗證”要求每一個被確認的交易，都得到過所有參與共識的節點的同步與驗證。這個目標是和安全相關的。我們想象一個場景，有一個人想通過偽造無效簽名，制造非法交易，盜走你的資產。如果只有一小部分參與共識的節點同步和驗證了這個交易，而其他節點不同步這個交易，直接采信那一小部分節點的判斷結果。如果這樣的話，將一筆非法交易混入交易歷史的可能性，就會高于每個參與共識的節點都進行同步和驗證。二者的安全性是不一樣的。2.超高吞吐率

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最終確認交易的平均吞吐率超過11000TPS稱之為超高吞吐率。3.低帶寬要求

對于每一個參與共識的節點，網絡帶寬的最低配置要求不高于20Mbps(2.5MB/s)。這個目標是和去中心化相關的，參與的門檻越低，能參與共識的人就越多，越有利于去中心化。以上就是這個不可能三角的三個目標。原因理解起來也很簡單，如果一個節點只有20Mbps的帶寬，那么每秒只能下載2.5MB的數據，大約是10000筆交易。如果網絡中最終確認交易的平均吞吐率超過11000TPS,這個只有20Mbps帶寬的節點是沒有能力同步和驗證每一筆交易的。那么面對這個困難，做出取舍的方案又有哪些呢？1.放棄全節點同步與驗證在這些方案中，Sharding是一個很著名的解決方案。Sharding方案的大體思路是，整個區塊鏈在邏輯上分出若干個Shard,將沒有關聯、互不沖突的交易分到不同的Shard中去,每個Shard由一部分礦工負責同步和驗證。對于礦工來說，不需要為其他Shard中的交易正確性負責。Sharding方案是一個提高吞吐率的思路，但這個思路犧牲了一部分的安全性。畢竟，如果有一個人想通過偽造簽名，制造非法交易盜竊你的資產，全網中每一個節點都幫你防范非法交易，和只有一小部分節點幫你防范非法交易，二者的安全程度是不同的。不過，對于只是存個零花錢的賬戶地址，相對于安全性，可能用戶對交易成本更敏感。所以這一方向是非常有探索價值的。但如果用Sharding方案下的TPS和別人全節點同步與驗證下的TPS比，就很不科學了。另外一個思路是，通過零知識證明或可驗證計算等密碼學工具，允許一個節點不必同步每一個交易，只需要同步區塊頭及一些密碼學的元素，也可以驗證一個區塊的MerkleRoot是正確的。當然，這個思路上有很多坑需要去解決，如果有機會，我們會寫一篇文章展開討論一下。2.放棄高TPS這里的放棄高TPS，是指在現有的網絡條件下，放棄10000TPS以上的吞吐率。Conflux保留了去中心化和安全性，就需要保留全節點同步與驗證和低帶寬要求，以實現家用網絡條件也可以當礦工，每一筆交易都得到了每一個礦工的驗證。如果要保留這兩點，效率是有天花板的。3.低帶寬要求在一些共識機制中，普通用戶不參與對交易的同步與驗證，而是通過一些方式選出少數特殊的節點來進行共識。這時，我們可以假設每一個參選的節點都準備了足夠的計算機資源，例如更好的CPU,更大的硬盤,更大的網絡帶寬。這時，也就沒必要將“最低配置要求”設的很低了。下一次，如果您看到一個項目聲稱大于10000TPS，甚至是喊出無限可擴展的口號時，您就需要來看一下在這個不可能三角中，它放棄了哪一角。是放棄了第一點還是第三點？如果是放棄第一點，項目是采用了Sharding方案？還是做出了其他的修改？這種修改會不會帶來安全性問題，如何解決？如果是放棄第三點，高TPS是否基于更高的網絡帶寬要求？還是說在網絡帶寬無限的條件下無限可擴展？順便推薦一下我們的線下活動～在本期ConfluxMeetup，我們為大家邀請到了ConfluxCTO伍鳴、Conflux研究總監楊光、TOPNetworkCo-founder&CEOSteveWei來一起聊一聊《下一代公鏈和DApps生態前景》。點擊報名

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如何讓比特幣的尸體飄過:財新專欄作家王立仁今日發文，盡快讓比特幣的尸體飄過來的方法核心點就在于影響其交易過程和記賬過程，從而破壞對比特幣系統的信任。他還論述了7大攻擊比特幣的方法：花錢硬碰硬的算力攻擊（Brute Attack）、巧取通訊環節（SmartAttack）、攻擊記賬系統、攻擊代碼、攻擊法幣與數字貨幣的通道、路由分割（RoutingSplitting）攻擊和直接硬分叉。[2017/12/4]

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