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15:区块链技术中的扩展

目前比特币和以太网络,其TPS的低下,让其发展受限,比如比特币的TPS只有7,以太坊只有20,完全不能满足商用。那怎么去解决这些问题呢,我们下面讲述几个提高其实用性的技术。

扩容方案: 比特币本身的区块只有1M大小,使其每块能容纳的交易量很少,是限制其TPS的一个关键。为此比特币专家们提出过很多扩容方案,2015年提出了BIP100和BIP101,引起了很多争论,主要的扩容方案有几种:1.进行“隔离见证”并扩容区块大小;2.仅“隔离见证”;3.仅扩容区块。

可以看出除扩展区块大小外,有个“隔离见证”方案。在比特币交易数据结构中,是通过发起者签署自己的UTXO(未花费交易输出),然后填写接受者地址形成的。在比特币中每一条交易事务都进行了一次哈希计算,被哈希内容是整个事务的数据。但是数据合法性见证其实只需要使用一次签名就好了,用完基本作废。所以“隔离见证”的思想是将重复的签名信息和实际的交易信息分离,为交易信息区块腾出大量位置。

闪电网络: 闪电网络的主要思想很简单--将大量的小额交易放在比特币区块链之外进行,只把关键环节上链。闪电网络引入了智能合约的思想,核心概念有2个,RSMC和HTLC。

RSMC即“可撤销的顺序成熟度合同”,也就是资金池模式。什么意思呢,交易双方都预存同等份额到一个“微支付通道”里,默认双方同等分配,每次交易都需要双方确认新的分配方案,同时签名废除掉之前的分配方案,直到某一方需要提现的时候,才将交易结果上链。

HTLC也是提供了微支付通道的实现,全名叫“哈希的带时钟合约”,其比RSMC更复杂也更灵活。即通过智能合约来设定限时转账,双方约定同时冻结一笔资产,提供一个哈希值。在一段时间内有人向这个智能合约提出这个字符串,则这笔钱转给提出方。

侧链: 侧链协议允许不同链之间的资产互转。通过双向挂钩的方式,让两链之间资产同步。

双向挂钩(2WP)允许将比特币从比特币区块链转移到辅助区块链,反之亦然。“转移”实际上是一种错觉:比特币其实并没有转移,但在比特币区块链上被暂时锁定,而同时在辅助区块链上有相同数量的等价令牌被解锁。当等量的令牌在辅助区块链上被再次锁定时,原先的比特币就会被解锁。这实质上就是双向挂钩所要实现的功能。在下图我们可以看到,BTC锁定后,在侧链进行对应解锁,若要返回到比特币主链,则侧链进行锁定。

子链: 什么是子链呢?子链指的是在主链的平台上派生出来的具有独立功能的区块链,可以定义自己的共识方式和执行模块。这些子链不能单独存在,必须通过主链提供的基础设施才能运行,并且免费获得主链的全部用户。子链在免费获得主链全部用户的同时,其安全性也受主链保护。不同于侧链与主链的平行运行,子链与主链母子同心共体,单独攻击子链毫无作用。

单一区块链上解决分片是一个比较非常困难的问题。采用子链则可能完美地解决了分片。对于一个智能合约来讲,把它部署为一个子链,只在子链内部保存合约内部的状态,不需要把合约应用特定的信息存储在公链上,大大缓解主链的存储压力,同时,通过子链实现高并行性的处理,极大地缓解了主链的处理瓶颈。

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